安康鐵路樞紐新建西康直通雙線疏解方案研究

汪 濤

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 線路運(yùn)輸處，陜西 西安 710043）

1 安康鐵路樞紐概況

1.1 安康鐵路樞紐現(xiàn)狀

安康鐵路樞紐位于川、陜、鄂、渝 4 省市的結(jié)合部，是西北、華北地區(qū)與西南地區(qū)，西南地區(qū)及陜西南部地區(qū)與湖北、華東、中南、西南地區(qū)客貨交流的重要交通樞紐。安康鐵路樞紐東起襄渝線的旬陽站，西至陽安線的恒口站，北起西康線的大嶺鋪站，南至襄渝線的月河站，共銜接襄渝線、陽安線和西康線 3 條鐵路 4 個(gè)方向。

既有安康鐵路樞紐以襄渝線為主軸，編組站和客運(yùn)站呈順列式布置，東西長約 45 km，南北寬約21 km。襄渝二線于樞紐東端接入西康上行線的高家嘴線路所，并設(shè)西康下行線。安康—呂河維持既有雙線。樞紐內(nèi)共有大嶺鋪、旬陽北、旬陽、呂河、早陽、安康東、安康、月河、五里鋪和恒口 10 處車站和朱家扁、高家嘴 ( 魯家壩 ) 線路所，其中安康東為編組站，安康為客運(yùn)站，其余均為中間站、會(huì)讓站或越行站。旬陽北、旬陽、安康東、五里鋪、恒口 5 站設(shè)有貨場。安康鐵路樞紐現(xiàn)狀如圖 1 所示。

1.2 樞紐在建項(xiàng)目

西康線增建第二線工程對(duì)安康鐵路樞紐進(jìn)行了改擴(kuò)建，西康二線引入旬陽北站，新建旬陽北—旬陽的北東聯(lián)絡(luò)線，安康東站改建為三級(jí)四場 ( 原為三級(jí)五場，西康線引入時(shí)將 IV 場改建為調(diào)車場 )，在安康—安康東站間修建客、貨車外繞線，實(shí)現(xiàn)客貨分線；安康鐵路樞紐西端對(duì)陽安線和襄渝線按遠(yuǎn)期規(guī)模分上、下行進(jìn)行了客貨疏解。

1.3 樞紐內(nèi)車站分工及工作量

安康東站為區(qū)域性編組站，主要辦理襄樊北與重慶西、新豐鎮(zhèn)與成都東的技術(shù)直達(dá)、始發(fā)直達(dá)列車和車輛技檢及機(jī)車換掛作業(yè)，以及襄樊方向、新豐鎮(zhèn)方向、勉西方向、達(dá)川方向的直達(dá)、區(qū)段、摘掛列車的解編作業(yè)。安康東站現(xiàn)為三級(jí)五場站型，峰前到達(dá)場設(shè)有到達(dá)線 7 條，預(yù)留3 條；調(diào)車場有調(diào)車線 22 條，預(yù)留 6 條；下行出發(fā)場有到發(fā)線 6 條，預(yù)留 4 條；上行到發(fā)場有到發(fā)線 8條。安康東站 2010 年日均辦理輛數(shù)為 10 521 輛，無調(diào)比為 47.4%；2011 年日均辦理輛數(shù)為 11 938輛，無調(diào)比為 48.8%，最高日辦理輛數(shù)為 14 425 輛。

1.4 樞紐存在的主要問題

（1）高家嘴 ( 魯家壩 ) —朱家碥能力不足。西康二線建成通車后，樞紐東端襄渝東段雙線與西康雙線的共用區(qū)間高家嘴 ( 魯家壩 ) —朱家碥將出現(xiàn)能力瓶頸。經(jīng)樞紐內(nèi)能力適應(yīng)性分析后，認(rèn)為設(shè)計(jì)年度能力不足，2013 年、2020 年和 2030 年能力日均缺口分別為 8.1 對(duì)、37.6 對(duì)和 76.5 對(duì)。

（2）樞紐內(nèi)貨場能力不足。既有安康東站年貨場能力為 120 萬 t，旬陽站年貨場能力為 50 萬 t，已不能滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的運(yùn)輸需求。

（3）地方規(guī)劃實(shí)施力度加大，對(duì)鐵路樞紐預(yù)留工程干擾較大。近年來，安康市城市建設(shè)規(guī)劃步伐加快，安康高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃與樞紐西端陽安線增建二線工程長槍嶺隧道干擾較大，安康市 110 kV關(guān)廟變電站和 330 kV 金州變電站附近密布的既有高壓線及規(guī)劃高壓電力線，對(duì)西康直通雙線客貨疏解線走向方案影響較大。

圖1 安康鐵路樞紐現(xiàn)狀示意圖

2 安康鐵路樞紐總圖規(guī)劃

（1）樞紐格局。規(guī)劃西康、陽安和安康—張家界線均為雙線引入樞紐，樞紐內(nèi)客貨分線，為客運(yùn)站、編組站順列式伸長型電氣化鐵路樞紐。安康鐵路樞紐總布置如圖 2 所示[1]。

（2）編組站。規(guī)劃年度內(nèi)，安康東編組站仍為區(qū)域性編組站。

（3）客運(yùn)站。安康站為樞紐內(nèi)惟一客運(yùn)站，辦理全部旅客列車的始發(fā)、終到和通過作業(yè)。

（4）貨運(yùn)站。規(guī)劃五里鋪站為年運(yùn)量為 100萬 t 的集裝箱辦理站，旬陽北貨場擴(kuò)建為年運(yùn)量50 萬 t。

（5）線路引入及疏解方案。安康鐵路樞紐線路引入及疏解方案如下。

①樞紐西端陽安線及襄渝線南段增建二線引入樞紐方案。在樞紐西端采用貨車線外繞安康站方案。將襄渝、陽安方向的上、下行貨物列車從安康站北側(cè)外繞通過，直接進(jìn)入安康東站。

②樞紐東端西康線及襄渝線東段增建二線引入樞紐方案。樞紐東端襄樊至安康、西安至安康按線路別分別引入安康東站。

3 西康直通雙線疏解方案研究

3.1 疏解方案控制因素

（1）地質(zhì)條件。疏解區(qū)線路走行于漢江左岸二級(jí)階地，屬低山丘陵區(qū)，本段膨脹土廣泛分布，地層時(shí)代主要為第四系全新統(tǒng)及上更新統(tǒng)，成分主要為粉質(zhì)黏土及黏土，厚度為 2～30 m 不等。本段膨脹土具弱—中等膨脹性。

（2）既有站及在建線。西康二線正在實(shí)施的樞紐配套工程，包括新建客車外繞雙線上有條件出線路所的地段 ( 直線路基段落 ) 及線路高程；新建上行貨車疏解線、環(huán)到線的位置及高程；既有安康東站上、下行到達(dá)場和出發(fā)場的位置及高程。

（3）既有市政設(shè)施和建筑物。安康東站東端有 330 kV 金州變電站和 110 kV 關(guān)廟變電站，兩變電站之間是高壓電力走廊。金州變電站是安康市“一橫兩縱四站”330 kV 骨干網(wǎng)架重點(diǎn)工程之一。

3.2 疏解方案

3.2.1 中穿高壓電力走廊方案

圖2 安康鐵路樞紐總布置示意圖

中穿高壓電力走廊方案的研究思路是盡量使客、貨運(yùn)線最短順地接入襄渝客車外繞線和安康東上、下行場，同時(shí)充分利用有利地形減小橋、隧長度，以降低工程投資。該方案新建線路長度 15.10 km，橋隧總長 10.3 km，其中橋梁長 4.71 km，隧道長 5.59 km，靜態(tài)工程投資 8.26億元[1]。

西康直通雙線包灣村隧道由雙線變兩單線，從 110 kV 關(guān)廟變電站與 330 kV 金州變電站之間的高壓電力線網(wǎng)區(qū)穿過，兩單線分設(shè)朱溝上、下行線路所，分別引出客、貨疏解線，引入安康東及襄渝客車外繞線。中穿高壓電力走廊方案如圖 3 所示。

3.2.2 金州變電站北側(cè)通過方案

西康直通雙線走行于 330 kV 金州變電站北側(cè)，短橋隧并行襄渝線北側(cè)至劉家灣，包灣村隧道由雙線變兩單線，兩單線分設(shè)朱溝上、下行線路所，分別引出客、貨疏解線，引入安康東及襄渝客車外繞線。金州變電站北側(cè)通過方案如圖 4 所示。

金州變電站北側(cè)通過方案的研究思路是各條疏解線繞避 330 kV 金州變電站和金州變電站與關(guān)廟變電站之間的高壓電力走廊；各條疏解線盡量靠攏，減小疏解區(qū)寬度，減少占地面積；將疏解區(qū)放到地勢高的地方，同時(shí)線路高程盡量走低，以增大膨脹土地區(qū)隧道埋深，保證工程設(shè)置和施工安全。該方案新建線路長度 15.54 km，橋隧總長11.56 km，其中橋梁長 3.19 km，隧道長 8.37 km，靜態(tài)工程投資 8.44 億元[2]。

3.2.3 分散繞避高壓變電站方案

西康直通雙線在包灣村隧道由雙線變兩單線，上行線走行于 330 kV 金州變電站北側(cè)至大橋溝，設(shè)朱溝 ( 上行 ) 線路所，采用客、貨分線疏解，客、貨運(yùn)線分別引入襄渝客車外繞線及安康東站；下行線設(shè)半徑為 1 200 m曲線南折，跨越襄渝客車外繞雙線，走行于客車外繞線和既有襄渝上行線之間，在朱家碥設(shè)線路所，采用客、貨分線疏解，客、貨運(yùn)線分別引入襄渝下行客車線及引入峰前到達(dá)場。分散繞避高壓變電站方案如圖 5 所示。

分散繞避高壓變電站方案直通下行線跨越在建客車外繞雙線路基，為滿足跨線高程，在襄渝客車外繞雙線開通運(yùn)營前，沿線路方向增加 200 m 長框架涵。

分散繞避高壓變電站方案研究思路是將直通線的上、下行線分別走行于 330 kV 金州變電站北側(cè)和 110 kV 關(guān)廟變電站南側(cè)，以繞避兩個(gè)高壓變電站及其之間的高壓電力走廊；同時(shí)，下行線盡早跨過襄渝客車外繞雙線，以明線形式接入下行系統(tǒng)，

圖3 中穿高壓電力走廊方案示意圖

圖4 金州變電站北側(cè)通過方案示意圖

圖5 分散繞避高壓變電站方案

最大程度地減少膨脹土隧道長度，以保證工程設(shè)置和施工安全。該方案新建線路長度 15.31 km，橋隧總長 10.51 km，其中橋梁 4.30 km，隧道 6.21 km，靜態(tài)工程投資 8.23 億元[2]。

3.3 疏解方案比選

根據(jù)研究總體思路，分別從工程設(shè)置條件、施工條件、對(duì)變電站及高壓電力走廊的影響和工程投資等方面對(duì)疏解方案進(jìn)行綜合比選。

3.3.1 工程設(shè)置條件

本段覆蓋層均為膨脹土，厚度 2～30 m；受各立交點(diǎn)及既有線高程控制，3 個(gè)方案疏解區(qū)隧道埋深均較淺，最小埋深約 10 m，最大埋深約 40 m。

中穿高壓電力走廊方案有膨脹土淺埋三線隧道約 150 m ( 上行線處設(shè)大橋溝線路所客、貨分線，設(shè)安全線后，有約 150 m 三線隧道 )；膨脹土淺埋喇叭口隧道約 800 m；另有3座膨脹土單線隧道長1 115 m。該方案膨脹土隧道長，且均為大斷面或聯(lián)拱大跨隧道，工程地質(zhì)條件差，工程設(shè)置條件困難，工程實(shí)施安全性非常差。

金州變電站北側(cè)疏解方案有喇叭口隧道 2 處，但這 2 處隧道埋深較深，洞身均在基巖內(nèi)；有 3 座膨脹土隧道，長約 1 640 m，但均為純粹的單線隧道；該方案膨脹土隧道都是普通的單線隧道，工程設(shè)置條件較好，工程實(shí)施安全性較好。

分散繞避高壓變電站方案有喇叭口隧道一處，此處隧道埋深較深，洞身在基巖內(nèi)；有膨脹土隧道2 處，長約 900 m，均為單線隧道，是 3 個(gè)方案中膨脹土隧道最短的，疏解線大部分為明線，工程設(shè)置條件好，但下行線與既有線間距太小，施工時(shí)對(duì)既有線運(yùn)營干擾大，工程實(shí)施安全性差。

3.3.2 施工條件

西康直通雙線實(shí)施時(shí)，在建襄渝客車外繞線已運(yùn)營，既有襄渝上行線將拆除廢棄。分散繞避高壓變電站方案在施工期間，將對(duì)襄渝既有下行線及客車外繞線運(yùn)營產(chǎn)生干擾，為降低下行直通線跨越襄渝客車外繞雙線的高程，需在襄渝客車外繞雙線開通運(yùn)營之前，沿線路方向增加 200 m長框架涵 ( 正在實(shí)施的工程為普通路基工程 )，對(duì)客車外繞雙線的開通帶來一定影響。線路跨過客車外繞線后，以橋梁走行于客車外繞線和既有襄渝上行線之間，兩線間僅有 20～30 m 距離，新建線距既有線最小間距為 8 m，下行客、貨運(yùn)線施工場地十分狹窄，需要對(duì)挖切既有路基段先設(shè)置施工防護(hù)工程 ( 挖孔樁、鋼管樁防護(hù)等 )。采用塔吊等機(jī)械施工橋墩時(shí)，將對(duì)正在運(yùn)營的襄渝下行線及襄渝客車外繞雙線的運(yùn)營造成嚴(yán)重影響，施工條件較差。

中穿高壓電力走廊方案和金州變電站北側(cè)通過方案線路均遠(yuǎn)離既有線，施工時(shí)對(duì)既有線運(yùn)營干擾很小，施工道路基本暢通， 施工場地相對(duì)寬闊，施工條件相對(duì)較好。

3.3.3 對(duì)變電站及高壓電力走廊的影響

中穿高壓電力走廊方案的線路從 110 kV 關(guān)廟變電站和 330 kV 金州變電站之間的高壓電力走廊通過，對(duì)既有電力設(shè)施的運(yùn)營干擾很大，安康電力局堅(jiān)決反對(duì)此方案，故該方案實(shí)施難度較大。

金州變電站北側(cè)通過方案和分散繞避高壓變電站方案疏解區(qū)繞避了電力走廊，對(duì)既有電力設(shè)施的運(yùn)營干擾很小，地方電力部門也基本同意實(shí)施。

3.3.4 工程投資

中穿高壓電力走廊方案新建線路長度最短，工程投資居中，但是引起的電力拆遷最大。

分散繞避高壓變電站方案明線工程多，隧道最短且引起的電力拆遷小，工程投資最省。

金州變電站北側(cè)疏解方案隧道工程多，工程投資最大，分別較中穿高壓電力走廊方案和分散繞避高壓變電站方案高 1 156.31 萬元和 2 069.52 萬元。

3.4 推薦方案

綜合以上分析，盡管金州變電站北側(cè)疏解方案工程投資較大，但其工程設(shè)置合理，施工條件好，而且對(duì)變電站等電力設(shè)施影響很小，方案實(shí)施的外部條件好，故推薦金州變電站北側(cè)疏解方案。

4 結(jié)束語

鐵路樞紐地區(qū)在實(shí)現(xiàn)同等功能的條件下，疏解線的選線設(shè)計(jì)非常重要，特別是在復(fù)雜地質(zhì)情況和控制性的外部因素情況下，不能僅考慮工程投資方面，而應(yīng)綜合考慮合理的疏解方式和工程設(shè)置，以及工程實(shí)施的安全性和對(duì)既有線的干擾等因素。

[1] 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司. 改建鐵路陽安線漢陰至安康段增建第二線修改可行性研究[R]. 西安：中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2011.

[2] 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司. 改建鐵路陽安線漢陰至安康段增建第二線安康樞紐配套工程補(bǔ)充可行性研究[R]. 西安：中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2012.