楊建勛

（中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 線路運(yùn)輸設(shè)計處，陜西 西安 710043)

1 蘭新高速鐵路銜接敦煌鐵路通道方案設(shè)置分析

1.1 敦煌地區(qū)鐵路現(xiàn)狀

敦煌市是我國著名的旅游城市，擁有以敦煌文化為主題的世界級旅游產(chǎn)業(yè)，在旅游旺季客流的需求量很大。為了構(gòu)建高質(zhì)量的“敦煌”品牌旅游集散地，實現(xiàn)酒泉市域內(nèi)同城化發(fā)展目標(biāo)，加強(qiáng)與蘭州、嘉峪關(guān)、張掖等核心城市之間緊密聯(lián)系，需要加強(qiáng)敦煌與外界間鐵路通道建設(shè)[1-2]。目前，敦煌地區(qū)只有敦煌鐵路(柳溝—敦煌)和敦格鐵路(敦煌—格爾木)，設(shè)有敦煌站。敦煌鐵路與敦格鐵路是連接蘭新鐵路(蘭州—烏魯木齊)和青藏鐵路(西寧—拉薩)通道的南北向線路，是國家中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中的干線鐵路。其中，敦煌鐵路是單線電氣化客貨共線鐵路，全長161.5 km，設(shè)雙向疏解線與蘭新鐵路柳溝站接軌，設(shè)計速度為120 km/h，受到線路病害影響，目前旅客列車的旅行速度為60.6 ～ 81.5 km/h。敦煌—蘭州的直達(dá)旅客列車經(jīng)由敦煌鐵路和蘭新鐵路運(yùn)行，總運(yùn)行里程1 123 km，耗時約11 ～ 15 h。

但是，由于敦煌地區(qū)鐵路網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足，難以滿足旅客對旅行速度日益增長的要求；敦煌站與高速鐵路網(wǎng)不連通，乘坐動車組旅客列車前往敦煌的旅客需要在嘉峪關(guān)南站或玉門站換乘敦煌鐵路的普速旅客列車，或選擇公路接駁的方式才能到達(dá)敦煌，旅游客流出行便捷性受到制約，對以旅游業(yè)為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生一定影響。

為了提升敦煌地區(qū)的高速鐵路可達(dá)性，亟需研究蘭新高速鐵路銜接敦煌鐵路通道方案，即利用既有線路或新建客運(yùn)專線，將敦煌站與蘭新高速鐵路(蘭州西—烏魯木齊)柳溝南站連接，將敦煌納入全國鐵路的動車組旅客列車開行覆蓋范圍。因此，可以考慮新建與既有敦煌鐵路并行的柳溝南—敦煌客運(yùn)專線，或改造既有敦煌鐵路具備開行動車組旅客列車條件，以滿足旅客出行需求，改善地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施狀況。

1.2 敦煌鐵路通道適應(yīng)性分析

（1）通道需求預(yù)測。敦煌鐵路以旅客運(yùn)輸為主，2018 年開行旅客列車7 對/d，貨物列車3 對/d，采用HXD1C 型機(jī)車，牽引質(zhì)量為4 000 t。敦煌鐵路線路病害及限速點較多，站間距較大，列車旅行速度低。隨著敦格鐵路的開通，敦煌鐵路通道運(yùn)量快速增長，既有敦煌鐵路能力難以滿足日益增長的運(yùn)輸需求?？紤]敦煌地區(qū)客流構(gòu)成和運(yùn)輸需求的差異性，敦煌鐵路通道宜開行動車組旅客列車(占比60%左右)和普速旅客列車，可以滿足多層次運(yùn)輸需求[1-5]?？紤]動車組旅客列車的優(yōu)勢客流吸引區(qū)域和普速旅客列車的重點服務(wù)區(qū)域，確定動車組旅客列車的主要開行范圍為敦煌至嘉峪關(guān)、蘭州、西寧等地，普速旅客列車的主要開行范圍為敦煌至西安、北京等地。敦煌鐵路旅客列車需求預(yù)測如表1所示，敦煌鐵路旅客列車近、遠(yuǎn)期預(yù)測的淡季和旺季波動較大。

表1 敦煌鐵路旅客列車需求預(yù)測 對/dTab.1 Forecast of railway passenger traffic in Dunhuang Area

（2）通道能力適應(yīng)性分析。如果新建敦煌客運(yùn)專線，與既有敦煌鐵路并行，承擔(dān)敦煌地區(qū)主要客流，新建敦煌客運(yùn)專線與敦煌鐵路行車量預(yù)測如表2 所示。由表2 可知，敦煌通道能力富余量較大。

表2 新建敦煌客運(yùn)專線與敦煌鐵路行車量預(yù)測Tab.2 Capacity forecast of new Dunhuang passenger dedicated line and Dunhuang Railway

如果修建蘭新高速鐵路柳溝南站與敦煌鐵路聯(lián)絡(luò)線，按單線改造既有敦煌鐵路承擔(dān)敦煌地區(qū)客貨運(yùn)量，經(jīng)預(yù)測近期線路通過能力可以滿足運(yùn)輸需求，而遠(yuǎn)期所有9 個區(qū)間的通過能力普遍不足，能力缺口7.7 ～ 21.6 對/d，需要對敦煌鐵路進(jìn)行增建二線擴(kuò)能改造。敦煌鐵路增建二線擴(kuò)能方案能力適應(yīng)性分析如表3 所示。

表3 敦煌鐵路增建二線擴(kuò)能方案能力適應(yīng)性分析對/dTab.3 Capability adaptability analysis of new second line of Dunhuang Railway

由表3 可知，經(jīng)過增建二線擴(kuò)能改造后，敦煌鐵路通過能力有較大富余，可以滿足運(yùn)輸需求，徹底解決能力不足問題，提高列車運(yùn)行質(zhì)量。

1.3 敦煌鐵路通道方案設(shè)置

為提升敦煌地區(qū)的鐵路列車運(yùn)行質(zhì)量，考慮敦煌鐵路通道能力及既有線路條件等因素，提出新建客運(yùn)專線方案(方案I)和修建聯(lián)絡(luò)線與既有線擴(kuò)能方案(方案II)，使敦煌鐵路銜接蘭新高速鐵路，滿足敦煌站始發(fā)的動車組旅客列車經(jīng)柳溝南站上線蘭新高速鐵路運(yùn)行的條件。蘭新高速鐵路銜接敦煌鐵路通道的線路方案如圖1 所示。

圖1 蘭新高速鐵路銜接敦煌鐵路通道方案Fig.1 Routes of connecting Dunhuang Railway with Lanzhou-Urumqi High-Speed Railway

2 蘭新高速鐵路銜接敦煌鐵路通道方案分析

2.1 方案I

方案I 為新建客運(yùn)專線方案。由于沿線地形較為平坦，新建敦煌至柳溝南客運(yùn)專線與既有敦煌鐵路基本并行布設(shè)。考慮運(yùn)輸集中管理和節(jié)省運(yùn)營成本，線路引入敦煌鐵路瓜州、敦煌2座客運(yùn)中間站。線路建成后，敦煌—柳溝(南)的旅客列車和貨物列車分線運(yùn)行，與蘭新鐵路通道的客、貨運(yùn)組織配套承接，可極大改善區(qū)域交通條件[2]。

新建的客運(yùn)專線從蘭新高速鐵路柳溝南站預(yù)留的柳溝南聯(lián)絡(luò)線道岔節(jié)點引出，在抵近敦煌鐵路前，折向西南，上行線下穿蘭新高速鐵路后，在敦煌鐵路與省道S314 之間與敦煌鐵路平行向西延伸，至瓜州站與敦煌鐵路并場設(shè)客運(yùn)站，然后繼續(xù)前行接入敦煌站，線路全長約158 km，設(shè)計速度為250 km/h，設(shè)既有柳溝南、瓜州、敦煌和蘆草溝南站4 座車站，估算投資約98 億元。新建客運(yùn)專線建成后，將成為蘭新高速鐵路的重要集疏支線，分擔(dān)敦煌鐵路的旅客列車，敦煌鐵路僅運(yùn)行貨物列車。方案I 新建客運(yùn)專線和敦煌鐵路的富余能力均較大，但新建高標(biāo)準(zhǔn)鐵路投資巨大，與沿線人口基數(shù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小的現(xiàn)實情況難以匹配，且服務(wù)的客流有較明顯的季節(jié)性波動，總量較小的客流明顯難以支撐該條高標(biāo)準(zhǔn)鐵路的市場化運(yùn)營[3]。

2.2 方案II

方案II 為修建蘭新高速鐵路柳溝南聯(lián)絡(luò)線與既有線擴(kuò)能方案，充分利用敦煌鐵路既有設(shè)施設(shè)備，對敦煌鐵路進(jìn)行提速改造，對客運(yùn)站進(jìn)行高站臺改造，新建動車停車場等設(shè)施，以滿足動車組旅客列車開行條件。同時，修建柳溝南高速鐵路與普速鐵路聯(lián)絡(luò)線，連通蘭新高速鐵路與敦煌鐵路，使動車組旅客列車可以順暢跨線運(yùn)行。方案II 可以充分利用蘭新高鐵的富余能力，開行敦煌始發(fā)上線蘭新高速鐵路的動車組旅客列車，進(jìn)一步縮短嘉峪關(guān)、蘭州至敦煌的旅行時間，提高運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量，提升鐵路對旅游客流的吸引力。柳溝南聯(lián)絡(luò)線方案如圖2 所示，即上、下行聯(lián)絡(luò)線從蘭新高速鐵路柳溝南站引出，外包敦煌鐵路正線疏解引入雙塔站，實現(xiàn)敦煌鐵路與國家高速鐵路網(wǎng)的銜接。

敦煌鐵路需要根據(jù)客、貨運(yùn)量的增長情況，結(jié)合既有敦煌鐵路的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，確定具體的擴(kuò)能改造方案，使線路的通過能力與運(yùn)輸需求相匹配。因此，在修建柳溝南聯(lián)絡(luò)線的基礎(chǔ)上，提出單線擴(kuò)能方案(方案II-1)和增建二線擴(kuò)能方案(方案II-2)。

2.2.1 方案II-1

方案II-1 為單線擴(kuò)能方案。目前，敦煌鐵路線路線形條件較好，滿足160 km/h 速度對線形條件的技術(shù)要求，單線擴(kuò)能重點需要進(jìn)行線路病害整治，更換60N 新鋼軌、III 型軌枕，鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路，以及對路基沉降、沙害等條件不良的線路進(jìn)行整治改造，解除限速點，全線提速至160 km/h速度標(biāo)準(zhǔn)，投資約為9.1 億元。同時，將敦煌鐵路貨物列車牽引質(zhì)量提高至4 500 t。通過模擬牽引計算分析，研究年度單線擴(kuò)能方案能力適應(yīng)性分析表如表4 所示。

由表4 可知，采用單線改造方案，近期線路通過能力可以滿足運(yùn)輸需求，而遠(yuǎn)期區(qū)間通過能力缺口7.7 ～ 21.6 對/d，需要進(jìn)一步擴(kuò)能改造才能滿足運(yùn)輸需求。

圖2 柳溝南聯(lián)絡(luò)線Tab.2 Connecting line at Liugou South Station

2.2.2 方案II-2

方案II-2 為增建二線擴(kuò)能方案。增建二線方案為既有線最大程度提高運(yùn)輸能力的改造方案，提高動車組旅客列車的運(yùn)行速度，在牽引質(zhì)量提高至4 500 t 的基礎(chǔ)上，并行既有線增建敦煌鐵路二線及進(jìn)行相關(guān)提速技術(shù)改造。經(jīng)研究，敦煌鐵路增建二線列車運(yùn)行速度可以達(dá)到160 km/h，投資約為46 億元；如果將列車運(yùn)行速度提升至200 km/h，投資約為58 億元。這2 種速度方案均可滿足運(yùn)輸需求，200 km/h 速度方案相比160 km/h 速度方案僅可以節(jié)約10 min；而從投資效益分析，對于非繁忙線路宜采用160 km/h 速度增建二線方案。

表4 研究年度單線擴(kuò)能方案能力適應(yīng)性分析表 對/dTab.4 Capability adaptability analysis of single line capacity expansion plan

2.3 方案比選

（1）方案I。優(yōu)點：客貨分線運(yùn)行，運(yùn)輸快捷，客運(yùn)服務(wù)品質(zhì)高。缺點：①一次性投資高達(dá)98 億，工程規(guī)模大，與客運(yùn)量難以匹配；②在同一通道內(nèi)維持2 條鐵路同時運(yùn)營，但客、貨運(yùn)量均較小，經(jīng)濟(jì)效益差，運(yùn)營成本高，長期負(fù)債虧損運(yùn)營，總體建設(shè)方案不合理；③占用土地資源多，對風(fēng)沙地區(qū)地表擾動大，不利于環(huán)保；④為滿足換乘需要，柳溝南站改造為客運(yùn)站時因新設(shè)地道需穿越既有高速鐵路6 股道線路和增加側(cè)式站臺，對既有線安全運(yùn)營影響較大，施工困難，也不符合路網(wǎng)規(guī)劃。

（2）方案II。優(yōu)點：①與客貨運(yùn)量需求匹配協(xié)調(diào)，工期短、見效快，投資行為得當(dāng)，建設(shè)方案與地區(qū)發(fā)展水平相適應(yīng)；②從修建總體方案，充分整合利用既有線路能力，分步投資，具有先通到強(qiáng)、逐步加強(qiáng)的高度可實施性，可實現(xiàn)投資效益最大化。缺點：敦煌鐵路是以客為主、兼顧貨運(yùn)的干線鐵路，客、貨共線運(yùn)行對旅客列車運(yùn)行存在一定影響，特別是旅游旺季期間對客運(yùn)影響較大，但敦煌鐵路長度較短，該影響在后期增建二線方案實施后將基本消除。

綜上所述，以改造既有敦煌鐵路為基礎(chǔ)的方案II 具有明顯的投資優(yōu)勢與可行性。改造后及與蘭新高速鐵路連接的敦煌鐵路可以開行動車組旅客列車，敦煌至嘉峪關(guān)、酒泉的旅行時間可以縮短至2 h 左右，敦煌至蘭州的旅行時間可以縮短至7.5 h左右，可以將嘉峪關(guān)、敦煌兩地的旅游資源連為一體，能夠加強(qiáng)酒泉、嘉峪關(guān)與敦煌三地交流[7]。同時，改造后的敦煌鐵路可以將敦煌納入全國高速鐵路服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，有效擴(kuò)大蘭新高速鐵路通道對西部縱深地區(qū)的覆蓋度[1]，是提高敦煌鐵路客運(yùn)服務(wù)品質(zhì)的最佳方案。因此，推薦選擇近期采用方案II-1，即修建柳溝南聯(lián)絡(luò)線及既有單線擴(kuò)能改造方案，遠(yuǎn)期適時實施方案II-2，即增建二線方案，作為蘭新高速鐵路銜接敦煌鐵路通道的實施建議方案。

2.4 分階段建設(shè)方案

綜合項目情況和有限的建設(shè)投資能力，為早日改善敦煌市、瓜州縣對外與酒泉市域內(nèi)部交通，利用敦煌鐵路將敦煌納入全國高速鐵路網(wǎng)的方案II可分以下3 個階段穩(wěn)步推進(jìn)。

（1）修建高速鐵路與普速鐵路聯(lián)絡(luò)線。先修建蘭新高速鐵路柳溝南聯(lián)絡(luò)線及敦煌存車場等必要設(shè)施，滿足動車組旅客列車在普速與高速鐵路間跨線運(yùn)行的條件，實現(xiàn)敦煌鐵路與蘭新高速鐵路的運(yùn)營銜接。柳溝南聯(lián)絡(luò)線總長度7.1 km，設(shè)大橋1 座、接軌車站1 處，投資1.9 億元。其建設(shè)規(guī)模較小，在不到1a 的時間內(nèi)即可建成投運(yùn)。建成后，敦煌鐵路旅客列車可以經(jīng)由蘭新高速鐵路柳溝南站快速通達(dá)省會蘭州及入疆直抵烏魯木齊，實現(xiàn)投資效益最大化。

（2）敦煌鐵路單線提速改造。在敦格鐵路通車之前，按160 km/h 速度標(biāo)準(zhǔn)完成敦煌鐵路單線提速技術(shù)改造，使旅客列車與蘭新高速鐵路對接，將敦煌至蘭州的旅行時間縮短至8 h。

（3）增建敦煌鐵路第二線。根據(jù)敦格鐵路客、貨運(yùn)量增長和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，充分利用鐵路車流量密度較小的有利時機(jī)，在維持既有線運(yùn)營的前提下，按160 km/h 或200 km/h 速度高標(biāo)準(zhǔn)增建敦煌鐵路第二線。待二線建成，既有列車轉(zhuǎn)線至新線運(yùn)營后，對既有線進(jìn)行換梁、路基加固及軌道升級改造，最終建成160 km/h 或200 km/h 速度標(biāo)準(zhǔn)的客貨共線鐵路，與蘭新鐵路和蘭新高速鐵路順暢銜接。

3 結(jié)束語

修建敦煌鐵路與蘭新高速鐵路之間的聯(lián)絡(luò)線和將敦煌鐵路提速改造，是在較低投資條件下滿足敦煌站開行至蘭新高速鐵路的跨線動車組列車運(yùn)行條件，提高敦煌鐵路客運(yùn)產(chǎn)品的吸引力。為盡快改善敦煌市、瓜州縣對外與酒泉市域內(nèi)部交通狀況，可以分階段推進(jìn)敦煌鐵路增建二線改造工程，加快滿足敦煌通道能力需求。由此可見，在完善與加強(qiáng)路網(wǎng)建設(shè)中，特別是在路網(wǎng)末端、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，宜根據(jù)地區(qū)差異，著力通過聯(lián)絡(luò)線加強(qiáng)客運(yùn)專線的輻射能力，兼顧各地均衡發(fā)展的需求，深入研究高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的延拓方式[4]，將部分普速線路既有車站接入高速鐵路網(wǎng)，加強(qiáng)高速鐵路網(wǎng)的輻射范圍[6-8]，提升鐵路網(wǎng)末梢和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的可達(dá)性，以滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及旅游資源開發(fā)的需求。