李敬偉

LI Jingwei

（中國鐵路昆明局集團有限公司，云南 昆明 650011)

云南省地處西南邊陲，受經(jīng)濟社會發(fā)展、地形地貌等因素限制，目前鐵路運營里程約4 000 km 左右，鐵路復(fù)線率、鐵路網(wǎng)密度、人均鐵路里程等差距明顯，鐵路網(wǎng)規(guī)模不足、線路標(biāo)準(zhǔn)低、能力短缺的矛盾日益突出，已經(jīng)成為制約云南省經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。隨著“一帶一路”合作倡議的推進，云南省鐵路從全國路網(wǎng)的“終端末梢”逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤扒把貥屑~”，根據(jù)國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》(發(fā)改基礎(chǔ)[2016] 1536 號)，“十三五”期間云南省鐵路建設(shè)規(guī)模將達3 496 km[1-3]。同時，為盡快解決鐵路運輸能力短缺問題，以廣大單線鐵路(廣通—大理)改造方案為例，積極采取既有鐵路擴能改造策略，加快實現(xiàn)廣大通道運輸能力提升。

1 廣大單線鐵路現(xiàn)狀分析

1.1 廣大通道功能定位

云南省作為北上連接絲綢之路經(jīng)濟帶，南下連接海上絲綢之路的樞紐，是中國惟一可以從陸上溝通東南亞、南亞的省份，區(qū)位優(yōu)勢獨特，成為“一帶一路”建設(shè)具有突出地緣優(yōu)勢的省份之一。滇西地區(qū)是少數(shù)民族聚居地區(qū)，沿線農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟中占有較大比重，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，人均GDP 僅為全省的75.5%、全國的42.4%。同時滇西地區(qū)礦產(chǎn)資源富集，旅游資源豐富，分布有我國著名的金沙江、瀾滄江、怒江“三江”成礦帶和5 個5A 級風(fēng)景名勝區(qū)。廣大通道(廣通—大理)作為泛亞鐵路西線(昆明—仰光)的重要組成部分，其運輸能力的充分發(fā)揮有利于提升泛亞鐵路西線通過能力，加快實現(xiàn)國家“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略中設(shè)施的互聯(lián)互通[4-5]。但是，由于缺乏對外的快速大容量通道，造成對滇西地區(qū)礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用和旅游業(yè)發(fā)展產(chǎn)生制約。

廣大通道位于云南省中西部，東起廣通，經(jīng)楚雄、南華、祥云，西至大理市，東端接成昆鐵路，通過成昆鐵路(成都—昆明)與貴昆鐵路(貴陽—昆明)、南昆鐵路(南寧—昆明)、昆玉鐵路(昆明—玉溪)，以及規(guī)劃建設(shè)的中老通道(昆明—萬象)相連；中部與規(guī)劃建設(shè)的大理—臨滄—景洪—磨憨鐵路相連；西端通過大理向北與大麗鐵路(大理—麗江)、規(guī)劃建設(shè)的麗香鐵路(麗江—香格里拉)和滇藏鐵路(昆明—拉薩)相連，向西與中緬通道(昆明—仰光)大瑞鐵路(大理—瑞麗)相連接，是滇西地區(qū)承東啟西的鐵路通道，也是滇西鐵路網(wǎng)的咽喉和與內(nèi)地經(jīng)濟聯(lián)系的主動脈，充分發(fā)揮廣大通道運輸能力可以促進滇西地區(qū)資源開發(fā)，將資源優(yōu)勢加快轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟優(yōu)勢。

目前廣大通道為楚大雙線鐵路(廣通北—大理)和廣大單線鐵路3 線并存格局，楚大雙線鐵路承擔(dān)客運功能，廣大單線鐵路承擔(dān)所有貨物運輸任務(wù)。楚大雙線鐵路及廣大單線鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如

1.2 廣大單線鐵路分析

由于廣大單線鐵路能力飽和對滇西鐵路網(wǎng)產(chǎn)生的影響，亟需加快對廣大單線鐵路的擴能改造。一是有利于實現(xiàn)廣大通道的客貨分線，充分發(fā)揮楚大鐵路的快速客運通道功能；二是有利于泛亞國際鐵路網(wǎng)能力提升，加快形成泛亞鐵路通道；三是加強滇西地區(qū)路網(wǎng)的對外運輸能力，構(gòu)筑滇西地區(qū)與內(nèi)地交流的主通道，改善綜合交通運輸體系，不斷完善南部沿海地區(qū)進藏的便捷鐵路通道。因此，廣大單線鐵路主要存在以下薄弱環(huán)節(jié)。

（1）線路通過能力小、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、難以滿足貨運量快速增長的需要，集中表現(xiàn)為線路曲線半徑小、限制坡大、車站到發(fā)線短，導(dǎo)致牽引定數(shù)低、機車交路短，無法滿足鐵路貨運量增長的需要。

（2）牽引種類與相鄰線路不匹配，由于滇西地區(qū)周邊銜接路網(wǎng)均已經(jīng)實現(xiàn)電氣化，僅廣大單線鐵路為內(nèi)燃牽引，造成機車頻繁換掛、車輛重復(fù)作業(yè)、車輛周轉(zhuǎn)時間延長，增加了鐵路運營管理成本。

（3）沿線設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)低，不能適應(yīng)客貨運輸發(fā)展的需要。隨著滇西地區(qū)運量的不斷增長，通過技術(shù)組織措施挖掘運輸潛能已經(jīng)難以解決通過能力不足的問題。

表1 楚大雙線鐵路及廣大單線鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Main technical standards of Chuxiong West-Dali Double Track Railway and Guangtong-Dali Single Track Railway

圖1 楚大雙線鐵路及廣大單線鐵路位置示意圖Fig.1 Location of Chuxiong West-Dali Double Track Railway and Guangtong-Dali Single Track Railway

1.3 改造方案目標(biāo)

針對廣大單線鐵路存在問題，改造方案應(yīng)實現(xiàn)以下目標(biāo)：一是改造后線路與相鄰鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相匹配，以實現(xiàn)延長機車交路、優(yōu)化生產(chǎn)力布局、提升客貨運輸效率、節(jié)約運營成本、提升路網(wǎng)整體運輸水平；二是改造后線路通過及輸送能力需滿足預(yù)測客貨運量要求；三是改造方案滿足安全、經(jīng)濟要求，工程易實施，見效快，同時盡量降低對既有線運營的影響。按照廣大單線鐵路改造方案目標(biāo)，主要可以采取以下途徑。①采取增開預(yù)留站、既有線提速及部分復(fù)線建設(shè)等，提高線路通過能力；②延長車站到發(fā)線的有效長提高牽引定數(shù)；③改變牽引種類。

2 廣大單線鐵路擴能改造方案分析

2.1 方案設(shè)置

廣大單線鐵路擴能改造方案受既有線平面和縱斷面條件限制，為了達到投資小見效快的目標(biāo)，考慮優(yōu)先排除提速、局部增加復(fù)線等因素而引起既有線路大拆大改的方案，重點設(shè)置以下擴能改造方案[6-8]。

（1）維持既有標(biāo)準(zhǔn)，增開預(yù)留車站提高通過能力。既有廣大單線鐵路各區(qū)段技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低且不統(tǒng)一，平均站間距離為11.42 km，最大站間距離為17.12 km (錢糧橋—南華)，最小站間距離為6.60 km (大苴—姚安)，全線18 個區(qū)間中站間距離大于15 km 區(qū)間有3 個，加之線路曲線半徑設(shè)置較小，列車限速嚴(yán)重，使得區(qū)間運行時分加長，線路通過能力較低。因此，該方案考慮維持楚雄西—大理到發(fā)線有效長450 m，牽引質(zhì)量維持2 000 t，將原預(yù)留的呂合、大谷堆、前所、祥云東、大江西5 個車站全部開放。經(jīng)計算分析，該方案初期存在4 個區(qū)間線路能力不足，無法滿足運量增長需求，因而該方案不予采納。

（2）延長到發(fā)線有效長，提高牽引定數(shù)。廣大單線鐵路廣通—楚雄西既有到發(fā)線有效長為850 m，楚雄西—大理東為450 m，牽引質(zhì)量不統(tǒng)一，增減軸作業(yè)頻繁，嚴(yán)重影響本線的通過能力和旅行速度，因而廣大單線鐵路擴能改造方案考慮將楚雄西—大理東的車站到發(fā)線有效長進行延長以提高線路的通過能力。根據(jù)既有車站現(xiàn)狀，在延長到發(fā)線標(biāo)準(zhǔn)上有650 m 和850 m 2 個方案，而結(jié)合不同的牽引類型，主要有如下4 個改造方案。

①方案Ⅰ：采用內(nèi)燃牽引，將楚雄西—大理東12 個車站的到發(fā)線有效長延長至650 m。該方案維持內(nèi)燃機車牽引以及現(xiàn)狀車站分布，將楚雄西—大理的12 個車站到發(fā)線有效長由450 m 延長至650 m，牽引質(zhì)量由目前的雙機2 000 t 提升至雙機3 000 t，并將3 000 t 牽引質(zhì)量貫通運營于廣通—大理全線；維持既有的維修管理設(shè)施不變。根據(jù)現(xiàn)行區(qū)間通過能力計算辦法進行計算，該方案初期線路通過能力能夠滿足預(yù)測運量需求，近期楚雄—大理通過能力已經(jīng)達到飽和。

②方案Ⅱ：采用內(nèi)燃牽引，將楚雄西—大理東12 個車站的到發(fā)線有效長延長至850 m。該方案維持內(nèi)燃機車牽引以及現(xiàn)狀車站分布，將楚雄西—大理的12 個車站到發(fā)線有效長由450 m 延長至850 m，牽引質(zhì)量由目前的雙機2 000 t 提升至雙機4 000 t，并將4 000 t 牽引質(zhì)量貫通運營于廣通—大理全線；維持既有的維修管理設(shè)施不變。根據(jù)現(xiàn)行區(qū)間通過能力計算辦法進行計算，該方案初、近期線路通過能力能夠滿足預(yù)測運量需求。

③方案Ⅲ：采用電力牽引，將楚雄西—大理東9 個車站及部分車站的到發(fā)線有效長分別延長至650 m 和850 m。該方案將牽引方式改為電力牽引，維持既有車站分布，將楚雄—大理東的9 個車站到發(fā)線有效長由450 m 延長至650 m，牽引質(zhì)量由目前的雙機2 000 t 提升至雙機3 000 t；將該區(qū)段南華北站、姚安站和彌渡站3 個車站到發(fā)線有效長度延伸到850 m，改造投資不大；取消既有的內(nèi)燃整備場所，結(jié)合既有維修機構(gòu)設(shè)置綜合維修一體化設(shè)施。根據(jù)現(xiàn)行區(qū)間通過能力計算辦法進行計算，該方案初、近期線路通過能力能夠滿足預(yù)測運量需求。

表2 廣大單線鐵路改造方案比較分析Tab.2 Comparison and analysis of reconstruction schemes of Guangtong-Dali Single Track Railway

④方案Ⅳ：采用電力牽引，將楚雄西—大理東12 個車站的到發(fā)線有效長延長至850 m。該方案將牽引方式改為電力牽引，維持既有車站分布，將楚雄—大理的12 個車站到發(fā)線有效長由450 m延長至850 m，牽引質(zhì)量由目前的雙機2 000 t 提升至雙機4 000 t；取消既有的內(nèi)燃整備場所，結(jié)合既有維修機構(gòu)設(shè)置綜合維修一體化設(shè)施。根據(jù)現(xiàn)行區(qū)間通過能力計算辦法進行計算，該方案初、近期線路通過能力能夠滿足預(yù)測運量需求。

2.2 綜合比選

2.2.1 優(yōu)缺點分析

經(jīng)綜合分析，廣大單線鐵路擴能改造方案比較分析如表2 所示。廣大單線鐵路擴能改造方案優(yōu)缺點如下。

（1）方案Ⅰ。①優(yōu)點：該方案的工程投資較為節(jié)省，建設(shè)方案易于實施，投資效益較好。②缺點：該方案采用內(nèi)燃牽引，運營成本高，環(huán)境污染大，能耗費用高，線路近期通過能力接近飽和，未留有遠(yuǎn)期發(fā)展余地。

（2）方案Ⅱ。①優(yōu)點：該方案工程投資較少，投資效益較好。②缺點：該方案采用內(nèi)燃牽引，運營成本高，環(huán)境污染大，能耗費用高；從可實施性角度分析，該方案需要調(diào)整6 個車站的平面或縱斷面，不但需要修建過渡正線共計4.741 km，還需要改移正線3.7 km，對既有運輸組織干擾較大，實施困難，另外在既有的縱斷面和現(xiàn)有機車牽引能力條件下，雙機牽引無法實現(xiàn)牽引4 000 t 的要求，實施性較差。

（3）方案Ⅲ。①優(yōu)點：該方案采用電力牽引，運營成本低，環(huán)境污染小，有利于規(guī)避石油風(fēng)險，降低能源消耗，符合鐵路技術(shù)發(fā)展政策和國家能源政策；另外，結(jié)合現(xiàn)場條件將部分車站到發(fā)線有效長一次性延長至850 m，不僅為后期改造方案預(yù)留了實施條件，還極大地提高了大理至楚雄方向的空車運輸效率，方案較為靈活；該方案工程投資適中，建設(shè)方案較易于實施，改造后線路的通過能力與輸送能力得到顯著提高，提升項目貨運量水平，增加貨運收入，投資效益較好。②缺點：工程投資略高。

（4）方案Ⅳ。①優(yōu)點：該方案采用電力牽引，運營成本低，環(huán)境污染小，社會效益較好。②缺點：該方案投資相對較大，投資效益相對不佳，同樣實施性較差的問題。

2.2.2 方案比選

綜上分析，可以看出方案Ⅲ具備顯著的優(yōu)勢。①運營成本更為節(jié)省。一是電力價格較燃油價格普遍更低，電力牽引能耗支出更為節(jié)省；二是電氣化擴能改造后，與銜接路網(wǎng)形成長交路，提高了車輛周轉(zhuǎn)效率，還取消了既有的楚雄西內(nèi)燃機務(wù)折返段，優(yōu)化了生產(chǎn)力布局、節(jié)約了內(nèi)燃整備人力成本，極大地提高了運營組織效力；而且采取結(jié)合既有設(shè)施的綜合維修一體化方案，對既有的生產(chǎn)生活設(shè)施進行資源整合，減少了人力成本開支，還提高了維修管理效率。②容易實施。對既有線路平、縱斷面影響較小，較容易實施。③方案靈活。結(jié)合現(xiàn)場條件將部分車站到發(fā)線有效長一次性延長至850 m，為后期改造方案預(yù)留了實施條件，極大地提高了大理—楚雄方向的空車運輸效率。④節(jié)能環(huán)保。一方面，牽引方式的改變有效減少了內(nèi)燃機車對沿線聲環(huán)境、大氣環(huán)境和水環(huán)境的污染，降低了運輸能耗；另一方面，到發(fā)線的延長使得廣大單線鐵路的通過能力得到釋放，有效分擔(dān)了滇西方向公路的運輸壓力，降低由于車流飽和帶來的公路運輸安全風(fēng)險、減少公路運輸碳排放污染，極大地促進滇西地區(qū)旅游資源的保護和可持續(xù)發(fā)展。

經(jīng)過綜合比選，推薦采用廣大單線鐵路擴能改造方案Ⅲ，即采用電力牽引，將楚雄西—大理東到發(fā)線有效長延長至650 m，其中將南華北站、姚安站和彌渡站3 個車站到發(fā)線有效長度延伸至850 m。

3 結(jié)束語

既有鐵路擴能改造是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要充分了解既有線在路網(wǎng)中的作用、功能定位、預(yù)測運量、區(qū)域路網(wǎng)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及區(qū)域路網(wǎng)相關(guān)規(guī)劃等，通過綜合考慮對既有線運營的影響，采用相對較低的工程投資較快實現(xiàn)既定的改造目標(biāo)。由于滇西地區(qū)經(jīng)濟落后，綜合交通運輸體系不完善，廣大單線鐵路改造將極大地提升廣大通道的運輸能力，促進滇西地區(qū)發(fā)揮資源優(yōu)勢，更好地帶動地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。