趙　巖

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司鄭州設(shè)計(jì)院，河南鄭州　450001)

Discussion on the Necessity of Upgrading the Main Technical Standards of Zhengzhou to Luoyang section of Longhai Railway

ZHAO Yan

隴海線鄭州至洛陽(yáng)段鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)必要性分析

趙巖

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司鄭州設(shè)計(jì)院，河南鄭州450001)

Discussion on the Necessity of Upgrading the Main Technical Standards of Zhengzhou to Luoyang section of Longhai Railway

ZHAO Yan

摘要鄭州鐵路局管內(nèi)隴海線鄭州至洛陽(yáng)段主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、運(yùn)輸能力飽和、運(yùn)營(yíng)條件差、成本高，已經(jīng)成為大能力運(yùn)輸通道的運(yùn)輸瓶頸。重點(diǎn)對(duì)既有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條件下運(yùn)營(yíng)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，論述該段線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)的必要性，并對(duì)升級(jí)后線路運(yùn)營(yíng)效果進(jìn)行論證，認(rèn)為線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)可有效解決通過(guò)能力不足、安全性差等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞隴海線鄭州至洛陽(yáng)段技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)必要性

1研究背景及現(xiàn)狀

隴海鐵路始建于1904年，1953年7月全線通車。隴海鐵路東起江蘇省連云港市，經(jīng)安徽省、河南省、陜西省，西到甘肅省蘭州市，全長(zhǎng)1 759 km。鄭州—洛陽(yáng)區(qū)段做為隴海線的一部分，始建于1908 年，為隴海線中腹地段，主要承擔(dān)西北地區(qū)與華中、華東地區(qū)的貨物交流，同時(shí)與焦柳、京廣等多條縱向干線連接，是華北，華南地區(qū)與西北、華中、華東地區(qū)貨物交流的重要通道。

1949年前，該線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，輸送能力小。1949年以后，先后經(jīng)歷三次主要改擴(kuò)建，分別為1958年的復(fù)線建設(shè)、20世紀(jì)80年代的線路小曲線半徑改造(R<400 m)及電化工程，以及2000年隴海線鄭州局管轄區(qū)段商丘—寶雞段局部提速改造，其中鄭州至洛陽(yáng)段的鄭州—上街及回郭鎮(zhèn)(已封閉，里程K652+500)—洛陽(yáng)東分別按140 km/h標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了提速改造，而上街—回郭鎮(zhèn)段(全長(zhǎng)48.3 km)因地形復(fù)雜，改造難度大，沒(méi)有進(jìn)行提速改造。

1.1　現(xiàn)狀分析

(1)現(xiàn)狀主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

隴海線鄭州至洛陽(yáng)段與京廣及焦柳等國(guó)鐵干線相連，本線及相鄰線現(xiàn)狀主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

(2)現(xiàn)狀行車量及通過(guò)能力

根據(jù)鄭州局2014年7月調(diào)整后客貨列車時(shí)刻表，隴海線鄭州至洛陽(yáng)段現(xiàn)狀行車量及區(qū)間通過(guò)能力見(jiàn)表2。

1.2　存在問(wèn)題分析

(1)區(qū)間通過(guò)能力飽和

由現(xiàn)狀隴海線鄭州至洛陽(yáng)段行車量及通過(guò)能力可知，該段通過(guò)能力已經(jīng)飽和。目前，鄭西、西寶客專已開(kāi)通，隨著鄭徐、寶蘭客專和蘭新第二雙線的建成通車，共同構(gòu)成橫穿中國(guó)東、中、西部地區(qū)的大能力鐵路客運(yùn)干線，屆時(shí)既有隴海線將有大量客車分流至客運(yùn)專線，既有隴海線貨運(yùn)能力得到一定程度的釋放。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，隴海線預(yù)測(cè)運(yùn)量增長(zhǎng)迅猛，且由現(xiàn)行客專與既有線旅客列車運(yùn)營(yíng)情況可知，既有線普速旅客列車需求仍然較高。根據(jù)對(duì)沿線地方運(yùn)量及焦柳、京廣通過(guò)運(yùn)量的分析預(yù)測(cè)，至2025年，該段最大區(qū)段貨流密度將達(dá)10 554×104t，客車32對(duì)；2035年，該段最大區(qū)段貨流密度將達(dá)12 976×104t，客車20對(duì)，如維持本段既有鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用預(yù)測(cè)客貨運(yùn)量，研究年度行車量及區(qū)間通過(guò)能力情況見(jiàn)表3。

表1　本線及相鄰線現(xiàn)狀鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

表2　隴海線鄭州至洛陽(yáng)段現(xiàn)狀行車量及區(qū)間通過(guò)能力

表3　運(yùn)量增長(zhǎng)但線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)維持既有情況下通過(guò)能力

由以上計(jì)算可知，本段既有設(shè)備運(yùn)輸能力均不能滿足現(xiàn)狀及未來(lái)運(yùn)量發(fā)展運(yùn)輸需求。

(2)與相鄰線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

本段隴海線車站到發(fā)線有效長(zhǎng)為850 m，牽引質(zhì)量4 000 t，相鄰的焦柳線車站到發(fā)線有效長(zhǎng)為1 050 m，牽引質(zhì)量最高5 500 t；京廣線以及隴海線鄭州以東段車站到發(fā)線有效長(zhǎng)為1 050 m，牽引質(zhì)量最高6 000 t，本線與相鄰鐵路干線在到發(fā)線有效長(zhǎng)、牽引質(zhì)量等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面不匹配。牽引質(zhì)量不統(tǒng)一導(dǎo)致大量焦柳線與隴海線轉(zhuǎn)線車流在洛陽(yáng)地區(qū)的技術(shù)作業(yè)站進(jìn)行換重或摘補(bǔ)機(jī)作業(yè)。據(jù)洛陽(yáng)北站2013年車流表統(tǒng)計(jì)資料，該站北東、南東日均有調(diào)車數(shù)合計(jì)143.9車，受牽引定數(shù)不統(tǒng)一影響，北東、南東車流，無(wú)法通過(guò)樞紐北東、南東聯(lián)絡(luò)線直通，均需在洛陽(yáng)北站解編或在樞紐前方站孟津補(bǔ)機(jī)后經(jīng)洛陽(yáng)東折角或通過(guò)聯(lián)絡(luò)線轉(zhuǎn)入東隴海線，對(duì)既有線路設(shè)施造成浪費(fèi)，且增加洛陽(yáng)北站調(diào)車作業(yè)量，降低運(yùn)輸效率。

(3)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低

本段隴海線鄭州至洛陽(yáng)段車站到發(fā)線有效長(zhǎng)850 m，除上街以東、回郭鎮(zhèn)(已封閉，里程K652+500)以西段于2000年前后提速改造，其他區(qū)段修建年代久遠(yuǎn)。為適應(yīng)地形地勢(shì)，減小工程量，節(jié)約投資，線路曲線大多采用了400～600 m不等的小半徑曲線，并采用了12.5‰的限坡，惡劣的線路平縱面條件為日益增多的提速客車、貨物列車的運(yùn)行帶來(lái)了極大的安全隱患。未改建段鐵路既有平縱特征情況見(jiàn)表4、表5，橋梁情況見(jiàn)表6。

表4　既有線路平面特征

表5　既有線路縱斷面特征

表6　既有橋涵分布

由既有線線橋情況可知，隴海線鄭州至洛陽(yáng)段未經(jīng)改造區(qū)段(上街至回郭鎮(zhèn)K652+500)線路全長(zhǎng)48.3 km，存在主要問(wèn)題為：

①線路平面曲線過(guò)多，其中上行方向占線路總長(zhǎng)的49.2%，下行占線路總長(zhǎng)的50.8%，且?jiàn)A直線長(zhǎng)度短，上下行各有6處夾直線長(zhǎng)度小于50 m。

②限坡為12‰，限制列車牽引質(zhì)量。

③既有橋涵類型復(fù)雜，孔徑跨度及基礎(chǔ)形式繁多。由于既有線橋涵已運(yùn)營(yíng)多年，既有橋涵雖然基本功能仍然具備，但存在著橋上道碴厚度不足(共7座)、線橋偏心、鋼梁裂紋、混凝土拱涵邊墻開(kāi)裂、石砌橋墩晃動(dòng)、混凝土橋墩開(kāi)裂掉塊、橋臺(tái)開(kāi)裂傾斜、涵洞涵管風(fēng)化、鋼筋銹蝕嚴(yán)重，管內(nèi)接頭處漏水等嚴(yán)重影響橋梁承載能力的病害。

主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)備陳舊且病害嚴(yán)重，主要存在以下安全隱患：

①在列車縱、橫向力的作用下軌道結(jié)構(gòu)正常的幾何狀態(tài)難以保持，穩(wěn)定性差，影響列車安全。

②在小半徑曲線地段，較大的輪軌橫向作用力引起較大的鋼軌應(yīng)力，產(chǎn)生較大的鋼軌輪緣磨耗，造成輪軌間隙擴(kuò)大，影響列車的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

③既有13座大中橋梁有7座存在偏心，橋梁多處存在道砟厚度不足的問(wèn)題，對(duì)行車安全影響較大。其中下行k637+813跨石河道鋼梁橋，自1909年建成通車后，已100余年，鋼梁各部桿件銹蝕嚴(yán)重，變形扭曲，且該橋基礎(chǔ)為木樁，嚴(yán)重危及行車安全。

(4)線路運(yùn)營(yíng)條件差

本段線路最小曲線半徑400 m，限制坡度12.5‰。隨著隴海線客貨列車密度的日益增大，該段鐵路的運(yùn)輸密度與運(yùn)營(yíng)條件的矛盾愈加突出，養(yǎng)護(hù)維修量劇增，運(yùn)輸成本日益增大。

(5)運(yùn)輸設(shè)備陳舊

隴海線鄭州至洛陽(yáng)段經(jīng)歷次改擴(kuò)建及提速后，仍有上街至回郭鎮(zhèn)(已封閉，里程K652+500)段未進(jìn)行改建，與隴海線相鄰段落大提速、強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施、更新改造設(shè)備相比，仍停留在20世紀(jì)80年代水平，已成為運(yùn)輸瓶頸。一方面，未改建線路允許速度僅為90 km/h(其中穆溝至鞏義段為85 km/h)，列車平均運(yùn)行速度低，旅客舒適性差；另一方面，由于該段坡度大，與相鄰線牽引定數(shù)不一致，導(dǎo)致列車中途增減軸作業(yè)，大大延長(zhǎng)了整列列車中途作業(yè)時(shí)間，使得客貨運(yùn)列車的運(yùn)輸質(zhì)量明顯降低。

2主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)必要性分析

隴海線鄭州至洛陽(yáng)段現(xiàn)狀牽引定數(shù)、曲線半徑、限制坡度、到發(fā)線等有效長(zhǎng)等鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足鐵路客貨運(yùn)運(yùn)輸需求，運(yùn)輸組織繁雜、效率低且行車安全存在隱患，對(duì)該段進(jìn)行鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)迫在眉睫。針對(duì)現(xiàn)狀線路運(yùn)營(yíng)存在的問(wèn)題，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)的必要性主要體現(xiàn)在：

①擴(kuò)充運(yùn)輸能力、滿足運(yùn)輸需求，保障隴海線暢通的需要。

②與相鄰線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，優(yōu)化運(yùn)輸組織，提高運(yùn)輸效率的需要。

③保證鐵路運(yùn)輸安全的需要。

④節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，提高運(yùn)輸效益的需要。

⑤改善運(yùn)輸設(shè)備、提高客貨運(yùn)列車運(yùn)輸質(zhì)量的需要。

3主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)改造建議及效果

3.1　主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)改造建議

(1)最小曲線半徑

本線推薦速度目標(biāo)值為160 km/h，按《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》相應(yīng)最小曲線半徑為：一般2 000 m，困難1 600 m?？紤]到鞏義站位于鞏義市區(qū)，且有4條專用線接軌，改建代價(jià)過(guò)大，鞏義站內(nèi)兩個(gè)曲線維持既有半徑600 m和720 m。

(2)機(jī)車類型與牽引質(zhì)量

本線現(xiàn)狀貨物列車采用雙HXD3牽引，研究年度相鄰線貨機(jī)類型為HXD，從路網(wǎng)的統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性考慮，研究年度機(jī)車類型為HXD系列，牽引質(zhì)量推薦5 000 t。

(3)限制坡度

本線相鄰線限制坡度均不超過(guò)6‰，從路網(wǎng)協(xié)調(diào)性及滿足HXD系列機(jī)車單機(jī)牽引5 000 t列車牽引及起動(dòng)的坡度要求，限制坡度推薦采用6‰。

(4)到發(fā)線有效長(zhǎng)度

本線現(xiàn)狀到發(fā)線有效長(zhǎng)850 m，不滿足5 000 t列車停放要求，根據(jù)《站規(guī)》中與牽引5 000 t列車相匹配到發(fā)線有效長(zhǎng)應(yīng)滿足1 050 m，故推薦到發(fā)線有效長(zhǎng)為1 050 m。

3.2　主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)后效果

隴海線鄭州至洛陽(yáng)段鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)后，線路運(yùn)營(yíng)條件、運(yùn)輸質(zhì)量、運(yùn)輸效率均將大幅提高，具體體現(xiàn)在：

①區(qū)間通過(guò)能力大幅提高，可以滿足未來(lái)鐵路運(yùn)量增長(zhǎng)的需要，研究年度，在運(yùn)量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，改建后區(qū)間通過(guò)能力見(jiàn)表7。

表7　研究年度主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)改造后區(qū)間通過(guò)能力

②改建后，與相鄰路網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相統(tǒng)一，大宗貨物可以實(shí)現(xiàn)直通，減少地區(qū)技術(shù)作業(yè)站解編作業(yè)，運(yùn)輸組織得到優(yōu)化，運(yùn)輸效率得以提高。

③改建后，線路、路基、軌道、橋梁、牽引供電等多項(xiàng)鐵路設(shè)備將配套進(jìn)行升級(jí)或更新，徹底消除安全隱患，且大大節(jié)約設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修成本。據(jù)工務(wù)、電務(wù)等部門粗略估算，每年節(jié)約該段設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用大約在6 000萬(wàn)元。

④改建后，本段線路提速區(qū)段(上街以東、回郭鎮(zhèn)以西)和限速區(qū)段(上街至回郭鎮(zhèn)段)并存的現(xiàn)象將不復(fù)存在，列車運(yùn)行平穩(wěn)，旅客旅行舒適，運(yùn)輸質(zhì)量顯著提高。

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中圖分類號(hào)：U212.31

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-7479(2015)01-0091-04

作者簡(jiǎn)介：趙巖(1984—)，女，2008年畢業(yè)于西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理專業(yè)，工學(xué)碩士，工程師。

收稿日期：2014-11-04