天隴鐵路引入天水樞紐接軌方案研究

王志強

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司 線路運輸院，陜西 西安 710043)

1 概述

1.1 天水鐵路樞紐現狀

天水鐵路樞紐地處蘭州、西安、銀川3個省會城市之間聯系的軸心位置，目前其銜接隴海鐵路(連云港—蘭州)、天平鐵路(天水—平涼)[1]、寶蘭高速鐵路(寶雞—蘭州)共3條鐵路干線3個方向，天水鐵路樞紐總平面布置示意圖如圖1所示。樞紐共有車站12處，其中區段站1處，高速鐵路站2處，其他車站9處，其中天水站(天水直通場)為天平鐵路與隴海鐵路銜接的接軌站[2]。天水鐵路樞紐是隴東地區南北交流的聯結點，是甘肅東進西出的要沖，是陸橋通道的主要節點和客貨集散中心，在全國路網中發揮溝通南北、承東啟西的作用。隨著天水至隴南鐵路的引入，天水鐵路樞紐在全國路網中的地位和作用將進一步提升，成為西北西南地區資源運輸的重要中轉中心，“一帶一路”客貨交流的重要 節點。

圖1 天水鐵路樞紐總平面布置示意圖Fig.1 General layout of Tianshui railway hub

（1）樞紐內在建項目。天平鐵路至天水直通場上行疏解線工程，自天平正線上出岔設置線路所，新建線路所至天水直通場上行疏解線，該疏解線線路全長1.96 km。

（2）擬建及規劃項目。除天水至隴南鐵路外，天水鐵路樞紐還規劃有蘭州—天水—漢中高速鐵路、天平鐵路開行動車組列車等項目。①蘭州—天水—漢中高速鐵路。該項目規劃由蘭州西站引出，經臨洮、渭源、隴西地區后線路沿渭河經武山、甘谷至耤河河谷進入天水地區，后折向南進入陜西省境內，經略陽、勉縣最終進入漢中地區，線路全長約580 km。 ②天平鐵路開行動車組列車相關工程。該項目規劃對既有天平鐵路進行改造以滿足動車組開行要求，同時天水樞紐新建聯絡線工程實現動車組列車經天水南站聯通寶蘭高速鐵路。③天水鐵路綜合性貨場工程。天水鐵路綜合性貨場工程為中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱“國鐵集團”)規劃建設的區域性的二級鐵路物流節點之一，為天水市三陽川新區國際陸港規劃的重要組成部分，擬建于隴海鐵路以北，規劃天水市三陽川新區東南部，與三陽川車站呈縱列式布置。

天水至隴南鐵路(以下簡稱“天隴鐵路”)建成后，天水鐵路樞紐將形成以天水市為中心，隴海鐵路與寶蘭高速鐵路橫貫東西，天平鐵路、天隴鐵路貫穿南北共4條干線4個方向的十字形鐵路樞紐總圖格局。

1.2 天隴鐵路分析

天隴鐵路位于甘肅省東南部的天水、隴南兩市境內，線路自北從天平鐵路楊家碾站引出，途經天水市、成縣，南至隴南市，接入蘭渝鐵路(蘭州—重慶)隴南西站。線路呈南北走向，正線全長 208.207 km，為國鐵Ⅰ級單線鐵路，速度目標值 160 km/h， 新建橋梁 24.515 km共37座，新建隧道 162.618 km共25座，橋隧比89.88%。天隴鐵路作為甘肅鐵路網的重要組成部分，是西北西南區域通道的重要組成部分，是一條客貨兼顧、具有國土開發功能的區域路網干線鐵路。天隴鐵路也是建立隴東南煤炭基地外運通道的需要，有助于增強西部陸海通道向北輻射[3]， 構筑區域綜合交通體系[4]，推進蘭(成)渝經濟帶產業發展[5]， 促進隴東南區域合作，溝通南北經濟，為甘肅省參與國際國內產業分工合作、隴南加快承接區域產業轉移創造了良好條件。天隴鐵路引入天水樞紐，將進一步推進“一帶一路”建設，促進沿線經濟發展和旅游資源開發，助力地方精準扶貧脫貧，滿足沿線人民出行需求。

天隴鐵路為客貨共線鐵路。結合區域路網現狀、區域能源、礦產、旅游資源特點以及地方發展規劃，對天隴鐵路運量預測如下。

（1）客運量。天隴鐵路客運需求主要來自部分天水、平涼、慶陽地區與隴南地區城際交流以及銀川至川渝地區的通過客運量，客流構成主要是居民日常出行、勞務輸出和旅游客流。根據項目特點，結合路網構成和經濟發展形勢，預測天隴鐵路2030年、2035年、2045年日開行旅客列車總對數分別為3對、4對、6對。

（2）貨運量。本線貨運量主要由地方運量和通過運量構成。本區域的貨物輸出主要以鉛鋅礦、農副產品、板材、新型材料、磷肥等為主。天隴鐵路通過運量以其中天平鐵路與蘭渝鐵路交流為主。根據樞紐地方運量及通過運量的分析預測，2030年、2035年、2045年樞紐總運量分別為8 145萬t、9 232萬t、10 808萬t，通過運量分別為7 559萬t、8 458萬t、9 862萬t，分別占總運量的92.8%，91.6%，91.2%。

天隴鐵路區段貨物列車、旅客列車對數匯總表如表1所示。對比本線客貨流預測結果和天水鐵路樞紐內各站規模和通過能力可得出，天隴鐵路建成后初、近、遠期客貨運量均適應天水樞紐的通過能力，樞紐內無需新建車站[6]。

表1 天隴鐵路區段貨物列車、旅客列車對數匯總表 對/dTab.1 Number of freight and passenger trains in the Tianshui-Longnan railway section

2 天隴鐵路引入天水鐵路樞紐方案

天隴鐵路引入天水鐵路樞紐方案主要由正線接軌方案及聯絡線引入方案2部分組成。根據國鐵集團批復的可研審查意見，引入天水樞紐主要從天平鐵路楊家碾站接入。綜合考慮工程投資、不良地質避讓、環保要求、工程實施可行性，結合方案對既有線運營影響及運輸組織，對接軌方案進一步研究[7]，主要提出楊家碾經潘集寨設站方案、天水站設西端聯絡線方案及天平鐵路區間接軌方案；對聯絡線引入方案進一步研究，主要提出單線聯絡線方案和雙線聯絡線方案。

2.1 正線接軌方案

2.1.1 楊家碾經潘集寨設站方案

方案線路自天平鐵路楊家碾車站東側接軌，楊家碾車站改建后設4條到發線(含2條正線)。天隴正線自楊家碾站引出，在東柯河谷東側以隧道向南行進，而后跨越在建天莊高速，進入柏林村隧道，出洞后跨越社棠路、成紀大道、渭河和國道G316后進入天水東部水源地一級保護區，而后上跨寶蘭高速鐵路后至潘集寨設站，出站后繼續南下。楊家碾經潘集寨設站方案示意圖如圖2所示。

圖2 楊家碾經潘集寨設站方案示意圖Fig.2 Station establishment scheme of Yangjianian Railway Station via Panjizhai Railway Station

為滿足本線與天平鐵路形成的煤運通道跨線列車運輸需求，楊家碾車站北端咽喉跨線列車運行徑路采用18號道岔布置[8]。

為滿足隴南與天水方向地區的客貨交流，于本線潘集寨站引出設置本線至天水站聯絡線。天水方向端聯絡線連接天平鐵路疏解線線路所處，需要拆除改建既有天平鐵路線路所為交叉渡線，并拆除還建既有天平鐵路疏解線0.617 km。

考慮設置電分相的技術要求，聯絡線隴南端按引入潘集寨站設置，線路長度2.06 km。

該方案比較范圍線路正線全長16.3 km，配套修建隴南方向至天水站聯絡線2.06 km，橋梁長度 3.96 km，隧道長度11.95 km，橋隧比91.95%。

2.1.2 天水站設西端聯絡線方案

線路自楊家碾站西側新設到發線引出后與天平鐵路并行至倪家村，而后折向西南于畢家新村后進洞，繼續向西南方向行進至區府西路北側鐵西苑公交站北側山坡出洞，而后上跨區府西路，拆遷鐵西園小區一棟六層住宅樓后進入天水北貨場，穿越北貨場后進入寶蘭南院并有較大拆遷，隨后于隴海上行線北側新建道岔接入。

天隴正線自天平鐵路郭家坪隧道內正向引出后南下，之后走向線型與楊家碾經潘集寨設站方案相同。天平鐵路在郭家坪隧道內擴孔至天隴鐵路新郭家坪隧道內相連接。該方案將天平鐵路在建疏解線改建后設置一組交叉渡線，通過交叉渡線引出天隴鐵路與天水間聯絡線，聯絡線引入潘集寨車站。天水站設西端聯絡線方案示意圖如圖3所示。

圖3 天水站設西端聯絡線方案示意圖Fig.3 Tianshui Railway Station with west-end tie line

該方案比較范圍內正線全長7.1 km，配套的楊家碾站至天水站西聯絡線長11.8 km，隴南至天水站聯絡線2.06 km，既有郭家坪隧道擴孔0.55 km，橋梁長度5.14 km，隧道長度14.16 km，橋隧比86.56%。

2.1.3 天平鐵路區間接軌方案

天平鐵路楊家碾車站以南線路既有縱斷面和平面不具備直接加站的條件，因而本方案在天平鐵路區間畢家里隧道距離隧道出口約600 m處順接天平鐵路，保證畢家里隧道出口不動；在石嶺隧道出口與郭家坪隧道進口間路基段出岔，并在石嶺隧道東側新建隧道將天隴鐵路正向引入，天平鐵路改為側向，避免郭家坪隧道改擴建。而后天隴鐵路路徑與楊家碾經潘集寨設站方案相同。天平鐵路區間接軌方案示意圖如圖4所示。

圖4 天平鐵路區間接軌方案示意圖Fig.4 Connection scheme in the Tianshui-Pingliang railway section

該方案比較范圍線路全長10.3 km，其中新建隴南至天水站聯絡線2.06 km，橋梁長度2.14 km，隧道長度7.32 km，橋隧比86.02%。

2.1.4 正線接軌方案比選

正線接軌方案工程比較如表2所示。

表2 正線接軌方案工程比較表Tab.2 Comparison of projects using main-line connection scheme

經綜合比選，方案Ⅱ雖然在運輸組織上略有優勢，但新建線路長度最長，引起拆遷較大，施工風險最高，工程投資最大，因而不予推薦；方案I和方案Ⅲ雖然存在地區車流折角運輸[9]問題，但本線旅客列車(近、遠期分別為2對/d、3對/d)及地區貨物列車(近、遠期分別2對/d、2對/d)開行對數 較少，對運輸效果影響不大，其中方案Ⅲ新建線路減少6 km，投資節省5.3億，且解決了新建線路較長使楊家碾至天水站段線路能力虛糜的問題，結合項目功能定位，暫推薦方案Ⅲ。根據《鐵路技術管理規程》[10]第53條規定“新建的岔線，不應在區間內與正線接軌；特殊情況必須在區間內接軌時，須經國鐵集團批準，并在接軌地點開設車站(線路所)或設輔助所管理。”方案Ⅲ需上報國鐵集團，并以國鐵集團批復意見為準[11]。

2.2 引入天水樞紐聯絡線方案

天隴鐵路引入天水樞紐接軌方案，近、遠期分別有2對/d、3對/d 通過旅客列車(銀川—成都、慶陽—隴南)及地區摘掛貨物列車(近、遠期分別2對/d、2對/d)作業需折角至天水站作業。根據折角運輸作業的列車對數，研究了單線聯絡線方案和雙線聯絡線方案。

2.2.1 單線聯絡線方案

為滿足隴南與天水方向地區的客貨交流，設置本線至天水間聯絡線。本線列車對數較少，因而考慮本線隴南方向與天水間設置單線聯絡線。單線聯絡線方案示意圖如圖5所示。

圖5 單線聯絡線方案示意圖Fig.5 Single-track tie-line plan

聯絡線長度2.06 km，從本線潘集寨站引出，天水方向端聯絡線連接天平鐵路疏解線線路所處，需要拆除改建既有天平鐵路線路所為交叉渡線，并拆除還建既有天平鐵路疏解線0.617 km。

2.2.2 雙線聯絡線方案

方案線路走向及本線與天水地區間客貨車流組織，與單線聯絡線方案相同?？紤]盡量減少折角車流在站內對咽喉區的切割，分上下行在隴南方向與天水站間設雙線聯絡線。雙線聯絡線方案示意圖如圖6所示。

圖6 雙線聯絡線方案示意圖Fig.6 Double-track tie-line scheme

上行聯絡線一端在天隴正線區間距離潘集寨站約1.5 km處設線路所出岔，一端在天平鐵路既有線路所東側，天平正線上出岔，長度1.06 km；下行聯絡線一端在天隴正線區間距離潘集寨站約1.5 km處設線路所出岔，一端在天平鐵路疏解線距離天水直通場1.5 km處出岔，長度4.9 km。

2.2.3 聯絡線方案比選

對聯絡線方案天水站咽喉區能力和到發線能力進行檢算：單線聯絡線方案咽喉區近、遠期通過能力利用率為62.3%，66.8%，滿足能力要求；雙線聯絡線方案咽喉區近、遠期通過能力利用率為55.9%，62.1%，滿足能力要求。天水站近、遠期換算列車對數計算結果為42.36對/d、40.72對/d，車站既有到發線6條，可滿足運輸需求。

本線折角至天水站作業列車對數較少，經檢算，單線聯絡線方案能滿足運輸需求。若設置雙線聯絡線，雖能減少列車到發對車站咽喉區的切割，但下行聯絡線工程條件較差，且線路長度增加3.89 km，投資增加3.2億元。因此推薦工程和投資較小的單線聯絡線方案。

3 結束語

天隴鐵路引入天水樞紐方案，依次研究了正線接軌方案和引入天水樞紐聯絡線方案，通過對引入方案控制因素綜合分析，結合線路走向優化、不良地質的避讓，分析運輸組織、施工對既有線運營影響，從帶動地方社會經濟發展、工程實施難易、工程投資等方面綜合分析比選，最終提出符合樞紐內“車流順暢，能力匹配，徑路靈活，運輸高效，近期工程適當，遠期預留充分”的合理推薦方案，對促進天水、隴南兩市社會經濟快速發展，推動甘肅省國民經濟可持續發展具有十分重要的意義。