天陇铁路引入天水枢纽接轨方案研究

王志强

(中铁第一勘察设计院集团有限公司 线路运输院，陕西 西安 710043)

1 概述

1.1 天水铁路枢纽现状

天水铁路枢纽地处兰州、西安、银川3个省会城市之间联系的轴心位置，目前其衔接陇海铁路(连云港—兰州)、天平铁路(天水—平凉)[1]、宝兰高速铁路(宝鸡—兰州)共3条铁路干线3个方向，天水铁路枢纽总平面布置示意图如图1所示。枢纽共有车站12处，其中区段站1处，高速铁路站2处，其他车站9处，其中天水站(天水直通场)为天平铁路与陇海铁路衔接的接轨站[2]。天水铁路枢纽是陇东地区南北交流的联结点，是甘肃东进西出的要冲，是陆桥通道的主要节点和客货集散中心，在全国路网中发挥沟通南北、承东启西的作用。随着天水至陇南铁路的引入，天水铁路枢纽在全国路网中的地位和作用将进一步提升，成为西北西南地区资源运输的重要中转中心，“一带一路”客货交流的重要 节点。

图1 天水铁路枢纽总平面布置示意图Fig.1 General layout of Tianshui railway hub

（1）枢纽内在建项目。天平铁路至天水直通场上行疏解线工程，自天平正线上出岔设置线路所，新建线路所至天水直通场上行疏解线，该疏解线线路全长1.96 km。

（2）拟建及规划项目。除天水至陇南铁路外，天水铁路枢纽还规划有兰州—天水—汉中高速铁路、天平铁路开行动车组列车等项目。①兰州—天水—汉中高速铁路。该项目规划由兰州西站引出，经临洮、渭源、陇西地区后线路沿渭河经武山、甘谷至耤河河谷进入天水地区，后折向南进入陕西省境内，经略阳、勉县最终进入汉中地区，线路全长约580 km。 ②天平铁路开行动车组列车相关工程。该项目规划对既有天平铁路进行改造以满足动车组开行要求，同时天水枢纽新建联络线工程实现动车组列车经天水南站联通宝兰高速铁路。③天水铁路综合性货场工程。天水铁路综合性货场工程为中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)规划建设的区域性的二级铁路物流节点之一，为天水市三阳川新区国际陆港规划的重要组成部分，拟建于陇海铁路以北，规划天水市三阳川新区东南部，与三阳川车站呈纵列式布置。

天水至陇南铁路(以下简称“天陇铁路”)建成后，天水铁路枢纽将形成以天水市为中心，陇海铁路与宝兰高速铁路横贯东西，天平铁路、天陇铁路贯穿南北共4条干线4个方向的十字形铁路枢纽总图格局。

1.2 天陇铁路分析

天陇铁路位于甘肃省东南部的天水、陇南两市境内，线路自北从天平铁路杨家碾站引出，途经天水市、成县，南至陇南市，接入兰渝铁路(兰州—重庆)陇南西站。线路呈南北走向，正线全长 208.207 km，为国铁Ⅰ级单线铁路，速度目标值 160 km/h， 新建桥梁 24.515 km共37座，新建隧道 162.618 km共25座，桥隧比89.88%。天陇铁路作为甘肃铁路网的重要组成部分，是西北西南区域通道的重要组成部分，是一条客货兼顾、具有国土开发功能的区域路网干线铁路。天陇铁路也是建立陇东南煤炭基地外运通道的需要，有助于增强西部陆海通道向北辐射[3]， 构筑区域综合交通体系[4]，推进兰(成)渝经济带产业发展[5]， 促进陇东南区域合作，沟通南北经济，为甘肃省参与国际国内产业分工合作、陇南加快承接区域产业转移创造了良好条件。天陇铁路引入天水枢纽，将进一步推进“一带一路”建设，促进沿线经济发展和旅游资源开发，助力地方精准扶贫脱贫，满足沿线人民出行需求。

天陇铁路为客货共线铁路。结合区域路网现状、区域能源、矿产、旅游资源特点以及地方发展规划，对天陇铁路运量预测如下。

（1）客运量。天陇铁路客运需求主要来自部分天水、平凉、庆阳地区与陇南地区城际交流以及银川至川渝地区的通过客运量，客流构成主要是居民日常出行、劳务输出和旅游客流。根据项目特点，结合路网构成和经济发展形势，预测天陇铁路2030年、2035年、2045年日开行旅客列车总对数分别为3对、4对、6对。

（2）货运量。本线货运量主要由地方运量和通过运量构成。本区域的货物输出主要以铅锌矿、农副产品、板材、新型材料、磷肥等为主。天陇铁路通过运量以其中天平铁路与兰渝铁路交流为主。根据枢纽地方运量及通过运量的分析预测，2030年、2035年、2045年枢纽总运量分别为8 145万t、9 232万t、10 808万t，通过运量分别为7 559万t、8 458万t、9 862万t，分别占总运量的92.8%，91.6%，91.2%。

天陇铁路区段货物列车、旅客列车对数汇总表如表1所示。对比本线客货流预测结果和天水铁路枢纽内各站规模和通过能力可得出，天陇铁路建成后初、近、远期客货运量均适应天水枢纽的通过能力，枢纽内无需新建车站[6]。

表1 天陇铁路区段货物列车、旅客列车对数汇总表 对/dTab.1 Number of freight and passenger trains in the Tianshui-Longnan railway section

2 天陇铁路引入天水铁路枢纽方案

天陇铁路引入天水铁路枢纽方案主要由正线接轨方案及联络线引入方案2部分组成。根据国铁集团批复的可研审查意见，引入天水枢纽主要从天平铁路杨家碾站接入。综合考虑工程投资、不良地质避让、环保要求、工程实施可行性，结合方案对既有线运营影响及运输组织，对接轨方案进一步研究[7]，主要提出杨家碾经潘集寨设站方案、天水站设西端联络线方案及天平铁路区间接轨方案；对联络线引入方案进一步研究，主要提出单线联络线方案和双线联络线方案。

2.1 正线接轨方案

2.1.1 杨家碾经潘集寨设站方案

方案线路自天平铁路杨家碾车站东侧接轨，杨家碾车站改建后设4条到发线(含2条正线)。天陇正线自杨家碾站引出，在东柯河谷东侧以隧道向南行进，而后跨越在建天庄高速，进入柏林村隧道，出洞后跨越社棠路、成纪大道、渭河和国道G316后进入天水东部水源地一级保护区，而后上跨宝兰高速铁路后至潘集寨设站，出站后继续南下。杨家碾经潘集寨设站方案示意图如图2所示。

图2 杨家碾经潘集寨设站方案示意图Fig.2 Station establishment scheme of Yangjianian Railway Station via Panjizhai Railway Station

为满足本线与天平铁路形成的煤运通道跨线列车运输需求，杨家碾车站北端咽喉跨线列车运行径路采用18号道岔布置[8]。

为满足陇南与天水方向地区的客货交流，于本线潘集寨站引出设置本线至天水站联络线。天水方向端联络线连接天平铁路疏解线线路所处，需要拆除改建既有天平铁路线路所为交叉渡线，并拆除还建既有天平铁路疏解线0.617 km。

考虑设置电分相的技术要求，联络线陇南端按引入潘集寨站设置，线路长度2.06 km。

该方案比较范围线路正线全长16.3 km，配套修建陇南方向至天水站联络线2.06 km，桥梁长度 3.96 km，隧道长度11.95 km，桥隧比91.95%。

2.1.2 天水站设西端联络线方案

线路自杨家碾站西侧新设到发线引出后与天平铁路并行至倪家村，而后折向西南于毕家新村后进洞，继续向西南方向行进至区府西路北侧铁西苑公交站北侧山坡出洞，而后上跨区府西路，拆迁铁西园小区一栋六层住宅楼后进入天水北货场，穿越北货场后进入宝兰南院并有较大拆迁，随后于陇海上行线北侧新建道岔接入。

天陇正线自天平铁路郭家坪隧道内正向引出后南下，之后走向线型与杨家碾经潘集寨设站方案相同。天平铁路在郭家坪隧道内扩孔至天陇铁路新郭家坪隧道内相连接。该方案将天平铁路在建疏解线改建后设置一组交叉渡线，通过交叉渡线引出天陇铁路与天水间联络线，联络线引入潘集寨车站。天水站设西端联络线方案示意图如图3所示。

图3 天水站设西端联络线方案示意图Fig.3 Tianshui Railway Station with west-end tie line

该方案比较范围内正线全长7.1 km，配套的杨家碾站至天水站西联络线长11.8 km，陇南至天水站联络线2.06 km，既有郭家坪隧道扩孔0.55 km，桥梁长度5.14 km，隧道长度14.16 km，桥隧比86.56%。

2.1.3 天平铁路区间接轨方案

天平铁路杨家碾车站以南线路既有纵断面和平面不具备直接加站的条件，因而本方案在天平铁路区间毕家里隧道距离隧道出口约600 m处顺接天平铁路，保证毕家里隧道出口不动；在石岭隧道出口与郭家坪隧道进口间路基段出岔，并在石岭隧道东侧新建隧道将天陇铁路正向引入，天平铁路改为侧向，避免郭家坪隧道改扩建。而后天陇铁路路径与杨家碾经潘集寨设站方案相同。天平铁路区间接轨方案示意图如图4所示。

图4 天平铁路区间接轨方案示意图Fig.4 Connection scheme in the Tianshui-Pingliang railway section

该方案比较范围线路全长10.3 km，其中新建陇南至天水站联络线2.06 km，桥梁长度2.14 km，隧道长度7.32 km，桥隧比86.02%。

2.1.4 正线接轨方案比选

正线接轨方案工程比较如表2所示。

表2 正线接轨方案工程比较表Tab.2 Comparison of projects using main-line connection scheme

经综合比选，方案Ⅱ虽然在运输组织上略有优势，但新建线路长度最长，引起拆迁较大，施工风险最高，工程投资最大，因而不予推荐；方案I和方案Ⅲ虽然存在地区车流折角运输[9]问题，但本线旅客列车(近、远期分别为2对/d、3对/d)及地区货物列车(近、远期分别2对/d、2对/d)开行对数 较少，对运输效果影响不大，其中方案Ⅲ新建线路减少6 km，投资节省5.3亿，且解决了新建线路较长使杨家碾至天水站段线路能力虚糜的问题，结合项目功能定位，暂推荐方案Ⅲ。根据《铁路技术管理规程》[10]第53条规定“新建的岔线，不应在区间内与正线接轨；特殊情况必须在区间内接轨时，须经国铁集团批准，并在接轨地点开设车站(线路所)或设辅助所管理。”方案Ⅲ需上报国铁集团，并以国铁集团批复意见为准[11]。

2.2 引入天水枢纽联络线方案

天陇铁路引入天水枢纽接轨方案，近、远期分别有2对/d、3对/d 通过旅客列车(银川—成都、庆阳—陇南)及地区摘挂货物列车(近、远期分别2对/d、2对/d)作业需折角至天水站作业。根据折角运输作业的列车对数，研究了单线联络线方案和双线联络线方案。

2.2.1 单线联络线方案

为满足陇南与天水方向地区的客货交流，设置本线至天水间联络线。本线列车对数较少，因而考虑本线陇南方向与天水间设置单线联络线。单线联络线方案示意图如图5所示。

图5 单线联络线方案示意图Fig.5 Single-track tie-line plan

联络线长度2.06 km，从本线潘集寨站引出，天水方向端联络线连接天平铁路疏解线线路所处，需要拆除改建既有天平铁路线路所为交叉渡线，并拆除还建既有天平铁路疏解线0.617 km。

2.2.2 双线联络线方案

方案线路走向及本线与天水地区间客货车流组织，与单线联络线方案相同。考虑尽量减少折角车流在站内对咽喉区的切割，分上下行在陇南方向与天水站间设双线联络线。双线联络线方案示意图如图6所示。

图6 双线联络线方案示意图Fig.6 Double-track tie-line scheme

上行联络线一端在天陇正线区间距离潘集寨站约1.5 km处设线路所出岔，一端在天平铁路既有线路所东侧，天平正线上出岔，长度1.06 km；下行联络线一端在天陇正线区间距离潘集寨站约1.5 km处设线路所出岔，一端在天平铁路疏解线距离天水直通场1.5 km处出岔，长度4.9 km。

2.2.3 联络线方案比选

对联络线方案天水站咽喉区能力和到发线能力进行检算：单线联络线方案咽喉区近、远期通过能力利用率为62.3%，66.8%，满足能力要求；双线联络线方案咽喉区近、远期通过能力利用率为55.9%，62.1%，满足能力要求。天水站近、远期换算列车对数计算结果为42.36对/d、40.72对/d，车站既有到发线6条，可满足运输需求。

本线折角至天水站作业列车对数较少，经检算，单线联络线方案能满足运输需求。若设置双线联络线，虽能减少列车到发对车站咽喉区的切割，但下行联络线工程条件较差，且线路长度增加3.89 km，投资增加3.2亿元。因此推荐工程和投资较小的单线联络线方案。

3 结束语

天陇铁路引入天水枢纽方案，依次研究了正线接轨方案和引入天水枢纽联络线方案，通过对引入方案控制因素综合分析，结合线路走向优化、不良地质的避让，分析运输组织、施工对既有线运营影响，从带动地方社会经济发展、工程实施难易、工程投资等方面综合分析比选，最终提出符合枢纽内“车流顺畅，能力匹配，径路灵活，运输高效，近期工程适当，远期预留充分”的合理推荐方案，对促进天水、陇南两市社会经济快速发展，推动甘肃省国民经济可持续发展具有十分重要的意义。