包头至银川高速铁路引入包头铁路枢纽方案研究

李明炜

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 线路运输处，陕西 西安 710043）

包头至银川高速铁路引入包头铁路枢纽方案研究

李明炜

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 线路运输处，陕西 西安 710043）

根据包头铁路枢纽既有设备概况、在建及拟建工程，结合包头市城市总体规划及运量预测，分别研究包头至银川高速铁路布置在既有包兰线北侧 (北方案)、南侧 (南方案) 和沿包兰线引入 (中方案) 3 个方案，通过综合比较建议选用中方案。在此基础上，研究沿枢纽既有铁路通道新建客线 (方案 Ⅰ ) 和利用枢纽既有线、新建货车外绕线 (方案Ⅱ) 2 个具体线位方案，将方案Ⅱ分为货车外绕线沿黄河北岸(方案Ⅱ-1)、南岸 (方案Ⅱ-2) 布置，通过比较提出方案Ⅱ-1 更合理。

高速铁路；枢纽；引入方案；综合比选

包头至银川高速铁路 (以下简称“包银高铁”)位于京兰客运通道 (北京—兰州) 西段，东与集包线 (集宁—包头西)、张呼高速铁路 (张家口南—呼和浩特东)、京张高速铁路 (北京北—张家口南) 相连，西与银西高速铁路 (银川—西安北)、银兰高速铁路 (银川—兰州) 衔接，横跨呼包鄂榆 (内蒙古自治区呼和浩特、包头、鄂尔多斯和陕西榆林) 和宁夏沿黄 (包括宁夏沿黄河分布的银川、石嘴山、吴忠、中卫、平罗、青铜峡、永宁、中宁等城市) 两大城市群，全长约 506 km，是沟通蒙西 (内蒙古西部) 与宁夏，开辟各重点城镇间直接交流的快捷通路[1]，为填补区域内快速铁路网空白，改善京兰通道铁路运输能力和质量，完善区域综合交通运输体系发挥重要作用。

1概述

1.1包头铁路枢纽概况

既有包头铁路枢纽衔接京包线 (北京北—包头东)、包兰线 (包头东—兰州)、包西线 (包头西—西安张桥)、集包线 4 条干线和神华包神铁路集团有限责任公司包神铁路 (万水泉南—神木北)、包白支线 (包头西—白云鄂博)、石拐支线 (包头东—石拐)等支线。东西方向以京兰通道为主轴，与枢纽环线 (包头东—昆都仑召) 共同构成环型枢纽，枢纽内主要有包头站、包头东站、包头西站 3 个车站。

（1）包头站是枢纽内主要客运站，为一站两场横列式站型，总规模为 5 台 16 线，均为无柱雨棚高站台。设有客车整备所、客车段、机务折返段和货场各 1 处，并且有多条专用线引入。站房于 1998 年建成，位于车站北侧，面积约 1.5 万 m2。车站目前办理旅客列车 59 对/d，旅客列车主要集中在北场办理，南场主要办理货物列车通过作业，以及包西线、包神铁路和京包线、包兰线少量旅客列车作业。

（2）包头东站为枢纽辅助客货运站，采用客货纵列式布置。客车场设有 3 台 9 线 (含正线 4 条)，其中集包线设有 2 座高站台，站内设有机务折返段和货场，车站目前办理旅客列车 39 对/d。

（3）包头西站为区域性编组站，为双向二级七场混合站型，上、下行系统均按照二级三场布置，2 个系统间设有交接场。与湖东、丰台西、南仓、济南西站互编远程直达列车，与大同西、集宁站互编直达、直通列车，与呼和浩特西站互编区段及摘挂列车。

目前，包头铁路枢纽内货运布局较为分散，大部分车站均设有货运技术设施设备[2]，办理货运的车站主要有古城湾、包头东、包头、包头西、打拉亥、昆都仑召和新贤城站。

1.2包头铁路枢纽在建及拟建工程

（1）在建工程。①枢纽环线开行市郊列车改造工程；②包头铁路物流中心工程。

（2）拟建工程。①包银高铁；②包西高速铁路(包头—西安北)，从包头站引出向南经鄂尔多斯、榆林、延安至西安，全长约 867 km；③远期规划将呼和浩特—包头高速铁路引入，届时，呼包间将形成六线格局。

1.3包头市城市总体规划

包头市一共下辖 10 个旗县区，市域总面积为27 768 km2，2015 年总人口达 269.29 万人。城市总体空间布局为带状组团式结构 (即一市 (主城)、两城 (昆青城区、九东城区)、多片区)，城市生活用地在保证居中布置的同时，适当向南北扩展，工业在东西两翼集中布置。城市轨道交通规划 6 条线，线网总长度为 181.5 km，车站总数为 137 个，线网密度为 0.33 km/km2。轨道交通 2 号线途经包头站、包头二里半机场，轨道交通 3 号线途经包头东站、机场。包头市城市总体规划如图1 所示。

1.4运量预测

2015年，包头铁路枢纽共计开行旅客列车 61 对/d，其中普速列车 49 对/d，动车组列车 12 对/d，动车组列车开行对数占枢纽总开行旅客列车对数的19.7%，表明枢纽内高标准、优质服务的旅客列车所占比例较低。根据运量预测，包银高铁引入枢纽后，近期 (2030 年) 枢纽开行旅客列车 164 对/d，其中动车组列车 125 对/d，占枢纽总开行旅客列车对数的 76%；远期 (2040 年) 枢纽开行旅客列车 230 对/d，其中动车组列车 189 对/d，占枢纽总开行旅客列车对数的 82%，枢纽内高标准和优质服务旅客列车比例大幅提升；枢纽内旅客列车以始发、终到为主，始发列车主要去往呼和浩特、西安、银川方向；跨线车流为集包线与包银铁路、包西高铁间车流。

图1　包头市总体规划图

2包银高铁引入包头铁路枢纽方案研究

2.1包银高铁线路走向方案研究

包头铁路枢纽现已形成以集包线、京包线、包兰线 3 大干线为主轴的局面，其中集包线以客运为主，京包线以货运为主，客货分线运行[3]。根据包头市城市总体规划，结合包头铁路枢纽总布置图、地形地貌，以路网构成和包头铁路枢纽内旅客列车车流特点为基础，对包银高铁引入包头铁路枢纽的线路走向方案进行研究。

（1）包银高铁布置在既有包兰线北侧 (以下简称“北方案”)。该方案包银高铁线路从古城湾站引出，沿包头北环线南侧西行，于四道沙河附近设包头北客运站，西行至哈业胡同南，线路全长为 68.27 km，桥梁比重为 58.80%，工程静态投资678 546 万元。该方案优点是客运站位于城北工业区，对既有线没有干扰；缺点是距离城市中心较远，旅客出行不便，而且无法利用既有铁路设施，线路展长约 8.3 km，工程投资在 3 个方案中最高。

（2）包银高铁布置在既有包兰线南侧 (以下简称“南方案”)。该方案包银高铁从古城湾站引出，沿南绕城路西行，在城市南侧的萨茹拉附近设包头南客运站，西行至哈业胡同南，线路全长为 60.82 km，桥梁比重为 59.29%，工程静态投资 772 053 万元。该方案优点是线路自城市南侧走行，拆迁工程量较小，对既有线没有干扰；缺点是目前城市南侧人口稀少，客运站距离市中心较远，旅客出行不便，而且线路经行区域环境敏感点较多，线路展长约 2.5 km，投资较高。

（3）包银高铁沿既有包兰线引入枢纽 (以下简称“中方案”)。包银高铁从古城湾站引出，沿既有线南侧西行，经包头东、万水泉后引入包头站，出站西行至哈业胡同南，线路全长为 57.94 km，桥梁比重为 57.13%，工程静态投资 624 696 万元。该方案优点是线路沿既有铁路走行，对城市规划影响较小，引入包头站可以充分利用既有铁路设施，包头站位于城市中心区域，旅客出行便捷，在 3 个方案中线路长度最短、工程投资最省。

包银高铁引入包头铁路枢纽的 3 个方案如图2所示。综上所述，中方案符合包头市规划要求，既充分利用既有铁路设施设备、缩短线路长度，又节省工程投资[4]，因而更为合理。

2.2具体线位方案研究

包银高铁线路走向选择中方案，结合枢纽内既有铁路客货运布局、包头市城市规划及铁路沿线建筑物情况，进一步研究沿枢纽既有铁路通道新建客线 (方案 I ) 和包银高铁利用枢纽既有线、新建货车外绕线 (方案Ⅱ) 2 个具体线位方案。

图2　包银高铁引入包头铁路枢纽的 3 个方案

（1）方案 I。新建客线作为包银高铁通道，集包线作为城际、普速旅客运输通道，京包线、包兰线仍然以货运为主。包头站位于昆青城区，是包头市主城区，旅客出行便捷，点线能力协调[4]，为枢纽主客运站；包头东站位于九东城区，仍然为辅助客站，方案Ⅰ如图3 所示。

图3　方案Ⅰ

（2）方案Ⅱ。枢纽既有主轴为四线格局，均位于城区，新建线路拆迁量较大，而且客货处于同一通道，交叉干扰严重。该方案可以有效避免以上问题，实现客内货外总图格局，包头站为主要客运站、包头东站为辅助客运站。由于枢纽内集包线技术标准为 200 km/h (线路平面满足 250 km/h)，包银高铁可以利用集包线接入包头铁路枢纽。如果将新建货车外绕线布置于城市北侧，可利用既有北环线，但编组站包头西站位于北环线内侧，主要方向货车将产生折角运输，并且需要软化包环线坡度，因而在城市北侧利用北环线方案不可行。如果将新建货车外绕线布置于城市南侧，由于城市南侧分布有黄河，结合环境敏感点、包头市总体规划，研究黄河北岸 (方案Ⅱ-1) 和黄河南岸 (方案Ⅱ-2) 2 个方案，2 个方案新建线路长度分别为 33.45 km、43.21 km。其中，方案Ⅱ-2 线路穿越东海兴、卡日曲、达拉特湿地及现代农业示范区，实施难度较大，而且线路较长，投资较高。因此，方案Ⅱ-1更为合理。方案Ⅱ-1 和方案Ⅱ-2 如图4 所示 。

2.3方案 I 与方案Ⅱ-1 优缺点比较及建议

方案 I 和方案Ⅱ-1 优缺点比较如下[5-8]。

（1）铁路总图格局及运输组织方面：方案 I 中客货集中在同一通道运输，相互干扰，运输组织较复杂；方案Ⅱ-1 布置为客内货外，运输组织简单，总图格局适应长远发展。

（2）城市总体规划方面：虽然方案 I 较符合包头市城市规划要求，但铁路货车走行于中心城区，不利于环境保护；方案Ⅱ-1 对包头市城市规划影响较小，货物运输远离中心城区，符合环境保护要求，带动城市发展。

（3）线路技术标准方面：方案 I 线路技术标准满足 250 km/h，古城湾至包头间旅客列车运行时分达 6.7 m in；方案Ⅱ-1 客运线路利用集包线，线路技术标准满足 200 km/h，旅客列车运行时分达 8.4 m in，与方案 I 相差 1.7 m in，集包线平面预留 250 km/h 的线路条件，适当改造后可以实现提速，与方案I运输质量相当。

（4）近、远期工程设置方面：结合呼包高铁(呼和浩特—包头) 建设时机，方案 I 近期利用集包线，在既有设施间需要设置联络线，近、远期工程结合较差；方案Ⅱ-1 枢纽车场内无需增设联络线，近、远期工程结合较好。

（5）工程投资及实施难易方面：方案 I 工程静态投资为 14.92 亿元，投资较高，而且要在既有通道内新建线路，拆迁建筑物密集，与既有运营线路干扰较多，实施难度较大；方案Ⅱ-1 工程静态投资为 13.86 亿元，投资较省，虽然新建线路较长，但走行于城市外侧，受控因素少，易于实施。

综上所述，包银高铁引入包头铁路枢纽宜采用方案Ⅱ-1，即包银高铁沿既有包兰线，新建货车外绕线，货车外绕线采用黄河北岸线位方案引入包头铁路枢纽。

图4　方案Ⅱ-1 和方案Ⅱ-2

3结束语

包银高铁是引入包头铁路枢纽的第一条高速铁路，该线路的引入方案对枢纽总图格局影响较为深远，应在分析包头铁路枢纽概况的基础上，结合包头市城市总体规划，综合考虑高速铁路的线路技术标准、运输组织、工程投资和实施难易程度等因素，确定合理的引入方案，同时预留远期线路引入条件。包银高铁引入包头铁路枢纽后，枢纽旅客运输将以动车组列车为主，枢纽功能将更加完善，包头市作为铁路枢纽的作用将进一步得到发挥，为中西部经济发展建设奠定基础。

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[3] 中铁第一勘察设计院集团有限公司. 包头至银川铁路方案研究[R]. 西安：中铁第一勘察设计院集团有限公司，2016.

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责任编辑：金艳萍

Study on Scheme of Introducing Baotou-Yinchuan High-Speed Railway to Baotou Railway Hub

LI Ming-wei

(Track and Transportation Departm ent, China Railw ay First Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an 710043, Shaanxi, China)

According to existing equipm ent general situation of Baotou railway hub and engineering under and p roposed construction, com bining with genera l city p lan of Baotou and tra ffic vo lum e forecast, this paper studies three schem es respective ly, which are the schem e oflaying Baotou-Yinchuan high-speed railway on no rth side of existing Bao tou-Lanzhou line (No rth Schem e), the schem e of laying the railway on sou th side of the line (Sou th Schem e) and the schem e of introducing the railway a long the line (Center Schem e), through com p rehensive com parison, the paper suggests to adop t Center Schem e. and studies two detailed location schem es, which are the schem e of constructing new passenger line a long existing railway corridor of the hub (Schem e I) and the schem e of constructing new freight roundabout line by using existing line of the hub (Schem e II). Then, Schem e II is divided into two sub-schem es, including freight roundabou t line running a long north shore (Schem e II-1) and south shore(Schem e II-2) of Ye llow River. Through com paring, the paper puts forward that Schem e II-1 is m ore reasonab le.

High-Speed Railway; Hub; Scheme of Introducing Railway; Com prehensive Com parison

1003-1421(2016)08-0026-06+3

B

U291.7

10.16668/j.cnk i.issn.1003-1421.2016.08.05

2016-06-27

中国铁建股份有限公司科技研究开发计划课题 (14-C53)