韓冰

(中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 鐵道工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300308)

1 概述

東烏鐵路(海勒斯豪—公烏素)至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線的建設(shè)是構(gòu)建新發(fā)展格局，落實(shí)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的需要；是調(diào)整寧夏回族自治區(qū)能源結(jié)構(gòu)，保障能源供應(yīng)，建設(shè)寧夏北部煤炭戰(zhàn)略儲(chǔ)備基地的需要；是落實(shí)自治區(qū)相關(guān)規(guī)劃，推行綠色運(yùn)輸方式，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的需要；是完善石嘴山對(duì)外運(yùn)輸通道，整合物流基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化石嘴山市營(yíng)商環(huán)境，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；是降低石嘴山市企業(yè)運(yùn)輸成本，有效實(shí)現(xiàn)物流降本增效，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要；是充分利用鐵路資源優(yōu)勢(shì)，提升鐵路市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提高鐵路企業(yè)效益的需要[1-2]。東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線是石嘴山地區(qū)對(duì)外交流的貨運(yùn)鐵路，主要承擔(dān)石嘴山地區(qū)與蒙西地區(qū)、華北地區(qū)、天津港的貨物交流。本線將成為連接包蘭鐵路(包頭—蘭州)與東烏鐵路的便捷聯(lián)絡(luò)線，是寧夏地區(qū)與蒙西、華北地區(qū)客貨交流的新紐帶。地區(qū)位置示意圖如圖1所示。

圖1 地區(qū)位置示意圖Fig.1 Regional location

目前，石嘴山作為國(guó)家“一五”時(shí)期布局建設(shè)的十大煤炭工業(yè)基地之一和“三線”建設(shè)的重要布局點(diǎn)，是寧夏工業(yè)的“搖籃”。電力資源豐富，總裝機(jī)容量達(dá)443萬kW。現(xiàn)有石嘴山高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)(國(guó)家級(jí))、石嘴山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、寧夏平羅工業(yè)園區(qū)3個(gè)開發(fā)區(qū)。近年來，政府把產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整作為轉(zhuǎn)型發(fā)展的主攻方向，大力發(fā)展電子信息、新型材料、綠色食品、清潔能源、葡萄酒、枸杞、奶產(chǎn)業(yè)、肉牛肉羊、生態(tài)工業(yè)文化旅游等九大重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，全面塑造發(fā)展新優(yōu)勢(shì)；著力推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)提檔升級(jí)，以及高效種養(yǎng)業(yè)提質(zhì)發(fā)展，建成國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，建設(shè)河?xùn)|現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地，打響“珍硒石嘴山”區(qū)域公用品牌。隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，全社會(huì)貨運(yùn)量快速增長(zhǎng)，綜合分析研究區(qū)域全社會(huì)貨運(yùn)量將繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)近期(2035年)、遠(yuǎn)期(2045年)石嘴山市全社會(huì)貨運(yùn)量將分別達(dá)到7 045萬t和8 454萬t。

從滿足東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度考慮，本著適度提高路基、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的原則，合理銜接與鐵路運(yùn)輸通道的關(guān)系，東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線推薦采用的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：鐵路等級(jí)為Ⅱ級(jí)；正線數(shù)目為單線；設(shè)計(jì)速度為80 km/h；最小曲線半徑為一般條件下600 m，困難條件下500 m；限制坡度重車方向6‰、輕車方向13‰；牽引種類為電力；機(jī)車類型為SS系列，逐步向HXD系列過渡；牽引質(zhì)量下行方向5 000 t、上行方向2 500 t；到發(fā)線有效長(zhǎng)度為1 050 m；閉塞方式為半自動(dòng)閉塞[3]。結(jié)合上述鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，深入研究東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線與烏海市、石嘴山市相鄰鐵路之間的關(guān)系，充分考慮滿足沿線經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)的運(yùn)輸需求，最終確定東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線的接軌方案、車站布局及線路走向方案。

2 東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線鐵路方案

東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線選址位于寧夏回族自治區(qū)石嘴山市境內(nèi)，該項(xiàng)目功能為實(shí)現(xiàn)鄂爾多斯市煤炭調(diào)入石嘴山市，并承擔(dān)礦區(qū)、化工品等其他物資運(yùn)輸。研究范圍內(nèi)既有鐵路有包蘭鐵路、海公鐵路(烏海—公烏素)、黃公鐵路(黃白茨—公烏素)和東烏鐵路，在建鐵路有包銀高速鐵路(包頭—銀川)。根據(jù)貨物流向及周邊車站布局，本項(xiàng)目接軌站重點(diǎn)研究了黃公鐵路拉僧廟站、東烏鐵路棋盤井站，并對(duì)利用既有黃公鐵路、包蘭鐵路的方案、黃公鐵路公烏素站做了論證分析?？紤]石嘴山市、烏海市周邊的鐵路網(wǎng)分布，東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線接軌及走向方案有2種選擇，即東烏鐵路棋盤井站接軌方案和黃公鐵路拉僧廟站接軌方案。東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線接軌及走向方案示意圖如圖2所示。

圖2 東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線接軌及走向方案示意圖Fig.2 Rail linking-up scheme and route direction from Dongwu-Wuhai Railway to Huinong Station

2.1 運(yùn)量預(yù)測(cè)

根據(jù)石嘴山市、烏海市發(fā)展現(xiàn)狀，在該地區(qū)既有鐵路網(wǎng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，同時(shí)考慮石嘴山市、烏海市綜合交通規(guī)劃，預(yù)測(cè)東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線運(yùn)量如下[4]。

根據(jù)徑路比較和區(qū)域路網(wǎng)通道功能分工，東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線主要承擔(dān)東烏沿線、鄂爾多斯地區(qū)煤炭運(yùn)至石嘴山，兼顧部分石嘴山與蒙西、華北地區(qū)、天津港間的貨物交流；主要服務(wù)于石嘴山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)及周邊企業(yè)，同時(shí)兼顧石嘴山市其他園區(qū)及企業(yè)的運(yùn)輸需求。預(yù)測(cè)東烏鐵路棋盤井站至煤炭交易中心站區(qū)段近期貨流下行方向?yàn)?46萬t，上行方向?yàn)?81萬t；遠(yuǎn)期貨流下行方向?yàn)?54萬t，上行方向?yàn)? 038萬t。

2.2 運(yùn)輸組織及列車對(duì)數(shù)

結(jié)合東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線功能定位、運(yùn)輸需求、建設(shè)方案及既有線運(yùn)輸組織方案，采用行車方式辦理可以減少接軌站工作量及取送車作業(yè)，降低接軌站停車頻率，簡(jiǎn)化作業(yè)環(huán)節(jié)，提高運(yùn)輸效率。預(yù)測(cè)東烏鐵路棋盤井站至煤炭交易中心站區(qū)段近期列車對(duì)數(shù)6對(duì)/d，遠(yuǎn)期列車對(duì)數(shù)6對(duì)/d。

2.3 方案分析

根據(jù)擬接軌鐵路的性質(zhì)、接軌條件及石嘴山市、烏海市的總體規(guī)劃，先分析該地區(qū)具有接軌條件的接軌站及改造難度，再結(jié)合接軌站至石嘴山市之間的線路宏觀走向、沿線經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)和既有鐵路后方通道能力等進(jìn)行綜合分析比選后找出最合理的工程方案[5-6]。

2.3.1 東烏鐵路棋盤井站接軌方案(方案Ⅰ)

（1）線路方案。線路自東烏鐵路棋盤井站北咽喉接軌引出，出站后并行于既有東烏鐵路右側(cè)走行約8 km，后向西跨越G109聯(lián)接線、海公鐵路、榮烏高速和黃河后，進(jìn)入寧夏回族自治區(qū)境內(nèi)，線路繼續(xù)向西上跨G110、下穿規(guī)劃包銀高速鐵路，后折向南上跨柳條溝終至線路終點(diǎn)設(shè)煤炭交易中心站。正線長(zhǎng)度28.37 km，全線共設(shè)站2座，含擴(kuò)建站1座(棋盤井站)、新建站1座(煤炭交易中心站)。

（2）車站方案。①棋盤井站既有概況。棋盤井站為東烏鐵路上中間站，站中心里程為K305+040.46，站房位于線路右側(cè)。車站到發(fā)場(chǎng)、調(diào)車場(chǎng)和裝卸場(chǎng)自東向西依次橫列式布置，到發(fā)場(chǎng)有到發(fā)線6條(含正線1條)，有效長(zhǎng)度滿足1 050 m；調(diào)車場(chǎng)有調(diào)車線3條，通過站房對(duì)側(cè)東勝端咽喉區(qū)牽出線實(shí)現(xiàn)與到發(fā)場(chǎng)轉(zhuǎn)線；裝卸場(chǎng)設(shè)置到發(fā)線兼裝卸線3條，可滿足整列接發(fā)和裝車條件。站房對(duì)側(cè)烏海端咽喉區(qū)有機(jī)務(wù)段1座；站房同側(cè)東勝端咽喉區(qū)有接觸網(wǎng)工區(qū)1座和貨場(chǎng)1座。另有鄂絨電廠專用線自站房同側(cè)烏海端接軌，與⑴道貫通。②棋盤井站改建方案。本線自棋盤井站站房同側(cè)烏海端咽喉區(qū)，利用鄂絨電廠專用線線位接軌引入，與既有⑴道貫通，并于外側(cè)還建鄂絨電廠專用線，于站內(nèi)接軌本線，接軌點(diǎn)設(shè)置安全線1條，有效長(zhǎng)度50 m，棋盤井站站房同側(cè)增設(shè)到發(fā)線1條，有效長(zhǎng)度1 050 m，還建基本站臺(tái)1座(350 m×8 m×0.3 m)，車站兩端咽喉區(qū)適應(yīng)性改造。棋盤井站改建方案示意圖如圖3所示。

圖3 棋盤井站改建方案示意圖Fig.3 Reconstruction scheme for Qipanjing Station

（3）運(yùn)輸組織形式。①棋盤井—煤炭交易中心站。列車自浩勒?qǐng)?bào)吉以遠(yuǎn)方向，經(jīng)由東烏鐵路至棋盤井站，而后直接輸送至煤炭交易中心站，于棋盤井站無需換掛機(jī)車和車輛交接作業(yè)。②煤炭交易中心站—棋盤井。列車自煤炭交易中心站發(fā)車，經(jīng)由本線至棋盤井站，而后利用東烏鐵路輸送至浩勒?qǐng)?bào)吉以遠(yuǎn)，于棋盤井站無需換掛機(jī)車和車輛交接作業(yè)。

2.3.2 海公鐵路拉僧廟站接軌方案(方案Ⅱ)

（1）線路方案。線路自東烏鐵路棋盤井站利用既有鐵路至拉僧廟站，后新建線路自海公鐵路拉僧廟站北咽喉接軌引出，出站后線路以500 m曲線半徑折向西南走行，跨越省道207、榮烏高速和黃河后，進(jìn)入寧夏回族自治區(qū)境內(nèi)，線路繼續(xù)向西上跨國(guó)道110、下穿規(guī)劃包銀高速鐵路，后折向南上跨柳條溝終至線路終點(diǎn)設(shè)煤炭交易中心站。該方案線路總長(zhǎng)31.76 km，其中新建線路長(zhǎng)度13.43 km，利用既有線18.33 km。全線共設(shè)站2座，含擴(kuò)建站1座(拉僧廟站)、新建站1座(煤炭交易中心站)。

（2）車站方案。①拉僧廟站既有概況。拉僧廟站為海公鐵路中間站，站中心里程為K44+096，站房位于線路左側(cè)。車站有到發(fā)線5條(含正線1條)，有效長(zhǎng)度滿足1 050 m，站房對(duì)側(cè)有橫列式布置貨場(chǎng)1座，設(shè)有裝卸線1條，裝卸站臺(tái)1座(200 m×20 m×1.1 m)。站房同側(cè)公烏素端有貨場(chǎng)1座，站房對(duì)側(cè)有牽出線1條，有效長(zhǎng)度300 m。②拉僧廟站改建方案。本線自拉僧廟站站房對(duì)側(cè)烏海端咽喉區(qū)接軌引入，與既有⑷道貫通，利用既有貨物線線位增設(shè)到發(fā)線1條，有效長(zhǎng)度1 050 m，外側(cè)還建貨物線1條，并配置裝卸站臺(tái)1座(200 m×20 m×1.1 m)，因咽喉區(qū)改建，占用牽出線有效長(zhǎng)，為此，向南延長(zhǎng)既有牽出線，保證300 m有效長(zhǎng)度。拉僧廟站改建方案示意圖如圖4所示。③棋盤井站改建方案。因本線運(yùn)輸徑路需利用既有海公鐵路公烏素至拉僧廟區(qū)間，該段隸屬中國(guó)鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司，東烏鐵路機(jī)車和車輛需于棋盤井站進(jìn)行交接，為此，棋盤井站需設(shè)置交接場(chǎng)，根據(jù)棋盤井站既有車站工作量，且考慮因受車站既有條件限制，站房對(duì)側(cè)不具備設(shè)置交接場(chǎng)條件，本次研究于站房同側(cè)新增1條到發(fā)線，有效長(zhǎng)度1 050 m，兩端咽喉區(qū)相應(yīng)改造。棋盤井站改建方案示意圖如圖5所示。

圖4 拉僧廟站改建方案示意圖Fig.4 Reconstruction scheme for Lasengmiao Station

圖5 棋盤井站改建方案示意圖Fig.5 Reconstruction scheme for Qipanjing Station

（3）運(yùn)輸組織形式。①拉僧廟—煤炭交易中心站。列車自浩勒?qǐng)?bào)吉以遠(yuǎn)方向，經(jīng)由東烏鐵路至棋盤井站，于棋盤井站進(jìn)行車輛交接作業(yè)，換掛國(guó)家鐵路機(jī)車的同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)機(jī)作業(yè)，經(jīng)黃公鐵路雙機(jī)牽引至本線煤炭交易中心站。②煤炭交易中心站—拉僧廟。列車自煤炭交易中心站發(fā)車，采用雙機(jī)牽引經(jīng)黃公鐵路拉僧廟站至東烏線棋盤井站，于棋盤井站進(jìn)行車輛交接作業(yè)，并換掛東烏鐵路機(jī)車，再通過東烏鐵路輸送至浩勒?qǐng)?bào)吉以遠(yuǎn)。

2.4 方案比選

從石嘴山市、烏海市既有鐵路路網(wǎng)布局合理性、線路長(zhǎng)度、運(yùn)輸組織合理性、運(yùn)營(yíng)管理便捷性、工程投資等角度，分別對(duì)2個(gè)比較方案進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析比較，方案優(yōu)缺點(diǎn)分析如表1所示。

綜合分析，棋盤井站接軌方案雖然線路長(zhǎng)度較長(zhǎng)，工程投資較大，但可將本線委托內(nèi)蒙古東烏鐵路有限責(zé)任公司運(yùn)營(yíng)，無需與國(guó)家鐵路進(jìn)行車輛交接，運(yùn)營(yíng)管理界面劃分明確，同時(shí)無需于棋盤井站換掛機(jī)車，運(yùn)輸工作組織便利，且對(duì)既有鐵路車站改建工程較小。為此，本次研究推薦方案Ⅰ：東烏鐵路棋盤井站接軌方案[7-8]。

3 結(jié)束語

東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線的建設(shè)是落實(shí)寧夏回族自治區(qū)相關(guān)規(guī)劃，推進(jìn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的需要；是打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，落實(shí)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的需要；是完善石嘴山對(duì)外運(yùn)輸通道，滿足貨物運(yùn)輸需求，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；是降低石嘴山市企業(yè)運(yùn)輸成本，實(shí)現(xiàn)物流降本增效，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益的需要。結(jié)合石嘴山市、烏海市既有鐵路路網(wǎng)的功能定位、地區(qū)發(fā)展規(guī)劃，研究東烏鐵路至惠農(nóng)站聯(lián)絡(luò)線的工程方案，對(duì)比東烏鐵路棋盤井站接軌方案和黃公鐵路拉僧廟站接軌方案、線路走向方案，比較分析各項(xiàng)接入方案的站場(chǎng)改造方式、線路走向、對(duì)既有鐵路的影響、運(yùn)輸組織、后方通道研究及工程投資等因素，最終確定東烏鐵路棋盤井站接軌方案最為合理，可以為國(guó)內(nèi)同類貨運(yùn)鐵路選線設(shè)計(jì)提供借鑒[9-10]。