王志強(qiáng)

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 線路運(yùn)輸院，陜西 西安 710043)

1 概述

1.1 天水鐵路樞紐現(xiàn)狀

天水鐵路樞紐地處蘭州、西安、銀川3個省會城市之間聯(lián)系的軸心位置，目前其銜接隴海鐵路(連云港—蘭州)、天平鐵路(天水—平?jīng)?[1]、寶蘭高速鐵路(寶雞—蘭州)共3條鐵路干線3個方向，天水鐵路樞紐總平面布置示意圖如圖1所示。樞紐共有車站12處，其中區(qū)段站1處，高速鐵路站2處，其他車站9處，其中天水站(天水直通場)為天平鐵路與隴海鐵路銜接的接軌站[2]。天水鐵路樞紐是隴東地區(qū)南北交流的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，是甘肅東進(jìn)西出的要沖，是陸橋通道的主要節(jié)點(diǎn)和客貨集散中心，在全國路網(wǎng)中發(fā)揮溝通南北、承東啟西的作用。隨著天水至隴南鐵路的引入，天水鐵路樞紐在全國路網(wǎng)中的地位和作用將進(jìn)一步提升，成為西北西南地區(qū)資源運(yùn)輸?shù)闹匾修D(zhuǎn)中心，“一帶一路”客貨交流的重要 節(jié)點(diǎn)。

圖1 天水鐵路樞紐總平面布置示意圖Fig.1 General layout of Tianshui railway hub

（1）樞紐內(nèi)在建項(xiàng)目。天平鐵路至天水直通場上行疏解線工程，自天平正線上出岔設(shè)置線路所，新建線路所至天水直通場上行疏解線，該疏解線線路全長1.96 km。

（2）擬建及規(guī)劃項(xiàng)目。除天水至隴南鐵路外，天水鐵路樞紐還規(guī)劃有蘭州—天水—漢中高速鐵路、天平鐵路開行動車組列車等項(xiàng)目。①蘭州—天水—漢中高速鐵路。該項(xiàng)目規(guī)劃由蘭州西站引出，經(jīng)臨洮、渭源、隴西地區(qū)后線路沿渭河經(jīng)武山、甘谷至耤河河谷進(jìn)入天水地區(qū)，后折向南進(jìn)入陜西省境內(nèi)，經(jīng)略陽、勉縣最終進(jìn)入漢中地區(qū)，線路全長約580 km。 ②天平鐵路開行動車組列車相關(guān)工程。該項(xiàng)目規(guī)劃對既有天平鐵路進(jìn)行改造以滿足動車組開行要求，同時(shí)天水樞紐新建聯(lián)絡(luò)線工程實(shí)現(xiàn)動車組列車經(jīng)天水南站聯(lián)通寶蘭高速鐵路。③天水鐵路綜合性貨場工程。天水鐵路綜合性貨場工程為中國國家鐵路集團(tuán)有限公司(以下簡稱“國鐵集團(tuán)”)規(guī)劃建設(shè)的區(qū)域性的二級鐵路物流節(jié)點(diǎn)之一，為天水市三陽川新區(qū)國際陸港規(guī)劃的重要組成部分，擬建于隴海鐵路以北，規(guī)劃天水市三陽川新區(qū)東南部，與三陽川車站呈縱列式布置。

天水至隴南鐵路(以下簡稱“天隴鐵路”)建成后，天水鐵路樞紐將形成以天水市為中心，隴海鐵路與寶蘭高速鐵路橫貫東西，天平鐵路、天隴鐵路貫穿南北共4條干線4個方向的十字形鐵路樞紐總圖格局。

1.2 天隴鐵路分析

天隴鐵路位于甘肅省東南部的天水、隴南兩市境內(nèi)，線路自北從天平鐵路楊家碾站引出，途經(jīng)天水市、成縣，南至隴南市，接入蘭渝鐵路(蘭州—重慶)隴南西站。線路呈南北走向，正線全長 208.207 km，為國鐵Ⅰ級單線鐵路，速度目標(biāo)值 160 km/h， 新建橋梁 24.515 km共37座，新建隧道 162.618 km共25座，橋隧比89.88%。天隴鐵路作為甘肅鐵路網(wǎng)的重要組成部分，是西北西南區(qū)域通道的重要組成部分，是一條客貨兼顧、具有國土開發(fā)功能的區(qū)域路網(wǎng)干線鐵路。天隴鐵路也是建立隴東南煤炭基地外運(yùn)通道的需要，有助于增強(qiáng)西部陸海通道向北輻射[3]， 構(gòu)筑區(qū)域綜合交通體系[4]，推進(jìn)蘭(成)渝經(jīng)濟(jì)帶產(chǎn)業(yè)發(fā)展[5]， 促進(jìn)隴東南區(qū)域合作，溝通南北經(jīng)濟(jì)，為甘肅省參與國際國內(nèi)產(chǎn)業(yè)分工合作、隴南加快承接區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了良好條件。天隴鐵路引入天水樞紐，將進(jìn)一步推進(jìn)“一帶一路”建設(shè)，促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展和旅游資源開發(fā)，助力地方精準(zhǔn)扶貧脫貧，滿足沿線人民出行需求。

天隴鐵路為客貨共線鐵路。結(jié)合區(qū)域路網(wǎng)現(xiàn)狀、區(qū)域能源、礦產(chǎn)、旅游資源特點(diǎn)以及地方發(fā)展規(guī)劃，對天隴鐵路運(yùn)量預(yù)測如下。

（1）客運(yùn)量。天隴鐵路客運(yùn)需求主要來自部分天水、平?jīng)?、慶陽地區(qū)與隴南地區(qū)城際交流以及銀川至川渝地區(qū)的通過客運(yùn)量，客流構(gòu)成主要是居民日常出行、勞務(wù)輸出和旅游客流。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，結(jié)合路網(wǎng)構(gòu)成和經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢，預(yù)測天隴鐵路2030年、2035年、2045年日開行旅客列車總對數(shù)分別為3對、4對、6對。

（2）貨運(yùn)量。本線貨運(yùn)量主要由地方運(yùn)量和通過運(yùn)量構(gòu)成。本區(qū)域的貨物輸出主要以鉛鋅礦、農(nóng)副產(chǎn)品、板材、新型材料、磷肥等為主。天隴鐵路通過運(yùn)量以其中天平鐵路與蘭渝鐵路交流為主。根據(jù)樞紐地方運(yùn)量及通過運(yùn)量的分析預(yù)測，2030年、2035年、2045年樞紐總運(yùn)量分別為8 145萬t、9 232萬t、10 808萬t，通過運(yùn)量分別為7 559萬t、8 458萬t、9 862萬t，分別占總運(yùn)量的92.8%，91.6%，91.2%。

天隴鐵路區(qū)段貨物列車、旅客列車對數(shù)匯總表如表1所示。對比本線客貨流預(yù)測結(jié)果和天水鐵路樞紐內(nèi)各站規(guī)模和通過能力可得出，天隴鐵路建成后初、近、遠(yuǎn)期客貨運(yùn)量均適應(yīng)天水樞紐的通過能力，樞紐內(nèi)無需新建車站[6]。

表1 天隴鐵路區(qū)段貨物列車、旅客列車對數(shù)匯總表 對/dTab.1 Number of freight and passenger trains in the Tianshui-Longnan railway section

2 天隴鐵路引入天水鐵路樞紐方案

天隴鐵路引入天水鐵路樞紐方案主要由正線接軌方案及聯(lián)絡(luò)線引入方案2部分組成。根據(jù)國鐵集團(tuán)批復(fù)的可研審查意見，引入天水樞紐主要從天平鐵路楊家碾站接入。綜合考慮工程投資、不良地質(zhì)避讓、環(huán)保要求、工程實(shí)施可行性，結(jié)合方案對既有線運(yùn)營影響及運(yùn)輸組織，對接軌方案進(jìn)一步研究[7]，主要提出楊家碾經(jīng)潘集寨設(shè)站方案、天水站設(shè)西端聯(lián)絡(luò)線方案及天平鐵路區(qū)間接軌方案；對聯(lián)絡(luò)線引入方案進(jìn)一步研究，主要提出單線聯(lián)絡(luò)線方案和雙線聯(lián)絡(luò)線方案。

2.1 正線接軌方案

2.1.1 楊家碾經(jīng)潘集寨設(shè)站方案

方案線路自天平鐵路楊家碾車站東側(cè)接軌，楊家碾車站改建后設(shè)4條到發(fā)線(含2條正線)。天隴正線自楊家碾站引出，在東柯河谷東側(cè)以隧道向南行進(jìn)，而后跨越在建天莊高速，進(jìn)入柏林村隧道，出洞后跨越社棠路、成紀(jì)大道、渭河和國道G316后進(jìn)入天水東部水源地一級保護(hù)區(qū)，而后上跨寶蘭高速鐵路后至潘集寨設(shè)站，出站后繼續(xù)南下。楊家碾經(jīng)潘集寨設(shè)站方案示意圖如圖2所示。

圖2 楊家碾經(jīng)潘集寨設(shè)站方案示意圖Fig.2 Station establishment scheme of Yangjianian Railway Station via Panjizhai Railway Station

為滿足本線與天平鐵路形成的煤運(yùn)通道跨線列車運(yùn)輸需求，楊家碾車站北端咽喉跨線列車運(yùn)行徑路采用18號道岔布置[8]。

為滿足隴南與天水方向地區(qū)的客貨交流，于本線潘集寨站引出設(shè)置本線至天水站聯(lián)絡(luò)線。天水方向端聯(lián)絡(luò)線連接天平鐵路疏解線線路所處，需要拆除改建既有天平鐵路線路所為交叉渡線，并拆除還建既有天平鐵路疏解線0.617 km。

考慮設(shè)置電分相的技術(shù)要求，聯(lián)絡(luò)線隴南端按引入潘集寨站設(shè)置，線路長度2.06 km。

該方案比較范圍線路正線全長16.3 km，配套修建隴南方向至天水站聯(lián)絡(luò)線2.06 km，橋梁長度 3.96 km，隧道長度11.95 km，橋隧比91.95%。

2.1.2 天水站設(shè)西端聯(lián)絡(luò)線方案

線路自楊家碾站西側(cè)新設(shè)到發(fā)線引出后與天平鐵路并行至倪家村，而后折向西南于畢家新村后進(jìn)洞，繼續(xù)向西南方向行進(jìn)至區(qū)府西路北側(cè)鐵西苑公交站北側(cè)山坡出洞，而后上跨區(qū)府西路，拆遷鐵西園小區(qū)一棟六層住宅樓后進(jìn)入天水北貨場，穿越北貨場后進(jìn)入寶蘭南院并有較大拆遷，隨后于隴海上行線北側(cè)新建道岔接入。

天隴正線自天平鐵路郭家坪隧道內(nèi)正向引出后南下，之后走向線型與楊家碾經(jīng)潘集寨設(shè)站方案相同。天平鐵路在郭家坪隧道內(nèi)擴(kuò)孔至天隴鐵路新郭家坪隧道內(nèi)相連接。該方案將天平鐵路在建疏解線改建后設(shè)置一組交叉渡線，通過交叉渡線引出天隴鐵路與天水間聯(lián)絡(luò)線，聯(lián)絡(luò)線引入潘集寨車站。天水站設(shè)西端聯(lián)絡(luò)線方案示意圖如圖3所示。

圖3 天水站設(shè)西端聯(lián)絡(luò)線方案示意圖Fig.3 Tianshui Railway Station with west-end tie line

該方案比較范圍內(nèi)正線全長7.1 km，配套的楊家碾站至天水站西聯(lián)絡(luò)線長11.8 km，隴南至天水站聯(lián)絡(luò)線2.06 km，既有郭家坪隧道擴(kuò)孔0.55 km，橋梁長度5.14 km，隧道長度14.16 km，橋隧比86.56%。

2.1.3 天平鐵路區(qū)間接軌方案

天平鐵路楊家碾車站以南線路既有縱斷面和平面不具備直接加站的條件，因而本方案在天平鐵路區(qū)間畢家里隧道距離隧道出口約600 m處順接天平鐵路，保證畢家里隧道出口不動；在石嶺隧道出口與郭家坪隧道進(jìn)口間路基段出岔，并在石嶺隧道東側(cè)新建隧道將天隴鐵路正向引入，天平鐵路改為側(cè)向，避免郭家坪隧道改擴(kuò)建。而后天隴鐵路路徑與楊家碾經(jīng)潘集寨設(shè)站方案相同。天平鐵路區(qū)間接軌方案示意圖如圖4所示。

圖4 天平鐵路區(qū)間接軌方案示意圖Fig.4 Connection scheme in the Tianshui-Pingliang railway section

該方案比較范圍線路全長10.3 km，其中新建隴南至天水站聯(lián)絡(luò)線2.06 km，橋梁長度2.14 km，隧道長度7.32 km，橋隧比86.02%。

2.1.4 正線接軌方案比選

正線接軌方案工程比較如表2所示。

表2 正線接軌方案工程比較表Tab.2 Comparison of projects using main-line connection scheme

經(jīng)綜合比選，方案Ⅱ雖然在運(yùn)輸組織上略有優(yōu)勢，但新建線路長度最長，引起拆遷較大，施工風(fēng)險(xiǎn)最高，工程投資最大，因而不予推薦；方案I和方案Ⅲ雖然存在地區(qū)車流折角運(yùn)輸[9]問題，但本線旅客列車(近、遠(yuǎn)期分別為2對/d、3對/d)及地區(qū)貨物列車(近、遠(yuǎn)期分別2對/d、2對/d)開行對數(shù) 較少，對運(yùn)輸效果影響不大，其中方案Ⅲ新建線路減少6 km，投資節(jié)省5.3億，且解決了新建線路較長使楊家碾至天水站段線路能力虛糜的問題，結(jié)合項(xiàng)目功能定位，暫推薦方案Ⅲ。根據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》[10]第53條規(guī)定“新建的岔線，不應(yīng)在區(qū)間內(nèi)與正線接軌；特殊情況必須在區(qū)間內(nèi)接軌時(shí)，須經(jīng)國鐵集團(tuán)批準(zhǔn)，并在接軌地點(diǎn)開設(shè)車站(線路所)或設(shè)輔助所管理?！狈桨涪笮枭蠄?bào)國鐵集團(tuán)，并以國鐵集團(tuán)批復(fù)意見為準(zhǔn)[11]。

2.2 引入天水樞紐聯(lián)絡(luò)線方案

天隴鐵路引入天水樞紐接軌方案，近、遠(yuǎn)期分別有2對/d、3對/d 通過旅客列車(銀川—成都、慶陽—隴南)及地區(qū)摘掛貨物列車(近、遠(yuǎn)期分別2對/d、2對/d)作業(yè)需折角至天水站作業(yè)。根據(jù)折角運(yùn)輸作業(yè)的列車對數(shù)，研究了單線聯(lián)絡(luò)線方案和雙線聯(lián)絡(luò)線方案。

2.2.1 單線聯(lián)絡(luò)線方案

為滿足隴南與天水方向地區(qū)的客貨交流，設(shè)置本線至天水間聯(lián)絡(luò)線。本線列車對數(shù)較少，因而考慮本線隴南方向與天水間設(shè)置單線聯(lián)絡(luò)線。單線聯(lián)絡(luò)線方案示意圖如圖5所示。

圖5 單線聯(lián)絡(luò)線方案示意圖Fig.5 Single-track tie-line plan

聯(lián)絡(luò)線長度2.06 km，從本線潘集寨站引出，天水方向端聯(lián)絡(luò)線連接天平鐵路疏解線線路所處，需要拆除改建既有天平鐵路線路所為交叉渡線，并拆除還建既有天平鐵路疏解線0.617 km。

2.2.2 雙線聯(lián)絡(luò)線方案

方案線路走向及本線與天水地區(qū)間客貨車流組織，與單線聯(lián)絡(luò)線方案相同。考慮盡量減少折角車流在站內(nèi)對咽喉區(qū)的切割，分上下行在隴南方向與天水站間設(shè)雙線聯(lián)絡(luò)線。雙線聯(lián)絡(luò)線方案示意圖如圖6所示。

圖6 雙線聯(lián)絡(luò)線方案示意圖Fig.6 Double-track tie-line scheme

上行聯(lián)絡(luò)線一端在天隴正線區(qū)間距離潘集寨站約1.5 km處設(shè)線路所出岔，一端在天平鐵路既有線路所東側(cè)，天平正線上出岔，長度1.06 km；下行聯(lián)絡(luò)線一端在天隴正線區(qū)間距離潘集寨站約1.5 km處設(shè)線路所出岔，一端在天平鐵路疏解線距離天水直通場1.5 km處出岔，長度4.9 km。

2.2.3 聯(lián)絡(luò)線方案比選

對聯(lián)絡(luò)線方案天水站咽喉區(qū)能力和到發(fā)線能力進(jìn)行檢算：單線聯(lián)絡(luò)線方案咽喉區(qū)近、遠(yuǎn)期通過能力利用率為62.3%，66.8%，滿足能力要求；雙線聯(lián)絡(luò)線方案咽喉區(qū)近、遠(yuǎn)期通過能力利用率為55.9%，62.1%，滿足能力要求。天水站近、遠(yuǎn)期換算列車對數(shù)計(jì)算結(jié)果為42.36對/d、40.72對/d，車站既有到發(fā)線6條，可滿足運(yùn)輸需求。

本線折角至天水站作業(yè)列車對數(shù)較少，經(jīng)檢算，單線聯(lián)絡(luò)線方案能滿足運(yùn)輸需求。若設(shè)置雙線聯(lián)絡(luò)線，雖能減少列車到發(fā)對車站咽喉區(qū)的切割，但下行聯(lián)絡(luò)線工程條件較差，且線路長度增加3.89 km，投資增加3.2億元。因此推薦工程和投資較小的單線聯(lián)絡(luò)線方案。

3 結(jié)束語

天隴鐵路引入天水樞紐方案，依次研究了正線接軌方案和引入天水樞紐聯(lián)絡(luò)線方案，通過對引入方案控制因素綜合分析，結(jié)合線路走向優(yōu)化、不良地質(zhì)的避讓，分析運(yùn)輸組織、施工對既有線運(yùn)營影響，從帶動地方社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工程實(shí)施難易、工程投資等方面綜合分析比選，最終提出符合樞紐內(nèi)“車流順暢，能力匹配，徑路靈活，運(yùn)輸高效，近期工程適當(dāng)，遠(yuǎn)期預(yù)留充分”的合理推薦方案，對促進(jìn)天水、隴南兩市社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，推動甘肅省國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。