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        寶雞鐵路樞紐南環(huán)線建設(shè)方案研究

        2014-07-13 03:40:46王守成
        鐵道運輸與經(jīng)濟 2014年4期
        關(guān)鍵詞:編組站環(huán)線寶雞市

        王守成

        (中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司 線路運輸處,陜西 西安 710043)

        寶雞鐵路樞紐地處陜、甘、寧、川 4 省區(qū)結(jié)合部,銜接隴海 ( 連云港—蘭州 )、寶( 雞 ) 成 ( 都 )、寶 ( 雞 ) 中 ( 衛(wèi) ) 3 條鐵路干線 4 個方向,輻射我國西南、西北、華北和中原地區(qū),是連接中原和西南、西北的交通樞紐。由于隴海線運量增長迅速,加之寶雞樞紐各銜接方向牽引定數(shù)不一致,編組站通過能力受到地形限制,樞紐通過能力十分緊張,需要建設(shè)樞紐南環(huán)線,以滿足地方經(jīng)濟增長及東部與西部貨物交流順暢的需要。

        1 寶雞鐵路樞紐概況

        寶雞鐵路樞紐東起隴海線蔡家坡站,西至隴海線林家村站,北起寶中線千河站,南至寶成線任家灣站。樞紐東西貫通位于渭河北岸的隴海線及渭河南岸在建的西 ( 安 ) 蘭 ( 州 ) 客運專線。寶雞鐵路樞紐示意圖如圖 1 所示。

        1.1 樞紐內(nèi)主要車站情況

        樞紐內(nèi)編組站為寶雞東站,是東西向布置的單向二級四場編組站,擔(dān)當(dāng)除北東間直通列車外的各方向列車接發(fā)、貨物列車解體、編組、機車換掛、列車技術(shù)檢查等作業(yè),辦理整車、集裝箱運輸作業(yè),承擔(dān)本站、段管線、樞紐小運轉(zhuǎn)列車的取送等作業(yè)。

        樞紐內(nèi)客運站為寶雞站、寶雞南站 ( 在建 )。寶雞站是樞紐內(nèi)普速客運站,也是寶成線與隴海線的接軌站,設(shè)有客運機車折返段、客車技術(shù)整備所;寶雞南站為高鐵客運站,設(shè)動車存車場 1 處。

        樞紐內(nèi)區(qū)段站為千河車站,主要擔(dān)當(dāng)客貨列車接發(fā),北東間直通貨物列車通過 ( 包括機車換掛、列車技術(shù)檢查 ),迎水橋—寶雞東直通列車的機車換掛及寶雞東小運轉(zhuǎn)列車取送作業(yè)。

        圖1 寶雞鐵路樞紐示意圖

        樞紐內(nèi)其余車站均為中間站。

        1.2 樞紐存在的問題

        (1)寶雞鐵路樞紐目前銜接 3 條鐵路干線 4 個方向,以隴海線為主軸。由于隴海線運量增長迅速,加之寶成、寶中線與隴海線交流量的增加,造成樞紐主軸通過能力十分緊張,限制了樞紐運量的進一步增長。

        (2)寶成線與其他各方向牽引質(zhì)量、機車類型不統(tǒng)一,直通列車均需進行增減軸作業(yè),降低了樞紐作業(yè)效率。

        (3)寶雞東編組站調(diào)車場有效長不足。編組站位于寶雞市中心,車站周圍建筑物密集,沒有改擴建的條件。

        2 樞紐南環(huán)線運量預(yù)測

        2.1 寶雞樞紐貨運量預(yù)測

        寶雞市經(jīng)濟快速發(fā)展對運輸?shù)男枨笠苍絹碓酱?,樞紐貨運量以通過運量為主。在通過運量中,東西之間交流最大,西北之間交流很少。隨著樞紐南環(huán)線和磻溪物流園區(qū)的建設(shè),將大大提升樞紐的貨運能力,近、遠期樞紐總運量分別為 15 847 萬 t、20 158 萬 t ,其中通過運量分別為 13 643 萬 t 、17 440 萬 t 。

        2.2 樞紐南環(huán)線運量預(yù)測

        目前,寶雞工業(yè)布局主要在渭河以南,隨著寶雞工業(yè)化進程的加快,處在渭河南岸寶雞工業(yè)產(chǎn)業(yè)帶的物流需求將大幅增加。研究年度磻溪鎮(zhèn)站鐵路物流園區(qū)主要吸引寶雞市規(guī)劃建設(shè)的高新物流園、天王物流園及蔡家坡物流園,同時將辦理寶雞市集裝箱、特貨和快貨運輸業(yè)務(wù)。根據(jù)寶雞市國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃,預(yù)測南環(huán)線上磻溪鎮(zhèn)站近期到發(fā)總量 1 320 萬 t,遠期 1 680 萬 t。

        樞紐南環(huán)線建成后,除承擔(dān)沿線吸引的物流園區(qū)運量外,還將承擔(dān)大量的直通運量。研究年度南環(huán)線區(qū)段貨流密度如表 1 所示。

        表1 研究年度南環(huán)線區(qū)段貨流密度 萬 t · km / km

        3 寶雞樞紐南環(huán)線建設(shè)方案研究

        針對寶雞樞紐目前存在的問題,寶雞樞紐南環(huán)線的建設(shè),近期主要解決樞紐內(nèi)隴海線主軸寶雞東—臥龍寺間通過能力不足、樞紐內(nèi)既有貨運設(shè)施能力偏小、無法滿足貨物外運需求的問題;遠期隨著陸橋通道擴能,主要解決寶雞東編組站到發(fā)能力不滿足運輸需要、有效長不足的問題[1]。最終保證東西鐵路大動脈隴海線的暢通。

        根據(jù)《 寶雞市 2008—2020 年城市總體規(guī)劃》,寶雞市城鎮(zhèn)發(fā)展戰(zhàn)略“以沿渭河?xùn)|西向城市發(fā)展帶和城市南北向拓展軸為依托,形成包括福譚、金渭、代馬、陳倉和蟠龍 5 個組團的‘一帶一軸五組團’中心城區(qū)空間結(jié)構(gòu)?!盵2]寶雞市渭河北岸為老城區(qū),也是城市人口聚集區(qū),渭河南岸為新興的工業(yè)區(qū),并預(yù)留鐵路通道。

        因此,從運輸需求、工程難度 ( 減少拆遷 ) 及適應(yīng)城市規(guī)劃等方面考慮,寶雞樞紐南環(huán)線應(yīng)建在渭河南岸。隴海線目前為雙線鐵路,從節(jié)省國家投資、追求效益最大的原則出發(fā),首先需要對樞紐南環(huán)線的單、雙線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行研究。

        3.1 近期單、雙線方案研究

        根據(jù)測算,寶雞東—臥龍寺區(qū)間能力差值為38.5 對/d,如果僅將不足能力分流至南環(huán)線,單線基本可以滿足運輸需要,當(dāng)遠期能力不足時,增建二線。但是,由于樞紐南環(huán)線近期采用單線的方案存在單線能力適應(yīng)期較短、近期需要增設(shè)車站的問題。因此,對近期采用單線、遠期增建二線的方案和近期一次雙線方案進行研究。

        (1)方案Ⅰ:近期采用單線、遠期增建二線。該方案樞紐南環(huán)線近期為單線預(yù)留二線線位,遠期運量進一步增長后再增建二線。近期單線能力可以適應(yīng)至 2025 年,同時磻溪鎮(zhèn)站至林家村站站間距為 39.2 km,除預(yù)留的馬營鎮(zhèn)需開站外,還需要在馬營鎮(zhèn)至林家村之間增設(shè) 2 處橋隧站,而遠期將關(guān)閉閑置[3]。經(jīng)計算,近期修建單線時需要投資為 30.1 億元,遠期增建二線時需追加投資約19.3 億元。該方案近期工程投資省,而單線適應(yīng)期短,近期增設(shè) 2 處橋隧站,但遠期將關(guān)閉,造成資源浪費。

        (2)方案Ⅱ:近期一次雙線方案。該方案采用近期樞紐南環(huán)線一次建成雙線,以減少車站設(shè)置數(shù)量,節(jié)省投資。一次建成雙線后,近期即可分流東西方向通過列車 62 對/d。經(jīng)計算,該方案需要投資 42.2 億元。該方案遠期不需要進行改擴建,不存在廢棄工程,線路能夠得到充分利用,但近期投資大。

        (3)推薦意見。經(jīng)過綜合分析,方案Ⅰ近期工程為單線,能力僅能適應(yīng)至 2025 年,適應(yīng)期較短,必須增設(shè) 2 處橋隧站。方案Ⅱ在樞紐南環(huán)線一次建成雙線后,雖然與近期投資相比增加 12.1億元,但線路能夠得到充分利用,近遠期項目總投資可以節(jié)省 7.2 億元。因此,推薦近期一次建成雙線方案。

        3.2 南環(huán)線編組站的站址選擇

        由于既有的寶雞東編組站遠期有效長度不足,而且受到城市限制無法進行改擴建。為解決樞紐解編問題,只能將編組站擇址重建。南環(huán)線為平行于隴海線的樞紐環(huán)線,主要對樞紐內(nèi)的隴海線起著分流作用,并兼顧區(qū)域運量[4]。編組站一般占地規(guī)模較大,對周圍的自然條件要求較高,由于位于渭河北岸的隴海線在樞紐內(nèi)穿行于城市建筑之間,如果再在隴海線上新建編組站,勢必引起大規(guī)模的征拆,不僅投資大,而且不利于社會穩(wěn)定及環(huán)境保護,可實施性較小[5]。因此,新建的編組站應(yīng)修建在樞紐南環(huán)線上。

        對于新建的樞紐環(huán)線,其線位受控于新建編組站的站位。因此,在研究線位具體走向前,必須先確定編組站的位置。根據(jù)寶雞樞紐現(xiàn)狀和城市建設(shè)情況,在寶雞樞紐南環(huán)線上可以作為編組站的位置有馬營鎮(zhèn)和磻溪鎮(zhèn) 2 個地點。

        (1)方案Ⅰ:馬營鎮(zhèn)編組站方案。馬營鎮(zhèn)編組站位于樞紐銜接的各條鐵路 ( 隴海線、寶中線、寶成線 ) 交匯處,運輸組織合理,車流順暢。但是,由于寶雞市近年來發(fā)展迅速,各大型企業(yè)已經(jīng)逐步建成,而原城市規(guī)劃預(yù)留的鐵路通道沒有考慮編組站的設(shè)置,加之新建的西蘭客運專線又擠占了部分鐵路通道,如果在馬營鎮(zhèn)修建編組站,需要避讓新建成的寶鈦工業(yè)園,以減少對寶鈦工業(yè)園的影響。因此,馬營鎮(zhèn)編組站的站址只能選擇在地勢起伏較大的靠山一側(cè),車站最大挖方高度接近 60 m,同時還需要拆遷馬營變電站 ( 拆遷費估算 2.3 億元 )。經(jīng)計算,該方案投資約為 26.9 億元。馬營鎮(zhèn)編組站方案如圖 2 所示。

        該方案運輸組織合理、車流順暢,但需要拆遷馬營變電站,占用寶鈦工業(yè)園部分園區(qū)土地,工程實施難度大。

        (2)方案Ⅱ:磻溪鎮(zhèn)編組站方案。磻溪鎮(zhèn)編組站所處位置地勢平坦,工程施工相對簡易,車站范圍內(nèi)沒有大型企業(yè),拆遷難度相對較小。但是,由于該站址偏離樞紐銜接各條鐵路的交匯處,寶成線與寶中線間存在折角車流,在樞紐內(nèi)需折角運行8 km 左右,其余各方向與新豐鎮(zhèn)方向的交流順暢。經(jīng)計算,該方案工程投資約 23.2 億元。磻溪鎮(zhèn)編組站方案如圖 3 所示。

        該方案較好地適應(yīng)寶雞市發(fā)展規(guī)劃,投資較省,但由于編組站站址偏東,寶成線與寶中線間存在折角車流。

        (3)推薦方案。綜合上述分析,雖然馬營鎮(zhèn)站址運輸組織靈活,但征地、拆遷難度非常大,車站靠山側(cè)最大挖方高度接近 60 m,工程異常艱巨,存在一定的工程風(fēng)險;磻溪鎮(zhèn)站址方案雖然存在一定的折角車流,但投資節(jié)省 3.7 億元,由于地方政府支持,實施難度小,予以推薦。

        3.3 南環(huán)線蔡家坡接軌方案研究

        編組站站址確定后需要研究接軌方案。結(jié)合近、遠期客貨運量、地形條件和工程情況等因素,針對南環(huán)線與隴海線在蔡家坡接軌時,分別以隴海線還是南環(huán)線實施貫通的方案進行研究[6]。

        (1)方案Ⅰ:以隴海線貫通,南環(huán)線疏解引入蔡家坡車站。新建樞紐南環(huán)線雙線自隴海線蔡家坡站西端分線疏解引出,右線跨過隴海線后雙線并行,依次跨過西寶高速公路、渭河引入磻溪鎮(zhèn)編組站。該方案線路折合單線長 14.2 km,靜態(tài)投資約 5.7 億元。南環(huán)線疏解引入蔡家坡車站示意圖如圖 4 所示。

        (2)方案Ⅱ:南環(huán)線與隴海線貫通方案。新建樞紐南環(huán)線雙線自隴海線引出,依次跨過西寶高速公路、渭河引入磻溪鎮(zhèn)編組站。改建上行隴海線接入蔡家坡到發(fā)線 4 道,改建下行隴海線跨樞紐南環(huán)線后接蔡家坡到發(fā)線 5 道。該方案線路折合單線長 17.3 km,靜態(tài)投資約 6.3 億元。南環(huán)線與隴海線貫通示意圖如圖 5 所示。

        (3)方案比選及推薦意見。南環(huán)線與隴海線近期貨物列車對數(shù)相當(dāng),但隴海線上通過旅客列車較多,遠期隴海線以運行旅客列車為主,南環(huán)線以運行貨物列車為主。由于旅客列車運行速度比貨物列車高,同時考慮旅客的舒適性,以旅客列車進路貫通不僅合理,而且節(jié)省投資 0.6 億元。因此,推薦以隴海線貫通,南環(huán)線疏解引入蔡家坡車站方案。

        3.4 樞紐南環(huán)線線路走向

        寶雞市位于關(guān)中平原西部、渭河兩岸,東西狹長,南北方向較窄,南環(huán)線所處的渭河南岸同時分布有西蘭客運專線、國道 310 線、西寶高速公路過境段等。為減少南環(huán)線對工業(yè)區(qū)的干擾,該線應(yīng)該走行在西蘭客運專線南側(cè),由于西蘭客運專線修建時已盡量南靠,因而南環(huán)線可以選擇的走向范圍比較狹窄[7]。

        綜合寶雞市總體規(guī)劃、樞紐運輸組織、既有設(shè)備利用、工程投資等各因素,結(jié)合沿線地形地貌,最終確定寶雞樞紐南環(huán)線線位:首先從蔡家坡疏解引出,跨渭河,下穿西蘭客運專線,在西蘭客運專線南側(cè)設(shè)磻溪鎮(zhèn)編組站,沿西蘭客運專線一直向西,并行通過神農(nóng)廣場后在隧道段落上跨西蘭客運專線、寶成線,最終引入隴海線的林家村車站[8]。

        圖4 南環(huán)線疏解引入蔡家坡車站示意圖

        圖5 南環(huán)線與隴海線貫通示意圖

        4 結(jié)束語

        綜上所述,寶雞鐵路樞紐南環(huán)線為以貨運為主的雙線鐵路,線路應(yīng)設(shè)在渭河南岸、西蘭客運專線南側(cè);綜合考慮各種控制因素,編組站的站位選擇在磻溪鎮(zhèn);為保持以客為主隴海線的平順性,南環(huán)線在蔡家坡接軌時需要疏解引入。在線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、編組站站位、接軌點等確定后,最終確定南環(huán)線的建設(shè)方案。

        寶雞鐵路樞紐南環(huán)線與西蘭客運專線并行、共用一個通道,符合寶雞城市總體規(guī)劃。樞紐內(nèi)基本實現(xiàn)客貨分流,將大大提升寶雞鐵路樞紐的運輸能力,解決寶雞鐵路樞紐主軸 ( 隴海線 ) 能力緊張問題。寶雞鐵路樞紐南環(huán)線建成后對促進寶雞市經(jīng)濟增長,保證我國東西部貨物交流順暢有重要意義。

        [1] 中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司. 寶雞鐵路樞紐客貨運輸布局規(guī)劃[R]. 西安:中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司,2011.

        [2] 寶雞市人民政府. 寶雞市2008—2020年城市總體規(guī)劃[M].寶雞:寶雞市人民政府,2008.

        [3] 中華人民共和國鐵道部. GB50091-2006 鐵路車站及樞紐設(shè)計規(guī)范[S]. 北京:中國計劃出版社,2006.

        [4] 鐵道第四勘察設(shè)計院. 鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊-站場及樞紐[M]. 北京:中國鐵道出版社,2004.

        [5] 朱 穎. 鐵路選線理念的創(chuàng)新與實踐[J]. 鐵道工程學(xué)報,2009(6):1-5.

        [6] 劉世峰. 鐵路接軌站設(shè)計應(yīng)考慮的因素[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟,2005,27(10):76-88.

        [7] 詹振炎. 鐵路選線設(shè)計的現(xiàn)代理論和方法[M]. 北京:中國鐵道出版社,2001.

        [8] 中華人民共和國鐵道部. GB50090-2006 鐵路線路設(shè)計規(guī)范[S]. 北京:中國計劃出版社,2006.

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