□ 劉彥虎

一、鐵路重載運輸?shù)亩x及開行方式

鐵路重載運輸誕生于20世紀50年代，隨著鐵路貨運技術(shù)的發(fā)展，對鐵路重載運輸?shù)亩x也發(fā)生了變化。對鐵路重載運輸?shù)淖钚露x是在2005年，國際重載運輸協(xié)會規(guī)定重載鐵路必須滿足下列3個條件中的2條：經(jīng)常、定期開行或準備開行總重至少為8 000 t的單元列車或組合列車；在長度至少為150km的線路區(qū)段上，年貨運量超過4 000萬噸；經(jīng)常、定期開行或計劃開行軸重27 t及以上的列車。

目前，鐵路重載運輸?shù)拈_行方式主要有單元式重載列車、組合式重載列車和整列式重載列車3種。

——單元式重載列車：把固定機車和固定車輛采用固定編組方式組成一個運輸“單元”，并以此作為運營計費的單位，機車操縱采用無線遙控同步運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，運送的貨物品種單一，在裝、卸站間往返循環(huán)運行，中途列車不拆散，不進行改編作業(yè)，機車車輛固定編掛位置，車底固定回空，兩端車站裝卸設(shè)備配套。這種開行方式的典型代表國家有美國、加拿大、澳大利亞等。

——組合式重載列車：把2列及以上符合運行圖規(guī)定的普通貨物列車首尾相接連掛在一起，機車分別掛于各自貨物列車的首部，可以占用同一條運行線行駛，運行到前方某個技術(shù)站或終到站后，可以分解為普通貨物列車，列車有合有分，十分方便靈活。這種開行方式的典型代表國家有俄羅斯等。

——整列式重載列車：由大功率單機或多機重聯(lián)頭部牽引，由不同型式及載重的貨物車輛混合編組，達到規(guī)定重載標準，其組織形式與普通貨運列車相似。這種開行方式的典型代表國有中國等。

二、國內(nèi)重載鐵路技術(shù)

我國鐵路重載運輸開始于20世紀80年代，先后在豐沙大鐵路開行組合式重載列車，在大秦鐵路開行單元式重載列車，在京廣鐵路及京滬鐵路上開行整列式重載列車，載重量也由5 000 t增加到10 000 t以上，隨著3萬噸重載列車在大秦鐵路上運行試驗獲得成功，我國成為世界上少數(shù)幾個掌握3萬噸鐵路重載技術(shù)的國家之一。大秦鐵路和瓦日鐵路是我國2條比較典型的重載鐵路，下面以這2條鐵路為代表介紹我國重載鐵路技術(shù)。

1.大秦鐵路

大秦鐵路是我國自行設(shè)計修建的第一條雙線電氣化重載運煤專線，線路全長653km，設(shè)置貨運車站37座，該鐵路的修建借鑒了北美、加拿大、澳大利亞等國開行單元式重載列車的經(jīng)驗，1992年投入運營。大秦鐵路開行單元式重載列車，萬噸列車按照“2臺機車+102輛貨車”編組，2萬噸列車按照“2臺機車+102輛貨車+1臺機車+102輛貨車”編組；裝車站采用環(huán)形、貫通式等形式，在裝車樓采用定量漏斗裝車，在裝車過程中列車采用0.8km/h的低恒速運行不停車；卸車站采用環(huán)形等形式，采用翻車機卸車，可不停車連續(xù)作業(yè)。

大秦鐵路已建成運輸管理信息系統(tǒng)TMIS、調(diào)度指揮管理系統(tǒng)DMIS、列車調(diào)度指揮系統(tǒng)TDCS、機務(wù)管理信息系統(tǒng)LMIS、車輛管理信息系統(tǒng)HMIS、工務(wù)管理信息系統(tǒng)PWMIS、電務(wù)管理信息系統(tǒng)CSMIS，基本上實現(xiàn)了運輸指揮自動化與運輸組織信息化。大秦鐵路主要技術(shù)標準如下：

正線數(shù)目：雙線；

設(shè)計速度：重車方向80km/h；

軌道類型：有砟軌道；

鋼軌類型：75kg/m；

設(shè)計軸重：25 t；

限制坡度：重車方向4‰，空車12‰；

平面最小曲線半徑：一般地段800m，困難地段400m；

牽引質(zhì)量：20 000 t～30 000 t；

牽引種類：電力牽引；

牽引機車選型：韶山4型電力機車、和諧1型電力機車、和諧2型電力機車；

到發(fā)線有效長：2 800m；

閉塞類型：自動閉塞。

2.瓦日鐵路

瓦日鐵路是我國第一條按30 t軸重標準自主設(shè)計建設(shè)的重載鐵路，線路全長1 260km，設(shè)置貨運車站46座，設(shè)計年貨運能力2億噸，總投資達1 038億元，2014年投入運營，萬噸單元式重載列車按照“4臺機車+100輛貨車”編組，是目前我國建成鐵路中投資最大、里程最長、載重技術(shù)等級最高的重載鐵路。瓦日鐵路主要技術(shù)標準如下：

正線數(shù)目：雙線；

設(shè)計速度：120km/h；

軌道類型：有砟軌道；

設(shè)計軸重：30 t；

限制坡度：上行6‰，下行13‰；

平面最小曲線半徑：一般地段1 200m，困難地段800m；

牽引質(zhì)量：5 000 t，部分10 000 t；

牽引種類：電力牽引；

牽引機車選型：韶山4型電力機車、和諧1型電力機車、和諧2型電力機車；

到發(fā)線有效長：1 050m，部分1 700m；

閉塞類型：自動閉塞。

三、國外重載鐵路技術(shù)

由于重載鐵路在提高鐵路輸送能力、降低運營成本、增強市場競爭力等方面具備特有優(yōu)勢，故自其誕生以來，得到了美國、南非、巴西、澳大利亞等礦產(chǎn)資源豐富國家的高度重視，這些國家在重載鐵路建設(shè)、運營及研究等方面投入了大量的人力、財力和物力，重載鐵路在這些國家得到了快速發(fā)展，這些國家的重載鐵路技術(shù)已居世界領(lǐng)先水平。

1.美國

美國是世界最早發(fā)展重載鐵路運輸?shù)膰?，早?958年，美國就開行了世界首列單元式重載列車，在礦區(qū)與鋼廠間循環(huán)運輸，機車牽引85輛貨車，載重7 600 t，總重11 700 t。早在1962年，美國開行了由6臺內(nèi)燃機牽引500輛貨車、總重量超過44 000 t的重載列車。美國大多數(shù)重載貨車為軸重29.82 t、32.43 t車型，試驗用高邊敞車軸重甚至達到45 t。美國國內(nèi)70%以上的鐵路實現(xiàn)了重載運輸，是世界上重載運輸最發(fā)達的國家。

2.南非

南非昆巴鐵礦公司到港口的鐵礦石運輸專用線是一條重載鐵路，線路全長861km，設(shè)計為單線，最高運輸速度為80km/h，設(shè)計年運輸能力為6 000萬噸，該鐵路于1976年開通運營。開始由3輛9E級電力機車牽引210輛貨車，單輛貨車載重為80 t，貨車軸重26 t；2007年采用無線電分布式電源技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備升級，升級后由10臺機車牽引342輛貨車，貨車軸重30 t，總重量達到41 400 t；后又進行技術(shù)改進，改進后由5臺15Es系列機車牽引342輛貨車。

3.巴西

連接卡拉加斯露天鐵礦山與馬德里亞角港口的卡拉加斯鐵路，是巴西最負盛名的重載鐵路，線路全長892km，設(shè)計為單線，1982年開通運營，由4臺機車牽引330輛貨車，貨車軸重30 t，總重量接近4萬噸。

4.澳大利亞

澳大利亞西澳洲皮爾巴拉地區(qū)鐵礦資源豐富，聚集了力拓、必和必拓、FMG等國際巨頭礦山企業(yè)，由于其運輸量大、產(chǎn)品單一等特點，為降低成本、提高效率，力拓、必和必拓及FMG均采用重載鐵路將鐵精礦從礦山運輸至港口，重載鐵路建設(shè)及運營經(jīng)過長期的積累與沉淀，已形成皮爾巴拉重載鐵路模式。力拓公司旗下羅布河鐵礦至蘭伯港的重載鐵路，機車牽引226輛貨車，單輛貨車載重為105 t，貨車軸重32.43 t，總重量達3萬噸。必和必拓公司旗下炎迪礦至黑德蘭港的紐曼山重載鐵路，全長275km，機車牽引250輛貨車，貨車軸重35.7 t，總重量達3.6萬噸。目前，西澳洲皮爾巴拉地區(qū)新建重載鐵路首選40 t軸重、環(huán)形裝卸車場標準，下面以皮爾巴拉地區(qū)某礦山重載鐵路，主要技術(shù)標準介紹如下：

正線數(shù)目：單線；

設(shè)計速度：重車方向80km/h，空車方向100km/h；

軌道類型：有砟軌道；

鋼軌類型：68kg/m；

設(shè)計軸重：40 t；

限制坡度：重車方向6.6‰，空車方向15‰；

平面最小曲線半徑：一般地段1 000m，困難地段800m；

牽引質(zhì)量：30 000 t；

牽引種類：內(nèi)燃牽引；

牽引機車選型：GE ES44AC；

到發(fā)線有效長：2 400m；

閉塞類型：自動閉塞。

四、國外重載鐵路技術(shù)對我國發(fā)展重載鐵路提供的借鑒

1.提高貨車軸重

根據(jù)對世界各國重載鐵路貨車軸重分布情況統(tǒng)計可知，我國在發(fā)展鐵路重載運輸過程中，對于貨車軸重，基本上是按照國際重載運輸協(xié)會對重載運輸軸重要求的底限執(zhí)行的。我國重載鐵路發(fā)展至今，雖然在牽引總重方面實現(xiàn)了3萬噸的突破，但在貨車軸重方面，國內(nèi)運營重載鐵路軸重最大的是瓦日鐵路，為30 t，遠落后于美國、加拿大、澳大利亞等國家。世界各國重載鐵路貨車軸重分布統(tǒng)計情況見表1。

表1 世界各國重載鐵路貨車軸重分布

目前，我國投入運營的最大軸重貨車為大秦鐵路C80E，載重80 t，軸重27 t；如果參考南非和巴西重載鐵路，將貨車軸重提高至30 t，載重將提高至96 t。按照大秦鐵路萬噸列車“2臺機車+102輛貨車”的編組，采用27 t軸重貨車，總載重為8 160 t；采用30 t軸重貨車，總載重為9 792 t，總載重將增加1 632 t，提高20%，相當于增加20輛27 t軸重貨車。由此可見，提高貨車軸重，可明顯提高重載列車輸送能力，并且可以節(jié)省人員投入、減少燃料消耗、降低重載鐵路設(shè)施設(shè)備維護維修率，從而降低運營成本，應(yīng)作為未來一段時間我國重載鐵路重點聚焦并全力解決的關(guān)鍵問題。

關(guān)于提高貨車軸重本文有幾點建議：第一，我國在新建以重載鐵路為主的貨運鐵路時，在許可范圍內(nèi)應(yīng)以最高軸重標準設(shè)計實施，并且軸重不低于30 t，同時爭取早日規(guī)劃建成40 t軸重的重載鐵路；第二，在具備27 t、30 t軸重條件的重載鐵路上，加大27 t、30 t軸重貨車的投放使用，截至2020年底對上述線路取消小于27 t軸重貨車的使用，并加速35 t以上軸重貨車的研發(fā)；第三，通過引進消化及自主研發(fā)等方式，盡快解決我國大功率牽引機車不足的問題。

2.裝/卸車場采用環(huán)形設(shè)計

對位于重載鐵路末端的裝/卸車場，可以設(shè)計成盡頭式或者環(huán)形與重載鐵路連接。

采用盡頭式車場，一般需借助鄰近技術(shù)站辦理裝/卸作業(yè)，其作業(yè)過程為：重載列車在技術(shù)站辦理接車作業(yè)，牽引機車摘鉤，然后由技術(shù)站調(diào)車機車將車列送到盡頭式裝/卸車場，待辦理完裝/卸作業(yè)后，再由技術(shù)站調(diào)車機車將車列取到技術(shù)站，牽引機車在技術(shù)站掛車并辦理發(fā)車作業(yè)。

采用環(huán)形車場，牽引機車可以直接將重載列車拉至環(huán)形裝/卸車場辦理裝/卸作業(yè)，貨車配合使用旋轉(zhuǎn)車鉤，牽引機車可以連掛列車通過翻車機辦理卸車作業(yè)，即列車可以按照固定編組在裝車地至卸車地循環(huán)運轉(zhuǎn)，可以省去進入技術(shù)站辦理相關(guān)作業(yè)占用的時間。

對于由裝車、在途運輸、卸車3個環(huán)節(jié)構(gòu)成的重載鐵路系統(tǒng)而言，裝車和卸車環(huán)節(jié)往往容易成為整個系統(tǒng)輸送能力的瓶頸，壓縮裝/卸環(huán)節(jié)作業(yè)時間可以提高整個系統(tǒng)的輸送能力；因此，建議我國后續(xù)新建重載鐵路，在用地允許的條件下，優(yōu)先采用環(huán)形裝/卸車場。

3.在工程概算中靈活使用預(yù)備費

編制工程概算是重載鐵路規(guī)劃設(shè)計階段的重要工作，是編制建設(shè)項目投資計劃、確定和控制建設(shè)項目投資的依據(jù)。我國工程概算由工程費用、工程建設(shè)其他費用和預(yù)備費用構(gòu)成，預(yù)備費是指在編制概算時難以預(yù)料的工程費用。

我國在編制工程概算時，對于工程費用的子項，當受到一些不確定因素影響時，采取加保險系數(shù)，適當調(diào)整該項目費用，最后再基于工程費用按一定比例給予預(yù)備費的方法。而在澳大利亞，遇到上述問題，其做法是按照當下信息正常確定該項目費用，同時考慮其將來的不確定性，對該項目給予一定的預(yù)備費，即根據(jù)需要在工程費用子項中靈活設(shè)置預(yù)備費。

這種在工程費用子項中靈活設(shè)置預(yù)備費的做法，可以將確定因素與不確定因素有效分開，提高確定因素的精準性，是一種精細化的管理手段，可以為業(yè)主及投資方更加精準地實施建設(shè)項目投資控制提供有效支撐?！?/p>