范俊怀
(中铁第六勘察设计院集团有限公司 线路站场设计院,天津 300308)
中蒙边界有红山嘴、塔克什肯、乌拉斯台、老爷庙、策克、甘其毛都、满都拉、二连浩特、珠恩嘎达布其、阿尔山、额布都格、阿日哈沙特共12个口岸。其中,二连浩特口岸是目前我国通往蒙古国的惟一铁路口岸,是国家一类口岸,其对应的跨境铁路为集二铁路(集宁—二连浩特),集二铁路地处内蒙古自治区中北部,担负国际、国内旅客和口岸进出口及沿线物资运输任务[1-2]。根据中蒙两国接壤处中国境内规划、拟建铁路的研究情况以及蒙古口岸铁路规划布局,策克、甘其毛都、珠恩嘎达布其、阿尔山4个口岸拟修建为铁路跨境口岸。中蒙口岸位置示意图如图1所示。
甘其毛都口岸位于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗境内,与蒙古国南戈壁省汉博格德县的噶顺苏海图口岸相对应,是国家一类陆路常年开放口岸,是我国西部重要的对蒙贸易通道[3]。中国在甘其毛都口岸修建了甘泉铁路(甘其毛都—万水泉),蒙古国正在修建乌哈—噶顺苏海图铁路,而中蒙两国铁路在本口岸尚未连通。为了提高运输能力,拟修建甘其毛都至噶顺苏海图跨境铁路,工程接轨于甘泉铁路甘其毛都站,出站后即穿越中蒙边境线进入蒙古国南戈壁省境内设置集运站。跨境铁路新建线路13.57 km,其中中国境内0.737 km,蒙古境内12.833 km,包含蒙古境内的1座集运站。远期延伸至蒙古国在建乌哈—噶顺苏海图铁路终点噶顺苏海图站(GS站),实现中蒙两国铁路互联互通。
甘其毛都口岸进口物资以蒙古国煤炭为主,兼顾少量金属矿石;出口物资为机械设备及生活物资,主要来自包头。甘其毛都口岸辐射范围煤炭以供应朔黄铁路(神池南—黄骅)为主,少部分供应金泉工业园,金属矿石则全部供应金泉工业园。在研究年度,近期(2025年)货物以煤炭为主,集运站至甘其毛都区段货流密度上行为2 700万t·km/km。随着口岸经济的发展,远期(2035年)将会与蒙古国乌哈—噶顺苏海图铁路衔接,还以煤炭为主,上行货流密度将为3 300万t·km/km,其中煤炭3 000万t·km/km,金属矿石300万t·km/km,下行以建材为主,货流密度为20万t·km/km[4]。
结合中国甘其毛都口岸既有铁路和对应蒙古在建乌哈—噶顺苏海图铁路设施现状,以及蒙方铁路尚未通车而急需解决煤炭出口的需求,拟近期在蒙古境内修建集运站进行过渡,远期完全实现中蒙铁路互联互通。因此,考虑工程条件、两国边界、集运站临时性等因素,主要从口岸跨境铁路线路走向方案及蒙古集运站布置方案,综合比选确定合理径路及车站布置方案。
图1 中蒙口岸位置示意图Fig.1 Schematic diagram of China and Mongolia port location
考虑中国甘泉铁路(甘其毛都—万水泉)已经建成运营,而蒙古乌哈—噶顺苏海图铁路尚在建设之中,根据现场调查了解到其终点噶顺苏海图站(GS站)平整部分路基后处于暂停状态,GS站位于古河床上,不满足地下水位要求,连接线终点不能直接接入在建的GS站,需要进行改移。由于乌哈—噶顺苏海图铁路竣工还有一段时间,为了尽快解决蒙古塔温陶勒盖煤炭出口,提高运输效率,近期拟在蒙古境内适当位置修建集运站,远期与乌哈—噶顺苏海图铁路连通,实现两国铁路的互联互通。蒙古境内A0203公路东侧地势较低,而中方甘其毛都车站终端填方较高,线路进入蒙古不适宜向北走行并设置较长的桥梁,因而线路进入蒙古国后应及早向西走向地势较高的A0203公路西侧。结合GS站站位,研究三间房西侧设站方案(方案I )、并行国境线取直方案(方案II )、近期设集运站、远期取直方案(方案III ) 3个方案[5]。蒙古境内线路走向方案示意图如图2所示。
(1)方案I:线路从中国甘泉铁路(甘其毛都—万水泉)甘其毛都站引出,以桥梁形式跨过国境线进入蒙古国后向西前行,在蒙古公路口岸规划小镇北侧上跨A0203公路后,折向北侧,在既有三间房西侧设置集运站,远期工程延伸绕开小山包后新设GS站,之后接在在建的乌哈—噶顺苏海图铁路上。该方案近期蒙方塔温陶勒盖煤炭通过公路运输至集运站装车发往中国,远期与乌哈—噶顺苏海图铁路连通,集运站废弃,届时完全实现两国跨境铁路的互联互通。该方案线路长度42.7 km,其中近期工程长16.7 km (含既有线3.57 km),远期工程长26.0 km,工程投资总计17.88亿元,其中近期为12.77亿元,远期为5.11亿元。
(2)方案II:线路从甘泉铁路(甘其毛都—万水泉)甘其毛都站引出国境线后向西前行,在蒙古公路口岸规划小镇北侧上跨A0203公路后,并行国境线设置集运站,远期工程继续向西走行接在改建后的乌哈—噶顺苏海图铁路上。该方案近期设置的集运站距离两国边境线不足1 km,正好位于两国小镇的上风口。该方案线路长度36.07 km,其中近期工程长13.3 km (含既有线3.57 km),远期工程长22.77 km,工程投资总计17.98亿元,其中近期12.87亿元,远期5.11亿元。
(3)方案III:线路从甘泉铁路(甘其毛都—万水泉)甘其毛都站引出国境线后向西前行,在蒙古公路口岸规划小镇北侧上跨A0203公路后,近期工程在AIIK10 + 700处设一小曲线(18号道岔角度)后折向北侧在既有三间房西侧设置集运站。远期取消小曲线并行国境线取直,继续向西走行接在改建后的乌哈—噶顺苏海图铁路上。线路近远期总的长度42.27 km,其中近期工程长16.7 km (含既有线3.57 km),远期实施后从小曲线设置处至集运站部分的线路废弃,改为直通至GS站,线路运营长度改为36.07 km。工程投资总计18.35亿元,其中:近期为12.77亿元,远期为5.58亿元。
图2 蒙古境内线路走向方案示意图Fig.2 Schematic diagram of the route plan in Mongolia
(1)方案I。优点:工程投资最小,比方案II少1 000万元,比方案III少4 700万元;集运站位于既有三间房西侧,距离甘其毛都口岸及蒙古公路口岸相对较远,蒙古国乌哈—噶顺苏海图铁路GS站距离国境线较远,环境污染程度较小;集运站与GS站站间距离较大,GS站与前一站间距减小,设站趋于均匀,增加本段输送能力;工程近、远期结合较好。缺点:线路较长距离并行于中蒙两国边境线,而且集运站设置在边境附近,需要征得中蒙两国军事边防部门同意;线路及集运站位于蒙古环保区3级区,需征得蒙方环保部门的批准;线路长度最长,增加了货物列车的运输费用及养护维修管理长度[6]。
(2)方案II。优点:线路长度最短,全线比三间房西侧设站方案短了6.63 km,缩短了运输距离,减少了货物列车的运输费用及养护维修的管理长度;工程近远期结合也较好。缺点:集运站设置在中国甘其毛都镇和蒙古公路口岸规划城镇的西北侧,对上述两城镇的环境污染非常严重;线路较长距离并行于中蒙两国边境线,且集运站设置距边境最近,需要征得中蒙两国军事边防部门同意;线路及集运站位于蒙古环保区3级区,需要征得蒙方环保部门的批准;GS站距离国境线较近,对城镇的环境污染相对较大;受地形所限,集运站与GS站站间距离较近,而GS站与前一站间距增大,设站不均匀,损失输送能力。
(3)方案III。优点:集运站位于既有三间房西侧,距离甘其毛都口岸及蒙古公路口岸相对较远,环境污染程度较小;远期时线路长度最短,比三间房西侧设站方案短了6.63 km,缩短了运输距离,减少了货物列车的运输费用及养护维修的管理长度。缺点:工程投资最大,比方案I多4 700万元,比方案II多3 700万元;线路及集运站位于蒙古环保区3级区,需要征得蒙方环保部门的批准;GS站距离国境线较近,对城镇的环境污染相对较大;线路较长距离并行于中蒙两国边境线,且集运站设置在边境附近,需要征得中蒙两国军事边防部门同意;由于远期集运站废弃,增加了较大的废弃工程,工程近远期结合较差。
综上所述,3个方案各有优劣,但方案II近期工程并行边境线很近,集运站设置在边境线边上,而且位于中国甘其毛都镇和蒙古公路口岸规划城镇的上风口,以运煤为主的集运站将造成严重的环境污染,缺点较为明显。方案III整体工程投资最大,近期工程设置集运站与方案I相同,远期实施时集运站废弃,增加了较大的废弃工程。而方案I工程投资最小,对中蒙两国城镇的环境污染也最小,是相对容易实施的方案,研究推荐方案I,即三间房西侧设站方案。
本着“整列装车、直进直出”的原则,根据装车作业方式的不同分别研究了站台装车方案(方案I )和筒仓装车方案(方案II ),并对上述2方案进行了技术经济比较[7]。另外,由于接轨处既有甘泉铁路(甘其毛都—万水泉)填方较高,为降低填方高度节省工程投资,线路自起点开始至蒙古境内为连续6‰的下坡段落。因此,不具备于国境线附近设置边检场的条件,研究暂按边检场与到发场合建设计。考虑装车作业为临时性工程。因此,对2个方案均根据临时工程特点进行简化,具体如下。
(1)方案I:根据车场布置形式的不同,站台装车方案又分为横列式布置方案(方案I-1)及纵列式布置方案(方案I-2)。方案I-1优势如下:车站布置集中紧凑,便于管理;车站作业灵活,必要时2条装车线可同时为一家企业进行装车作业;工程投资较方案I-2低1.14亿元;集运站停止使用后,工程废弃少。缺点是较方案I-2车场环形道路交通压力相对较大。方案I-2优势如下:由于分场布置,车场环形道路交通压力相对横列式布置方案小。缺点如下:车站布置分散,不利于管理;车站作业不灵活,每条装车线只能为与其对应的一家企业进行装车作业;工程投资较方案I-1高1.14亿元;集运站停止使用后,工程废弃多;二场汽车空车出场与一场汽车重车进场交叉干扰。通过对2方案优缺点综合分析,横列式布置方案具有布置集中紧凑,便于管理等优点,并且车站作业灵活,工程投资小,远期工程废弃较少。因此,站台装车方案采用横列式布置方案纳入方案比较。
站台装车方案(横列式布置)车站设到发线兼装车线3条,设机走线1条,有效长度均满足1 700 m,设机回线1条。车站设装车站台3座,重车发车端设轨道衡1处,于车站中心处设行车指挥站台1座。铁路采用装载机装车、汽车采用扒料机卸车,推煤机辅助站台堆煤作业。作业流程为空车自甘其毛都站至集运站,停靠到发线兼装车线进行边检作业,作业完成后进行装车作业,同时机车进行摘挂作业。装车作业完成后,进行边检及列车装卸检等作业,完成后列车发往甘其毛都站。列车至甘其毛都站边检场,由中方进行边检作业,完成后至甘其毛都站联检场进行相关技术作业,之后发往国内。方案工程投资53 236.8万元。站台装车方案(横列式布置)平面布置示意图如图3所示。
(2)方案II:到发场到发线4条,其中空车线1条,重车线3条,有效长度均满足1 700 m。于车场中心处设50 m×5 m×0.5 m行车指挥站台一座。到发场尾部设装车环线2条,有效长度满足整列车作业条件,每条环线设筒仓1处,设轨道衡1处。煤炭储运装系统来煤方式为汽车运输,场内煤炭采用带式输送机转运,煤炭外运方式为铁路运输。储运装系统对来煤进行接卸、缓冲、储存和装车作业。作业流程为空车自甘其毛都站至集运站到发场后进行边检作业,完成后由本务机车牵引经装车环线进行装车作业,作业完成后,重车停靠在到发线上进行边检及列车装卸检等作业,之后列车发往甘其毛都站。列车至甘其毛都站边检场,由中方进行边检作业,作业完成后至甘其毛都站联检场进行相关技术作业,之后发往国内。方案工程投资65 886.8万元。筒仓装车方案平面布置示意图如图4所示。
图3 站台装车方案(横列式布置)平面布置示意图Fig.3 Schematic diagram of the layout of the platform loading plan (horizontal arrangement)
图4 筒仓装车方案平面布置示意图Fig.4 Schematic diagram of the layout of the silo loading plan
(1)方案I。优点:工程投资53 236.8万元,较方案II节省了12 650万元;无地下结构工程,工程实施难度较小,建设周期短;集运站停止使用后,机械设备可转移再利用(装载机、推煤机、扒料机、维修及备品备件库设备),工程废弃少。缺点:大量采用装载机进行装车,装车效率较低;虽然采取了相应的环境保护措施,但较筒仓装车方案对环境污染较大。
(2)方案Ⅱ。优点:采用定量装煤筒仓进行装车作业,装车效率高;对周围环境污染相对较小。缺点:工程投资65 886.8万元,较方案I贵了12 650万元;地下结构工程较多,工程实施难度较大,建设周期长;集运站停止使用后,固定设备及地下结构无法利用,工程废弃多。
综合分析,虽然方案I比方案II对周围环境的影响大些,但采用一定的措施可以降低影响,满足环保要求,而且工程投资较筒仓装车方案少12 650万元,考虑项目为临时工程的特点,应尽量减少集运站停止使用后的工程废弃,为企业减少工程投资。因此,推荐集运站采用方案I,即站台装车方案(横列式布置)。
甘其毛都口岸跨境铁路位于中蒙两国边境,是服务我国甘其毛都口岸和蒙古国噶顺苏海图口岸煤炭进出口的重要通道,实施将连接两国口岸铁路实现互联互通,有利于中蒙两国经济互补,对于保障口岸铁路煤炭供应和促进煤田矿业开发、进一步推进两国间联系,促进睦邻友好的两国关系有着重要的意义。铁路建设后必将大幅提升两国间经贸往来,最终形成中蒙两国互惠互利、合作共赢的“利益共同体”。通过对甘其毛都口岸跨境铁路线站位方案研究,为实现该口岸铁路的互联互通总体设计提供参考,同时也希望为类似项目实现互联互通起到借鉴作用[8]。