太錫鐵路藍錫段提速改造方案研究

林海波

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京 100055)

1 概述

太錫鐵路(太子城—錫林浩特)南起崇禮鐵路太子城站，途經張家口市崇禮區、張北縣、沽源縣，錫林郭勒盟正藍旗，北至錫林浩特市，線路全長386.5 km，其中太子城至正藍旗段線路長181.3 km(為新建線路)，利用既有錫多鐵路正藍旗至錫林浩特提速改造段長205.2 km。全線橋梁總長11.8 km/14座、隧道總長46.1 km/15座，橋隧比為14.98%。

本項目共設車站16座，其中新建車站4座，分別為崇禮站、戰海站、沽源站、塞北管理區站；改建既有車站9座，分別為黑城子站、正藍旗站、阿都呼都格站、桑根達來北站、烏日圖站、白音庫倫站、灰騰梁站、貝力克站、錫林浩特站；預留車站3座，為堡東溝站、西辛營站、小馬場站。

2 自然特征

2.1 地形地貌

沿線所經地貌單元主要為燕山中山區、壩上—蒙古高原、沖洪積平原區、渾善達克沙地。其中沖洪積平原區主要位于正藍旗及錫林浩特市附近，分別為閃電河和錫林郭勒河沖洪積平原，地形平坦，地勢開闊，高程為950～1 000 m，相對高差<50 m。

2.2 工程地質及水文地質

(1)地層巖性

沿線從新生界到古生界地層均有出露，本線第四系松散堆積層主要分布于西辛營至正藍旗段閃電河河谷階地及兩岸丘陵區、正藍旗及錫林浩特市附近沖洪積平原區、渾善達克沙地，以及山區河谷、丘間寬谷區；基巖主要出露于燕山中山區以及白音庫倫至錫林浩特段玄武巖臺地段。

(2)水文地質

沿線地表徑流主要有閃電河、洋河、清水河、小清水河、灰騰河、錫林郭勒河，沿線地下水受地形地貌、地層巖性、區域構造、古地理環境及氣象、水文等因素影響和制約，按含水介質及貯存條件劃分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩類。

2.3 風景區、自然保護區、文物古跡的影響

本項目所在地生態環境良好，分布有眾多環境敏感區，主要有渾善達克沙地柏自然保護區、錫林郭勒草原國家級自然保護區、河北壩上閃電河濕地公園、正藍旗上都河國家濕地公園、正藍旗桑根達來鎮飲用水水源保護區、金界壕以及元上都遺址、一棵樹水源地保護區等。

3 藍錫段提速改造方案研究

3.1 既有線概況

錫多鐵路錫桑段2002年8月建成通車，桑藍段2005年底建成通車；錫多線自2009年開始進行復線自閉擴能改造，其中錫桑段2011年9月完成復線自閉改造并開通運營，桑藍段復線2013年10月完成自閉改造并開通運營。

3.2 客貨運量預測

根據通道客貨運需求預測，太子城—崇禮段研究年度動車組對數(旺季)為近期25對/日、遠期35對/日、奧運期24對/日；崇禮—正藍旗段研究年度客車對數(旺季)為近期13對/日、遠期20對/日；正藍旗—錫林浩特段研究年度貨流密度為近期6 530萬t、遠期7 933萬t，貨車對數為近期61對/日，遠期68對/日，客車對數(旺季)為近期18對/日、遠期26對/日；正藍旗—錫林浩特段行車量共計近期79對/日，遠期94對。預測客貨運需求及研究年度行車量情況見表1。

表1 太子城—錫林浩特段客貨行車量

3.3 功能定位

目前，錫林郭勒盟進京通道為錫多、多豐鐵路和在建虎豐鐵路，技術標準低，能力緊張，不能滿足地區快速進京需要；與自治區首府呼和浩特主要通過錫多、集通、集包鐵路進行交流，旅行速度不高。本線的建設，對于構建錫林郭勒盟進京快速客運網絡，形成錫林郭勒盟與呼和浩特市快速客運通道，豐富和擴展京張鐵路作為內蒙古自治區進京主通道的功能，以及進一步形成內蒙古自治區東西向客運通道等具有重要意義。

3.4 能力適應性分析

根據本線客貨運需求預測，正藍旗至錫林浩特段研究年度貨流密度為近期5 775～6 530萬t、遠期6 714～7 933萬t，貨車對數為近期52～61對/日，遠期57～68對/日，客車對數(旺季)為近期14～18對/日、遠期21～26對/日，其中動車組列車對數為10對、16對，正藍旗至錫林浩特段行車量共計近期66～79對/日，遠期78～94對/日，既有錫多線研究年度能力可以滿足運量需求。

3.5 動車組列車與煤炭列車共線運行可行性分析

正藍旗—錫林浩特段既有桑錫、桑多線能力可以滿足研究年度通道客貨運輸需求。對既有桑錫、桑多線進行電化改造，采用動車組、普速客車與煤炭列車共線運行的運輸組織模式復雜，動車組列車需要降速運行；若采用客貨共線200 km/h的標準，受貨物列車共線運行的影響，車站道岔區的維護工作量較大。本段初近期動車組行車量較小(初期8對，近期10對)，借鑒漢丹線(武漢至襄陽)、包西線(包頭至延安)、達成線(成都到達州)等客貨共線區段已開行動車組的相關運營經驗，動車組列車在既有錫多線按160 km/h及以下速度運行在技術上基本可行。

3.6 提速改造方案比選

從功能定位及客貨運需求角度分析，本項目可以利用既有錫多線進行電化改造，或者新建一條單線客專。利用既有錫多線進行電化改造提速至200 km/h，雖運行時分最少，但改建量最大，線下工程利用率低，增加投資量較大，而且動車組列車與煤炭列車共線運行速度不宜超過160 km/h。因此，分別研究了現狀120 km/h電化方案、全線提速160 km/h方案、分段提速160 km/h方案；此外，為避免動車組列車與貨物列車共線運行產生的安全風險，根據客運量水平，分別研究了新建單線160 km/h方案、新建單線200 km/h方案。

(1)既有線概況

既有錫林浩特至正藍旗鐵路沿線設正藍旗、阿都呼都格、桑根達來北、烏日圖、白音庫倫、灰騰梁、貝力克、錫林浩特8個車站。正藍旗至白音庫倫段采用單機牽引，限坡為6‰，白音庫倫至錫林浩特采用雙機牽引，限坡為12‰，旅客列車設計行車速度為120 km/h，既有線線路平面特征見表2。

表2 既有線線路平面特征

(2)方案說明

①方案Ⅰ：現狀120 km/h電化方案

維持既有鐵路平、縱斷面條件，對其進行電氣化改造，同時對軌道和通信、信號、信息等站后設施進行適應性調整，動車組降速至120 km/h速度運行，該方案利用既有線長204.378 km。

②方案Ⅱ：全線提速160 km/h方案

在方案Ⅰ基礎上，對藍錫鐵路全線進行提速改造。正藍旗至輝騰梁提速至160 km/h，線路長153.027 km；其中下行線利用段長29.493 km、撥道段長68.650 km、雙繞地段長31.155 km、改建段長23.729 km；上行線利用段長68.596 km、撥道段長31.446 km、雙繞地段長31.155 km、改建段長21.829 km。輝騰梁至錫林浩特提速至160 km/h，線路長52.204 km，其中下行線利用段長2.370 km、撥道段長23.850 km、雙繞地段長20.884m、改建段長5.100 km；上行線利用段長26.170 km、雙繞地段長20.884 km、改建段長5.150 km。方案示意見圖1。

③方案Ⅲ：分段提速160 km/h方案

在方案Ⅱ基礎上，對既有藍錫鐵路按既有線平縱斷面特征、地形條件進行分段提速：對于地形條件較好，提速改造工程量較小地段采用160 km/h提速方案，對于地形起伏較大，改造工程量較大地段采用現狀電化方案。經對全線地形條件進行分析，正藍旗至輝騰梁段采用提速至160 km/h方案，輝騰梁至錫林浩特段采用現狀電化方案。方案示意見圖2。

圖1 全線提速160 km/h方案示意

圖2 利用既有線分段提速160 km/h方案示意

④方案Ⅳ：新建單線160 km/h方案

正藍旗至錫林浩特采用客貨分線，與既有鐵路通道并行新建單線運行動車組列車，新建長度190.01 km，沿線設正藍旗、阿都呼都格東、桑根達來南、烏日圖東、白音庫倫西、灰騰梁東、貝力克西、錫林浩特8個車站，最大坡度為30‰，設計行車速度為160 km/h。既有錫多線維持現狀(內燃鐵路)。方案示意見圖3。

圖3 新建單線160 km/h方案示意

⑤方案Ⅴ：新建單線200 km/h方案

在方案Ⅳ基礎上，對新建單線進一步加大半徑，同時對路基、橋梁、隧道線下設施和站后設備采用相應的200 km/h標準，新建線路188.16 km，沿線設正藍旗、阿都呼都格東、桑根達來南、烏日圖東、白音庫倫西、灰騰梁東、貝力克西、錫林浩特8個車站，最大坡度采用30‰。既有錫多線維持現狀(內燃鐵路)。

(3)主要工程投資比較

主要工程投資分析見表3。

(4)財務評價

各方案評價指標匯總見表4。

表3 主要工程投資比較

表4 評價指標

(5)方案分析和推薦意見

新建單線方案(方案Ⅳ與方案Ⅴ)可避免動車組列車與貨物列車共線運行產生的安全風險，但由于單線列車會讓運行，列車平均運行時間較長，工程投資最大，財務評價最差，不宜采用；現狀電化方案(方案Ⅰ)對既有線改造較少，工程投資最省，但與路網的速度目標值不匹配(速度目標值過低)，不宜采用；全段提速160 km/h方案(方案Ⅱ)較現狀120 km/h電化方案增加工程投資31.53億元，節省旅行時間37 min，節時比為0.85億元/min，該方案雖節約時間較多，但本線客貨運量水平較低，經濟效益較差，也不宜采用；分段提速160 km/h方案(方案Ⅲ)較現狀120 km/h電化方案增加工程投資僅14.97億元，但可節省旅行時間24 min，節時比為0.62億元/min，該方案增加投資較少，但節時效果明顯。因此，推薦采用分段提速至160 km/h方案(方案Ⅲ)，即正藍旗至輝騰梁提速改造至160 km/h、輝騰梁至錫林浩特維持現狀電化。

4 結束語

在多個研究比選方案中，現狀電化方案運行時分最長，與錫林浩特進京快速運輸的期望相差甚遠；全線提速160 km/h電化方案雖可節省運行時分37 min，但對既有線改動較大，工程投資較大，財務評價較差；從路網規劃布局看，蒙東地區至呼和浩特、北京間通道內缺乏快速客運通路，本項目應以建設錫林浩特至北京的快速客運通道為目標，盡可能減少運行時分，而分段提速160 km/h方案可節省運行時間24 min，并使得經濟效益和時間價值得到最大化的發揮。