何九冉

（中國鐵路設計集團有限公司 錦州鐵道勘察設計院，遼寧 錦州 121000)

錦州港是遼西地區(qū)及內蒙古赤峰和通遼等地經(jīng)濟社會發(fā)展和對外開放的重要依托及進一步改革開放的主要窗口，高天鐵路(高橋鎮(zhèn)—天橋)作為錦州港對外連接的主要鐵路通道，是東北和內蒙古地區(qū)物資中轉出海的重要通道。隨著錦州港及腹地經(jīng)濟的快速發(fā)展，大量金屬礦石、集裝箱、糧食等品類需要由鐵路運輸。既有高天鐵路為內燃單線鐵路，與基本實現(xiàn)電氣化的國鐵路網(wǎng)不匹配，并且單線鐵路運輸能力有限，港內調車距離長，與道路交通干擾大，運輸效率較低，難以適應錦州港腹地經(jīng)濟的快速發(fā)展，迫切需要擴能改建以滿足快速增長的運輸需求。

1 高天鐵路現(xiàn)狀分析及運量預測

1.1 高天鐵路現(xiàn)狀

高天鐵路位于遼寧省錦州市與葫蘆島市，自沈山線(山海關—沈陽)高橋鎮(zhèn)站山海關側咽喉區(qū)引出，線路基本呈東西走向，是一條由錦州高天鐵路有限責任公司進行運營管理的合資鐵路，正線全長7.749 km，牽引質量5 000 t，全線共有2個車站，高橋鎮(zhèn)站為高天鐵路與沈山線的接軌站，列車需要在高橋鎮(zhèn)站進行內電換掛作業(yè)，天橋站為港前編組站。

高天鐵路主要承擔錦州港及周邊臨港企業(yè)運輸，2018年日均開行貨物列車22對/d，貨流密度為上行488萬t·km/km，主要為金屬礦石、集裝箱等，下行貨流密度為1 500萬t·km/km，主要到達糧食、煤炭、集裝箱、鋼鐵等，其中錦州港運量占比約為95%。2014—2018年高天鐵路貨流密度如表1所示。

表1 2014—2018年高天鐵路貨流密度 萬t·km/kmTab.1 Freight flow density of Gaotian Railway from 2014 to 2018

1.2 高天鐵路運量預測

1.2.1 錦州港

錦州港是黑龍江、吉林西部和內蒙古東部地區(qū)部分物資中轉便捷的出?？诎?，以石油、煤炭、金屬礦石、糧食等大宗散貨和集裝箱運輸為主，并重點發(fā)展物流、商貿、臨港工業(yè)等相關功能。錦州港的煤炭運輸始于1995年，逐漸成為錦州港千萬噸級貨種。目前，錦州港下水煤炭主要來自內蒙古和山西。出口流向以內貿居多、主要供應華東沿海地區(qū)，外貿出口以亞洲地區(qū)為主。煤炭集港運輸鐵路占90%，公路集港占10%。錦州港已經(jīng)成為東北地區(qū)最大的煤炭下水港之一，2011年煤炭吞吐量達2 296.54萬t。2012—2018年，受宏觀經(jīng)濟影響，煤炭吞吐量出現(xiàn)較大的波動，2012—2018年煤炭吞吐量分別為1 536.9萬t、1 944.3萬t、1 457.4萬t、1 176萬 t、348.9萬 t、497.8萬 t、469.4萬 t。 隨著節(jié)能減排和環(huán)境保護的約束增強，國家和地方在未來一段時期將著重控制能源消費總量、加大能源結構調整力度，華東沿海地區(qū)將加強對能源消費的控制。綜合考慮以上因素，以及中國電力投資集團公司投資建設的煤炭碼頭與錦赤鐵路(錦州港—大木頭溝)均投入運營帶來的競爭因素，研究年度錦州港煤炭吞吐量將基本維持目前水平，遠期隨著國內經(jīng)濟的發(fā)展，會有小幅增長。煤炭出港流向以內貿下水為主、有少量外貿出港[1］。

錦州港金屬礦石以鐵礦石、錳礦、鎳礦、銅礦和鋅礦為主。鐵礦石主要供應腹地內的凌源鋼鐵集團有限責任公司、鞍山鋼鐵集團有限公司、通化鋼鐵集團股份有限公司、本溪鋼鐵(集團)有限責任公司、成大鋼鐵集團有限公司和包頭鋼鐵(集團)有限責任公司等鋼鐵企業(yè)，近年吞吐量維持在300萬～ 600萬t之間，2018年完成335萬t，大部分為進港，少部分為轉水。目前外貿進港金屬礦石主要來自澳大利亞、巴西和智利等國家，內貿進港主要是由青島港、大連港中轉的金屬礦石。河北畢氏集團擬在奈曼工業(yè)東區(qū)建設年產120萬t鎳鐵合金項目和年產90萬t錳硅合金項目，經(jīng)分析，2個項目全部投產運營后平均每年消耗金屬礦石(紅土鎳礦、混合礦) 1 414萬t，金屬礦石主要來自國外進口，從錦州港上水經(jīng)鐵路運輸。研究年度金屬礦石將成為錦州港的主要貨種之一。

目前錦州港積極發(fā)揮沿海港口優(yōu)勢，參與“一帶一路”建設，錦州港腹地經(jīng)濟社會將進入快速發(fā)展時期，未來巴珠線建成通車后，港口腹地將延伸至蒙古國，以及腹地內產業(yè)結構的調整和優(yōu)化升級，通過錦州港運輸其他貨類將會快速增長，主要包括糧食、集裝箱、鋼鐵、食品、服裝、設備等。

1.2.2 臨港企業(yè)

錦州港臨港企業(yè)重點發(fā)展糧食加工、修造船業(yè)、重化工業(yè)、裝備制造業(yè)、機械制造、新能源、新材料工業(yè)、光電半導等大型臨港產業(yè)，目前各臨港企業(yè)主要依靠公路運輸，鐵路運量較小，主要運輸糧食、雜貨、石油等。隨著臨港企業(yè)的不斷發(fā)展及國家不斷治理公路超載運輸，對各港口公路運輸?shù)囊笕諠u增多，研究年度臨港企業(yè)的鐵路運量將逐漸增加。

1.2.3 運量預測

研究年度高天鐵路主要承擔錦州港及臨港經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)臨港企業(yè)貨物運輸，根據(jù)路網(wǎng)構成及運量預測，近期運量為4 114萬t，遠期運量為4 993萬t，分區(qū)車場站主要辦理煤炭、金屬礦石、石油等貨物，天橋站主要辦理糧食、鋼鐵、集裝箱等貨物。研究年度高天鐵路各站運量預測如表2所示。

1.3 存在問題

（1）目前高天鐵路到發(fā)列車均需要在高橋鎮(zhèn)站進行內電換掛作業(yè)，高橋鎮(zhèn)站目前只有6道、8道、10道可接發(fā)高天鐵路貨物列車。根據(jù)高天鐵路運量預測，初期高天鐵路列車對數(shù)為26對/d，近期30對/d，遠期41對/d，如果維持既有運輸組織模式，高天鐵路列車全部在高橋鎮(zhèn)站進行內電換掛作業(yè)，初、近、遠期高橋鎮(zhèn)站咽喉道岔組能力利用率分別為50%，53%，62%，到發(fā)線能力利用率分別為60%，69%，95%。由此可見，研究年度高橋鎮(zhèn)站到發(fā)線能力利用率較高。

（2）由既有能力與預測運量適應情況分析可以看出，高天鐵路區(qū)間通過能力不能滿足預測的運量需求。高天鐵路既有能力與預測運量適應情況如表3所示。

（3）根據(jù)錦州港的規(guī)劃，大宗煤炭、金屬礦石等在三港池分區(qū)車場站進行裝卸，天橋站目前為高天鐵路港前編組站，列車到達天橋站后需由調機送至三港池貨物裝卸線，調車距離長約5 km，調車途中需經(jīng)過10處平交道口(6處有人看守，4處無人看守)，其中綿陽路平交道口寬度大于20 m，為港內主要道路，改建投資巨大，且進出港的調車作業(yè)主要集中在錦州港南側地區(qū)，鐵路調車作業(yè)與道路交通干擾大，鐵路運輸效率也較低。

（4）研究年度近3 000萬t的金屬礦石、煤炭在三港池分區(qū)車場站裝卸，既有分區(qū)車場站僅有4條煤炭、金屬礦石裝卸線，不足以滿足3 000萬t的貨物裝卸需求。

表2 研究年度高天鐵路各站運量預測 萬tTab.2 Forecast table of annual freight volume of each station of Gaotian Railway

表3 高天鐵路既有能力與預測運量適應情況Tab.3 Existing capacity and prediction of traffic volume adaptation table of Gaotian Railway

2 高天鐵路擴能改造分析

隨著錦州港運量的不斷增加，高天鐵路區(qū)間通過能力及高橋鎮(zhèn)站到發(fā)線能力將逐漸飽和，只有進行擴能改建才能滿足運輸需求。另外，受我國環(huán)境污染、生態(tài)系統(tǒng)退化等形勢影響，資源能源、生態(tài)環(huán)境約束更為突出，我國《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出積極推進交通運輸領域電能替代，提高鐵路電氣化率，促進交通運輸“以電代油”[2-3］；《鐵路“十三五”發(fā)展規(guī)劃》也明確提出優(yōu)化路網(wǎng)技術結構，加強既有鐵路電氣化改造，發(fā)展重載、快捷等高效專業(yè)化運輸，提高電氣化鐵路承擔運輸量比重[4］。高天鐵路進行電氣化改造符合國家節(jié)約集約利用資源，優(yōu)化交通運輸結構的要求，不僅有利于發(fā)揮電氣化鐵路速度高、牽引力大、交路長、成本低[5］等比較優(yōu)勢，還有助于推動形成綠色高效交通運輸發(fā)展方式。

2.1 擴能改建方案

基于線路擴能、提高運輸效率 2 個基本目標[6］，針對高天鐵路目前存在的問題，結合錦州港貨物運量增長情況，提出高天鐵路擴能改造方案。

（1）初期：新建高天鐵路與環(huán)線聯(lián)絡線、改建高橋鎮(zhèn)站咽喉區(qū)、擴建分區(qū)車場站。高天鐵路與環(huán)線新建聯(lián)絡線長0.875 km，列車可以直接進入分區(qū)車場站，減少天橋站與分區(qū)車場站間的調車作業(yè)，降低與道路交通的干擾。改建高橋鎮(zhèn)沈陽端咽喉區(qū)，將既有4道與牽出線連通，將既有牽出線作為隔開進路，使4道具備接高天線到達列車的條件，改建后4道、6道、8道、10道均可接發(fā)高天鐵路貨物列車，從而提高高橋鎮(zhèn)站到發(fā)線接發(fā)車能力。擴建分區(qū)車場站，油罐區(qū)新建油品裝車線2條，有效長485 m。分區(qū)車場站增加到發(fā)線1條，既有分區(qū)車場站內油3道和油走線改建為到發(fā)線，有效長均為1 050 m，改建后規(guī)模為到發(fā)線4條(含正線)；煤炭、金屬礦石裝卸線外側增加貫通式裝卸線2條。通過增建到發(fā)線及貨物裝卸線可增加分區(qū)車場站貨物列車到發(fā)及裝卸能力，滿足列車到發(fā)及貨物裝卸需求。

（2）近期：增二線、電化擴能改建、擴建分區(qū)車場站。近期隨著高天鐵路運量的增加，區(qū)間通過能力達83%，高橋鎮(zhèn)站到發(fā)線通過能力為69%，需要進行增二線、電化擴能改建。電化擴能改建后可以提高區(qū)間通過能力，減少中間內電換掛作業(yè)，提高運輸效率并降低運營成本。分區(qū)車場站根據(jù)貨物運量在初期規(guī)?；A上新增到發(fā)線2條，新增煤炭礦石裝卸線外側增加貫通式裝卸線2條，盡頭式裝卸線5條，以滿足增加的貨物運輸需求。

（3）遠期：擴建分區(qū)車場站與天橋站。遠期隨著貨物運量的進一步增加，在分區(qū)車場站西側預留曲線車場1座，預留到發(fā)線4條(含正線)，與分區(qū)車場站形成縱列式布置，預留裝車線2條，有效長均為1 050 m，預留裝車倉1座。天橋站預留到發(fā)線1條。

2.2 能力適應性分析

高天鐵路能力適應情況如表4所示。從表4可以看出，高天鐵路擴能改建后可滿足運輸需求。高天鐵路擴能改造平面示意圖如圖1所示。

表4 高天鐵路能力適應情況Tab.4 Capacity adaptation table of Gaotian Railway

高天鐵路進行擴能改建后，可以實現(xiàn)貨物列車“直進直出”錦州港分區(qū)車場站，不僅減少了錦州港分區(qū)車場站與天橋站間的調車作業(yè)，還減少與港內道路交通的交叉干擾。另外，列車可以直達分區(qū)車場站，減少錦州港分區(qū)車場站與天橋站間的調車作業(yè)，降低鐵路運營成本。電力牽引較內燃牽引具有牽引力大、起動加速快、行車速度高、制動性能好等特點，可以在一定程度上提高運輸效率，改善運輸服務質量，增強鐵路競爭力。

3 結束語

高天鐵路是錦州港對外主要鐵路運輸通道，在區(qū)域路網(wǎng)與經(jīng)濟中的作用顯著[7］。隨著錦州港腹地經(jīng)濟的快速發(fā)展，高天鐵路具有較大的貨運增長潛力。為滿足貨物運輸需求、適應國家能源政策、降低運營成本、改善運輸質量、強化鐵路在運輸市場的競爭力[8］，高天鐵路可以根據(jù)錦州港貨物運量增長情況，分期進行擴能改造。

圖1 高天鐵路擴能改造平面示意圖Fig.1 Plane schematic diagram of capacity expansion and renovation of Gaotian Railway