新建瑞金至梅州鐵路主要技術標準方案研究

王飛宇

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北 武漢 430063）

1 工程概況

瑞梅鐵路是《中長期鐵路網規劃》普速鐵路網中的促進脫貧攻堅和國土開發鐵路，項目連接江西省瑞金市和廣東省梅州市，主要承擔粵東地區與贛中、贛北、華中的部分客流。線路從贛龍鐵路瑞金站引出，途經會昌、安遠、尋烏、平遠、梅縣、梅江區，最終引入漳龍鐵路梅州站。

2 鐵路等級

瑞梅鐵路是一條以客為主、兼顧少量貨運的區域性鐵路，近期年客貨運量約為6Mt，遠期客貨運量約為15Mt，均小于20Mt。考慮該線與贛龍、京九、梅汕及規劃的南豐至瑞金鐵路一起構建華中與粵東地區的便捷通道，對于合理調節京九鐵路干線運輸能力、增強路網運輸能力和靈活性、優化和完善區域路網布局具有重要意義。因此，建議該線鐵路等級為Ⅰ級[1]。

3 正線數目

該線經過區域多為山區、丘陵地帶。根據運量預測，該線近期運量最大區段貨流密度116 萬t、客車5對，遠期運量最大區段貨流密度144 萬t、客車13 對，客貨運量小于30Mt，該線客貨運量均不大，建議正線數目為單線。

4 速度目標值

4.1 時間目標值的選擇

該線遠期客流以跨線客流為主，占61%；該線沿線之間與通過客流比重相當，合計占39%；運距在0～500km 的客流占43%，500～1000km 的客流占37%，1000km 以上的客流占20%。該線客流出行目的以外出務工、旅游、探親和求學為主，所占比例多達近70%。中長途客流以西南華中地區至沿海城市的務工客流為主，短途客流以沿線各城市間的客流為主。

該線主要開行華中地區至粵東之間的中長途列車。隨著研究年度路網的完善，上述列車在路網上均有多條快速通道可選擇，經該線的客車主要是考慮沿線“帶流”，所經的鐵路不是以高速鐵路為主，因此該線不宜追求過短的時間目標值，應發掘經濟、便利、安全性上的優勢，從旅行時間上創造“夕發朝至”“一日往返”列車開行條件，力爭在旅客出行的便利性和旅行時間上相對公路運輸有較大優勢，吸引務工、求學以及探親的中長途客流，該線時間目標值應在3h 左右。另外,從短途客流與公路運輸的競爭角度看，瑞金至梅州沿該線走向的既有公路有206 國道，長度為260 余km，受地形條件限制，技術標準較低，旅行時間約為6h；濟廣高速公路運輸的旅行時間則在4h 左右。因此，瑞梅鐵路2.5h 的時間目標值較公路有很大競爭優勢[2]。

綜上所述，結合該線客流特點，考慮鐵路自身需求、長途列車開行時段、短途客流需求及與公路有效競爭力等因素，該線時間目標值宜控制在2.5h。

4.2 速度目標值方案構成

該線總長約240km，為滿足時間目標值2.5h 的要求，考慮列車停站、會讓等因素后，旅客列車速度應大于120km/h。同時,考慮到該項目客貨共線的功能定位，最高速度應在200km/h 及以下。結合該項目客貨運量、路網動態發展需求及地方意見，此次擬研究單線160km/h 方案、單線160km/h 預留雙線200km/h條件方案、雙線200km/h 方案。因該線客貨運量不大，近、遠期分別約為6Mt、15Mt，正線數目為單線即可滿足能力需求，速度目標值160km/h 宜采用單線標準，但提高到200km/h 時，若仍采用單線標準，則由于列車頻繁會讓影響旅行速度，不能有效發揮線路的高速度標準優勢，因此200km/h 方案正線數目宜為雙線。該線速度目標值方案構成如下。

方案一：單線160km/h 方案不考慮預留。

方案二：單線160km/h 預留雙線200km/h 條件方案。

方案三：雙線200km/h 方案。

4.3 速度目標值方案綜合比選

4.3.1 主要技術參數的對照

三個方案的主要技術參數對照如表1 所示。

表1 主要技術參數對照表

4.3.2 工程投資分析

結合表1 中的三個方案進行分析可知，引起工程投資最顯著差異的因素是正線數目：單線160km/h 方案及單線160km/h 預留雙線200km/h 條件方案近期建成單線，而雙線200km/h 方案近期一次建成雙線，兩者之間的工程規模存在全面差異，對不同正線數目的方案進行投資細節的差異分析比較不具實際意義。以下分析除線路平縱面條件及車站分布外，其余項目均針對單線160km/h 方案（方案一）及單線160km/h預留雙線200km/h 條件方案（方案二）進行[3]。

從路基工程標準不同引起的投資差異分析，方案一與方案二在路基標準方面的主要差異在于：方案二基床表層采用級配碎石，方案一基床表層填料為A 組填料。根據方案一的初步研究結論，該線共需基床表層填料共65.4 萬m3，A 組填料級配碎石單價約100元，方案二較方案一投資多0.54 億元。

從橋梁工程標準不同引起的投資差異分析，橋梁工程的主要差異在于梁部工程，方案二T 梁較方案一T 梁重11.5t，每孔簡支梁投資約多8 萬元。全線橋梁總長約49.709km，投資多1.08 億元。

從隧道工程標準不同引起的投資差異分析，200km/h 單線隧道內軌頂面以上凈空面積為53.16m2，160km/h 單線隧道內軌頂面以上凈空面積為42.06m2，隧道截面積增加將導致斷面開挖土石方量增加及隧道襯砌結構加強，根據近期完成其他項目對比結果，200km/h 單線隧道投資較160km/h 單線隧道投資多約0.6 萬元/延米。該項目全線隧道總長約117.532km，總投資多7.06 億元。

三個方案的技術經濟比較如表2 所示。

表2 技術經濟比較表

根據表2 進行對比分析可知，方案二相對于方案一投資增加11.83 億元，投資增加比例為7.48%，主要投資差異由預留工程及隧道截面積不同引起。方案三較方案一投資增加55.34 億元，投資增幅為34.97%，增加較多。

4.3.3 與時間目標值適應性分析

通過牽引計算模擬分析，并考慮停站等因素，單線160km/h 客車全程旅行時間約為2.2h；雙線200km/h 客車全程旅行時間約為1.8h。均可滿足時間目標的需求。

4.3.4 與相鄰線路速度目標值協調分析

研究年度該線所處區域路網中除京九、漳龍等線速度目標值為120km/h 及以下，建寧至冠豸山鐵路速度目標值為160km/h 外，向莆、贛龍、滬昆、廣梅汕新雙線等強相關線路速度目標值均為200km/h 及以上。該線作為南北新通道的重要組成部分，是粵東、閩東南沿海港口地區與西南華中地區聯系的便捷通道，是完善區域路網布局、促進區域經濟發展的重要基礎設施，速度目標值采用160～200km/h 標準方案，均能與相鄰線路相匹配[4]。

4.4 速度目標值選擇綜合分析

從工程投資分析，方案二、方案三較方案一工程投資分別增加11.83 億元、55.34 億元，投資增幅分別為7.48%、34.97%，方案一技術經濟性最優。

從時間目標值要求分析，單線160km/h 客車全程旅行時間約為2.2h，雙線200km/h 客車全程旅行時間約為1.8h，均可滿足時間目標值要求，盡管雙線200km/h 客車全程旅行時間略有節省，但相對于該線中長途客車總旅行時間而言，差別甚微。

從路網協調性分析，旅客列車運行的主要相鄰線路中，除京九等普速線速度標準較低外，贛瑞龍、梅汕客專設計速度為200～250km/h。該項目速度采用160km/h 或200km/h 均能與相鄰路網相協調，200km/h 方案相對較好。

綜上所述，在當前路網條件下選擇單線160km/h方案（方案一）是合理的，此次研究推薦采用該方案。

5 牽引方案

根據客貨運輸的特點、相鄰路網的協調匹配、地形特點與隧道通風等相關要求研究了內燃牽引方案、電力牽引方案、近期內燃牽引過渡方案、客車電力及貨車內燃方案。

從鐵路競爭力分析，該項目主要承擔沿線對外客流以及遠期承擔部分粵東地區北山客流。根據既有鐵路運營效果分析，若采用內燃牽引方案，該線旅行速度將在60km/h 左右，而電力牽引方案（可開行動車組），旅行速度將達到120～140km/h，而沿線對外汽車大巴的旅行速度均達到60～80km/h。因此，從進一步提升鐵路競爭力角度分析，不建議采用內燃牽引方案。

從工程經濟性分析，采用電力牽引方案列車走行費較低，但近期工程投資大、機車購置費高。而采用內燃牽引方案，近期工程投資小、機車購置費省，但走行費高。采用近期內燃牽引過渡方案，近期工程投資小，同時節省機車購置費，但后期電化需追加工程投資和機車購置費，且近期隧道通風設備將廢棄。

從對線路通過能力影響分析，根據《鐵路技術管理規程》規定，內燃牽引區段單線2km 及以上，列車通過隧道后，需要考慮設置機械通風排除洞內有害氣體。該線最長隧道“三百山隧道”位于安遠—尋烏區段，且與相鄰的兩座長隧道連續設置，其中小山壩隧道長約5.11km，三百山隧道長約10.16km，何屋隧道長約4.86km，為盡可能提高通過能力，三座隧道之間分別設長灘站、何屋站兩個會讓站，車站的設置基本靠近洞口。若采用內燃牽引方案，由于隧道通風增加附加時分，將造成通過能力下降。以遠期為例，該區段的限制區間何屋—尋烏區間，在電力牽引情況下，不考慮隧道通風對區間通過能力的影響，平圖能力為45 對，若采用內燃牽引方案，則需考慮隧道通風時間（15～20min），由于會讓何屋站位于洞口邊緣，將通風時間計入運行圖周期的附加時分后，則該區間平圖能力下降至28～32 對。可見采用內燃牽引方案隧道排風時間對區間通過能力影響較大。

從路網運輸協調性分析，由于該線是以客為主、兼顧貨運的鐵路，內燃牽引方案將引起客車頻繁地換掛機車作業，增加作業環節和旅行時間，且不能滿足電動車組運行要求；而電力牽引方案與相鄰路網的協調匹配性較優，客車運輸作業環節少，對貨車而言，由于其行車量不大，且為摘掛列車，本身需要在瑞金、梅州站貨場甩掛作業，影響不大。

綜上所述，該線所經地區地形條件復雜，長大隧道較多，最長隧道超過10km，內燃牽引方案即使考慮設置通風設備，隧道內空氣質量難以達到列車安全運營的條件，對司乘人員和旅客的安全造成威脅，且隧道通風對通過能力影響較大；從國家政策的符合性和鐵路競爭力分析，電力牽引方案是最合適的選擇；從換算工程運營費比較，盡管采用內燃牽引方案費用經濟性略好，但考慮到該線以客運為主的特點，采用電力牽引客車在該線兩端無須換掛機車，有利于提高客運效率和服務質量，貨車較少，且為摘掛，兩端本身有技術作業，影響不大，無須特意為貨車采用內燃牽引。故客貨列車均采用電力牽引方案，從運輸安全性、國家政策符合性、鐵路競爭力、運輸組織和路網協調性等方面綜合比較為最優選擇。因此，此次研究推薦采用電力牽引方案。

6 結語

綜上所述，為了合理調節京九鐵路干線運輸能力、增強路網運輸能力和靈活性、優化和完善區域路網布局，建議新建瑞金至梅州鐵路等級為國家I 級鐵路；考慮沿線客貨流量不大建議正線數目為單線；經工程投資、時間目標適應性分析，路網時速匹配性等方面綜合分析，速度目標值推薦采用160km/h；從運輸安全性、國家政策符合性、鐵路競爭力、運輸組織和路網協調性等方面綜合比較推薦采用電力牽引方案，即新建瑞金至梅州鐵路主要技術標準推薦采用速度目標值為160km/h 的電力牽引國家I 級單線鐵路。