拉日铁路扩能改造方案研究

方 华

FANG Hua

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西省铁道及地下交通工程重点实验室，陕西 西安 710043)

(Shaanxi Railway and Underground Traffic Engineering Key Laboratory， China Railway First Survey and Design Institute Group Co．， Ltd．， Xi’an 710043， Shaanxi， China)

拉日铁路(拉萨—日喀则)东起青藏铁路(西宁—拉萨)终点拉萨站，出站后折向南沿拉萨河而下，途经堆龙德庆县、曲水县后，向西溯雅鲁藏布江而上，途经尼木、仁布县后抵达西藏西南重镇日喀则。拉日铁路是我国南亚陆路贸易大通道的重要组成部分，对促进西藏自治区经济发展，推动和保障“环喜马拉雅经济合作带”和“南亚陆路贸易大通道”发展具有重要意义[1-2]。根据《中长期铁路网规划(2008年调整)》及《中长期铁路网规划(2030年)》，对拉日铁路扩能改造分为近期2030年、远期2040年进行分析。与项目相关的线路包括既有青藏铁路格尔木—拉萨段、在建的拉林铁路(拉萨—林芝)及规划的中尼铁路(日喀则—加德满都)、中印铁路及新藏铁路(叶城—拉萨)。

1 拉日铁路现状及客货运量预测

1.1 现状分析

1.1.1 运输能力

既有拉日铁路运营长度247.4 km，全线共设站14处，现已全部开站，平均站间距为19.0 km，最大站间距(茶巴拉—尼木)为23.9 km，最小站间距(拉萨—拉萨南)为4.5 km。拉日铁路到发线有效长680 m，预留长度880 m，实行自动站间闭塞，综合维修天窗时间120 min。拉日铁路现采用内燃机车牵引，旅客列车采用NJ2、HXN3型机车双机牵引16辆，货物列车采用NJ2、HXN3型机车双机牵引2 000 t。根据中国铁路青藏集团有限公司运行图技术资料，既有拉日铁路通过能力和能力利用率如表1所示。

由表1可以看出，拉日铁路现通过能力有一定的富裕，但因高原型机车功率较低，存在高原折减，机车牵引性能不能充分发挥，为保证货物列车技术速度，以致机车牵引质量较低。由于青藏铁路格尔木—拉萨段扩能改造已经将机车牵引质量提高至4 000 t、到发线有效长延长至850 m，而且拉日铁路主要货流流向格尔木—拉萨段，与相邻线路机车牵引质量不匹配，造成货物列车在拉萨西站的增减轴作业，增加了车站作业量，降低了线路输送能力，提高了运营成本。

1.1.2 运输质量

目前拉日铁路线路允许速度为120 km/h，旅客列车平均旅行速度90.0 km/h、平均技术速度91.5 km/h，货物列车平均旅行速度45.9 km/h、平均技术速度59.5 km/h。拉日铁路列车平均旅行时分及旅行速度如表2所示。

1.2 客货运量预测

根据路网构成及运量预测，拉日铁路远期2040年输送能力为：拉萨—协荣段1 500万 t，旅客列车40对/d；协荣—日喀则段1 000万 t，旅客列车15对/d。若拉日铁路维持既有技术标准，综合维修天窗时间120 min，则既有能力与预测运量无法适应，近期全线10个区间列车通过能力不足，能力缺口为0.8 ～ 15.7对/d，远期全线全部区间列车通过能力不足，能力缺口将进一步加大。拉日铁路货流密度、旅客列车对数预测汇总如表3所示。

表1 既有拉日铁路通过能力和能力利用率Tab.1 Passage capacity and utilization rate of existing Lasa-Shigatse Railway

表2 拉日铁路列车平均旅行时分及旅行速度表Tab.2 Average travel time and speed of current trains on Lasa-Shigatse Railway

表3 拉日铁路货流密度、旅客列车对数预测汇总表Tab.3 Summary of freight flow density and passenger train pairs forecast

2 拉日铁路扩能方案分析

由既有线运输能力与预测客货运量适应情况，拉日铁路维持内燃机车牵引质量将无法满足运量增长的需求，运输能力不能满足近、远期预测运量需求[3]。同时，全线现状受技术标准低等因素的限制，线路允许速度仅为120 km/h，难以满足铁路运输快捷便利的要求，需进行扩能提速改造。

2.1 改建目标

根据拉萨地区总体规划，青藏铁路格尔木—拉萨段将要改建为电气化铁路，机车牵引质量大部分为4 000 t、部分为3 000 t；在建拉林铁路为单线电气化自动站间闭塞的客、货共线铁路，机车牵引质量为3 000 t。从货物流量流向分析，由于拉日铁路的货流量主要流向青藏铁路格尔木—拉萨段，该方向货流占比为79%，拉日铁路应采用与格尔木—拉萨段统一的电力牵引，机车牵引质量提高至4 000 t，可避免货物列车在拉萨西站的增减轴作业，同时提高线路输送能力。从提高旅客运输服务质量分析，近期拉林铁路即将建成，速度目标值为160 km/h，而中尼铁路、中印铁路速度目标值为120 km/h，拉日铁路速度目标值为120 km/h (平原区线下预留速度为160 km/h)。因此，为提高旅客列车旅行速度及客运通道速度标准的整体协调匹配性要求，拉日铁路速度目标值可结合项目的工程投资和运输质量进行系统性研究，从路网的统一性分析，应进行全线电气化改造，机车牵引质量应提高至4 000 t、速度目标值应提高至160 km/h。

2.2 分段改建原则

（1）拉萨—协荣段。拉萨—协荣段目前在拉林铁路建设中已同步实施电气化改造工程，结合运输能力研究，该段运输能力不足。根据运量预测，该段近期旅客列车18对/d (含动车组4对/d)、货流密度520万t·km/km，远期旅客列车32对/d (含动车组12对/d)、货流密度为840万t·km/km，远期输送能力旅客列车40对/d、货流密度1 500万t·km/km。为满足运输需求，拉萨—协荣段近期规模应为双线。同时，提高牵引质量及速度目标值，拉萨—协荣段既有线线路标准按线下工程预留160 km/h速度目标值配套设计，具备提速的优势和基础，可将列车速度目标值提至160 km/h。

（2）协荣—日喀则段。根据运量预测，协荣—日喀则段近期旅客列车对数6对/d(含动车组2对/d)、货流密度为432万t·km/km，远期旅客列车对数9对/d(含动车组3对/d)、货流密度为790万t·km/km，远期输送能力为旅客列车15对/d、货流密度1 000万t·km/km。根据通过能力与客、货运量的适应性分析，该段运输能力不足，同时内燃机车牵引质量存在高原地区折减系数大、机车牵引能力不能充分发挥的问题，同时相邻青藏铁路拉萨—协荣段目前机车牵引质量已提高至4 000 t。为实现直通运输、改善服务质量，将重点研究电气化改造并延长到发线有效长、提高牵引质量的方案。协荣—日喀则段既有线线路标准为：雅江峡谷区(茶巴拉—大竹卡段)线路允许速度为120 km/h，协荣—茶巴拉段及大竹卡—日喀则段线下工程原设计按120 km/h预留160 km/h速度目标值，协荣—茶巴拉段及大竹卡—日喀则段速度目标值[4]具备提速至160 km/h提速的优势和工程基础。

2.3 扩能改建方案

2.3.1 内燃扩能方案

（1）延长全部车站到发线有效长度。该方案重点对全部车站有效长度延长至850 m，全部组织开行4 000 t列车，全部车站到发线延长后，拉日铁路拉萨—协荣段近期单线通过能力不能满足运量需求，能力缺口0.4对/d；远期能力缺口进一步增大至29.6对/d，协荣—日喀则段近期能力饱和，远期能力不足，缺口为5.7对/d。全部车站延长到发线后的内燃能力适应情况如表4所示。

表4 全部车站延长到发线后的内燃能力适应情况 对/dTab.4 Adaptation of diesel train capability of all stations after extension of departure line

（2）到发线延长和局部区段复线。由以上分析可知，全部车站到发线延长后，牵引机车质量4 000 t，拉萨—协荣段近、远期能力不足，协荣—日喀则段近期能力饱和，远期能力不足。经检算，拉萨—协荣段近期需要能力40.4对/d，平图能力低于40.4对/d的区间共计1个，区段长度14.328 km；远期需要能力69.6对/d，平图能力低于69.6对/d的区间共计3个，共计区段长度32.775 km；协荣—日喀则段远期需要能力27.7对/d，平图能力低于27.7对/d的区间共计6个，共计区段长度135.85 km。全线需要复线的区段总长度为168.324 km，若将以上局部区段进行复线改造后，内燃牵引方案下的运输能力可适应研究年度运量需求。满足远期能力需要局部复线的区间统计如表5所示。

表5 满足远期能力需要局部复线的区间统计表Tab.5 Table of sections needing double track for long-term capability

2.3.2 电气化方案

（1）现状电气化方案。该方案是在既有线线路条件维持现状的基础上仅实施电气化工程，机车牵引质量采用3 000 t，到发线有效长维持650 m，综合维修天窗时间120 min[5]。现状电气化后，拉日铁路拉萨—协荣段近期单线通过能力不能满足运量需求，能力缺口5.6对/d；远期能力缺口进一步增大至37.3对/d；协荣—日喀则段近期能力尚有一定富裕，远期能力不足，缺口为8.5对/d。因此需进一步研究扩能方案。现状电气化方案近、远期能力预测如表6所示。

（2）延长到发线有效长度并电气化方案。全部车站有效长度延长至850 m并电气化后，采用电力牵引4 000 t牵引质量，拉日铁路拉萨—协荣段近期单线通过能力仍不能满足运量需求，远期能力缺口进一步增大；协荣—日喀则段近期能力尚有一定富裕，远期能力达到饱和。到发线延长并电气化近、远期能力预测情况如表7所示。

（3）延长到发线有效长度并电气化同时局部区段增建二线扩能方案研究。考虑拉萨—协荣段配合拉林铁路在建工程已实施电气化改造，该段主要受运输能力的限制[6]，因此对该段32 km线路实施增建二线和提高机车牵引质量的扩能措施。协荣—日喀则段电气化改造并延长到发线有效长、提高牵引质量，以提高线路通过能力及运输质量[7]。从能力适应性分析，拉日铁路拉萨—协荣段通过电气化、提高牵引质量并进行增建二线扩能方案后，可以满足近、远期运量要求，因此，本段宜采用双线电气化方案。延长到发线有效长度并电气化同时局部区段增建二线方案近、远期能力预测情况如表8所示。

2.4 扩能方案比选

采用内燃牵引方案，延长全部车站到发线有效长度至850 m，拉日铁路拉萨—协荣段近、远期能力不足，协荣—日喀则段近期尚可满足运输需求，远期能力不足，需要对9个区间168.324 km线路进行增建二线改造[8]。采用电力牵引方案，现状电气化后，拉萨—协荣段近、远期能力不足，协荣—日喀则段近期可满足运输需求，远期能力不足。全部车站有效长度延长至850 m系列并电气化后，拉萨—协荣段近、远期能力不足，协荣—日喀则段近、远期可满足运输需求，其远期能力饱和。

拉日铁路拉萨—协荣段近、远期单线能力预测不足，需要进行增建二线扩能，协荣—日喀则段从能力分析，近期虽然能满足，但远期能力不足。同时，相邻青藏铁路格尔木—拉萨段近期电气化、拉林铁路为电力牵引，从相邻线匹配及节省运营成本角度来看，需实施电气化改造[9]。如果现状为电气化，车站有效长度为650 m，机车牵引质量仍然为3 000 t，无法开行4 000 t列车，不能与衔接的青藏铁路格尔木—拉萨段实现直通运输，增加了拉萨西站的作业量，降低了运输效率[6]，需要实施延长到发线有效长。

因此，拉日铁路的扩能方案采用拉萨—协荣段增建二线并电气化，协荣—日喀则段电气化改造，同时延长全部车站到发线有效长度至850 m。各扩能方案及能力适应情况如表9所示。

表6 现状电气化方案近、远期能力预测表 对/dTab.6 Prediction of short-term and long-term capability of current electri fication plan

表7 到发线延长并电气化近、远期能力适应情况 对/dTab.7 Short-term and long-term capacity after extension of arrival-departure line and electri fication

表8 延长到发线有效长度并电气化同时局部区段增建二线近、远期能力预测表 对/dTab.8 Short-term and long-term capacity forecast after extension of arrival-departure line, electri fication and double track construction

表9 各扩能方案及能力适应情况表Tab.9 Capacity comparison of each expansion scheme

3 结束语

拉日铁路拉萨—协荣段、协荣段—日喀则段是西藏自治区铁路网中承东启西的重要干线铁路，随着我国西部大开发战略的实施，区域与全国各地的客货交流剧增，运能与运量矛盾凸显。为加快建设速度、降低运营成本、改善运输质量，同时为减少扩能改造工程频繁施工对正常运营的干扰，建议拉日线协荣—日喀则段电气化改造工程，以及拉萨—协荣段增建二线工程、全线到发线延长工程及局部提速工程一次性建成。