通霍铁路扩能改造局部线路方案研究

□黄政斌

通霍铁路扩能改造局部线路方案研究

□黄政斌

通霍铁路；扩能改造；线路方案比选

一、概述

通（辽）霍（林河）铁路位于内蒙古自治区通辽市和兴安盟境内，南起通辽站，经由通辽市、科尔沁左翼中旗、扎鲁特旗、科尔沁右翼中旗，终点至霍林河站，既有线全长416.6公里。通霍线是东北路网的重要组成部分，是东北西部地区一条主要的铁路支线，也是连接全国五大露天煤矿之一的内蒙古霍林河煤矿和东北地区的一条运煤专线。

通霍铁路西接霍林河煤矿，东连通辽铁路枢纽。既有单线条件下，2008年通霍线外运煤炭已达4 300万吨，2009年既有区段通过能力及输送能力见表1所列。

表1 通霍线既有通过能力及输送能力表

随着煤炭运量的迅猛增长，通霍线的货流密度也在大幅度增加，而目前通霍线为单线，技术条件差，且其牵引定数较低，线路的通过能力较小，不能满足和适应霍林河煤炭运量迅速增长的需要。研究年度本线将同时衔接锡乌线、珠珠线及霍白线，远景输送能力为9 000万吨，目前通霍铁路的运输能力将远远不能满足运输发展的需要，必须进行扩能改造。

二、通霍铁路扩能改造

目前，通霍铁路由于区间通过能力严重不足，沈阳铁路局加大运输组织力度进行生产力布局调整，采取建设战略装车点、提高牵引质量、开行组合列车（万吨列车）、能力紧张的个别车站到发延长等挖潜扩能多项措施，积极解决运量与运能不足的矛盾。但这仍无法满足运量的快速增长，单线区间能力不足已成为本地区客货运输的“瓶颈”。根据通霍铁路的现状，全线要进行扩能改造，主要技术标准为：铁路等级为Ⅰ级；正线数目为双线；限制坡度为上行4‰、下行6‰；牵引种类为内燃机（预留电化条件）；机车类型为DF系列；牵引质量为5000吨（部分10 000吨）；到发线有效长度为1 050米（部分1 700米）；最小曲线半径为一般800米（困难段为600米）；闭塞类型为自动闭塞。

杜尔基至哈日努拉段（K236+030.42至K364+695.7）既有线路长128.678公里，既有车站10座，本次扩能改造保留车站4座，分别为杜尔基、吐列毛杜、西哲里木和哈日努拉。本段既有大桥6座、中桥5座，其中都尔吉花大桥为13孔32米梁桥；本段既有隧道2座（共计886.5延长米），其中既有好力套高隧道640延长米。本段线路地势为低山丘陵区，线路沿霍林河两岸布置。此段小半径曲线比较集中，曲线总数为95个，总长度为47.272公里，占本段线路长度的36.8%。既有线最小曲线半径为399米，最短夹直线长度为37.45米。既有线线路平面特征见表2所列。

表2 既有线线路平面特征表

三、局部线路扩能改造方案

通霍铁路杜尔基至哈日努拉段位于科尔沁右翼中旗，沿线地形为低山丘陵区，为大兴安岭南支余脉，地形起伏，多被剥蚀成平缓的圆顶山，基岩多裸露，驼峰状山脊绵亘起伏在科尔沁草原上，既有线路沿山间的霍林河宽广的河谷、阶地及平缓的山前缓坡行进，依山傍水，溯流而上，局部穿行于山间。杜尔基至哈日努拉段线路受地形条件、文物古迹等限制，线路迂回曲折，本次扩能改造通过分析既有线路设备状况，结合沿线地形、地貌、地质条件及小半径曲线分布情况和改造工程量的大小，首先对该段进行不同速度目标值进行方案比选，然后在线路速度目标值比选结果上进行线路走向、隧道方案等方面的深入研究探讨，并对各方案从技术、经济、线路运营养护维修等方面进行综合分析研究比较后，最终确定推荐方案。

1.速度目标值方案比选

（1）Ⅰ方案：维持既有小半径曲线方案。从表2得知，本段曲线半径为400米的地段有5处，Ⅰ方案根据工程难易程度既有线保留了1处400米半径，其余地段既有线及增建的第二线按R≥450米进行设计。改建后线路长度127.865公里，改建曲线4处；新建单线桥18座共计1168.4单延米，其中单线大桥3座共计678.8单延米；新建单线隧道1座640单延米；新征用地839亩。本方案工程投资为39 433万元（见表3所列）。通霍铁路全线扩能改造速度目标值以不小于100公里/小时为主，Ⅰ方案多数地段局部限速80公里/小时，虽然本方案既有线改建最少、投资最省，但是本方案平面条件没有得到较大的改善，旅客列车设计行车速度较低，运营支出大，市场竞争能力及经济效益提高不大，并且线路曲线半径较小，二次改造难度大。

表3 杜尔基至哈日努拉方案比较表

（2）Ⅱ方案：提速至100公里/小时方案。Ⅱ方案最小曲线半径按R≥600米设计，改建线路长度43.45公里，改建曲线46处，改建后线路长度127.868公里。新建单线桥12座共计952.1单延米，其中单线大桥3座共计678.8单延米；新建双线桥5座共计233.7双延米；新建双线隧道2座共计905双延米；新征用地1 229亩。本方案工程投资为55 412.1万元。通霍铁路以货运为主、客运为辅，Ⅱ方案适度提高了既有线技术标准，线路平面条件得到了改善，并且满足通霍铁路扩能改造速度目标值的标准。Ⅱ方案线路长度较I方案缩短0.79公里，工程投资较Ⅰ方案仅增加15 979.1万元。

（3）Ⅲ方案：提速至120公里/小时方案。研究范围的相邻区段：通辽北至杜尔基段（K16+100至K236+030.42）和哈日努拉至霍林河段（K364+695.7至K417+600），速度目标值均为120公里/小时，因此对本段研究120公里/小时速度目标值方案是必要的。Ⅲ方案最小曲线半径按R≥800米设计，改建线路长度69.40公里，改建曲线61处，改建后线路长度126.412公里。新建单线桥5座共计275.2单延米，其中单线大桥1座183.3单延米；新建双线桥9座共计3 678.0双延米，其中双线特大桥2座共计2 106.6双延米，双线大桥4座共计1 469.9双延米；新建双线隧道2座共计900双延米；新征用地1 734亩。本方案工程投资为76 275.5万元。Ⅲ方案线路平面条件得到了较大的改善，速度目标值与相邻区段一致。但是从既有线路技术条件来看，既有曲线近70%均不满足本方案的要求，全部需要改建，既有线废弃较多。再者本段处于丘陵地区，霍林河穿行于山间，河谷阶地发育，线路双绕地段多数以桥代路，工程投资太大。并且改建线位与既有线的交叉干扰次数最多，施工难度大。

（4）推荐意见。首先，维持既有小半径曲线方案，既有线改建最少，投资最省。但是本方案平面条件没有得到较大的改善，运营支出大，旅客列车提速不明显，经济效益较差。其次，提速至100公里/小时方案，线路平面条件得到了改善，线路长度较I方案缩短0.79公里，线路技术标准、工程投资适中。但是本方案较Ⅰ方案施工干扰大，投资多15 979.1万元。再次，提速至120公里/小时方案，线路平面条件得到了较大的改善，线路长度较I方案缩短2.41公里，并且与相邻区段速度目标值匹配。但是本方案既有线废弃较多，施工干扰最大，征地拆迁量最大，新建2座双线特大桥，工程投资最大，分别较Ⅰ方案和Ⅱ方案增加投资36 842.5万元和20 863.4万元。综上分析，Ⅲ方案虽然设计速度与相邻区段匹配，但既有线废弃较多，工程投资大，投资效益低；I方案利用既有线最多，工程投资最省，但是铁路技术标准较低，二次改造困难；Ⅱ方案合理利用既有线路，工程投资适中，经济效益好。考虑本线以货运为主的特点，对列车运行速度要求不高，Ⅱ方案可满足本次扩能改造的需要，故最终推荐Ⅱ方案：提速100公里/小时方案。

2.局部线路方案比选

研究范围内K305+500～K309+500段，结合地形条件、既有线路平面条件及隧道现状，在既有好力套高隧道位置分别研究了新建单线隧道方案和新建双线隧道方案。

（1）Ⅰ方案：提速至100公里/小时单线隧道方案（利用既有隧道）。Ⅰ方案利用既有线好力套高隧道，将隧道入口侧R＝399米小半径曲线改为半径600米，并引起一段绕行改线。新增二线隧道平行于既有线右侧30米，利用既有线改建空间顺接至右线上（如图1所示）。本方案线路长度3.89公里；新增单线隧道1座640单延米；新增单线桥5座共计938.5单延米，其中单线大桥2座共计816.8单延米；新征用地158亩。工程投资9 253.4万元（见表4所列）。Ⅰ方案充分利用了既有隧道设备，隧道长度比双线隧道方案短265米，隧道施工工期短。但是本方案线型较差，两线分开不利于线路养护维修，线路较Ⅱ方案长110米；本方案穿越住宅区，引起的桥涵工程量和征地拆迁量较大；并且本方案新建二线与既有线交叉，K307+078处的桥梁需右线过渡才能施工，施工周期长；而且单线隧道施工对既有线运营干扰大。

图1 提速至100公里/小时单、双线隧道方案比选线路平面图

表4 提速至100公里/小时单、双线隧道方案比较表

（2）Ⅱ方案：提速至100公里/小时双线隧道方案。为改善线路平面条件，并且减少征地拆迁工程，Ⅱ方案废弃既有单线隧道，在既有线右侧一次修建2座双线隧道。本方案线路总长3.78公里；新增双线隧道2座共计905延米；新增双线桥1座25.36延米；新征用地33亩。工程投资9 254.7万元。Ⅱ方案线路顺直，线路较Ⅰ方案短，有利于线路养护维修。而且新建线路与既有线无交叉，双线隧道施工过渡方便，对既有线运营干扰小。虽然本方案新增隧道比Ⅰ方案长280米，但是桥涵工程量较少，工程投资较I方案差别不大，并且征地拆迁量较少。

（3）推荐意见。提速至100公里/小时单线隧道方案，充分利用了既有隧道设备，隧道施工工期短。虽然本方案新增隧道长度较Ⅱ方案短，隧道部分工程投资较Ⅱ方案节省3 405.8万元，但是本方案桥涵工程量较Ⅱ方案增加2 841.5万元，征地拆迁量较Ⅱ方案大，总的工程投资较Ⅱ方案基本持平。提速至100公里/小时双线隧道方案，虽然废弃了既有单线隧道，但是本方案线路平面条件好，征地拆迁量少，施工过渡方便，施工干扰小，并且工程投资仅较I方案增加1.3万元。综合分析，两个方案投资接近，单线隧道方案虽然利用了既有隧道，但综合考虑线路平面条件、施工过渡及干扰、征地拆迁等因素，本次最终推荐Ⅱ方案：提速至100公里/小时双线隧道方案。

既有铁路扩能改造，特别是山区铁路增建二线，既有线小半径曲线较多，应结合线路客货运量、线路主要用途、沿线地形条件、既有线现状等因素，进行多方案比选。对于长大线路，应因地制宜的分段确定铁路的技术标准。以货运为主的铁路，扩能改造方案速度目标值宜以120公里/小时为主、100公里/小时为辅。但对于既有小半径曲线集中、改造困难的区段，在满足运输要求的前提下，可适中选择改造速度目标值方案，既使得工程投资合理，避免大拆大改，又能明显改善铁路技术标准，避免二次改造。对于重点工程的局部改造方案，在工程投资相差不大的情况下，应根据线路的改善程度，并结合工程的施工难易及对既有线干扰程度，合理选择扩能改造方案。

（作者单位：沈阳铁道勘察设计院有限公司）

10.3963/j.issn.1006-8864.2014.12.028