□ 劉彥虎

一、鐵路重載運(yùn)輸?shù)亩x及開(kāi)行方式

鐵路重載運(yùn)輸誕生于20世紀(jì)50年代，隨著鐵路貨運(yùn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鐵路重載運(yùn)輸?shù)亩x也發(fā)生了變化。對(duì)鐵路重載運(yùn)輸?shù)淖钚露x是在2005年，國(guó)際重載運(yùn)輸協(xié)會(huì)規(guī)定重載鐵路必須滿(mǎn)足下列3個(gè)條件中的2條：經(jīng)常、定期開(kāi)行或準(zhǔn)備開(kāi)行總重至少為8 000 t的單元列車(chē)或組合列車(chē)；在長(zhǎng)度至少為150km的線路區(qū)段上，年貨運(yùn)量超過(guò)4 000萬(wàn)噸；經(jīng)常、定期開(kāi)行或計(jì)劃開(kāi)行軸重27 t及以上的列車(chē)。

目前，鐵路重載運(yùn)輸?shù)拈_(kāi)行方式主要有單元式重載列車(chē)、組合式重載列車(chē)和整列式重載列車(chē)3種。

——單元式重載列車(chē)：把固定機(jī)車(chē)和固定車(chē)輛采用固定編組方式組成一個(gè)運(yùn)輸“單元”，并以此作為運(yùn)營(yíng)計(jì)費(fèi)的單位，機(jī)車(chē)操縱采用無(wú)線遙控同步運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)，運(yùn)送的貨物品種單一，在裝、卸站間往返循環(huán)運(yùn)行，中途列車(chē)不拆散，不進(jìn)行改編作業(yè)，機(jī)車(chē)車(chē)輛固定編掛位置，車(chē)底固定回空，兩端車(chē)站裝卸設(shè)備配套。這種開(kāi)行方式的典型代表國(guó)家有美國(guó)、加拿大、澳大利亞等。

——組合式重載列車(chē)：把2列及以上符合運(yùn)行圖規(guī)定的普通貨物列車(chē)首尾相接連掛在一起，機(jī)車(chē)分別掛于各自貨物列車(chē)的首部，可以占用同一條運(yùn)行線行駛，運(yùn)行到前方某個(gè)技術(shù)站或終到站后，可以分解為普通貨物列車(chē)，列車(chē)有合有分，十分方便靈活。這種開(kāi)行方式的典型代表國(guó)家有俄羅斯等。

——整列式重載列車(chē)：由大功率單機(jī)或多機(jī)重聯(lián)頭部牽引，由不同型式及載重的貨物車(chē)輛混合編組，達(dá)到規(guī)定重載標(biāo)準(zhǔn)，其組織形式與普通貨運(yùn)列車(chē)相似。這種開(kāi)行方式的典型代表國(guó)有中國(guó)等。

二、國(guó)內(nèi)重載鐵路技術(shù)

我國(guó)鐵路重載運(yùn)輸開(kāi)始于20世紀(jì)80年代，先后在豐沙大鐵路開(kāi)行組合式重載列車(chē)，在大秦鐵路開(kāi)行單元式重載列車(chē)，在京廣鐵路及京滬鐵路上開(kāi)行整列式重載列車(chē)，載重量也由5 000 t增加到10 000 t以上，隨著3萬(wàn)噸重載列車(chē)在大秦鐵路上運(yùn)行試驗(yàn)獲得成功，我國(guó)成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握3萬(wàn)噸鐵路重載技術(shù)的國(guó)家之一。大秦鐵路和瓦日鐵路是我國(guó)2條比較典型的重載鐵路，下面以這2條鐵路為代表介紹我國(guó)重載鐵路技術(shù)。

1.大秦鐵路

大秦鐵路是我國(guó)自行設(shè)計(jì)修建的第一條雙線電氣化重載運(yùn)煤專(zhuān)線，線路全長(zhǎng)653km，設(shè)置貨運(yùn)車(chē)站37座，該鐵路的修建借鑒了北美、加拿大、澳大利亞等國(guó)開(kāi)行單元式重載列車(chē)的經(jīng)驗(yàn)，1992年投入運(yùn)營(yíng)。大秦鐵路開(kāi)行單元式重載列車(chē)，萬(wàn)噸列車(chē)按照“2臺(tái)機(jī)車(chē)+102輛貨車(chē)”編組，2萬(wàn)噸列車(chē)按照“2臺(tái)機(jī)車(chē)+102輛貨車(chē)+1臺(tái)機(jī)車(chē)+102輛貨車(chē)”編組；裝車(chē)站采用環(huán)形、貫通式等形式，在裝車(chē)樓采用定量漏斗裝車(chē)，在裝車(chē)過(guò)程中列車(chē)采用0.8km/h的低恒速運(yùn)行不停車(chē)；卸車(chē)站采用環(huán)形等形式，采用翻車(chē)機(jī)卸車(chē)，可不停車(chē)連續(xù)作業(yè)。

大秦鐵路已建成運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)TMIS、調(diào)度指揮管理系統(tǒng)DMIS、列車(chē)調(diào)度指揮系統(tǒng)TDCS、機(jī)務(wù)管理信息系統(tǒng)LMIS、車(chē)輛管理信息系統(tǒng)HMIS、工務(wù)管理信息系統(tǒng)PWMIS、電務(wù)管理信息系統(tǒng)CSMIS，基本上實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸指揮自動(dòng)化與運(yùn)輸組織信息化。大秦鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：

正線數(shù)目：雙線；

設(shè)計(jì)速度：重車(chē)方向80km/h；

軌道類(lèi)型：有砟軌道；

鋼軌類(lèi)型：75kg/m；

設(shè)計(jì)軸重：25 t；

限制坡度：重車(chē)方向4‰，空車(chē)12‰；

平面最小曲線半徑：一般地段800m，困難地段400m；

牽引質(zhì)量：20 000 t～30 000 t；

牽引種類(lèi)：電力牽引；

牽引機(jī)車(chē)選型：韶山4型電力機(jī)車(chē)、和諧1型電力機(jī)車(chē)、和諧2型電力機(jī)車(chē)；

到發(fā)線有效長(zhǎng)：2 800m；

閉塞類(lèi)型：自動(dòng)閉塞。

2.瓦日鐵路

瓦日鐵路是我國(guó)第一條按30 t軸重標(biāo)準(zhǔn)自主設(shè)計(jì)建設(shè)的重載鐵路，線路全長(zhǎng)1 260km，設(shè)置貨運(yùn)車(chē)站46座，設(shè)計(jì)年貨運(yùn)能力2億噸，總投資達(dá)1 038億元，2014年投入運(yùn)營(yíng)，萬(wàn)噸單元式重載列車(chē)按照“4臺(tái)機(jī)車(chē)+100輛貨車(chē)”編組，是目前我國(guó)建成鐵路中投資最大、里程最長(zhǎng)、載重技術(shù)等級(jí)最高的重載鐵路。瓦日鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：

正線數(shù)目：雙線；

設(shè)計(jì)速度：120km/h；

軌道類(lèi)型：有砟軌道；

設(shè)計(jì)軸重：30 t；

限制坡度：上行6‰，下行13‰；

平面最小曲線半徑：一般地段1 200m，困難地段800m；

牽引質(zhì)量：5 000 t，部分10 000 t；

牽引種類(lèi)：電力牽引；

牽引機(jī)車(chē)選型：韶山4型電力機(jī)車(chē)、和諧1型電力機(jī)車(chē)、和諧2型電力機(jī)車(chē)；

到發(fā)線有效長(zhǎng)：1 050m，部分1 700m；

閉塞類(lèi)型：自動(dòng)閉塞。

三、國(guó)外重載鐵路技術(shù)

由于重載鐵路在提高鐵路輸送能力、降低運(yùn)營(yíng)成本、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等方面具備特有優(yōu)勢(shì)，故自其誕生以來(lái)，得到了美國(guó)、南非、巴西、澳大利亞等礦產(chǎn)資源豐富國(guó)家的高度重視，這些國(guó)家在重載鐵路建設(shè)、運(yùn)營(yíng)及研究等方面投入了大量的人力、財(cái)力和物力，重載鐵路在這些國(guó)家得到了快速發(fā)展，這些國(guó)家的重載鐵路技術(shù)已居世界領(lǐng)先水平。

1.美國(guó)

美國(guó)是世界最早發(fā)展重載鐵路運(yùn)輸?shù)膰?guó)家，早在1958年，美國(guó)就開(kāi)行了世界首列單元式重載列車(chē)，在礦區(qū)與鋼廠間循環(huán)運(yùn)輸，機(jī)車(chē)牽引85輛貨車(chē)，載重7 600 t，總重11 700 t。早在1962年，美國(guó)開(kāi)行了由6臺(tái)內(nèi)燃機(jī)牽引500輛貨車(chē)、總重量超過(guò)44 000 t的重載列車(chē)。美國(guó)大多數(shù)重載貨車(chē)為軸重29.82 t、32.43 t車(chē)型，試驗(yàn)用高邊敞車(chē)軸重甚至達(dá)到45 t。美國(guó)國(guó)內(nèi)70%以上的鐵路實(shí)現(xiàn)了重載運(yùn)輸，是世界上重載運(yùn)輸最發(fā)達(dá)的國(guó)家。

2.南非

南非昆巴鐵礦公司到港口的鐵礦石運(yùn)輸專(zhuān)用線是一條重載鐵路，線路全長(zhǎng)861km，設(shè)計(jì)為單線，最高運(yùn)輸速度為80km/h，設(shè)計(jì)年運(yùn)輸能力為6 000萬(wàn)噸，該鐵路于1976年開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。開(kāi)始由3輛9E級(jí)電力機(jī)車(chē)牽引210輛貨車(chē)，單輛貨車(chē)載重為80 t，貨車(chē)軸重26 t；2007年采用無(wú)線電分布式電源技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備升級(jí)，升級(jí)后由10臺(tái)機(jī)車(chē)牽引342輛貨車(chē)，貨車(chē)軸重30 t，總重量達(dá)到41 400 t；后又進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，改進(jìn)后由5臺(tái)15Es系列機(jī)車(chē)牽引342輛貨車(chē)。

3.巴西

連接卡拉加斯露天鐵礦山與馬德里亞角港口的卡拉加斯鐵路，是巴西最負(fù)盛名的重載鐵路，線路全長(zhǎng)892km，設(shè)計(jì)為單線，1982年開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，由4臺(tái)機(jī)車(chē)牽引330輛貨車(chē)，貨車(chē)軸重30 t，總重量接近4萬(wàn)噸。

4.澳大利亞

澳大利亞西澳洲皮爾巴拉地區(qū)鐵礦資源豐富，聚集了力拓、必和必拓、FMG等國(guó)際巨頭礦山企業(yè)，由于其運(yùn)輸量大、產(chǎn)品單一等特點(diǎn)，為降低成本、提高效率，力拓、必和必拓及FMG均采用重載鐵路將鐵精礦從礦山運(yùn)輸至港口，重載鐵路建設(shè)及運(yùn)營(yíng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的積累與沉淀，已形成皮爾巴拉重載鐵路模式。力拓公司旗下羅布河鐵礦至蘭伯港的重載鐵路，機(jī)車(chē)牽引226輛貨車(chē)，單輛貨車(chē)載重為105 t，貨車(chē)軸重32.43 t，總重量達(dá)3萬(wàn)噸。必和必拓公司旗下炎迪礦至黑德蘭港的紐曼山重載鐵路，全長(zhǎng)275km，機(jī)車(chē)牽引250輛貨車(chē)，貨車(chē)軸重35.7 t，總重量達(dá)3.6萬(wàn)噸。目前，西澳洲皮爾巴拉地區(qū)新建重載鐵路首選40 t軸重、環(huán)形裝卸車(chē)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)，下面以皮爾巴拉地區(qū)某礦山重載鐵路，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)介紹如下：

正線數(shù)目：?jiǎn)尉€；

設(shè)計(jì)速度：重車(chē)方向80km/h，空車(chē)方向100km/h；

軌道類(lèi)型：有砟軌道；

鋼軌類(lèi)型：68kg/m；

設(shè)計(jì)軸重：40 t；

限制坡度：重車(chē)方向6.6‰，空車(chē)方向15‰；

平面最小曲線半徑：一般地段1 000m，困難地段800m；

牽引質(zhì)量：30 000 t；

牽引種類(lèi)：內(nèi)燃牽引；

牽引機(jī)車(chē)選型：GE ES44AC；

到發(fā)線有效長(zhǎng)：2 400m；

閉塞類(lèi)型：自動(dòng)閉塞。

四、國(guó)外重載鐵路技術(shù)對(duì)我國(guó)發(fā)展重載鐵路提供的借鑒

1.提高貨車(chē)軸重

根據(jù)對(duì)世界各國(guó)重載鐵路貨車(chē)軸重分布情況統(tǒng)計(jì)可知，我國(guó)在發(fā)展鐵路重載運(yùn)輸過(guò)程中，對(duì)于貨車(chē)軸重，基本上是按照國(guó)際重載運(yùn)輸協(xié)會(huì)對(duì)重載運(yùn)輸軸重要求的底限執(zhí)行的。我國(guó)重載鐵路發(fā)展至今，雖然在牽引總重方面實(shí)現(xiàn)了3萬(wàn)噸的突破，但在貨車(chē)軸重方面，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)重載鐵路軸重最大的是瓦日鐵路，為30 t，遠(yuǎn)落后于美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家。世界各國(guó)重載鐵路貨車(chē)軸重分布統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表1。

表1 世界各國(guó)重載鐵路貨車(chē)軸重分布

目前，我國(guó)投入運(yùn)營(yíng)的最大軸重貨車(chē)為大秦鐵路C80E，載重80 t，軸重27 t；如果參考南非和巴西重載鐵路，將貨車(chē)軸重提高至30 t，載重將提高至96 t。按照大秦鐵路萬(wàn)噸列車(chē)“2臺(tái)機(jī)車(chē)+102輛貨車(chē)”的編組，采用27 t軸重貨車(chē)，總載重為8 160 t；采用30 t軸重貨車(chē)，總載重為9 792 t，總載重將增加1 632 t，提高20%，相當(dāng)于增加20輛27 t軸重貨車(chē)。由此可見(jiàn)，提高貨車(chē)軸重，可明顯提高重載列車(chē)輸送能力，并且可以節(jié)省人員投入、減少燃料消耗、降低重載鐵路設(shè)施設(shè)備維護(hù)維修率，從而降低運(yùn)營(yíng)成本，應(yīng)作為未來(lái)一段時(shí)間我國(guó)重載鐵路重點(diǎn)聚焦并全力解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

關(guān)于提高貨車(chē)軸重本文有幾點(diǎn)建議：第一，我國(guó)在新建以重載鐵路為主的貨運(yùn)鐵路時(shí)，在許可范圍內(nèi)應(yīng)以最高軸重標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)施，并且軸重不低于30 t，同時(shí)爭(zhēng)取早日規(guī)劃建成40 t軸重的重載鐵路；第二，在具備27 t、30 t軸重條件的重載鐵路上，加大27 t、30 t軸重貨車(chē)的投放使用，截至2020年底對(duì)上述線路取消小于27 t軸重貨車(chē)的使用，并加速35 t以上軸重貨車(chē)的研發(fā)；第三，通過(guò)引進(jìn)消化及自主研發(fā)等方式，盡快解決我國(guó)大功率牽引機(jī)車(chē)不足的問(wèn)題。

2.裝/卸車(chē)場(chǎng)采用環(huán)形設(shè)計(jì)

對(duì)位于重載鐵路末端的裝/卸車(chē)場(chǎng)，可以設(shè)計(jì)成盡頭式或者環(huán)形與重載鐵路連接。

采用盡頭式車(chē)場(chǎng)，一般需借助鄰近技術(shù)站辦理裝/卸作業(yè)，其作業(yè)過(guò)程為：重載列車(chē)在技術(shù)站辦理接車(chē)作業(yè)，牽引機(jī)車(chē)摘鉤，然后由技術(shù)站調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)將車(chē)列送到盡頭式裝/卸車(chē)場(chǎng)，待辦理完裝/卸作業(yè)后，再由技術(shù)站調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)將車(chē)列取到技術(shù)站，牽引機(jī)車(chē)在技術(shù)站掛車(chē)并辦理發(fā)車(chē)作業(yè)。

采用環(huán)形車(chē)場(chǎng)，牽引機(jī)車(chē)可以直接將重載列車(chē)?yán)镰h(huán)形裝/卸車(chē)場(chǎng)辦理裝/卸作業(yè)，貨車(chē)配合使用旋轉(zhuǎn)車(chē)鉤，牽引機(jī)車(chē)可以連掛列車(chē)通過(guò)翻車(chē)機(jī)辦理卸車(chē)作業(yè)，即列車(chē)可以按照固定編組在裝車(chē)地至卸車(chē)地循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，可以省去進(jìn)入技術(shù)站辦理相關(guān)作業(yè)占用的時(shí)間。

對(duì)于由裝車(chē)、在途運(yùn)輸、卸車(chē)3個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的重載鐵路系統(tǒng)而言，裝車(chē)和卸車(chē)環(huán)節(jié)往往容易成為整個(gè)系統(tǒng)輸送能力的瓶頸，壓縮裝/卸環(huán)節(jié)作業(yè)時(shí)間可以提高整個(gè)系統(tǒng)的輸送能力；因此，建議我國(guó)后續(xù)新建重載鐵路，在用地允許的條件下，優(yōu)先采用環(huán)形裝/卸車(chē)場(chǎng)。

3.在工程概算中靈活使用預(yù)備費(fèi)

編制工程概算是重載鐵路規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的重要工作，是編制建設(shè)項(xiàng)目投資計(jì)劃、確定和控制建設(shè)項(xiàng)目投資的依據(jù)。我國(guó)工程概算由工程費(fèi)用、工程建設(shè)其他費(fèi)用和預(yù)備費(fèi)用構(gòu)成，預(yù)備費(fèi)是指在編制概算時(shí)難以預(yù)料的工程費(fèi)用。

我國(guó)在編制工程概算時(shí)，對(duì)于工程費(fèi)用的子項(xiàng)，當(dāng)受到一些不確定因素影響時(shí)，采取加保險(xiǎn)系數(shù)，適當(dāng)調(diào)整該項(xiàng)目費(fèi)用，最后再基于工程費(fèi)用按一定比例給予預(yù)備費(fèi)的方法。而在澳大利亞，遇到上述問(wèn)題，其做法是按照當(dāng)下信息正常確定該項(xiàng)目費(fèi)用，同時(shí)考慮其將來(lái)的不確定性，對(duì)該項(xiàng)目給予一定的預(yù)備費(fèi)，即根據(jù)需要在工程費(fèi)用子項(xiàng)中靈活設(shè)置預(yù)備費(fèi)。

這種在工程費(fèi)用子項(xiàng)中靈活設(shè)置預(yù)備費(fèi)的做法，可以將確定因素與不確定因素有效分開(kāi)，提高確定因素的精準(zhǔn)性，是一種精細(xì)化的管理手段，可以為業(yè)主及投資方更加精準(zhǔn)地實(shí)施建設(shè)項(xiàng)目投資控制提供有效支撐?！?/p>