隴海鐵路三門峽市區(qū)段外遷研究

白其震

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

0 引言

隨著沿線城市的快速發(fā)展，國(guó)土空間快速擴(kuò)張，隴海鐵路部分城鎮(zhèn)段與城市規(guī)劃適應(yīng)性較差。同時(shí)，隴海鐵路雖然歷經(jīng)多次改造和提升，仍存在多處慢行區(qū)段。近年來，隴海鐵路其他區(qū)段（如定西市段、寶雞市段、鞏義市段等）均已開展外遷工程研究，其中寶天段上行線外遷工程建河-伯陽區(qū)間已建成通車，隴海鐵路三門峽市段即將成為隴海鐵路薄弱地段的一環(huán)，外遷工程啟動(dòng)迫在眉睫。

1 項(xiàng)目基本情況

隴海鐵路始建于1904年，橫貫江蘇、安徽、河南、陜西、甘肅五省，是中國(guó)東西向的重要的鐵路貨運(yùn)干線之一。鐵路東起連云港東站，西行經(jīng)徐州、商丘、開封、鄭州、洛陽、西安、寶雞、天水至蘭州西站，全長(zhǎng)1759km。隴海鐵路三門峽市所在段落1927年11月建成，1956—1970年完成復(fù)線改造。

1.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

隴海鐵路洛陽至華山段（包括交口至張家灣站區(qū)間）主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1，外遷工程原則上與原標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

表1 隴海鐵路洛陽至華山段主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.2 既有曲線分布

隴海鐵路交口至張家灣段運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度19.499km，包括4個(gè)車站（交口站、三門峽站、賀家莊線路所和張家灣站），其中（K806+401-K825+900）段下行線最小曲線半徑400m，最大坡度13.9‰。其中，半徑R＜800m曲線長(zhǎng)8.79km。上行線最小曲線半徑400m，最大坡度13.8‰，半徑R＜800m曲線長(zhǎng)8.91km，見表2[2]。

表2 既有線線路平、縱斷面特征表

1.3 三門峽市區(qū)段現(xiàn)狀

既有隴海鐵路交口至張家灣段沿線已發(fā)展成了城市街區(qū)。該段線路以“燈泡”線型穿城而過且大部分地段為高填深挖路基，對(duì)城市功能區(qū)塊分割嚴(yán)重，限制了三門峽市的發(fā)展空間，直接影響了三門峽市湖濱區(qū)的城市服務(wù)功能，如圖1所示。

圖1 三門峽市中心城區(qū)用地規(guī)劃圖

2 外遷工程方案

2.1 影響外遷工程的主要因素

2.1.1 城市現(xiàn)狀及規(guī)劃

青龍澗河兩側(cè)建筑物密布，該廊道兩側(cè)分別為市級(jí)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)別規(guī)劃，目前三門峽市已將連霍高速公路三門峽收費(fèi)站以西均納入城區(qū)規(guī)劃。

2.1.2 河流水文

區(qū)域分布有青龍澗河、山口河和規(guī)劃青龍湖水利工程。其中青龍澗為季節(jié)性河流，以朱家溝橋?yàn)榻纾掠魏拥缹捈s120m，上游河道寬約75m；山口河為季節(jié)性河流，河道自東向西匯入青龍澗河，寬度約40m，匯入口寬約75m；規(guī)劃青龍湖位于朱家溝橋東側(cè)、青龍澗河與山口河交匯處，為三門峽市規(guī)劃的水利工程。

2.1.3 交通設(shè)施

區(qū)域內(nèi)與該項(xiàng)目存在交叉或距離較近的鐵路有鄭西高鐵（既有）、隴海鐵路（既有）、三禹至隴海鐵路上行聯(lián)絡(luò)線（規(guī)劃）；高等級(jí)公路有連霍高速公路和國(guó)道G310。

2.2 走向方案

結(jié)合城市規(guī)劃、起點(diǎn)選取和鄭西高鐵工點(diǎn)分布，研究了城區(qū)規(guī)劃邊緣方案、并行朱家溝橋穿工業(yè)區(qū)規(guī)劃方案和沿鄭西高鐵通道穿工業(yè)區(qū)規(guī)劃方案，如圖2所示。

圖2 外遷工程方案示意圖

2.2.1 方案說明

2.2.1.1 城區(qū)規(guī)劃邊緣方案

外遷工程自既有隴海鐵路交口站西側(cè)區(qū)間K809+170.34接出，向西經(jīng)三門峽市城區(qū)規(guī)劃邊緣跨青龍澗河、國(guó)道G310和連霍高速公路后折向西北走行于高速公路和鄭西高鐵之間，跨鄭西高鐵富村大橋，穿在建崤函大道后并行鄭西高鐵至比較終點(diǎn)C1K816+678.78。

方案正線長(zhǎng)7.508km，靜態(tài)投資10.02億元。

2.2.1.2 并行朱家溝橋穿工業(yè)區(qū)規(guī)劃方案

外遷工程自既有隴海鐵路交口站東側(cè)區(qū)間K806+401.24接出，向西跨國(guó)道G310，穿湖濱機(jī)電制造園區(qū)規(guī)劃，跨青龍澗河、連霍高速公路、鄭西高鐵青龍澗特大橋后折向西北走行于擬建三禹鐵路與鄭西高鐵之間，穿在建崤函大道至比較終點(diǎn)CK816+900。

方案正線長(zhǎng)10.499km，靜態(tài)投資15.85億元。

2.2.1.3 沿鄭西高鐵通道穿工業(yè)區(qū)規(guī)劃方案

外遷工程自既有隴海鐵路K804+800接出，向西跨國(guó)道G310、山口河、連霍高速公路、鄭西高鐵南交口橋，下穿在建國(guó)道G209路基段后折向西北走行于擬建三禹鐵路與鄭西高鐵之間，穿在建崤函大道至比較終點(diǎn)C1K816+900。

方案正線長(zhǎng)12.886km，靜態(tài)投資20.07億元。

該方案較并行朱家溝橋穿工業(yè)區(qū)規(guī)劃方案對(duì)規(guī)劃區(qū)影響無改善、外遷長(zhǎng)度長(zhǎng)、工程投資高，不再深入研究。

2.2.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表3。

表3 外遷方案工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表（億元）

2.2.3 優(yōu)缺點(diǎn)分析

方案優(yōu)缺點(diǎn)分析見表4。

表4 外遷方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表

2.2.4 推薦意見

并行朱家溝橋穿工業(yè)區(qū)規(guī)劃方案雖然外遷長(zhǎng)度長(zhǎng)、工程投資高、關(guān)閉交口站運(yùn)輸靈活性略差，但是張茅站至張家灣站站間距離20.885km，符合客貨共線鐵路雙線站間距要求，隴海鐵路西安至洛陽各區(qū)段外遷后初、近、遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)能力和輸送能力滿足鐵路需求（見表5）且線路距城區(qū)規(guī)劃2km，可為城市爭(zhēng)取更多發(fā)展空間，與地方意見相符，研究推薦并行朱家溝橋穿工業(yè)區(qū)規(guī)劃方案。

表5 能力適應(yīng)性分析表（單位：對(duì)/日、萬噸/年）

2.3 外遷起點(diǎn)方案

隴海鐵路自張茅站外至三門峽站間上行線為繞行段落，其中，K807+764為下行線交口站，上行線為區(qū)間線路。其中，K806+000至K808+000段兩線間距50m~130m，上行線較下行線高4.9m以上。

既有隴海鐵路上行線坡度為最大14.9‰的連續(xù)下坡，在不中斷既有線運(yùn)營(yíng)的情況下，改線工程右線自上行線坡度接出后無法與隴海鐵路下行線平交或下穿，僅可上跨。

隴海鐵路改線工程右線自上行線K807+781.52接出后，上跨既有下行線，軌面高差9.5m、交叉角度小，無T構(gòu)橋梁轉(zhuǎn)體條件（上、下行線軌面高差不足）。上行線為上跨既有下行線須采用80m鋼桁梁，該特殊橋梁結(jié)構(gòu)投資較高。為減少工程投資，研究了修建施工便線采用外延梁方案，兩個(gè)方案說明如下。

2.3.1 方案說明

2.3.1.1 鋼桁梁方案

隴海鐵路改線工程右線自K807+781.52接出后，并左線以80m鋼桁梁頂推跨既有隴海鐵路下行線后向西。比較范圍內(nèi)線路長(zhǎng)323.48m，橋梁工程投資約4059萬元。

2.3.1.2 外延梁方案

先修建隴海鐵路下行線施工便線，隴海鐵路改線工程右線自K807+781.52接出后，并左線以2×28m外延梁跨隴海鐵路下行線施工便線后向西，如圖3所示。比較范圍內(nèi)線路長(zhǎng)323.48m，橋梁工程投資約1359萬元。

圖3 外延梁方案平面示意圖

2.3.2 推薦意見

鋼桁梁頂推方案雖然無須修建施工便線、縣道X037無須借道通行，但是采用80m鋼桁梁跨既有隴海鐵路下行線，工程投資高約2700萬元，后期養(yǎng)護(hù)運(yùn)營(yíng)不便。外延梁便線方案按原線路標(biāo)準(zhǔn)修建施工便線，未惡化原有的運(yùn)營(yíng)條件，滿足施工過渡期運(yùn)輸需要。且外延梁便線方案投資省、外延梁有利于長(zhǎng)期使用和養(yǎng)護(hù)，研究推薦外延梁便線方案。

2.4 外遷工程與鄭西高鐵交叉

外遷工程起點(diǎn)交口站（不含）與終點(diǎn)張家灣站（含）位于鄭西高特兩側(cè)，線路方案須與鄭西高鐵產(chǎn)生交叉。根據(jù)《高速鐵路安全防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10671—2019）“高速鐵路與其他鐵路交叉宜采用高速鐵路上跨的方式，困難條件下，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選采用高速鐵路下穿時(shí)，上跨高速高鐵的鐵路應(yīng)采用安全可靠的防護(hù)措施”[1]，外遷工程仍優(yōu)先考慮下穿鄭西高鐵。將并行朱家溝橋穿工業(yè)區(qū)規(guī)劃方案起點(diǎn)、鄭西高鐵跨越點(diǎn)兩點(diǎn)連線定為A斷面，下面對(duì)外遷工程下穿鄭西鐵路可行性進(jìn)行分析。

2.4.1 A斷面交叉處

鄭西高鐵（K805+050）軌面標(biāo)高約477.9m（工務(wù)綜合圖數(shù)據(jù)，實(shí)測(cè)接觸網(wǎng)標(biāo)高485m）。隴海鐵路上行線改線起點(diǎn)（K807+282）約516.8m，軌面高差38.9m，平面間距約1.8km。隴海鐵路改建線路為滿足下穿鄭西高鐵，須降低標(biāo)高約50m，按隴海鐵路限制坡度經(jīng)自然展線無法降低足夠的高程，下穿鄭西高鐵無技術(shù)條件。

2.4.2 B斷面

從A斷面往鐵路小里程分析，隴海鐵路為約12.5‰上坡（至隴海鐵路K794+000），鄭西高鐵為

1708m（10.4‰）+1700m（20‰）+13200m（12.2‰）坡段，鄭西高鐵小里程方向較A斷面平面間距基本不變、軌面高差僅縮小12m，隴海鐵路無下穿鄭西高鐵條件。

2.4.3 C斷面

從A斷面往鐵路大里程分析，鄭西高鐵為2592m（10.4‰）+1800m（12.5‰）+4200m（5.5‰）坡段至三門峽南站，結(jié)合鄭西高鐵工點(diǎn)分布，對(duì)臨近張家灣站的黃龍村特大橋和張家灣1號(hào)橋下穿條件進(jìn)行分析。1）下穿鄭西高鐵張家灣1號(hào)橋：鄭西高鐵張家灣1號(hào)橋（K813+600）處軌面標(biāo)高約405.6m，下穿該標(biāo)高改線工程軌面高標(biāo)不應(yīng)高于395.1m。隴海鐵路K824+600處軌面標(biāo)高410.66m（既有標(biāo)高406.4m），平面間距600m，按隴海鐵路限制坡度無法降低足夠的高程。2）下穿鄭西高鐵黃龍村特大橋：基于張家灣站既有坡度，改線工程平縱條件滿足于鄭西高鐵黃龍村特大橋下穿后接回張家灣站。但改線工程存在①下穿鄭西高鐵處軌面較既有隴海線軌面高約4m，無法實(shí)現(xiàn)施工過渡，對(duì)既有隴海鐵路、鄭西高鐵運(yùn)營(yíng)有影響。②方案走向與三門峽市政府、連霍高速公路產(chǎn)權(quán)單位述求不符，方案協(xié)調(diào)難度高。③方案小角度（26°）上跨連霍高速公路，橋梁主跨達(dá)180m，實(shí)施難度大等多種問題。

綜上所述，隴海鐵路改線工程采用上跨鄭西高鐵，并做好鄭西高鐵運(yùn)營(yíng)安全防護(hù)。

2.5 外遷工程

隴海鐵路交口至張家灣段外遷工程位于河南省三門峽市境內(nèi)。外遷工程自湖濱區(qū)交口站外東側(cè)區(qū)間向西接出，跨青龍澗河、鄭西高鐵后至陜州區(qū)張家灣站。新建正線13.369km，改建范圍內(nèi)既有線長(zhǎng)19.499km。外遷工程關(guān)閉交口站、三門峽站和賀家莊線路所，同時(shí)對(duì)張家灣站進(jìn)行改擴(kuò)建。

3 結(jié)語

既有鐵路外遷工程可采取資產(chǎn)置換方式或現(xiàn)金收購方式。因兩種方式均由地方政府出資完成外遷工程，外遷工程應(yīng)充分征求地方政府、地方管理部門意見，避免因規(guī)劃因素造成外遷工程方案反復(fù)。

外遷工程研究過程中雖強(qiáng)調(diào)“同規(guī)模、同標(biāo)準(zhǔn)、同功能”還建，若既有鐵路標(biāo)準(zhǔn)過低，外遷工程在不增加較大工程投資的基礎(chǔ)上，應(yīng)以廊道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，改造運(yùn)營(yíng)條件。以隴海鐵路交口至張家灣段外遷工程為例，外遷工程實(shí)施后取消該段800m以下曲線半徑，尤其是6/3處（上行/下行）400m曲線半徑，對(duì)運(yùn)營(yíng)條件改善較為明顯。