松江河—长白铁路主要技术标准研究

刘 勇

（沈阳铁道勘察设计院有限公司 运输规划所，辽宁 沈阳 110013）

1 松江河—长白铁路概况

松江河—长白铁路地处中朝边境，接轨于浑白线松江河站，与在建靖宇—松江河铁路相连，线路由北向南走行于吉林省抚松县、临江市，终点在长白朝鲜族自治县境内，线路全长 134 km，新设车站 7 座。该线建成后将极大地改善沿线交通条件，构筑一条新的中朝口岸运输通道，对中朝两国的经济与发展，以及长白山地区旅游资源的开发与相关产业的发展起到推动作用。

2 松江河—长白铁路主要技术标准的研究

铁路主要技术标准主要包括线路等级、限制坡度、牵引种类及牵引质量、到发线有效长和速度目标值等。技术标准的选择直接影响铁路的运输组织、工程投资和运营成本等。根据松江河—长白铁路的线路特点和功能定位，着重研究该线路的速度目标值、限制坡度、牵引方式等技术标准。

2.1 速度目标值的选择

松江河—长白铁路旅客列车开行数量较少，根据《铁路主要技术政策》，新建铁路主要干线速度目标值 ≤200 km/h、一般干线 ≤160 km/h、其他线路≤120 km/h。结合松江河—长白铁路的具体条件和特征，分别针对 120 km/h 和 160 km/h 速度目标值进行分析比较。

2.1.1 与相邻线路速度目标值协调

与松江河—长白铁路相邻的浑白线、宇松线、团杉线的旅客列车速度均为 120 km/h，从与相邻线速度目标值相协调和满足旅客出行要求的角度考虑，选择速度目标值为 120 km/h，能与相邻线路有效衔接，同时根据该线路为边境口岸客货共线铁路的功能定位，该线路属于区域性支线 ( 一般干线 )，速度目标值 ≤160 km/h 比较合适。松江河—长白线路总长为 134 km，如列车按 160 km/h 速度运行，旅行时间约为 60 min；按 120 km/h 速度运行，旅行时间为 72 min，旅行时间仅节省 12 min。

2.1.2 地形条件及工程投资

松江河—长白铁路起点至 CK90＋000 段，地形相对平坦，线路不受曲线半径限制。CK90＋000 至终点，地形起伏很大，沿线沟壑纵横，线路选线因高桥长隧等工程条件控制，受曲线半径影响较大。因此，对速度目标值分别为 120 km/h 方案 ( 方案Ⅰ)、120 km/h 预留 160 km/h 方案 ( 方案Ⅱ ) 和 160 km/h方案 ( 方案Ⅲ ) 进行工程投资比较。松江河—长白铁路采用不同速度目标值方案的线路平面情况如图1所示。

采用不同速度目标值方案的优缺点分析如下。

（1）方案Ⅰ。优点：①十五道沟站平面条件较好；②高桥数量相对最少；③隧道设置条件相对最好；④投资较方案Ⅱ节省 345 万元，较方案Ⅲ节省26 961 万元。缺点：①旅客列车运行速度较低，旅行时间较长；②线路长度为 55.574 km，分别比方案Ⅱ长 2.90 km、比方案Ⅲ长 2.39 km。

（2）方案Ⅱ。优点：①线形条件相对较好；②十五道沟站设站条件较好；③预留 160 km/h 条件，线路适应能力强，预留了列车提速的空间。缺点：旅客列车运行速度相对较低，较方案Ⅲ旅行时间长 12 min。

（3）方案Ⅲ。优点：旅客列车运行速度较高，旅行时间较短。缺点：①十五道沟站部分站线位于隧道内，车站条件差，施工及运营养护困难；②投资最大，分别比方案Ⅰ高 26 961 万元、比方案Ⅱ高 26 616 万元。

综上所述，方案Ⅱ线形条件相对较好，工程投资较为适中，且与相邻线路技术标准匹配，为今后发展预留条件。因此，研究推荐松江河 — 长白铁路速度目标值采用 120 km/h 预留 160 km/h 方案。

2.2 限制坡度的选择

与松江河—长白铁路衔接的后方通道四平—松江河、白河线、宇松线、宇辉线限制坡度变化较大，且与设计规范要求的限坡系列均不匹配，给该线路限制坡度的选择带来一定困难。相邻线路及区段既有和规划限制坡度情况如表1所示。

图1 采用不同速度目标值方案的线路平面示意图

表1 相邻线路及区段既有和规划限制坡度 ‰

由表1可知，与松江河—长白铁路相邻线路上行方向限制坡度最小为 14.2‰，最大为 18‰；下行方向限制坡度最小为 14.5‰，最大为 30.3‰。根据线路的功能定位、地形条件，以及与相邻线路限制坡度和牵引质量相匹配的原则，分别研究了限制坡度为 13‰、14.5‰ 和 25‰ 的3个方案。2.2.1 与相邻线路限制坡度协调和运输组织要求

松江河—长白铁路的货物流向主要是沿线和长白地区，以及朝鲜惠山口岸与沈阳、通化、梅河口以远地区的客货交流，因此线路的限制坡度选择宜与浑白线相匹配统一。根据路网改造规划，四平—松江河通道扩能改造后，通化—松江河的限制坡度将落坡至13‰，四平—通化的限制坡度将落坡至 9‰。为与主要后方通道相协调，以实现机车长交路，减少在接轨站的增减轴作业，该线路的限制坡度应首选 9‰。但是，由于线路地处山区，地形复杂，若选择 9‰ 的限坡方案，则线路工程巨大，很难实现。

若采用 14.5‰ 和 25‰ 的限坡方案，运输能力虽然可以满足运量需求，同时可节省大量工程投资，但不能实现与后方通道的牵引定数相匹配，需要在接轨站或相关车站进行增减轴作业，造成运输组织难度加大，不便于直通车流的运输。因此，从与相邻线路限制坡度协调和满足运输组织要求等方面考虑，研究建议限制坡度取 13‰。

2.2.2 地形条件及工程投资

松江河—长白铁路位于长白山西南麓，地势中间高、东西低，起伏很大。其中，线路起点至 CK43＋400 段，位于抚松县境内，地形相对平坦，3 个限坡方案线路走向基本一致。CK43＋400 至终点段，13‰ 限坡方案与 14.5‰ 限坡方案走向一致，线路过峰岭后，在远离长白山自然保护区的山区穿行；25‰ 限坡方案，线路过峰岭后，线位沿较高山坡走行，线位相对顺直，于十五道沟中部穿越鸭绿江上游自然保护区。各限坡方案的线路平面情况如图2所示。

各限坡方案的优缺点分析如下。

（1）13‰ 限坡方案。优点：①线形条件相对较好，桥梁设置条件较好；②换算工程运营费较 14.5‰限坡方案和 25‰ 限坡方案分别节省 17 222 万元、4 330 万元。缺点：①十三道沟 1 号隧道长度为14 735 m，施工难度大；②十三道沟站和十五道沟站设站条件较差；③投资比 14.5‰ 限坡方案和 25‰ 限坡方案分别高 1 900 万元、27 575 万元。

（2）14.5‰ 限坡方案。优点：①线路走向与 13‰限坡方案一致，隧道较 13‰ 限坡方案短；②投资较13‰ 限坡方案少 1 900 万元；③线形条件相对较好，桥梁设置条件较好。缺点：十三道沟站和十五道沟站设站条件较差。

（3）25‰ 限坡方案。优点：①线路长度较 13‰限坡方案和 14.5‰ 限坡方案短 2.35 km；②十三道沟站设站条件较好；③投资较 13‰ 限坡方案和 14.5‰ 限坡方案分别节省 27 575 万元、25 675 万元。缺点：①部分桥梁高度较大，设置条件差；②线路需穿越鸭绿江上游国家自然保护区实验区、缓冲区；③十五道沟风景区无设站条件。

综上所述，采用 13‰ 限坡方案，虽然工程投资最大，但线路平面条件相对较好，且与相邻线路限制坡度、牵引质量统一，运输组织便利，换算工程运营费较少，因此推荐松江河—长白铁路采用 13‰ 限坡方案。

2.3 牵引方式的选择

2.3.1 与相邻线路的牵引方式相适应

图2 各限坡方案的线路平面示意图

与松江河—长白铁路相邻的浑白线、鸭大线、梅集线、沈吉线、白和线目前均为内燃 DF4型机车牵引。根据路网与沈阳铁路局机车运用规划，研究年度该线路后方通道浑白线、鸭大线、梅集线 ( 四平—松江河铁路 ) 扩能改造按一次电气化设计，采用电力机车牵引可以与四平—松江河铁路、松江河—延吉铁路牵引种类协调统一。另外，由于该线路地处山区，沿线地形复杂多变，线路坡度较大，电力机车具有功率大、计算速度高等优点，采用电力机车牵引符合线路地形条件。

目前，沈阳铁路局使用的电力机车主要有 SS4、HXD系列，但 SS4型电力机车已经陆续退出主要干线，HXD系列电力机车已经投入使用。HXD系列机车具有速度高、提速时间短等特点，但与 SS4型电力机车相比，牵引质量提高幅度有限，且大功率机车造价昂贵。考虑松江河—长白铁路货物运输对运行速度要求不高，而且近期运量较低，采用 SS4型机车完全可以满足运输能力的要求，还可以解决沈阳铁路局干线SS4型电力机车退役问题。因此，建议松江河—长白铁路近期采用 SS4型电力机车；远期随着运量的增长和沈阳铁路局大功率 HXD系列机车的大范围使用，机车类型可逐渐过渡到 HXD系列，达到全面提高货物列车运行速度和区间通过能力，减少货物在途时间和在站停留时间的目的。

2.3.2 地形条件及工程投资

松江河—长白铁路受地形条件限制，有多处隧道地段，机车牵引方式的不同，将影响隧道的长度，进而影响线路方案和工程投资。因此，从地形条件和工程投资的角度，分别对内燃机车和电力机车的牵引方式进行比较。

线路起点至 CK73＋000 段电力机车牵引与内燃机车牵引方式走向一致。电力机车牵引自 CK73＋000经泥粒河后转向东，以长隧道形式通过西岗；内燃机车牵引方式自 CK73＋000 经过泥粒河后，向南过泥粒河参场、八道沟后转向东。比选范围为 CK73＋000 — CK110＋700 段。不同牵引方式的线路平面情况如图3所示。

不同牵引方式的优缺点分析如下。

（1）电力牵引方式。优点：①线路长度比内燃机车牵引方式短 5.286 km；②线形条件相对较好，列车运行速度高，运营时分较短；③与内燃机车牵引方式比较投资少 4 036.5 万元、换算工程运营费少12 405.83 万元。缺点：①十三道沟1号隧道长度为14 735 m，施工难度大；②十三道沟站、十五道沟站设站条件较差，施工难度大。

图3不同牵引方式的线路平面示意图

（2）内燃牵引方式。优点：①十三道沟站、十五道沟站设站条件相对电力机车牵引方式较好；②隧道较短，施工难度相对较小。缺点：①线路长度比电力机车牵引方式长 5.286 km；②局部线形条件相对较差；③车站有部分线路在隧道内，通风及防灾处理难度较大；④与电力机车牵引方式相比，投资多 4 036.5 万元、换算工程运营费高 12 405.83 万元。

综上所述，采用电力机车牵引方式的线路长度短，投资少，线形条件较好，列车运行速度高，符合该线路地形条件。故研究推荐采用电力机车牵引方式，机车类型近期采用 SS4型电力机车。

2.4 松江河—长白铁路主要技术标准

松江河—长白铁路主要技术标准推荐意见如下。

铁路等级：Ⅱ级

正线数目：单线

限制坡度：13‰

旅客列车设计速度：120 km/h，预留 160 km/h 条件

最小曲线半径：一般 2 000 m，困难地段 1 600 m

牵引种类：电力机车

机车类型：SS4

牵引质量：2 000 t

到发线有效长度：650 m，预留 850 m

闭塞类型：自动站间闭塞

3 结束语

松江河—长白铁路是一条客货兼顾的中朝口岸运输通道。该线路地处长白山西南麓，地势起伏较大，地形复杂，主要技术标准的选择直接影响线路方案、工程投资、运输组织和运营成本等。通过多方案技术经济比较分析，松江河—长白铁路的速度目标值采用120 km/h 预留 160 km/h 方案，限制坡度采用 13‰，牵引类型采用 SS4型电力机车。该技术标准可以满足运输要求，且具有较好的社会和经济效益。