新建瑞金至梅州铁路主要技术标准方案研究

王飞宇

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063）

1 工程概况

瑞梅铁路是《中长期铁路网规划》普速铁路网中的促进脱贫攻坚和国土开发铁路，项目连接江西省瑞金市和广东省梅州市，主要承担粤东地区与赣中、赣北、华中的部分客流。线路从赣龙铁路瑞金站引出，途经会昌、安远、寻乌、平远、梅县、梅江区，最终引入漳龙铁路梅州站。

2 铁路等级

瑞梅铁路是一条以客为主、兼顾少量货运的区域性铁路，近期年客货运量约为6Mt，远期客货运量约为15Mt，均小于20Mt。考虑该线与赣龙、京九、梅汕及规划的南丰至瑞金铁路一起构建华中与粤东地区的便捷通道，对于合理调节京九铁路干线运输能力、增强路网运输能力和灵活性、优化和完善区域路网布局具有重要意义。因此，建议该线铁路等级为Ⅰ级[1]。

3 正线数目

该线经过区域多为山区、丘陵地带。根据运量预测，该线近期运量最大区段货流密度116 万t、客车5对，远期运量最大区段货流密度144 万t、客车13 对，客货运量小于30Mt，该线客货运量均不大，建议正线数目为单线。

4 速度目标值

4.1 时间目标值的选择

该线远期客流以跨线客流为主，占61%；该线沿线之间与通过客流比重相当，合计占39%；运距在0～500km 的客流占43%，500～1000km 的客流占37%，1000km 以上的客流占20%。该线客流出行目的以外出务工、旅游、探亲和求学为主，所占比例多达近70%。中长途客流以西南华中地区至沿海城市的务工客流为主，短途客流以沿线各城市间的客流为主。

该线主要开行华中地区至粤东之间的中长途列车。随着研究年度路网的完善，上述列车在路网上均有多条快速通道可选择，经该线的客车主要是考虑沿线“带流”，所经的铁路不是以高速铁路为主，因此该线不宜追求过短的时间目标值，应发掘经济、便利、安全性上的优势，从旅行时间上创造“夕发朝至”“一日往返”列车开行条件，力争在旅客出行的便利性和旅行时间上相对公路运输有较大优势，吸引务工、求学以及探亲的中长途客流，该线时间目标值应在3h 左右。另外,从短途客流与公路运输的竞争角度看，瑞金至梅州沿该线走向的既有公路有206 国道，长度为260 余km，受地形条件限制，技术标准较低，旅行时间约为6h；济广高速公路运输的旅行时间则在4h 左右。因此，瑞梅铁路2.5h 的时间目标值较公路有很大竞争优势[2]。

综上所述，结合该线客流特点，考虑铁路自身需求、长途列车开行时段、短途客流需求及与公路有效竞争力等因素，该线时间目标值宜控制在2.5h。

4.2 速度目标值方案构成

该线总长约240km，为满足时间目标值2.5h 的要求，考虑列车停站、会让等因素后，旅客列车速度应大于120km/h。同时,考虑到该项目客货共线的功能定位，最高速度应在200km/h 及以下。结合该项目客货运量、路网动态发展需求及地方意见，此次拟研究单线160km/h 方案、单线160km/h 预留双线200km/h条件方案、双线200km/h 方案。因该线客货运量不大，近、远期分别约为6Mt、15Mt，正线数目为单线即可满足能力需求，速度目标值160km/h 宜采用单线标准，但提高到200km/h 时，若仍采用单线标准，则由于列车频繁会让影响旅行速度，不能有效发挥线路的高速度标准优势，因此200km/h 方案正线数目宜为双线。该线速度目标值方案构成如下。

方案一：单线160km/h 方案不考虑预留。

方案二：单线160km/h 预留双线200km/h 条件方案。

方案三：双线200km/h 方案。

4.3 速度目标值方案综合比选

4.3.1 主要技术参数的对照

三个方案的主要技术参数对照如表1 所示。

表1 主要技术参数对照表

4.3.2 工程投资分析

结合表1 中的三个方案进行分析可知，引起工程投资最显著差异的因素是正线数目：单线160km/h 方案及单线160km/h 预留双线200km/h 条件方案近期建成单线，而双线200km/h 方案近期一次建成双线，两者之间的工程规模存在全面差异，对不同正线数目的方案进行投资细节的差异分析比较不具实际意义。以下分析除线路平纵面条件及车站分布外，其余项目均针对单线160km/h 方案（方案一）及单线160km/h预留双线200km/h 条件方案（方案二）进行[3]。

从路基工程标准不同引起的投资差异分析，方案一与方案二在路基标准方面的主要差异在于：方案二基床表层采用级配碎石，方案一基床表层填料为A 组填料。根据方案一的初步研究结论，该线共需基床表层填料共65.4 万m3，A 组填料级配碎石单价约100元，方案二较方案一投资多0.54 亿元。

从桥梁工程标准不同引起的投资差异分析，桥梁工程的主要差异在于梁部工程，方案二T 梁较方案一T 梁重11.5t，每孔简支梁投资约多8 万元。全线桥梁总长约49.709km，投资多1.08 亿元。

从隧道工程标准不同引起的投资差异分析，200km/h 单线隧道内轨顶面以上净空面积为53.16m2，160km/h 单线隧道内轨顶面以上净空面积为42.06m2，隧道截面积增加将导致断面开挖土石方量增加及隧道衬砌结构加强，根据近期完成其他项目对比结果，200km/h 单线隧道投资较160km/h 单线隧道投资多约0.6 万元/延米。该项目全线隧道总长约117.532km，总投资多7.06 亿元。

三个方案的技术经济比较如表2 所示。

表2 技术经济比较表

根据表2 进行对比分析可知，方案二相对于方案一投资增加11.83 亿元，投资增加比例为7.48%，主要投资差异由预留工程及隧道截面积不同引起。方案三较方案一投资增加55.34 亿元，投资增幅为34.97%，增加较多。

4.3.3 与时间目标值适应性分析

通过牵引计算模拟分析，并考虑停站等因素，单线160km/h 客车全程旅行时间约为2.2h；双线200km/h 客车全程旅行时间约为1.8h。均可满足时间目标的需求。

4.3.4 与相邻线路速度目标值协调分析

研究年度该线所处区域路网中除京九、漳龙等线速度目标值为120km/h 及以下，建宁至冠豸山铁路速度目标值为160km/h 外，向莆、赣龙、沪昆、广梅汕新双线等强相关线路速度目标值均为200km/h 及以上。该线作为南北新通道的重要组成部分，是粤东、闽东南沿海港口地区与西南华中地区联系的便捷通道，是完善区域路网布局、促进区域经济发展的重要基础设施，速度目标值采用160～200km/h 标准方案，均能与相邻线路相匹配[4]。

4.4 速度目标值选择综合分析

从工程投资分析，方案二、方案三较方案一工程投资分别增加11.83 亿元、55.34 亿元，投资增幅分别为7.48%、34.97%，方案一技术经济性最优。

从时间目标值要求分析，单线160km/h 客车全程旅行时间约为2.2h，双线200km/h 客车全程旅行时间约为1.8h，均可满足时间目标值要求，尽管双线200km/h 客车全程旅行时间略有节省，但相对于该线中长途客车总旅行时间而言，差别甚微。

从路网协调性分析，旅客列车运行的主要相邻线路中，除京九等普速线速度标准较低外，赣瑞龙、梅汕客专设计速度为200～250km/h。该项目速度采用160km/h 或200km/h 均能与相邻路网相协调，200km/h 方案相对较好。

综上所述，在当前路网条件下选择单线160km/h方案（方案一）是合理的，此次研究推荐采用该方案。

5 牵引方案

根据客货运输的特点、相邻路网的协调匹配、地形特点与隧道通风等相关要求研究了内燃牵引方案、电力牵引方案、近期内燃牵引过渡方案、客车电力及货车内燃方案。

从铁路竞争力分析，该项目主要承担沿线对外客流以及远期承担部分粤东地区北山客流。根据既有铁路运营效果分析，若采用内燃牵引方案，该线旅行速度将在60km/h 左右，而电力牵引方案（可开行动车组），旅行速度将达到120～140km/h，而沿线对外汽车大巴的旅行速度均达到60～80km/h。因此，从进一步提升铁路竞争力角度分析，不建议采用内燃牵引方案。

从工程经济性分析，采用电力牵引方案列车走行费较低，但近期工程投资大、机车购置费高。而采用内燃牵引方案，近期工程投资小、机车购置费省，但走行费高。采用近期内燃牵引过渡方案，近期工程投资小，同时节省机车购置费，但后期电化需追加工程投资和机车购置费，且近期隧道通风设备将废弃。

从对线路通过能力影响分析，根据《铁路技术管理规程》规定，内燃牵引区段单线2km 及以上，列车通过隧道后，需要考虑设置机械通风排除洞内有害气体。该线最长隧道“三百山隧道”位于安远—寻乌区段，且与相邻的两座长隧道连续设置，其中小山坝隧道长约5.11km，三百山隧道长约10.16km，何屋隧道长约4.86km，为尽可能提高通过能力，三座隧道之间分别设长滩站、何屋站两个会让站，车站的设置基本靠近洞口。若采用内燃牵引方案，由于隧道通风增加附加时分，将造成通过能力下降。以远期为例，该区段的限制区间何屋—寻乌区间，在电力牵引情况下，不考虑隧道通风对区间通过能力的影响，平图能力为45 对，若采用内燃牵引方案，则需考虑隧道通风时间（15～20min），由于会让何屋站位于洞口边缘，将通风时间计入运行图周期的附加时分后，则该区间平图能力下降至28～32 对。可见采用内燃牵引方案隧道排风时间对区间通过能力影响较大。

从路网运输协调性分析，由于该线是以客为主、兼顾货运的铁路，内燃牵引方案将引起客车频繁地换挂机车作业，增加作业环节和旅行时间，且不能满足电动车组运行要求；而电力牵引方案与相邻路网的协调匹配性较优，客车运输作业环节少，对货车而言，由于其行车量不大，且为摘挂列车，本身需要在瑞金、梅州站货场甩挂作业，影响不大。

综上所述，该线所经地区地形条件复杂，长大隧道较多，最长隧道超过10km，内燃牵引方案即使考虑设置通风设备，隧道内空气质量难以达到列车安全运营的条件，对司乘人员和旅客的安全造成威胁，且隧道通风对通过能力影响较大；从国家政策的符合性和铁路竞争力分析，电力牵引方案是最合适的选择；从换算工程运营费比较，尽管采用内燃牵引方案费用经济性略好，但考虑到该线以客运为主的特点，采用电力牵引客车在该线两端无须换挂机车，有利于提高客运效率和服务质量，货车较少，且为摘挂，两端本身有技术作业，影响不大，无须特意为货车采用内燃牵引。故客货列车均采用电力牵引方案，从运输安全性、国家政策符合性、铁路竞争力、运输组织和路网协调性等方面综合比较为最优选择。因此，此次研究推荐采用电力牵引方案。

6 结语

综上所述，为了合理调节京九铁路干线运输能力、增强路网运输能力和灵活性、优化和完善区域路网布局，建议新建瑞金至梅州铁路等级为国家I 级铁路；考虑沿线客货流量不大建议正线数目为单线；经工程投资、时间目标适应性分析，路网时速匹配性等方面综合分析，速度目标值推荐采用160km/h；从运输安全性、国家政策符合性、铁路竞争力、运输组织和路网协调性等方面综合比较推荐采用电力牵引方案，即新建瑞金至梅州铁路主要技术标准推荐采用速度目标值为160km/h 的电力牵引国家I 级单线铁路。