陇海线郑州至洛阳段铁路主要技术标准升级必要性分析

赵　岩

(中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院，河南郑州　450001)

Discussion on the Necessity of Upgrading the Main Technical Standards of Zhengzhou to Luoyang section of Longhai Railway

ZHAO Yan

陇海线郑州至洛阳段铁路主要技术标准升级必要性分析

赵岩

(中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院，河南郑州450001)

Discussion on the Necessity of Upgrading the Main Technical Standards of Zhengzhou to Luoyang section of Longhai Railway

ZHAO Yan

摘要郑州铁路局管内陇海线郑州至洛阳段主要技术标准低、运输能力饱和、运营条件差、成本高，已经成为大能力运输通道的运输瓶颈。重点对既有技术标准条件下运营存在的问题进行分析，论述该段线路技术标准升级的必要性，并对升级后线路运营效果进行论证，认为线路主要技术标准升级可有效解决通过能力不足、安全性差等问题。

关键词陇海线郑州至洛阳段技术标准升级必要性

1研究背景及现状

陇海铁路始建于1904年，1953年7月全线通车。陇海铁路东起江苏省连云港市，经安徽省、河南省、陕西省，西到甘肃省兰州市，全长1 759 km。郑州—洛阳区段做为陇海线的一部分，始建于1908 年，为陇海线中腹地段，主要承担西北地区与华中、华东地区的货物交流，同时与焦柳、京广等多条纵向干线连接，是华北，华南地区与西北、华中、华东地区货物交流的重要通道。

1949年前，该线技术标准低，输送能力小。1949年以后，先后经历三次主要改扩建，分别为1958年的复线建设、20世纪80年代的线路小曲线半径改造(R<400 m)及电化工程，以及2000年陇海线郑州局管辖区段商丘—宝鸡段局部提速改造，其中郑州至洛阳段的郑州—上街及回郭镇(已封闭，里程K652+500)—洛阳东分别按140 km/h标准进行了提速改造，而上街—回郭镇段(全长48.3 km)因地形复杂，改造难度大，没有进行提速改造。

1.1　现状分析

(1)现状主要技术标准

陇海线郑州至洛阳段与京广及焦柳等国铁干线相连，本线及相邻线现状主要技术标准见表1。

(2)现状行车量及通过能力

根据郑州局2014年7月调整后客货列车时刻表，陇海线郑州至洛阳段现状行车量及区间通过能力见表2。

1.2　存在问题分析

(1)区间通过能力饱和

由现状陇海线郑州至洛阳段行车量及通过能力可知，该段通过能力已经饱和。目前，郑西、西宝客专已开通，随着郑徐、宝兰客专和兰新第二双线的建成通车，共同构成横穿中国东、中、西部地区的大能力铁路客运干线，届时既有陇海线将有大量客车分流至客运专线，既有陇海线货运能力得到一定程度的释放。但随着社会经济发展，陇海线预测运量增长迅猛，且由现行客专与既有线旅客列车运营情况可知，既有线普速旅客列车需求仍然较高。根据对沿线地方运量及焦柳、京广通过运量的分析预测，至2025年，该段最大区段货流密度将达10 554×104t，客车32对；2035年，该段最大区段货流密度将达12 976×104t，客车20对，如维持本段既有铁路技术标准，采用预测客货运量，研究年度行车量及区间通过能力情况见表3。

表1　本线及相邻线现状铁路主要技术标准

表2　陇海线郑州至洛阳段现状行车量及区间通过能力

表3　运量增长但线路技术标准维持既有情况下通过能力

由以上计算可知，本段既有设备运输能力均不能满足现状及未来运量发展运输需求。

(2)与相邻线技术标准不统一

本段陇海线车站到发线有效长为850 m，牵引质量4 000 t，相邻的焦柳线车站到发线有效长为1 050 m，牵引质量最高5 500 t；京广线以及陇海线郑州以东段车站到发线有效长为1 050 m，牵引质量最高6 000 t，本线与相邻铁路干线在到发线有效长、牵引质量等技术标准方面不匹配。牵引质量不统一导致大量焦柳线与陇海线转线车流在洛阳地区的技术作业站进行换重或摘补机作业。据洛阳北站2013年车流表统计资料，该站北东、南东日均有调车数合计143.9车，受牵引定数不统一影响，北东、南东车流，无法通过枢纽北东、南东联络线直通，均需在洛阳北站解编或在枢纽前方站孟津补机后经洛阳东折角或通过联络线转入东陇海线，对既有线路设施造成浪费，且增加洛阳北站调车作业量，降低运输效率。

(3)主要技术标准低

本段陇海线郑州至洛阳段车站到发线有效长850 m，除上街以东、回郭镇(已封闭，里程K652+500)以西段于2000年前后提速改造，其他区段修建年代久远。为适应地形地势，减小工程量，节约投资，线路曲线大多采用了400～600 m不等的小半径曲线，并采用了12.5‰的限坡，恶劣的线路平纵面条件为日益增多的提速客车、货物列车的运行带来了极大的安全隐患。未改建段铁路既有平纵特征情况见表4、表5，桥梁情况见表6。

表4　既有线路平面特征

表5　既有线路纵断面特征

表6　既有桥涵分布

由既有线线桥情况可知，陇海线郑州至洛阳段未经改造区段(上街至回郭镇K652+500)线路全长48.3 km，存在主要问题为：

①线路平面曲线过多，其中上行方向占线路总长的49.2%，下行占线路总长的50.8%，且夹直线长度短，上下行各有6处夹直线长度小于50 m。

②限坡为12‰，限制列车牵引质量。

③既有桥涵类型复杂，孔径跨度及基础形式繁多。由于既有线桥涵已运营多年，既有桥涵虽然基本功能仍然具备，但存在着桥上道碴厚度不足(共7座)、线桥偏心、钢梁裂纹、混凝土拱涵边墙开裂、石砌桥墩晃动、混凝土桥墩开裂掉块、桥台开裂倾斜、涵洞涵管风化、钢筋锈蚀严重，管内接头处漏水等严重影响桥梁承载能力的病害。

主要技术标准低，设备陈旧且病害严重，主要存在以下安全隐患：

①在列车纵、横向力的作用下轨道结构正常的几何状态难以保持，稳定性差，影响列车安全。

②在小半径曲线地段，较大的轮轨横向作用力引起较大的钢轨应力，产生较大的钢轨轮缘磨耗，造成轮轨间隙扩大，影响列车的安全平稳运行。

③既有13座大中桥梁有7座存在偏心，桥梁多处存在道砟厚度不足的问题，对行车安全影响较大。其中下行k637+813跨石河道钢梁桥，自1909年建成通车后，已100余年，钢梁各部杆件锈蚀严重，变形扭曲，且该桥基础为木桩，严重危及行车安全。

(4)线路运营条件差

本段线路最小曲线半径400 m，限制坡度12.5‰。随着陇海线客货列车密度的日益增大，该段铁路的运输密度与运营条件的矛盾愈加突出，养护维修量剧增，运输成本日益增大。

(5)运输设备陈旧

陇海线郑州至洛阳段经历次改扩建及提速后，仍有上街至回郭镇(已封闭，里程K652+500)段未进行改建，与陇海线相邻段落大提速、强化基础设施、更新改造设备相比，仍停留在20世纪80年代水平，已成为运输瓶颈。一方面，未改建线路允许速度仅为90 km/h(其中穆沟至巩义段为85 km/h)，列车平均运行速度低，旅客舒适性差；另一方面，由于该段坡度大，与相邻线牵引定数不一致，导致列车中途增减轴作业，大大延长了整列列车中途作业时间，使得客货运列车的运输质量明显降低。

2主要技术标准升级必要性分析

陇海线郑州至洛阳段现状牵引定数、曲线半径、限制坡度、到发线等有效长等铁路主要技术标准已不能满足铁路客货运运输需求，运输组织繁杂、效率低且行车安全存在隐患，对该段进行铁路主要技术标准升级迫在眉睫。针对现状线路运营存在的问题，主要技术标准升级的必要性主要体现在：

①扩充运输能力、满足运输需求，保障陇海线畅通的需要。

②与相邻线技术标准统一，优化运输组织，提高运输效率的需要。

③保证铁路运输安全的需要。

④节约运营成本，提高运输效益的需要。

⑤改善运输设备、提高客货运列车运输质量的需要。

3主要技术标准升级改造建议及效果

3.1　主要技术标准升级改造建议

(1)最小曲线半径

本线推荐速度目标值为160 km/h，按《铁路线路设计规范》相应最小曲线半径为：一般2 000 m，困难1 600 m。考虑到巩义站位于巩义市区，且有4条专用线接轨，改建代价过大，巩义站内两个曲线维持既有半径600 m和720 m。

(2)机车类型与牵引质量

本线现状货物列车采用双HXD3牵引，研究年度相邻线货机类型为HXD，从路网的统一性、协调性考虑，研究年度机车类型为HXD系列，牵引质量推荐5 000 t。

(3)限制坡度

本线相邻线限制坡度均不超过6‰，从路网协调性及满足HXD系列机车单机牵引5 000 t列车牵引及起动的坡度要求，限制坡度推荐采用6‰。

(4)到发线有效长度

本线现状到发线有效长850 m，不满足5 000 t列车停放要求，根据《站规》中与牵引5 000 t列车相匹配到发线有效长应满足1 050 m，故推荐到发线有效长为1 050 m。

3.2　主要技术标准升级后效果

陇海线郑州至洛阳段铁路主要技术标准升级后，线路运营条件、运输质量、运输效率均将大幅提高，具体体现在：

①区间通过能力大幅提高，可以满足未来铁路运量增长的需要，研究年度，在运量预测的基础上，改建后区间通过能力见表7。

表7　研究年度主要技术标准升级改造后区间通过能力

②改建后，与相邻路网技术标准相统一，大宗货物可以实现直通，减少地区技术作业站解编作业，运输组织得到优化，运输效率得以提高。

③改建后，线路、路基、轨道、桥梁、牵引供电等多项铁路设备将配套进行升级或更新，彻底消除安全隐患，且大大节约设备养护维修成本。据工务、电务等部门粗略估算，每年节约该段设备养护维修费用大约在6 000万元。

④改建后，本段线路提速区段(上街以东、回郭镇以西)和限速区段(上街至回郭镇段)并存的现象将不复存在，列车运行平稳，旅客旅行舒适，运输质量显著提高。

参考文献

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[8]张萍，吴迪阳.南同蒲到发线延长至1 050 m改造工程设计体会[J].铁道勘察，2013(4)：75-78

中图分类号：U212.31

文献标识码：A

文章编号：1672-7479(2015)01-0091-04

作者简介：赵岩(1984—)，女，2008年毕业于西南交通大学交通运输规划与管理专业，工学硕士，工程师。

收稿日期：2014-11-04