朱 濤

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100055)

1 概述

新街至恩格阿婁至陶利廟鐵路(簡稱“新恩陶鐵路”，下同)，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗和烏審旗境內(nèi)，線路東起包西鐵路新街站，向西南經(jīng)新街鎮(zhèn)、圖克鎮(zhèn)至呼吉爾特礦區(qū)，再經(jīng)烏蘭陶勒蓋、烏審旗，終至陶利廟站，線路正線全長174.941 km。

新恩陶鐵路的建設(shè)是實(shí)施我國能源發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)鄂爾多斯南部大型煤炭基地，保障能源供應(yīng)和支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。該鐵路連通鄂爾多斯南部呼吉爾特礦區(qū)和包西鐵路，是包西鐵路重要的煤炭集運(yùn)線路，對構(gòu)筑大秦線4億t煤炭集運(yùn)系統(tǒng)具有重要作用。

2 沿線自然特征

新恩陶鐵路地處內(nèi)蒙古鄂爾多斯高原南部剝蝕丘陵區(qū)及毛烏素沙漠平原區(qū)。丘陵區(qū)丘坡與谷地相間，地形相對平緩，河流較發(fā)育，相對高差約60 m。地表大部為風(fēng)積沙所覆蓋，局部丘坡及沖溝內(nèi)基巖出露較好。

毛烏素沙漠地區(qū)人煙稀少，以風(fēng)積沙丘、沙地和澗灘洼地為主，地形波狀起伏。波狀沙丘、新月形沙丘發(fā)育，沙丘相對高差約5～20 m，多以固定、半固定沙丘為主，少量為流動(dòng)沙丘。毛烏素沙漠地表大部為風(fēng)積沙所覆蓋，僅局部丘坡可見少量基巖出露。近年來，隨著當(dāng)?shù)亟痢w播、人播的大力實(shí)施，毛烏素沙漠生態(tài)恢復(fù)良好。

3 選線原則

(1)正確處理鐵路修建與帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系。盡量考慮線路靠近城鎮(zhèn)、主要經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)和礦區(qū)，并結(jié)合地方其他項(xiàng)目的建設(shè)及規(guī)劃，使其協(xié)調(diào)配合，在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條件下，避免與城鎮(zhèn)規(guī)劃發(fā)生干擾。本線沿線的主要政治經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)有烏審旗、圖克鎮(zhèn)、烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)、新街鎮(zhèn)，以及規(guī)劃嘎魯圖鎮(zhèn)物流園、圖克鎮(zhèn)物流園等。

(2)正確處理鐵路選線與壓覆礦產(chǎn)資源的關(guān)系。本線作為區(qū)域煤炭運(yùn)輸鐵路，具有明顯的資源導(dǎo)向特征。為便于煤炭運(yùn)量集運(yùn)，線路走向應(yīng)盡可能靠近礦區(qū)，但線路靠近礦區(qū)勢必壓覆礦藏。煤炭作為不可再生資源，鐵路選線設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能在滿足煤炭集運(yùn)的前提下，減少壓覆礦藏?cái)?shù)量，并與礦區(qū)規(guī)劃和井田分布統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

(3)正確處理鐵路選線與環(huán)境保護(hù)、水土保持的關(guān)系，堅(jiān)持預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理的原則。本線所處地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，當(dāng)?shù)貏澏ǖ纳鷳B(tài)及自然保護(hù)區(qū)，是當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)恢復(fù)優(yōu)選育種的重要基地，對區(qū)域環(huán)境保護(hù)、水土保持意義重大。因此，選線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)經(jīng)過地區(qū)的地形、地質(zhì)特點(diǎn)，盡量避免高填、深挖，并注意保護(hù)既有植被，采用適當(dāng)?shù)墓こ烫幚砑胺郎场⒅紊炒胧?，保證鐵路運(yùn)營安全，改善生態(tài)環(huán)境，盡量避免因鐵路施工造成的水土流失。

(4)正確處理鐵路選線與重大地質(zhì)不良地段的關(guān)系。本線位于毛烏素沙漠邊緣及腹地，沿線固定沙丘和半固定沙丘較多，也有部分流動(dòng)沙丘，多呈新月形，局部為片狀沙壟或零散的沙丘。風(fēng)沙流對鐵路的危害主要表現(xiàn)為沙埋，其次為風(fēng)蝕。線路應(yīng)盡量繞避半固定沙丘及流動(dòng)沙丘，對于必須通過地段，盡量以填方形式通過，盡量避免以零斷面和路塹通過，并采取必要的安全處理措施。

(5)沿線耕地稀缺，選線設(shè)計(jì)應(yīng)注意節(jié)約用地，貫徹“十分珍惜、合理利用土地和切實(shí)保護(hù)耕地”的原則。

4 接軌及走向方案比選

新恩陶鐵路以煤炭運(yùn)量為主，主要經(jīng)包西鐵路北上運(yùn)往大秦線。包西鐵路的中雞站、新街站、成陵乘降所、鄂爾多斯站自南而北分布，新恩陶鐵路大體呈西南—東北走向，線路正線建筑長度與運(yùn)營長度直接受接軌點(diǎn)影響。根據(jù)運(yùn)量及其流向，結(jié)合線路基本走向，對以上四處符合接軌要求的接軌站進(jìn)行研究比選。

中雞站是包西鐵路的中間站。包西鐵路限制坡度為:包頭至新街段上行6‰，下行13‰;新街至大保當(dāng)段雙機(jī)13‰。中雞站位于新街至大保當(dāng)段，到發(fā)線有效長度1 050 m，新街至中雞23.5 km范圍內(nèi)上行方向大于6‰的坡度有8處、計(jì)9.600 km。新恩陶鐵路按到發(fā)線有效長度1 700 m、限制坡度6‰設(shè)計(jì)。因此，中雞站接軌存在變更包西鐵路方案和不變更包西鐵路兩個(gè)方案。

①變更包西鐵路方案:大牛地—中雞—新街滿足開行萬噸列車要求。中雞站延長到發(fā)線至1 700 m，新街至中雞改坡使上行方向最大坡度不大于6‰。由此增加包西鐵路萬噸站一個(gè)，橋梁增加1.75 km，包西鐵路增加投資約1.750億元。中雞至烏審旗新建線路正線長125.3 km，新建橋梁總長8.02 km，靜態(tài)投資19.6元，運(yùn)營費(fèi)現(xiàn)值21.7億元。

②不變更包西鐵路方案:新包神維持施工圖坡度不變，烏審旗—中雞—新街按電力開行5 000 t設(shè)計(jì)(其中，中雞—新街雙機(jī)牽引)，在新街組合為萬噸列車。新街站萬噸列車組合分解站投資約0.8億元。中雞—大牛地—烏審旗新建單線125.3 km，靜態(tài)投資17.1億元，運(yùn)營費(fèi)現(xiàn)值23.6億元。

兩個(gè)接軌方案的投資比較如表1所示。

由表1可見，中雞接軌的兩個(gè)方案比新街接軌方案靜態(tài)投資多，運(yùn)營長度長16.1 km，缺點(diǎn)明顯，比較后先行放棄。

因此，本次對新街站、成陵乘降所、鄂爾多斯站接軌方案進(jìn)行重點(diǎn)研究。

表1 新街接軌與中雞接軌方案投資比較

4.1 方案說明

新街接軌方案:新街站是包西鐵路的重要裝車站，設(shè)到發(fā)線4條，到發(fā)線有效長度1700 m。車站設(shè)有環(huán)形裝車線、煤炭專用線等。本線自車站南端引出，向西南從札薩克水庫飲用水源保護(hù)區(qū)北側(cè)通過，沿S213北側(cè)向西南至圖克鎮(zhèn)東，沿規(guī)劃的蘭嘎高速公路向南至呼吉爾特礦區(qū)，走呼吉爾特礦區(qū)的梅林廟井田與爾林灘井田分界線后，再繼續(xù)西南方向行進(jìn)至烏審旗南側(cè)設(shè)烏審旗站。該方案新建線路正線長約132.686 km，新建橋梁總長7.537 km，靜態(tài)投資約18.98億元。

成陵接軌方案:新包神線成陵站為預(yù)留乘降所，先將其平縱斷面調(diào)整為萬噸站位后，線路自成陵站南端引出，順應(yīng)地形向西南至圖克鎮(zhèn)東側(cè)，沿規(guī)劃的蘭嘎高速公路向南至呼吉爾特礦區(qū)，走呼吉爾特礦區(qū)的梅林廟井田與爾林灘井田分界線后，再繼續(xù)西南方向行進(jìn)至烏審旗南側(cè)設(shè)烏審旗站。該方案新建線路正線長約139.733 km，新建橋梁總長9.208 km，靜態(tài)投資約21.06億元。

鄂爾多斯接軌方案:包西鐵路鄂爾多斯站變更為滿足開行萬噸列車的中間站后，線路自包西鐵路鄂爾多斯站南端引出，從西紅海子與新包神線之間穿過，于西紅海子南側(cè)先向西再折向西南至烏審旗南側(cè)設(shè)烏審旗站。該方案新建線路正線長約152.882 km，新建橋梁總長7.631 km，靜態(tài)投資約21.81億元。

接軌方案示意見圖1，主要工程數(shù)量及投資比較見表2。

圖1 新街至恩格阿婁至陶利廟鐵路接軌方案示意

表2 與包西鐵路接軌及走向方案比較

4.2 方案綜合評價(jià)

(1)對包西鐵路影響的分析比較

包西鐵路新街站到發(fā)線有效長度為1 700 m，成陵為預(yù)留乘降所，鄂爾多斯站到發(fā)線有效長度為1 050 m。限制坡度包頭至新街為上行 6‰、下行13‰。

新街接軌方案:新街站到發(fā)線有效長度為1 700 m，新街至包頭方向的限制坡度與本線坡度一致，除新街站需進(jìn)行必要的配套改造外，對包西鐵路的影響最小。

成陵接軌方案:包西鐵路需在預(yù)留成陵乘降所處增設(shè)成陵站，相應(yīng)縱斷面在施工圖的基礎(chǔ)上改坡3.900 km，以滿足到發(fā)線有效長1 700 m要求。此外，包西鐵路運(yùn)營成本增加。

鄂爾多斯接軌方案:鄂爾多斯站到發(fā)線有效長度為1 050 m，需將其線路平、縱斷面按萬噸站位條件調(diào)整，需平面改線 2.93 km，到發(fā)線有效長延長到1 700 m。包西鐵路增加一個(gè)萬噸作業(yè)站，增加運(yùn)營成本。

(2)工程地質(zhì)條件比較

該段線路位于毛烏素沙漠邊緣及腹地，以固定沙丘(地)和半固定沙丘(地)為主，多呈片狀，局部呈帶狀分布。近年來，當(dāng)?shù)卣扇×私寥︷B(yǎng)和機(jī)播人種的生態(tài)恢復(fù)措施，地面植被覆蓋率達(dá)90%以上，原來的沙丘及沙地大部分已固定、少量地段半固定，零星地段還有風(fēng)沙現(xiàn)象，風(fēng)積沙對三個(gè)方案影響不大。

(3)滿足礦區(qū)要求比較

新街接軌方案、成陵接軌方案均過本線運(yùn)量主要來源的呼吉爾特礦區(qū)，并設(shè)大牛地站，與礦區(qū)的開采規(guī)劃配合較好;鄂爾多斯接軌方案從呼吉爾特礦區(qū)東側(cè)20 km左右經(jīng)過，距離礦區(qū)較遠(yuǎn)，需修建較長的煤礦專用線。

4.3 推薦意見

綜合分析，新街站接軌方案與成陵、鄂爾多斯接軌方案比較，可充分利用包西鐵路的萬噸工程，對包西鐵路影響最小;線路經(jīng)過本線運(yùn)量主要來源的呼吉爾特礦區(qū)，并設(shè)大牛地站，與礦區(qū)的開采規(guī)劃配合較好，不需修建較長的專用線;而且新街接軌方案新建線路長度分別較成陵接軌方案、鄂爾多斯接軌方案短7.047 km、20.196 km，投資省2.09億元、2.83億元，雖然烏審旗至鄂爾多斯段運(yùn)營長度分別長6.453 km、11.904 km，但換算工程運(yùn)營費(fèi)仍省1.15億元、1.97億元。

經(jīng)綜合比選，新恩陶鐵路與包西鐵路接軌方案推薦采用新街站接軌方案。

5 線路穿越礦區(qū)方案比選

線路受毛烏素沙地柏自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)控制，線路于保護(hù)區(qū)南側(cè)繞行，需穿越呼吉爾特礦區(qū)?？紤]工程造價(jià)、壓煤以及煤炭集運(yùn)等因素，該段研究了呼吉爾特礦區(qū)取直方案和沿井田邊界方案。

呼吉爾特礦區(qū)取直方案，線路沿毛烏素沙地柏自然保護(hù)區(qū)邊緣東南側(cè)布設(shè)，線路長度24.635 km，工程投資2.65億元。沿井田邊界方案，線路沿礦區(qū)井田邊界線行走，線路長度32.000 km，工程投資3.20億元(見圖2及表3)。

圖2 呼吉爾特礦區(qū)方案示意

表3 穿越礦區(qū)方案比較

取直方案線路順直，較沿井田邊界方案短7.365 km，工程投資省0.55億元。但線路正穿呼吉爾特礦區(qū)最大的梅林廟井田和門克慶井田，壓覆煤礦面積大。沿井田邊界方案線路走行于井田分界線上，壓煤少，與礦區(qū)規(guī)劃配套好，既對礦區(qū)規(guī)劃影響較小，又能更好地服務(wù)于礦區(qū)。綜合分析，推薦沿井田邊界方案。

6 結(jié)束語

新恩陶鐵路沿線煤炭資源富集，地處生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，正確處理鐵路選線與壓覆礦產(chǎn)資源的關(guān)系，以及與環(huán)境保護(hù)、水土保持的關(guān)系，是本線接軌與走向方案研究的兩個(gè)核心問題。經(jīng)過大范圍比選研究，推薦線路方案基本繞避了各類保護(hù)區(qū)，穿越礦區(qū)線位沿井田分界線布設(shè)，基本不增加壓覆礦藏?cái)?shù)量，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境、資源與項(xiàng)目建設(shè)的統(tǒng)籌兼顧，為類似地區(qū)的鐵路選線及接軌方案積累了經(jīng)驗(yàn)。

[1]趙清為.鐵路工程技術(shù)手冊·線路[M］.北京:中國鐵道出版社，1994

[2]郝瀛.鐵路選線設(shè)計(jì)[M］.北京:中國鐵道出版社，1996

[3]GB 50090—2006 鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S］

[4]中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司.新建新包神至烏審旗礦區(qū)鐵路及與準(zhǔn)朔鐵路聯(lián)絡(luò)線預(yù)可性研究(方案競選)報(bào)告[R］.北京:中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，2008

[5]中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司.新建新街至恩格阿婁鐵路可行性研究報(bào)告:第一篇總說明書[R］.北京.中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，2008

[6]中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司.新建恩格阿婁至陶利廟鐵路可行性研究報(bào)告:第一篇總說明書[R］.北京:中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，2008

[7]中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司.新建新街至恩格阿婁鐵路可行性研究報(bào)告:第五篇線路說明書[R］.北京:中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，2008

[8]中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司.新建恩格阿婁至陶利廟鐵路可行性研究報(bào)告:第五篇線路說明書[R］.北京:中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，2008