新建蘭渝高鐵線路走向方案研究

楊 暉

(陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院)，西安 710043)

1 項目概述

蘭渝高鐵貫穿甘肅、四川、重慶兩省一市，線路起于蘭州市蘭州站，終至重慶市重慶西站，線路全長約870 km。本線北接蘭新二線高鐵(速度250 km/h，預留350 km/h提速條件)，南抵渝貴高鐵(速度350 km/h)，是國家高鐵網中高鐵主通道的重要組成部分，將與既有蘭渝鐵路、在建蘭合以及擬建西寧至成都鐵路等共同架構西北至西南鐵路運輸體系。

2019年國家發改委發布《西部陸海新通道總體規劃》，推進西部大開發形成新格局的戰略通道，連接“一帶”和“一路”的陸海聯動通道，支撐西部地區參與國際經濟合作的陸海貿易通道，促進交通物流經濟深度融合的綜合運輸通道。

2018年10月重慶市交通委啟動蘭渝高鐵重慶段項目招投標工作，初步明確重慶段線路走向。本文對甘肅、四川、重慶全段進行綜合規劃研究。

鐵路選線是鐵路建設總攬全局的核心工作[1-4]，下面從經濟交通情況、客流預測、環保選線、地質選線、工程選線[5-6]、運輸組織及工程投資等方面進行全面論述。

2 經濟交通概況

2.1 區域經濟特征

蘭渝高鐵縱跨甘川渝三省(市)，區域國土面積為102萬km2，占全國總量的10.6%；2018年總人口14080萬人，占全國的10.1%；城鎮化水平54.3%，低于全國59.6%的平均水平；實現GDP總量69 287億元，占全國的7.7%；人均GDP 49211元，為全國平均水平的76.1%；三次產業結構比為9.7∶38.2∶52.1，呈現以三產強支撐的結構特征。

區域人口分布不均衡、城鎮化建設差異化：整體上，區域平均人口密度與城鎮化率均低于全國的平均水平，但三省市之間的發展差距較為突出，其中重慶地區相對領先、城鎮化進程快速推進，而四川、甘肅地區較為滯后，呈現局部不充分、整體不均衡的特征。研究區域現狀社會經濟指標見表1。

表1 研究區域現狀社會經濟指標

戰略保障基礎雄厚、經濟建設加快推進：區域地處西部大開發戰略核心區，也是絲綢之路經濟帶與長江經濟帶戰略對接區，國家戰略支撐力度大、帶動經濟快速發展，區域近5年經濟年均增速超過10%，是全國平均水平的1.4倍，經濟發展潛力逐步釋放。

2.2 區域鐵路概況(表2)

目前，區域已初步建成以蘭州、重慶、成都為中心，以隴海線、蘭新二線[7]、成渝線、西成線、滬漢蓉線、渝黔線等為主軸的鐵路網結構，路網總規模1.2萬km，占全國總量的9.4%，其中高鐵2 281 km；電化率高于全國平均水平。相較于中東部地區，尚存在路網密度偏低、標準普遍不高、空間布局不均衡等問題。

表2 區域鐵路網概況

從承擔運輸任務來看，2018年區域完成全社會客運量約為21.6人次，人均出行次數達到7.6次；其中鐵路承擔客運量占比13.1%，人均出行2次。貨運方面，鐵路承擔規模僅占4%左右。因此，鐵路市場份額偏低，競爭力略顯不足。

3 線路走向方案研究

本項目與蘭渝普速鐵路的分工明確，相關線網主要與西寧/蘭州—合作—成都鐵路[8]相關性大。沿線區域內建設通道[9]主要經濟據點有蘭州、定西、天水、隴南、漢中、廣元、巴中、綿陽、遂寧、南充、重慶等，根據區域內經濟據點及人口分布情況，結合沿線初步征詢意見，研究了經天水、漢中、巴中、南充東方案A1K，經天水、成縣、廣元、南充中方案AK，利用蘭州—合作—黃勝關規劃線經綿陽、遂寧、潼南西方案A2K，3個總體走向方案。

3.1 方案概述(圖1)

圖1 新建蘭渝高鐵線路走向方案示意

3.1.1 東方案A1K

線路從蘭州站引出，向東行進，經定西、天水、漢中、巴中、南充后，接入重慶西站，全線采用350 km/h標準。新建線路長929 km，其中橋梁長213.22 km，隧道長459.75 km，橋隧比重為72.44%，共設車站21座。運行時間約3.3 h，投資匡算約為1 506億元。

3.1.2 中方案AK

線路從蘭州站引出，經定西、天水后轉向南，經成縣、康縣、廣元、南充、接入重慶西站。全線采用350 km/h標準。新建線路總長869 km，其中橋梁長192.62 km，隧道長408.68 km，橋隧比重為69.19%，共設車站21座。運行時間約3.1 h，投資匡算約為1 410億元。

3.1.3 西方案A2K

蘭州經合作至川主寺段利用規劃蘭州至成都鐵路(川主寺至成都段，線下工程已完工)，充分利用規劃川主寺—綿陽—遂寧—重慶城際通道，新建黃勝關、綿陽、遂寧、重慶高鐵采用350 km/h標準，兼顧綿陽、遂寧、重慶城際功能。線路總長1 011 km，其中利用規劃線561 km，新建長度450 km，運行時間約5.1 h，投資匡算約720億元。

3.2 方案綜合比選

3.2.1 從客流條件分析

東方案主要經過蘭州、定西、天水、漢中、巴中、南充等市及甘谷、鳳縣、南江等縣，沿線人口密集，經濟相對較發達，吸引客流[10-11]條件好。

中方案主要經過蘭州、定西、天水、廣元、南充等市及臨洮、渭源、隴西、武山、甘谷、成縣、蒼溪、閬中、南部等縣，沿線人口分布相對略少，吸引客流條件較好。

西方案僅經過臨夏、合作、綿陽、遂寧等市及三臺、射洪等縣，沿線地廣人稀，吸引客流條件差。

客流條件分析[12]從表3可見，東方案最好，中方案次之，西方案最差。

表3 蘭渝高鐵近、遠期列車對數預測

3.2.2 從線路展線系數及運行時間方面分析

東方案因線路繞行漢中，建設長度為929 km，線路展線系數1.21，運行時間約3.3 h，運行時間較長。

中方案線路較為順直，建設長度869 km，線路展線系數1.13，運行時間最少，為3.1 h，節時效果明顯。

西方案因蘭州至川主寺段利用在建蘭合鐵路及規劃西成鐵路，新建線路長度最短，但因蘭合鐵路和西成鐵路繞行較遠，標準較低(200 km/h客貨共線)，運營長度1 011 km，線路展線系數為1.32，運行時間5.1 h，節時效果最差。

國鐵集團(原鐵路總公司)2018年發布《中國鐵路總公司發展和改革部促進鐵路建設可持續發展指導意見的實施細則》，文中明確規定“高速鐵路線路走向要服從國家規劃布局和整體利益，盡量順直，連接沿線重要大中城市，線路展線系數原則上不得大于1.1，大于1.1時應詳細說明原因。”

經綜合分析，中方案符合政策要求且節時效果明顯最優，東方案次之，西方案最差。

3.2.3 從環境影響方面分析

東方案從麥積山風景名勝區、張良廟—紫柏山省級風景名勝區外圍通過，且橫穿了米倉山國家森林公園，對環境影響較大，環境影響評價通過難度大。中方案線路雖以隧道形式穿雞峰山自然保護區的實驗區，對生態環境有一定影響，但線路繞避了其他環境敏感點[13]。西方案主要利用蘭合鐵路和西成鐵路，線路在射洪縣穿越花果山森林公園實驗區等，對環境有一定影響。具體穿越保護區名稱、等級和影響范圍見表4。

表4 蘭渝高鐵走向方案穿越環境敏感點關系

由表4可見，東方案橫穿秦嶺和米倉山脈，自然保護區數量多、等級高、長度長；中方案和西方案都僅穿越省級保護區實驗區1處，且長度較短。因此，從環保條件[14]分析，中方案和西方案較優，東方案相對較差。

3.2.4 從工程地質條件方面分析

東、中、西3個方案整體處于地質構造發育，地震等新構造活動強烈，不良地質發育，高-極高地應力狀態等特殊復雜地質背景下。

中方案地形起伏大，線路經過濕陷性黃土、第三系砂泥巖約180 km，元古界、志留系板巖、炭質板巖、千枚巖等高-極高地應軟巖較發育，地質構造復雜，線路多與構造線基本上大角度相交，受構造影響較小。該方案跨越蘭州—天水地震帶，受地震活動影響較大。

東方案地形起伏大，線路經過濕陷性黃土、第三系砂泥巖約210 km，通過高-極高地應力軟巖段落短，花崗巖、閃長巖等巖漿巖廣泛出露，地質構造較中、西方案簡單，地質構造線路多與構造線基本上大角度相交，受構造影響較小。該方案跨越蘭州—天水地震帶，受地震活動影響較大。

西方案川主寺至綿陽段，2008年汶川8.0級地震及2017年九寨溝7.0級地震均位于該區域，地震烈度等級較高，工程風險較大，建議進行繞避。

根據地質條件分析[15-16]，東方案地質條件優于中方案和西方案。

3.2.5 從運輸組織方面分析

3個方案均能充分利用既有設施，中方案和東方案在蘭州站接軌，西方案在蘭州西站西端接軌，去烏魯木齊和西寧方向存在折角運輸，需折角運輸19.1 km，運輸徑路不暢，中方案和東方案均從蘭州東側引入蘭州站，便于管理，運輸徑路順暢，運輸組織靈活。

3.2.6 從工程投資方面分析

東方案建設長度為929 km，工程投資匡算約1 506億元；中方案建設長度869 km，工程投資匡算約1 410億元；西方案建設長度450 km，工程投資約720億元。工程投資方面評價[10-11]詳見表5。

表5 走向方案主要工程數量及投資匡算

3.3 利用因素分析法進行方案評價

蘭渝高鐵線路走向方案從客流、展線系數、環保、地質、運輸條件、投資等因素分析，東、中、西3個方案各有優缺點，并不能有明確最優方案。本次采用因素分析法[17]，對于影響方案的各種不確定性進行分析評價[18]。

首先，對各個影響因素進行權重系數確定，經權變理論研究認為先要建立方案評價指標體系[19]，再通過熵值進行評價[11]，熵值較小，具有較大的權重值；反之，熵值越大，具有較小的權重值[20]。客流條件、地質條件及工程投資為主要影響因素，權重系數為一級指標；展線系數、環保條件、運輸條件為次要影響因素，權重系數為二級指標。具體權重指標占比系數分別為：客流條件0.2，展線系數0.1，環保條件0.1，地質條件0.2，運輸條件0.1，工程投資0.3。

其次，對線路走向方案分別按照比較要素進行打分，打分按統一原則進行，最優方案80～100分，較好方案70～80分，較差方案按60分進行打分。依據上文方案比選分析，并結合打分原則對3個走向方案各評價因素打分情況見表6。

最后按照各個因素的權重和各個方案不同影響因素得分情況進行綜合打分，各方案采用因素分析法綜合得分見表7。

表6 各方案影響因素打分

表7 各方案綜合得分匯總

由表7可見，中方案得分最高，東方案次之，西方案得分最低。東方案和西方案得分接近，本次研究依照因素分析法人為2個方案大體相當。中方案得分與另外2個方案有較大的分差，按因素分析法研究認為中方案為最優方案。

3.4 推薦意見

綜上所述，東方案雖吸引客流條件較好，地質條件較好，但是對環境影響較大，工程投資較多；西方案雖工程投資少，新建長度短，但吸引客流條件最差，通行時間最長。

中方案雖工程地質條件相對較差，但吸引客流條件較好，線路經過經濟據點多，對地方經濟發展的帶動作用大，旅行時間最少，對環境的影響相對較小，投資匡算比東方案少96億元。

此外，通過因素分析法評價認為中方案為最優方案。因此，經綜合分析，本次研究推薦中方案。

4 結語

鐵路選線是一項結合現狀交通及規劃和區域國民經濟發展狀況，并考慮區域地質、環保、運輸組織、工程投資等因素的總體性工作，綜合性強、科學性高、大局性強，是一項復雜的系統工程。

線路走向方案強調地質選線、環保選線、工程選線，綜合確定合理路徑及站位，統籌兼顧沿線各地市發展利益，并結合國鐵集團發布的高鐵選線原則，并通過因素分析法分析確定最終推薦方案。本文據此研究初步認為，蘭渝高鐵經天水、廣元、重慶走向方案AK最優。

蘭渝高鐵是國家西北至西南客運快捷主通道，北接蘭新二線高鐵，南抵渝貴高鐵，項目建設將有效減少西寧、蘭州前往重慶、貴陽、昆明方向旅行時間，是落實西部陸海新通道規劃的重要一環，社會經濟意義重大。