安李铁路扩能改造方案研究

马 涛

(中铁工程设计咨询集团有限公司 郑州设计院，河南 郑州 450000)

1 安李铁路现状分析

1.1 现状分析

安李铁路(安阳西—岗子窑)东起河南省安阳市安阳西站，西至河北省邯郸市磁县岗子窑站，全长32.851 km，是中国铁路郑州局集团有限公司管理的国铁Ⅱ级半自动闭塞单线货运铁路，在河南省安阳市境内共有安阳西站、水冶站、石涧站和李珍站4 座车站[1-3]。安李铁路安阳至安阳西区间为电力牵引区间，限制坡度为6‰，牵引质量为5 000 t；安阳西至水冶区间为内燃牵引区间，限制坡度为6‰，上行方向牵引质量为5 000 t，下行方向牵引质量为4 500 t；水冶至李珍区间为内燃牵引区间，限制坡度为13‰，上行方向牵引质量为4 000 t，下行方向牵引质量为1 500 t。目前，安李铁路安阳至安阳西区间图定货物列车数量为20 对/d，安阳西至水冶区间图定货物列车数量为10 对/d，水冶至石涧区间图定货物列车为8 对/d，石涧至李珍区间图定货物列车为7 对/d[4-5]。

安李铁路贯穿河南省安阳市，是安阳市重要的货运通道，也是国家铁路网干线后方集疏运系统的重要组成部分，主要承担沿线企业铁矿粉、煤炭及其他品类的运输任务。2018 年，安李铁路完成货运量2 670 万t，其中货物到达量为2 120 万t，货物发送量为550 万t。根据安李铁路沿线与铁路专用线接轨的企业发展计划及地区发展规划，安李铁路预测运量增长较快，近期(2030 年)和远期(2040 年)安李铁路货运任务全部转向京广铁路是不合理的，因而到达煤炭和由日照港到达铁矿粉考虑经由瓦日铁路(瓦塘—日照南)运输[6]。研究年度安李铁路沿线各站货运量预测结果如表1 所示，研究年度安李铁路各区间货流密度如表2 所示。

表1 研究年度安李铁路沿线各站货运量预测结果万tTab.1 Annual freight volume forecast of the stations along Anyang-Lizhen Railway

表2 研究年度安李铁路各区间货流密度 万tTab.2 Annual freight frequency between sections along Anyang-Lizhen Railway

1.2 存在问题

安李铁路作为安阳市服务众多企业的货运铁路之一，区间牵引方式不同导致运输效率低下和接轨站数量不足导致运输压力增加是安李铁路目前面临的问题，具体如下。

（1）区间牵引方式不同导致运输效率低下。安李铁路包含4 个区间，目前仅安阳至安阳西区间为电力牵引区间，其余区间均为内燃牵引区间，各区间牵引种类和牵引质量存在差异，导致安李铁路运输效率低下。安阳西站以西各货物列车均需要在安阳西站进行内燃机车换挂和减轴作业，而且减轴后剩余车辆需要在安阳西站等待集结直至编组成列后再向水冶方向发车，到发线占用时间较长，导致车辆在安阳西站积压，安阳西站的运输效率受到影响。

（2）接轨站数量不足导致运输压力增加。安阳站作为安李铁路和京广铁路的接轨站，是来往安李铁路与京广铁路的必经之地，而京广铁路图定列车对数已经达到110 对/d，其中图定旅客列车对数为61 对/d，图定货物列车对数为49 对/d，通过能力利用率高达97.4%，剩余的通过能力无法满足安李铁路货运量增长的态势，而瓦日铁路在安李铁路南侧经过，尚无直接连通安李铁路的通道。此外，多家企业铁路专用线在安阳西站接轨，使得安阳西站到发线能力愈发紧张，造成到达安阳站的车流无法及时疏解，增加安阳站负担，进而导致整条安李铁路运输组织不顺畅，严重制约运输能力。

2 安李铁路扩能改造方案分析

结合安李铁路现状，提出2 种安李铁路扩能改造思路：一是维持安李铁路平面和纵断面条件和车站分布不变，对安李铁路进行电气化改造，提高安李铁路自身的通过能力；二是修建水冶南至安李铁路联络线，增加安李铁路的对外通道。对上述2 个思路进行深入分析后，分别就各方案进行比选，确定安李铁路扩能改造的最佳方案。

2.1 安李铁路电气化方案分析

根据安李铁路既有设备设施布局现状，结合不同车流组织方式，在满足货运量预测和货流密度需求的基础上，提出安李铁路电气化方案。安李铁路电气化方案由安阳西至水冶区间电气化方案(以下简称“方案I-1”)和安李铁路全线电气化方案(以下简称“方案I-2”) 2 个方案组成，具体如下。

（1）方案I-1。安李铁路安阳至安阳西区间为既有电气化线路，方案I-1 将安阳西至水冶区间线路电气化挂网，正线电气化长度为10.67 km。经电气化后，安阳西至水冶区间线路牵引质量均为5 000 t，具备组织5 000 吨级货物列车的条件；水冶至李珍区间维持既有内燃牵引方式不变，水冶以西的货物列车将换挂机车和分解、组合作业由安阳西站转移至水冶站办理，安阳西站到发线能力紧张状况得到缓解[7]。由于水冶站作业量增加，需要增加水冶站的到发线数量，将水冶站内既有3，4 道之间废弃的货位拆除，并增加2 条到发线。该方案改造完成后，水冶站到发线将增加到7 条，到发线全部电气化挂网，可以满足运输需求，工程投资约为2.22 亿元。水冶站改造示意图如图1 所示。

（2）方案I-2。方案I-2 将安阳西至李珍区间线路电气化挂网，安李铁路将实现全线电气化，电气化后的正线长度为24.6 km。安李铁路水冶至李珍方向为上坡道，其限制坡度以水冶站为界，安阳至水冶区间限制坡度为6‰；水冶至李珍区间限制坡度为13‰，安李铁路全线电气化后上行牵引质量统一为5 000 t，可以在李珍站开行安阳方向的5 000 吨级直达列车。由于水冶至李珍区间受13‰的限制坡度制约，水冶至李珍区间下行牵引质量为2 500 t，水冶以西的下行货物列车仍然需要在水冶站进行技术作业。在方案I-2 中，安阳西站维持既有线路格局不变，水冶站既有5 条到发线将进行电气化挂网，石涧站和李珍站由于到发线长度不足1 050 m，需要进行到发线延长工程并将延长后的到发线电气化挂网，其中石涧站受既有条件限制，仅将1 道和Ⅱ道有效长延长至1 050 m，李珍站所有的到发线均延长至1 050 m。工程投资约为3.61亿元。石涧站改造示意图如图2 所示，李珍站改造示意图如图3 所示。

与方案I-2 相比，方案I-1 虽然需要在水冶站增加2 条到发线，维持水冶至李珍区间内燃牵引方式不变，但工程投资较省，方案实施难度较小，对既有线运营产生干扰较小。方案I-2 虽然实现安李铁路全线电气化，上行货物列车牵引质量达到5 000 t，但由于下行货物列车受13‰坡度的限制，下行货物列车牵引质量只能达到2 500 t，仍然无法实现全线统一。方案I-1 结合安李铁路平纵断面条件，安阳至水冶区间技术标准实现统一，虽然水冶站增加货物列车的技术作业，但水冶站可以增加到发线达到增加水冶站运输能力的目的。方案I-1各区间通过能力较为均衡，而且运行图能力还有较大的富余，可以满足近期安李铁路的货运需求。为解决安李铁路远期通过能力紧张的问题，可以在远期对安李铁路水冶至李珍区间进行电气化改造，提高该区间的牵引质量，以缓解安李铁路远期通过能力紧张的状况。综上所述，建议采用方案I-1 为安李铁路电气化推荐方案。

2.2 水冶南至安李铁路联络线引入方案分析

图1 水冶站改造示意图Fig.1 Diagram of renovation plan of Shuiye Station

图2 石涧站改造示意图Fig.2 Diagram of renovation plan of Shijian Station

图3 李珍站改造示意图Fig.3 Diagram of renovation plan of Lizhen Station

根据瓦日铁路和安李铁路的位置关系，水冶南至安李铁路联络线从水冶南站接轨。由表2 可知，安阳西站和水冶站的货运量基本相当，因而安阳西站和水冶站可以作为水冶南至安李铁路联络线的接轨站。由于安李铁路南侧居民区遍布，如果水冶南至安李铁路联络线从南侧引入将造成大量的迁地拆改工作，因而选择将水冶南至安李铁路联络线从北侧引入安阳西站和水冶南站[8]。结合沿线地形和城建设施分布情况，水冶南至安李铁路联络线引入方案由双线桥跨安李铁路方案 (以下简称“方案II-1”)和单线桥跨安李铁路方案(以下简称“方案II-2”) 2 个方案组成，具体如下。

（1）方案II-1。在方案II-1 中，水冶南至安李铁路联络线自水冶南站引出，下穿S301 省道后向北上跨安林路和既有安李铁路后，向东与安李铁路北侧并行，上跨南水北调总干渠、下穿G107 国道后引入安阳西站，线路长度为6.828 km。水冶南至水冶站联络线起于曲沟北线路所，向北先后上跨安林路和安李铁路后折向西，最终引入水冶站，线路长度为6.7 km，同时修建水冶南至曲沟南线路所疏解线，线路长度为1.359 km，工程投资约为10.06亿元。方案II-1 示意图如图4 所示。

（2）方案II-2。在方案II-2 中，水冶南至安李铁路联络线自水冶南站引出，下穿S301 省道后折向北先后上跨安林路和安李铁路后，于安阳市安阳县曲沟镇董车村西侧折向南，此后水冶南至安李铁路联络线在安李铁路北侧与安李铁路并行，上跨南水北调总干渠、下穿G107国道后引入安阳西站，线路长度为7.648 km。水冶南至水冶站联络线自曲沟北线路所向南引出后折向西，与安李铁路并行后引入水冶站，线路长度为8.25 km，同时修建水冶南至曲沟南线路所疏解线，线路长度1.359 km，线路技术标准与方案II-1 相同，工程投资约为10.195 亿元。方案II-2 示意图如图5 所示。

与方案II-2 相比，方案II-1 线路较为顺直，较方案II-2 短2.37 km，实现安李铁路沿线土地的集约利用，投资较省。在方案II-2 中，单线桥1 次跨越安李铁路和安林路，重点工程条件较好，对既有安李铁路和安林路的干扰小，但是线路较长，土地集约利用效果不明显，而且投资较多。由于安李铁路不具备1 万吨级货物列车接卸条件，使用方案II-2进行引入时，牵引质量仅为5 000 t，无法充分分担瓦日铁路的货运量。使用方案II-1 进行引入时，水冶南至安李铁路联络线将为安李铁路沿线企业所需煤炭和铁矿粉的运输提供更快捷的服务，京广铁路和瓦日铁路的货运能力将得到有效释放。综上所述，建议采用方案II-1 为水冶南至安李铁路联络线推荐方案。

图4 方案II-1 示意图Fig.4 Diagram of Plan II-1

图5 方案II-2 示意图Fig.5 Diagram of Plan II-2

3 结束语

安李铁路作为安阳市重要的货运铁路，是安阳市众多企业重要的货运通道。对安李铁路实施扩能改造，不仅可以改善安阳市铁路货运条件，而且能够优化安阳市生产力布局，促进安阳市货物的对外交流，对充分发挥安阳市区位优势，提升安阳市在河南省的辐射力，将安阳市打造为中原城市群交通物流中心具有推动作用。安李铁路扩能改造后，安阳市铁路货运效率将得到有效提高，安阳铁路地区的货运压力将得到有效缓解，将促进安阳市企业转向铁路运输，减少公路运输造成的环境污染，安阳市将由此成为承接京津冀城市群和中原城市群的综合交通枢纽和重要支点。