新建瑞金至梅州铁路主要技术标准方案研究

1 工程概况

瑞梅铁路是《中长期铁路网规划》普速铁路网中的促进脱贫攻坚和国土开发铁路,项目连接江西省瑞金市和广东省梅州市,主要承担粤东地区与赣中、赣北、华中的部分客流。线路从赣龙铁路瑞金站引出,途经会昌、安远、寻乌、平远、梅县、梅江区,最终引入漳龙铁路梅州站。

2 铁路等级

瑞梅铁路是一条以客为主、兼顾少量货运的区域性铁路,近期年客货运量约为6Mt,远期客货运量约为15Mt,均小于20Mt。

考虑该线与赣龙、京九、梅汕及规划的南丰至瑞金铁路一起构建华中与粤东地区的便捷通道,对于合理调节京九铁路干线运输能力、增强路网运输能力和灵活性、优化和完善区域路网布局具有重要意义。

因此,建议该线铁路等级为Ⅰ级。

3 正线数目

该线经过区域多为山区、丘陵地带。根据运量预测,该线近期运量最大区段货流密度116万t、客车5对,远期运量最大区段货流密度144万t、客车13对,客货运量小于30Mt,该线客货运量均不大,建议正线数目为单线。

4 速度目标值

4.1 时间目标值的选择

该线远期客流以跨线客流为主,占61%;该线沿线之间与通过客流比重相当,合计占39%;运距在0 500km的客流占43%,500 1000km的客流占37%,1000km以上的客流占20%。

该线客流出行目的以外出务工、旅游、探亲和求学为主,所占比例多达近70%。中长途客流以西南华中地区至沿海城市的务工客流为主,短途客流以沿线各城市间的客流为主。

该线主要开行华中地区至粤东之间的中长途列车。

随着研究年度路网的完善,上述列车在路网上均有多条快速通道可选择,经该线的客车主要是考虑沿线“带流”,所经的铁路不是以高速铁路为主,因此该线不宜追求过短的时间目标值,应发掘经济、便利、安全性上的优势,从旅行时间上创造“夕发朝至”“一日往返”列车开行条件,力争在旅客出行的便利性和旅行时间上相对公路运输有较大优势,吸引务工、求学以及探亲的中长途客流,该线时间目标值应在3h左右。

另外,从短途客流与公路运输的竞争角度看,瑞金至梅州沿该线走向的既有公路有206国道,长度为260余km,受地形条件限制,技术标准较低,旅行时间约为6h;济广高速公路运输的旅行时间则在4h左右。

因此,瑞梅铁路2.5h的时间目标值较公路有很大竞争优势。

综上所述,结合该线客流特点,考虑铁路自身需求、长途列车开行时段、短途客流需求及与公路有效竞争力等因素,该线时间目标值宜控制在2.5h。

4.2 速度目标值方案构成

该线总长约240km,为满足时间目标值2.5h的要求,考虑列车停站、会让等因素后,旅客列车速度应大于120km/h。

同时,考虑到该项目客货共线的功能定位,最高速度应在200km/h及以下。

结合该项目客货运量、路网动态发展需求及地方意见,此次拟研究单线160km/h方案、单线160km/h预留双线200km/h条件方案、双线200km/h方案。

因该线客货运量不大,近、远期分别约为6Mt、15Mt,正线数目为单线即可满足能力需求,速度目标值160km/h宜采用单线标准,但提高到200km/h时,若仍采用单线标准,则由于列车频繁会让影响旅行速度,不能有效发挥线路的高速度标准优势,因此200km/h方案正线数目宜为双线。该线速度目标值方案构成如下。

方案一:单线160km/h方案不考虑预留。

方案二:单线160km/h预留双线200km/h条件方案。

方案三:双线200km/h方案。

4.3 速度目标值方案综合比选

4.3.1 主要技术参数的对照

三个方案的主要技术参数对照如表1所示。

4.3.2 工程投资分析

结合表1中的三个方案进行分析可知,引起工程投资最显著差异的因素是正线数目:单线160km/h方案及单线160km/h预留双线200km/h条件方案近期建成单线,而双线200km/h方案近期一次建成双线,两者之间的工程规模存在全面差异,对不同正线数目的方案进行投资细节的差异分析比较不具实际意义。

以下分析除线路平纵面条件及车站分布外,其余项目均针对单线160km/h方案(方案一)及单线160km/h预留双线200km/h条件方案(方案二)进行。

从路基工程标准不同引起的投资差异分析,方案一与方案二在路基标准方面的主要差异在于:方案二基床表层采用级配碎石,方案一基床表层填料为A组填料。

根据方案一的初步研究结论,该线共需基床表层填料共65.4万m³,A组填料级配碎石单价约100元,方案二较方案一投资多0.54亿元。

从桥梁工程标准不同引起的投资差异分析,桥梁工程的主要差异在于梁部工程,方案二T梁较方案一T梁重11.5t,每孔简支梁投资约多8万元。

全线桥梁总长约49.709km,投资多1.08亿元。

从隧道工程标准不同引起的投资差异分析,200km/h单线隧道内轨顶面以上净空面积为53.16m²,160km/h单线隧道内轨顶面以上净空面积为42.06m²,隧道截面积增加将导致断面开挖土石方量增加及隧道衬砌结构加强,根据近期完成其他项目对比结果,200km/h单线隧道投资较160km/h单线隧道投资多约0.6万元/延米。该项目全线隧道总长约117.532km,总投资多7.06亿元。

三个方案的技术经济比较如表2所示。

根据表2进行对比分析可知,方案二相对于方案一投资增加11.83亿元,投资增加比例为7.48%,主要投资差异由预留工程及隧道截面积不同引起。

方案三较方案一投资增加55.34亿元,投资增幅为34.97%,增加较多。

4.3.3与时间目标值适应性分析

通过牵引计算模拟分析,并考虑停站等因素,单线160km/h客车全程旅行时间约为2.2h;双线200km/h客车全程旅行时间约为1.8h。均可满足时间目标的需求。

4.3.4与相邻线路速度目标值协调分析

研究年度该线所处区域路网中除京九、漳龙等线速度目标值为120km/h及以下,建宁至冠豸山铁路速度目标值为160km/h外,向莆、赣龙、沪昆、广梅汕新双线等强相关线路速度目标值均为200km/h及以上。

该线作为南北新通道的重要组成部分,是粤东、闽东南沿海港口地区与西南华中地区联系的便捷通道,是完善区域路网布局、促进区域经济发展的重要基础设施,速度目标值采用160 200km/h标准方案,均能与相邻线路相匹配。

4.4 速度目标值选择综合分析

从工程投资分析,方案二、方案三较方案一工程投资分别增加11.83亿元、55.34亿元,投资增幅分别为7.48%、34.97%,方案一技术经济性最优。

从时间目标值要求分析,单线160km/h客车全程旅行时间约为2.2h,双线200km/h客车全程旅行时间约为1.8h,均可满足时间目标值要求,尽管双线200km/h客车全程旅行时间略有节省,但相对于该线中长途客车总旅行时间而言,差别甚微。

从路网协调性分析,旅客列车运行的主要相邻线路中,除京九等普速线速度标准较低外,赣瑞龙、梅汕客专设计速度为200 250km/h。该项目速度采用160km/h或200km/h均能与相邻路网相协调,200km/h方案相对较好。

综上所述,在当前路网条件下选择单线160km/h方案(方案一)是合理的,此次研究推荐采用该方案。

5 牵引方案

根据客货运输的特点、相邻路网的协调匹配、地形特点与隧道通风等相关要求研究了内燃牵引方案、电力牵引方案、近期内燃牵引过渡方案、客车电力及货车内燃方案。

从铁路竞争力分析,该项目主要承担沿线对外客流以及远期承担部分粤东地区北山客流。根据既有铁路运营效果分析,若采用内燃牵引方案,该线旅行速度将在60km/h左右,而电力牵引方案(可开行动车组),旅行速度将达到120 140km/h,而沿线对外汽车大巴的旅行速度均达到60 80km/h。

因此,从进一步提升铁路竞争力角度分析,不建议采用内燃牵引方案。

从工程经济性分析,采用电力牵引方案列车走行费较低,但近期工程投资大、机车购置费高。而采用内燃牵引方案,近期工程投资小、机车购置费省,但走行费高。采用近期内燃牵引过渡方案,近期工程投资小,同时节省机车购置费,但后期电化需追加工程投资和机车购置费,且近期隧道通风设备将废弃。

从对线路通过能力影响分析,根据《铁路技术管理规程》规定,内燃牵引区段单线2km及以上,列车通过隧道后,需要考虑设置机械通风排除洞内有害气体。

该线最长隧道“三百山隧道”位于安远—寻乌区段,且与相邻的两座长隧道连续设置,其中小山坝隧道长约5.11km,三百山隧道长约10.16km,何屋隧道长约4.86km,为尽可能提高通过能力,三座隧道之间分别设长滩站、何屋站两个会让站,车站的设置基本靠近洞口。

若采用内燃牵引方案,由于隧道通风增加附加时分,将造成通过能力下降。

以远期为例,该区段的限制区间何屋—寻乌区间,在电力牵引情况下,不考虑隧道通风对区间通过能力的影响,平图能力为45对,若采用内燃牵引方案,则需考虑隧道通风时间(15 20min),由于会让何屋站位于洞口边缘,将通风时间计入运行图周期的附加时分后,则该区间平图能力下降至28 32对。可见采用内燃牵引方案隧道排风时间对区间通过能力影响较大。

从路网运输协调性分析,由于该线是以客为主、兼顾货运的铁路,内燃牵引方案将引起客车频繁地换挂机车作业,增加作业环节和旅行时间,且不能满足电动车组运行要求;而电力牵引方案与相邻路网的协调匹配性较优,客车运输作业环节少,对货车而言,由于其行车量不大,且为摘挂列车,本身需要在瑞金、梅州站货场甩挂作业,影响不大。

综上所述,该线所经地区地形条件复杂,长大隧道较多,最长隧道超过10km,内燃牵引方案即使考虑设置通风设备,隧道内空气质量难以达到列车安全运营的条件,对司乘人员和旅客的安全造成威胁,且隧道通风对通过能力影响较大;从国家政策的符合性和铁路竞争力分析,电力牵引方案是最合适的选择;从换算工程运营费比较,尽管采用内燃牵引方案费用经济性略好,但考虑到该线以客运为主的特点,采用电力牵引客车在该线两端无须换挂机车,有利于提高客运效率和服务质量,货车较少,且为摘挂,两端本身有技术作业,影响不大,无须特意为货车采用内燃牵引。

故客货列车均采用电力牵引方案,从运输安全性、国家政策符合性、铁路竞争力、运输组织和路网协调性等方面综合比较为最优选择。因此,此次研究推荐采用电力牵引方案。

6 结语

综上所述,为了合理调节京九铁路干线运输能力、增强路网运输能力和灵活性、优化和完善区域路网布局,建议新建瑞金至梅州铁路等级为国家I级铁路;考虑沿线客货流量不大建议正线数目为单线;经工程投资、时间目标适应性分析,路网时速匹配性等方面综合分析,速度目标值推荐采用160km/h;从运输安全性、国家政策符合性、铁路竞争力、运输组织和路网协调性等方面综合比较推荐采用电力牵引方案,即新建瑞金至梅州铁路主要技术标准推荐采用速度目标值为160km/h的电力牵引国家I级单线铁路。


本文转自《运输经理世界》——新建瑞金至梅州铁路主要技术标准方案研究,作者:王飞宇;仅用于学习分享,如涉及侵权,请联系删除!

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页面更新:2024-02-23

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