九景衢铁路旅客列车速度目标值的选择

汤锁二

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063)

九景衢铁路自九江站引出经景德镇至沪昆铁路衢州站,全长345.6 km,新建线路长度277.3 km,根据本线功能定位和客流特点,需合理选择旅客列车速度目标值,以发挥本线经济效益最大化。

1 时间目标值的选择

1.1 本线客车构成分析

根据运量预测,本线主要承担西北、华北、川渝鄂豫以及九江、景德镇地区与上海、浙江以及安徽黄山、福建宁德之间的旅客交流。

本线开行客车主要为武汉、九江、景德镇、沪汉蓉、京九、京广线始发至浙江、上海以及安徽黄山、福建宁德的客车,约占全部客车的77%～79%,在本线全程运行的客车2020年19对、2030年26对,占九江—景德镇段客车总量的41%～42%、占景德镇—衢州段客车总量的62%～71%,均为沪汉蓉、京九、京广、武汉、九江至浙江、上海、福建宁德的客车。这部分客车数量较大、在本线运行的距离较长,受本线速度目标值的影响较大。

1.2 本线时间目标值的选择

在本线全程运行的客车中,沪汉蓉、京九线、京广线至浙江、上海及安徽黄山、福建宁德的客车运行距离长,全程旅行时间受本段的影响甚小,因此,本线时间目标值的选择主要考虑武汉及九江始发客车需要。武汉至以上城市距离最远为1 039 km(至上海),最近为747 km(至义乌)；九江至以上城市距离最远为785 km(至上海),最近为351 km(至衢州)。可见,武汉、九江始发经本线的列车运行距离基本在1 000 km以内,从距离上看大部分列车具备“朝发夕归”或“一日往返”的条件,列车全程旅行时间宜控制在4～8 h,在本线全程旅行时间应在3 h以内。与承担高速列车的昌九城际、杭长客专的时间对比看,九江至衢州经昌九城际、杭长客专旅行时间约为2.1 h,本线旅行时间可以略长。因此,本线时间目标值取2.5 h。

2 速度目标值方案构成

本线为客货并重Ⅰ级铁路,客流比重较大；是一条旅游线路,对速度的要求相对较高。从与相邻既有路网协调看,本线承担的客车以通过带流性质的客车为主,相关线路主要为武九线、沪昆线、沪杭线以及金温线,以上线路除沪杭线速度目标值为160 km/h外,其他均为200 km/h。

本线货车速度以120 km/h为主,线路的速度目标值的选择应兼顾货物列车的运行条件。若本线速度目标值超过250 km/h,客货列车速差过大,工程实施困难,运输能力大幅降低。因此,考虑客货列车速度匹配的要求,本线的速度目标值不宜超过250 km/h。

结合线路功能定位、客流需求、与相邻线路的匹配等因素,在前期研究的基础上本次研究了200 km/h、200 km/h预留250 km/h两个速度目标值方案。

3 速度目标值方案综合比选

3.1 不同速度目标值对工程投资的影响分析

湖口至鄱阳段为鄱阳湖平原区,局部为剥蚀丘陵区,不同速度目标值方案线位基本相同,对工程投资基本没有影响。鄱阳至常山段为丘陵、低山区,地形起伏较大,山间谷地狭窄、曲折,且多被既有的省道和高速公路占据,谷地两旁山体多呈犬牙状分布,线路基本并行既有的省道和高速公路,沿既有道路两侧谷地走行,桥梁、隧道工程主要由跨越沟谷、穿越山体引起,除非采用很小的曲线半径展长线路才能减少,但线路展长将引起路基长度的增加,两方案最小曲线半径均较大,不同最小曲线半径对工程投资的影响不明显。

技术标准不同引起的投资差异主要因桥梁结构和隧道净空面积不同引起。

(1)路基工程

两方案技术指标对比见表1。

表1 方案技术指标对比

200 km/h预留250 km/h与200 km/h路基面宽度差异不太大,路堤宽度增加0.6 m,路堑增加0.4 m；路肩宽度由1.0 m增加至1.2 m；线间距由4.4 m增加至4.6 m。

(2)桥梁工程

200 km/h预留250 km/h与200 km/h对桥梁工程数量的影响主要为桥梁梁部由T梁变为箱梁、墩台圬工、桩基础加长等。桥梁工程增加数量见表2。

表2 桥梁工程增加数量汇总

(3)隧道工程

200 km/h隧道轨面以上净空面积为81.37 m2；200 km/h预留250 km/h轨面以上净空面积92 m2,净空增加13.06%。根据200 km/h和250 km/h通用图对各级围岩衬砌工程数量进行对比,工程数量增加见表3。

表3 隧道工程增加数量汇总 m3

(4)轨道工程

200 km/h预留250 km/h方案,桥上、隧道内采用弹性轨枕,道砟为特级道砟,道床顶面宽度由3.5 m变为3.6 m,道床厚度在路基、桥上、隧道内均为35 cm。

(5)站后接触网

由混凝土支柱改为钢支柱,接触网导线有提高。

(6)站后其他工程

两方案采用的标准基本相同,投资差较差小。

200 km/h方案较20 km/h预留250 km/h方案投资减少15.49亿元。技术经济比较见表4。

表4 速度目标值方案技术经济比较

注：200 km/h预留250 km/h桥梁为箱梁,隧道限界加大至92 m2。

3.2 速度目标值经济效益最大化分析(表5)

速度目标值选择应有利于实现项目综合效益最大化,为进一步论证研究方案的合理性,本次在对不同方案投入、产出进行定量分析的基础上,采用差额净现值法进行比选,从铁路企业财务和国民经济两个层面进行比较,提出经济效益最佳的速度目标值方案。财务折现率取3%,社会折现率取8%。

表5 不同速度目标值经济效益比较 亿元

随着速度目标值标准的提高,工程投资增加,但是由于运输速度提高,对客流的吸引力也同时增强。从总体经济效益角度看,200 km/h方案优于200 km/h预留250 km/h方案。

3.3 与路网发展的适应性分析

本线所处区域路网研究年度既有线将提速至160～200 km/h,新建客运专线速度目标值在200 km/h及以上。本线是中部湖北、赣东北及西部川渝与东部浙江联系的便捷通路,速度目标值采用200 km/h与邻线路相匹配较好,有利于系统资源的综合利用,推动本地区快速网络的建设。

3.4 与时间目标值的适应性分析

根据铺画运行图,200 km/h方案客车全程旅行时间平均为2.2 h,能够满足时间目标值要求。

4 速度目标值研究结论

综上所述,200 km/h预留250 km/h方案较200 km/h方案投资增加15.49亿元；从投资效益分析,200 km/h方案优于200 km/h预留250 km/h方案； 200 km/h与邻线路相匹配较好,有利于系统资源的综合利用,推动本地区快速网络的建设。因此,本线速度目标值推荐200 km/h。

[1]钱立新.世界高速铁路技术[M].北京：中国铁道出版社，2003.

[2]乔英忍，曹国炳.世界铁路总览[M].北京：中国铁道出版社，2001.

[3]铁建设函[2005]285号，新建时速200 km客货共线铁路设计暂行规定[S].

[4]铁建设[2005]140号，新建时速200～250 km客运专线铁路设计暂行规定[S].