趙睿澤

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，北京 102627）

1 項目概況

項目位于四川省南充市境內(nèi)，主要服務(wù)于南充市興源石材有限公司，承擔(dān)興業(yè)礦區(qū)和豐源礦區(qū)礦石及荒料的運輸業(yè)務(wù)。線路自規(guī)劃石料產(chǎn)業(yè)園南端引出后向東走行，經(jīng)興業(yè)礦區(qū)設(shè)站后繼續(xù)向東至豐源礦區(qū)前設(shè)豐源站，新建線路長度14.137 km，橋梁長度0.724 km，橋梁比例5.12%。

2 設(shè)計鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 限制坡度的選擇

本項目地處山區(qū)，沿線所經(jīng)地形起伏較大，線路起終點地面高程分別為370 m、650 m，航空距離9.82 km，相對高差280 m，自然縱坡陡峭。考慮本項目為服務(wù)于礦區(qū)運輸?shù)膶Ｓ描F路，可采用較大限制坡度用以降低工程投資，減少礦區(qū)企業(yè)出資壓力。

根據(jù)國內(nèi)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路專用線設(shè)計規(guī)范（試行）》（TB 10638-2019）規(guī)定：內(nèi)燃鐵路限制坡度不得大于25‰，電力鐵路不得大于30‰。但考慮本線僅為礦區(qū)運輸服務(wù)，研究年度不與國鐵線路接軌并辦理過軌運輸，故亦可參照國家標(biāo)準(zhǔn)《冶金露天礦準(zhǔn)軌鐵路設(shè)計規(guī)范》（GB 50512-2009）中規(guī)定：內(nèi)燃鐵路限制坡度不應(yīng)大于30‰，電力鐵路限制坡度不應(yīng)大于40‰。

不同的限制坡度方案直接影響了線路走向及建設(shè)規(guī)模，也決定項目工程投資及運能規(guī)模。本次研究結(jié)合上述規(guī)范要求，結(jié)合沿線地形條件，提出對25‰、30‰、40‰三個限坡方案進(jìn)行詳細(xì)比選分析。

2.2 對線路走向的影響

石料產(chǎn)業(yè)園至興業(yè)礦區(qū)與興業(yè)礦區(qū)至豐源礦區(qū)段均位于木華江北岸，地形起伏較大，地勢呈現(xiàn)東北高、西南低的趨勢。不同鐵路限制坡度對線路長度有一定影響，對鐵路整體走向影響較小。

2.3 對建設(shè)規(guī)模的影響

限制坡度的不同直接影響線路牽引質(zhì)量及運能規(guī)模，在礦區(qū)運量需求確定的前提下，直接影響了線路的正線數(shù)目，即線路的建設(shè)規(guī)模。

根據(jù)建設(shè)單位對礦區(qū)開采能力的預(yù)估，本專用線豐源至興業(yè)段貨流密度近、遠(yuǎn)期分別為500萬噸、1 000萬噸；興業(yè)至石料產(chǎn)業(yè)園近、遠(yuǎn)期貨流密度分別為1 500萬噸、3 000萬噸。根據(jù)國內(nèi)目前主型大功率內(nèi)燃、電力機(jī)車最大限坡牽引及制動對應(yīng)牽引質(zhì)量情況，計算各坡度方案下線路運能適應(yīng)情況見下表1。

表1 各坡度方案運能適應(yīng)情況表 單位：對/日、萬噸/年

由上表可以看出，采用25‰坡度電力牽引方案研究年度單線規(guī)模即可滿足運能需求；內(nèi)燃方案遠(yuǎn)期興業(yè)至石料產(chǎn)業(yè)園區(qū)間能力不足。30‰限坡方案內(nèi)燃、電力牽引格局下近期單線能力均可滿足運輸要求，遠(yuǎn)期興業(yè)至石料產(chǎn)業(yè)園區(qū)間均不足。40‰限坡方案電力牽引格局近期單線規(guī)模即可滿足運輸要求，遠(yuǎn)期興業(yè)至石料產(chǎn)業(yè)園區(qū)間能力不足。

由于本項目區(qū)間長度較短且坡度較大，無增設(shè)車站擴(kuò)能條件，故針對各方案能力不足情況主要考慮兩種擴(kuò)能方案：①增加補機(jī)，雙機(jī)牽引提高列車牽引質(zhì)量，延長到發(fā)線有效長度方式擴(kuò)能；②區(qū)間增建二線方式擴(kuò)能。從節(jié)省工程投資角度分析，增加補機(jī)提升列車單列輸能方式優(yōu)勢明顯。經(jīng)計算25‰方案遠(yuǎn)期雙機(jī)牽引提升牽引質(zhì)量后單線能力均可滿足運能需求；30‰方案電力牽引格局下近期單線能力可以滿足運輸要求，遠(yuǎn)期雙機(jī)牽引提升牽引質(zhì)量后興業(yè)至石料產(chǎn)業(yè)園區(qū)間輸送能力仍不足，需增建二線；40‰方案遠(yuǎn)期能力仍不足，考慮再次增加補機(jī)三機(jī)牽引方案受長大坡段制動影響存在運營風(fēng)險，且目前國內(nèi)無相關(guān)運營經(jīng)驗，故40‰方案遠(yuǎn)期興業(yè)至石料產(chǎn)業(yè)園區(qū)間宜采用增建二線擴(kuò)能。

2.4 各方案工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析

本次限坡方案研究針對近期單線規(guī)模進(jìn)行工程投資及運營投入差異分析，詳見表2。

表2 限坡方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表

可以看出，從工程經(jīng)濟(jì)效益角度分析，各方案靜態(tài)投資總體差異相對較小。30‰方案較40‰方案靜態(tài)投資僅增加600萬元，但運營條件有較大改善；較25‰方案投資節(jié)省約4400萬元，占比達(dá)10.1%。運營投入25‰方案較30‰方案節(jié)省有限，30‰方案較40‰方案優(yōu)勢較為明顯。

2.5 研究小結(jié)

結(jié)合以上分析，本次研究從各坡度方案對沿線地形的適應(yīng)情況，對礦區(qū)運量需求的適應(yīng)性、國家能源政策和鐵路主要技術(shù)政策以及建設(shè)運營投資差異等綜合考慮，本線限制坡度宜采用30‰限坡、電力牽引方案。

3 鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比選

3.1.1 限制坡度

結(jié)合前述建設(shè)方案研究結(jié)論，本線限制坡度推薦采用30‰方案。

3.1.2 正線數(shù)目

結(jié)合前述建設(shè)方案研究內(nèi)容，30‰限坡方案條件下，近期單線單機(jī)牽引即可滿足運輸需求，遠(yuǎn)期通過延長到發(fā)線有效長度，增加補機(jī)提升列車單列輸能方式單線可以滿足運輸需求。即本次研究正線數(shù)目推薦為單線。

3.1.3 最小曲線半徑

線路最小曲線半徑200 m。

3.1.4 牽引種類、機(jī)車類型及牽引質(zhì)量

本線研究年度不與國鐵路網(wǎng)接軌，主要服務(wù)南充市興源石材有限公司，是為礦區(qū)大宗礦石運輸服務(wù)的專用鐵路。結(jié)合前述建設(shè)方案坡度研究內(nèi)容，從國家能源政策和鐵路主要技術(shù)政策綜合分析，本次研究牽引種類按電力牽引。

根據(jù)限制坡度研究結(jié)論，HXD系列電力機(jī)車牽引2 800 t能夠較好地適應(yīng)30‰的坡度和本項目的預(yù)測運量，因此，本專用線機(jī)車類型采用HXD系列，近期單機(jī)牽引2 800 t、遠(yuǎn)期雙機(jī)牽引3 900 t。

3.1.5 到發(fā)線有效長度

本專用線近期牽引質(zhì)量推薦采用2 800 t，到發(fā)線有效長度采用450 m與之相匹配，預(yù)留遠(yuǎn)期650 m條件。

3.1.6 閉塞類型

本線為單線鐵路，采用半自動閉塞能夠確保行車安全，并滿足運輸能力的要求，閉塞類型推薦為半自動閉塞。

4 鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的推薦意見

（1）正線數(shù)目：單線。

（2）限制坡度：30%。

（3）最小曲線半徑：200 m。

（4）牽引種類：電力。

（5）機(jī)車類型：HXD系列。

（6）牽引質(zhì)量：近期2 800 t，遠(yuǎn)期3 900 t。

（7）到發(fā)線有效長度：450 m，預(yù)留650 m條件。

（8）閉塞類型：半自動閉塞。

5 運輸組織

5.1 車站分布

本項目線路全長14.137 km，新建車站3座。研究年度車站性質(zhì)及開關(guān)站情況見表3。

表3 車站性質(zhì)及開關(guān)站表

5.2 運輸組織模式及運營管理方式

（1）本線為單線鐵路，研究年度僅開行貨運列車，按貨運專線組織運輸。

（2）運營管理方式。運營管理方式的選擇對項目資產(chǎn)管理、運輸組織方案、運輸成本、運輸效率等各個方面都有直接的影響，最終影響項目的經(jīng)濟(jì)效益。本線由南充市興源石材有限公司出資建設(shè)，為充分利用既有資源、減少運營投資、降低企業(yè)運輸成本，本次研究建議本線建成后由南充市興源石材有限公司負(fù)責(zé)運輸生產(chǎn)管理。

6 研究年度貨物列車開行方案及貨車對數(shù)

6.1 研究年度貨物列車開行方案

研究年度貨物列車開行方案見表4。

表4 貨物列車開行方案 單位：列/日

6.2 研究年度貨物列車對數(shù)

研究年度本線開行貨物列車對數(shù)見表5。

表5 貨物列車對數(shù)表 單位：對/日

7 設(shè)計能力與貨運需求適應(yīng)性分析

7.1 通過能力適應(yīng)性分析

研究年度本線設(shè)計通過能力見表6。

表6 設(shè)計通過能力表 單位：對/日

從上表可以看出，本線設(shè)計通過能力能夠滿足研究年度的運輸需求。

7.2 輸送能力適應(yīng)性分析

貨物列車按HXD系列近期單機(jī)牽引2 800 t、遠(yuǎn)期雙機(jī)牽引3 900 t計算，設(shè)計輸送能力與研究年度貨運需求的適應(yīng)情況見表7。

表7 輸送能力與預(yù)測貨運需求適應(yīng)情況表 單位：萬噸/年

從上表可以看出，遠(yuǎn)期雙機(jī)牽引提升牽引質(zhì)量后興業(yè)至石料產(chǎn)業(yè)園區(qū)間輸送能力仍不足，需增建二線。

8 結(jié)束語

通過對本專用線的鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、貨物列車開行方案、設(shè)計通過能力、設(shè)計輸送能力與本項目貨運需求的適應(yīng)性分析等方面進(jìn)行研究，確定合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和運輸組織模式，為露天石料產(chǎn)業(yè)園提供了一種成本低、運量大、穩(wěn)定可靠的運輸方式，對促進(jìn)鐵路物流發(fā)展，降低企業(yè)運輸成本，促進(jìn)石料產(chǎn)業(yè)園區(qū)和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義和作用。