劉亞新
(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,四川 成都 610031)
中老鐵路磨憨/磨丁至萬象線位于老撾境內(nèi),是泛亞鐵路中通道的重要組成部分。該線北起中老邊境口岸磨丁,經(jīng)老撾北部的瑯南塔省、烏多姆賽省、瑯勃拉邦省、萬象省后到達(dá)線路終點(diǎn)——老撾人民民主共和國首都萬象市。正線建筑長(zhǎng)度約417 km。中老鐵路地理位置如圖1所示。
圖1 中老鐵路地理位置
云南省境內(nèi)與中老鐵路相鄰線鐵路的現(xiàn)狀及規(guī)劃主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
表1 相鄰線鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
中老鐵路作為泛亞鐵路中通道的重要組成部分,是昆明至新加坡泛亞東、中、西三個(gè)通道中最便捷的通道。該線的建設(shè)對(duì)促進(jìn)中國-東盟自由貿(mào)易區(qū)建設(shè)和大湄公河次區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,帶動(dòng)沿線社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源開發(fā)和城市化發(fā)展具有重要的意義。本線遠(yuǎn)景年輸送能力:客車40對(duì)/d,貨運(yùn)5000×104t/a,達(dá)到了國鐵Ⅰ級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。因此,本線鐵路等級(jí)應(yīng)為國鐵Ⅰ級(jí)。
據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè),近期單線能滿足運(yùn)輸需求,但遠(yuǎn)期的運(yùn)輸能力不足,需增建第二線。為減少近期工程投資,并避免遠(yuǎn)期復(fù)線工程改建時(shí)出現(xiàn)廢棄工程和干擾運(yùn)營(yíng),建議本線近期單線,預(yù)留遠(yuǎn)期的復(fù)線條件。
限制坡度的選擇應(yīng)結(jié)合所經(jīng)地區(qū)沿線的地形類別、自然坡度、鐵路等級(jí)、牽引種類、機(jī)車類型、運(yùn)輸需求、相鄰線的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等因素,經(jīng)綜合多方案比選確定,它直接影響線路的走向、長(zhǎng)度、工程投資和運(yùn)營(yíng)支出,地形困難地段采用適當(dāng)限制坡度可以有效適應(yīng)地形、縮短線路長(zhǎng)度,節(jié)省工程投資,提高運(yùn)輸能力。根據(jù)地形條件等因素,中老鐵路限制坡度應(yīng)分區(qū)段進(jìn)行研究。
沿線地勢(shì)如圖2所示,總體為北高南低,萬榮以北地勢(shì)起伏較大。
圖2 沿線地勢(shì)圖
3.3.1 磨丁至萬榮段
根據(jù)預(yù)可行性研究情況,結(jié)合沿線地形、地質(zhì)條件及站點(diǎn)設(shè)置等因素,本次研究對(duì)限坡9‰、加力坡18.5‰和限坡12‰、加力坡24‰兩種坡度方案進(jìn)行了詳細(xì)的比較分析。
兩方案綜合比較見表2。
表2 磨丁至萬榮段限坡方案綜合比較
(1)從工程投資方面分析
從表2可以看出,限坡12‰、加力坡24‰方案較限坡9‰、加力坡18.5‰方案線路短1.243 km,橋隧總長(zhǎng)短2.208 km,靜態(tài)投資減少21316.35萬元,換算工程運(yùn)營(yíng)費(fèi)減少14295.35萬元。結(jié)合我國貨運(yùn)機(jī)車發(fā)展,充分考慮大功率機(jī)車對(duì)坡度的適應(yīng)性,限坡12‰、加力坡24‰較有優(yōu)勢(shì)。
(2)從重點(diǎn)工程改善情況分析從表3可見,限坡12‰、加力坡24‰方案較限坡9‰、加力坡18.5‰方案,8 km以上隧道有較大改善。其中限坡9‰、加力坡18.5‰方案中控制工期的最長(zhǎng)隧道會(huì)福萊隧道(12809 m),在采用限坡12‰、加力坡24‰方案后優(yōu)化為6.315 km,極大改善了工程條件及工期壓力。
(3)從與相鄰線匹配方面分析
與本線相連的玉磨線采用限坡12‰、加力坡24‰,客車采用動(dòng)車組、SS9,貨機(jī)HXD3B,牽引質(zhì)量3000 t。采用加力坡24‰可與之較好匹配,便于牽引質(zhì)量的統(tǒng)一,利于實(shí)施長(zhǎng)交路,減少列車的換重作業(yè),有利于運(yùn)輸組織,提高客貨運(yùn)輸?shù)乃俣取?/p>
表3 近期單線重點(diǎn)工程改善情況統(tǒng)計(jì)表
綜上所述,磨丁至萬榮段采用限坡12‰、加力坡24‰方案可節(jié)省投資、改善重點(diǎn)工程、與相鄰線較好匹配,予以推薦。
3.3.2 萬榮至萬象段
萬榮至萬象段為平原及緩丘區(qū),地形平坦開闊,公路網(wǎng)相對(duì)較發(fā)達(dá),人口集中。根據(jù)預(yù)可行性研究,結(jié)合沿線地形、地質(zhì)條件及磨丁至萬榮段推薦的限坡等情況,本次研究對(duì)限坡12‰和限坡12‰、加力坡24‰兩種坡度方案進(jìn)行比較。
兩方案綜合比較見表4。
(1)從工程投資方面分析
從表4可以看出,限坡12‰方案較限坡12‰、加力坡24‰方案線路長(zhǎng)0.106 km,橋隧總長(zhǎng)長(zhǎng)0.423 km,靜態(tài)投資多4178.35萬元,換算工程運(yùn)營(yíng)費(fèi)少8260.70萬元。
表4 萬榮至萬象段限坡方案綜合比較
(2)從重點(diǎn)工程改善情況分析
因該段地形平坦,限坡12‰、加力坡24‰方案較限坡12‰方案在重點(diǎn)工程改善上不明顯。
經(jīng)綜合比選,推薦采用限坡12‰方案。
綜上所述,磨丁至萬榮段推薦采用限坡12‰、加力坡24‰的坡度方案;萬榮至萬象段推薦采用限坡12‰方案。
3.4.1 速度目標(biāo)值分析
區(qū)域內(nèi)各主要交通方式的旅行時(shí)間見表5。
表5 區(qū)域交通方式時(shí)間分析表
從滿足客流出行和與公路、航空運(yùn)輸競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)間要求方面考慮,應(yīng)選用較高的速度目標(biāo)值。
按照客貨共線鐵路客貨列車速度匹配方案研究,客貨列車速差越小越有利于運(yùn)輸組織,速度目標(biāo)值不宜過高。
3.4.2 速度目標(biāo)值比選
根據(jù)本線的功能定位、沿線地形地質(zhì)條件、相鄰線路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),本次研究了以下4個(gè)方案
方案1 全線120 km/h方案
方案2 全線160 km/h方案
方案3 磨丁至萬榮160 km/h,萬榮至萬象160 km/h、預(yù)留200 km/h
方案4 全線200 km/h方案
各速度目標(biāo)值方案主要在最小曲線半徑、夾直線及坡段的最小長(zhǎng)度、路基沉降標(biāo)準(zhǔn)、橋梁梁型、隧道斷面、8 km以上隧道采用的無砟軌道型式、有線通信、信號(hào)、接觸網(wǎng)等方面有所區(qū)別。工程投資估算見表6。.
表6 速度目標(biāo)值投資估算比較表
(1)從投資分析:速度越低,投資越少。
(2)從運(yùn)行時(shí)分及投資節(jié)時(shí)比分析:160 km/h及以上方案運(yùn)行時(shí)分在3 h以內(nèi),120 km/h方案運(yùn)行時(shí)分接近4 h,160 km/h及以上方案在與航空、公路競(jìng)爭(zhēng)更具優(yōu)勢(shì)。
200 km/h與160 km/h方案相比,投資節(jié)時(shí)比為8463萬元/min;160 km/h與120 km/h方案相比,投資節(jié)時(shí)比為1660萬元/min。從投資節(jié)時(shí)比來看,160 km/h方案優(yōu)勢(shì)明顯。
(3)從功能定位分析:如考慮本線作為泛亞鐵路中通道的重要組成部分,為發(fā)揮快捷的功能,應(yīng)選用較高的速度目標(biāo)值。
(4)從路網(wǎng)分析:與本線的功能定位匹配,與相鄰玉磨鐵路的速度目標(biāo)值匹配方面,160 km/h方案更有優(yōu)勢(shì)。
(5)從運(yùn)輸組織分析:按照客貨共線鐵路客貨列車速度匹配方案研究,客貨列車速差越小越有利于運(yùn)輸組織,因此滿足本線運(yùn)輸組織要求的速度目標(biāo)值又不宜過高。
綜上所述,為與本線的功能定位、相鄰路網(wǎng)速度目標(biāo)值匹配,便于行車組織,并保證對(duì)公路、航空的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),推薦采用160 km/h方案。即速度目標(biāo)值推薦采用全線160 km/h。
根據(jù)速度目標(biāo)值,采用規(guī)范相應(yīng)最小曲線半徑。
考慮到本線沿線電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較薄弱、電力系統(tǒng)較落后的情況,對(duì)內(nèi)燃牽引、電化內(nèi)燃過渡、電力牽引進(jìn)行了比選。
電氣化鐵路具有牽引力大、速度快、爬坡能力強(qiáng)、運(yùn)行安全性高、隧道通風(fēng)要求低、可綜合利用能源、利于環(huán)境保護(hù)等優(yōu)點(diǎn),從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,采用內(nèi)燃牽引方案不合適。
電化內(nèi)燃過渡方案在初期仍存在內(nèi)燃牽引方案的弊端,但遠(yuǎn)期電氣化后即可充分發(fā)揮電氣化的優(yōu)勢(shì),總投資較大。
電氣化牽引方案在多個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì),且通過論證,在中老鐵路開通時(shí),外部電源能夠滿足牽引供電的需要,電力牽引方案是可行的。因此,推薦采用電力牽引方案。
若牽引質(zhì)量采用4000 t,在運(yùn)量一定的條件下貨物列車對(duì)數(shù)少,運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較低。但對(duì)于本線列車需在尚勇站增減軸,需增設(shè)調(diào)車場(chǎng),運(yùn)輸組織麻煩,并增加貨物延遲費(fèi)用。為與通道北段匹配,路網(wǎng)適應(yīng)性更強(qiáng),本線牽引質(zhì)量推薦采用3000 t。
考慮到我國已基本停止生產(chǎn)直流傳動(dòng)型電力機(jī)車,本線貨運(yùn)機(jī)車采用“交-直-交”型大功率貨運(yùn)機(jī)車。
采用24‰加力坡方案,牽引質(zhì)量3000 t可采用HXD1、HXD2、HXD2B、HXD3B雙機(jī)牽引。故暫推薦本線采用 HXD3B型機(jī)車雙機(jī)牽引3000 t。
本線作為泛亞鐵路中通道的組成部分,有開行牽引質(zhì)量4000 t列車的必要性,今后隨著機(jī)車牽引性能的提高,本線牽引質(zhì)量有可能從3000 t提高到4000 t。因此,到發(fā)線有效長(zhǎng)按850 m設(shè)計(jì)具有更大的適應(yīng)性。
根據(jù)本線特點(diǎn)采用自動(dòng)站間閉塞。
中老鐵路推薦采用的鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表7。
表7 中老鐵路推薦采用的鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
以保證合理的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益為原則,考慮與相鄰鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致,鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以運(yùn)量為依據(jù),結(jié)合鐵路的性質(zhì)和運(yùn)輸特點(diǎn)來確定。中老鐵路是以貨運(yùn)為主、客貨混運(yùn)的新建鐵路,主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇應(yīng)結(jié)合該鐵路的性質(zhì)、特點(diǎn),盡可能減少工程投資,保證投資方的利益,在保證鐵路能夠安全、快捷運(yùn)營(yíng)的同時(shí),兼顧社會(huì)效益,爭(zhēng)取多方共贏。
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[4]鐵建設(shè)函[2005]285號(hào) 新建時(shí)速200公里客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S]
[5]中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司.新建鐵路磨憨/磨丁至萬象線可行性研究[R].成都:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,2011