東非地區(qū)標準軌鐵路引入米軌鐵路樞紐方案影響因素分析

董 霄，韓 濤

（1.中交鐵道設(shè)計研究總院有限公司 線路站場設(shè)計處，北京 100088；2.中國路橋工程有限責(zé)任公司內(nèi)馬鐵路項目總經(jīng)理部，北京 100011）

1 東非地區(qū)鐵路網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃

東非地區(qū)包含東非共同體的6個國家，分別為肯尼亞、烏干達、坦桑尼亞、布隆迪、盧旺達和南蘇丹。其中，肯尼亞、烏干達、坦桑尼亞和南蘇丹有既有鐵路系統(tǒng)，包括軌距為1 000 mm的米軌鐵路、軌距為1 067 mm的窄軌鐵路，以及按中國標準新建的軌距1 435 mm的標準軌鐵路，盧旺達和布隆迪尚無鐵路系統(tǒng)。目前東非地區(qū)鐵路總長度約8 341 km，鐵路網(wǎng)密度為33.8 km/萬km2。其中，米軌鐵路6 646 km，占鐵路總長度的79.6%；窄軌鐵路和標準軌鐵路長度分別為1 223 km和472 km，分別占鐵路總長度的14.8%和5.6%。東非地區(qū)既有鐵路網(wǎng)概況如表1所示。

表1 東非地區(qū)既有鐵路網(wǎng)概況Tab.1 Existing railway network in East Africa

東非地區(qū)既有米軌和窄軌鐵路網(wǎng)由于修建年代久遠，線路技術(shù)條件落后，缺乏養(yǎng)護維修，運輸效率低，事故頻發(fā)，已經(jīng)不能滿足經(jīng)濟社會發(fā)展需求。因此，東非地區(qū)各國都將新建標準軌鐵路提上日程。目前已經(jīng)建成的標準軌鐵路有肯尼亞蒙巴薩—內(nèi)羅畢鐵路，規(guī)劃及在建的標準軌鐵路有肯尼亞內(nèi)羅畢—基蘇木—馬拉巴鐵路長約480 km，烏干達托羅羅至坎帕拉鐵路長約263 km，坎帕拉至南蘇丹首都朱巴鐵路長約620 km。

標準軌鐵路引入既有米軌鐵路樞紐，是為了與既有米軌鐵路一起為城市發(fā)展服務(wù)，因而應(yīng)結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮地方政府要求。鐵路樞紐規(guī)劃應(yīng)與城市發(fā)展規(guī)劃融為一體，并納入城市發(fā)展規(guī)劃，滿足城市發(fā)展規(guī)劃的總體安排，以便更好地為城市建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、人民生活和旅行服務(wù)[1]。與此同時，由于東非地區(qū)城市發(fā)展規(guī)劃相對落后，城市發(fā)展規(guī)劃應(yīng)結(jié)合鐵路樞紐規(guī)劃，使城市發(fā)展及綜合交通規(guī)劃相輔相成，達到鐵路樞紐和城市協(xié)同一致。同時，主管部門根據(jù)用地情況、區(qū)域綜合交通發(fā)展規(guī)劃及相關(guān)要求，應(yīng)給出鐵路樞紐規(guī)劃的要求和原則。東非地區(qū)實行土地私有制，征地拆遷困難，鐵路主管部門一般會根據(jù)鐵路用地情況對鐵路樞紐內(nèi)的車站位置選擇提出一定要求[2]。

2 東非地區(qū)標準軌鐵路引入米軌鐵路樞紐方案影響因素分析

東非地區(qū)標準軌鐵路尚在建設(shè)初期，鐵路樞紐規(guī)模一般不大，作業(yè)簡單，而且東非地區(qū)城市規(guī)劃一般比較滯后，鐵路樞紐規(guī)劃的理念和影響因素與中國鐵路樞紐有所不同。東非地區(qū)標準軌鐵路引入米軌鐵路樞紐方案影響因素如下。

2.1 鐵路樞紐等級劃分

鐵路樞紐等級劃分是鐵路樞紐總體規(guī)劃的前提。根據(jù)鐵路網(wǎng)規(guī)劃，按鐵路樞紐在國家和地區(qū)中的重要程度、承擔(dān)的主要作業(yè)和銜接的線路方向數(shù)，將鐵路樞紐分為3個層次。第一層次為干線樞紐，一般位于幾條鐵路干線交叉或銜接的大城市，辦理大量的通過車流和地方車流，設(shè)有較多的專業(yè)車站，其設(shè)備的規(guī)模和能力都很大；第二層次為地區(qū)樞紐及大量客、貨集散樞紐，一般位于干線和支線的交叉或銜接的大、中型城市，辦理管內(nèi)的通過車流和地方車流，設(shè)備規(guī)模不大；第三層次為地區(qū)客貨集散樞紐，一般位于大型工業(yè)企業(yè)和水陸聯(lián)運地區(qū)，辦理大量的貨物裝卸和小運轉(zhuǎn)作業(yè)。因此，應(yīng)根據(jù)鐵路樞紐等級和功能的不同，而進行相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計[3]。

2.2 標準軌鐵路的功能定位

在進行鐵路樞紐規(guī)劃時，應(yīng)統(tǒng)籌考慮標準軌鐵路和米軌鐵路，根據(jù)標準軌鐵路的定位做好銜接工作。根據(jù)標準軌鐵路與米軌鐵路的位置關(guān)系，運輸通道上標準軌鐵路的功能定位如下。

（1）標準軌鐵路替代米軌鐵路。標準軌鐵路與米軌鐵路共用通道，標準軌鐵路修建后米軌鐵路正線停運。米軌鐵路修建較早，車站一般位于城市中心，而標準軌鐵路由于征地拆遷等原因一般位于城市外圍。米軌區(qū)間正線停運后，可以利用米軌鐵路伸入城市中心的優(yōu)勢，將樞紐內(nèi)米軌鐵路升級改造為城市軌道交通，利用既有通道，方便旅客出行。

（2）標準軌鐵路與米軌鐵路共用通道，互有分工。米軌鐵路網(wǎng)一般擁有復(fù)雜的專用線系統(tǒng)，標準軌鐵路在運營初期專用線較少?？梢愿鶕?jù)米軌鐵路專用線的利用情況，為米軌鐵路分配少量專用線貨物，方便將貨物直接運輸至企業(yè)，減少裝卸次數(shù)，降低運輸成本。標準軌鐵路承擔(dān)大宗貨物運輸或通過運量，以提高運輸效率。

（3）標準軌鐵路與米軌鐵路不共通道，米軌鐵路作為支線鐵路承擔(dān)標準軌鐵路的功能補充。鐵路的建設(shè)必定會帶動沿線地區(qū)經(jīng)濟社會的發(fā)展，鐵路沿線地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r一般要優(yōu)于非鐵路沿線地區(qū)。標準軌鐵路線路規(guī)劃時，可以選擇與米軌鐵路不同的線路走向，以促進經(jīng)濟社會均衡發(fā)展。在這樣的情況下，樞紐內(nèi)需要設(shè)置標準軌鐵路與米軌鐵路旅客換乘和貨物換裝的相關(guān)設(shè)施[4]。

2.3 標準軌與米軌銜接方式

不同軌距鐵路銜接一般采用可變軌距列車、換裝和套軌3種方式。

（1）可變軌距列車。可變軌距列車的輪對間距可以隨鐵路軌距的變化而變化，使列車在不同軌距鐵路之間自由運行，以擴大列車的運行范圍，減少旅客換乘次數(shù)。目前西班牙已研制出可變軌距列車，并投入運營；日本也已研制出可變軌距列車試驗車，預(yù)計2022年投入運營。為響應(yīng)“一帶一路”倡議，中國也已啟動速度400 km/h可變軌距高速列車研發(fā)。

（2）換裝。換裝是指將一種軌距鐵路車輛上裝載的貨物和旅客，換裝到另一種軌距鐵路車輛上的作業(yè)，需要在銜接位置設(shè)置換裝站。換裝站應(yīng)設(shè)置有2種軌距的列車到發(fā)場、調(diào)車場、旅客換乘站臺、機車車輛設(shè)備和必要的裝卸機具[3]。在某些換裝作業(yè)量比較大的車站，為提高作業(yè)效率，還可以采用換輪的方案來實現(xiàn)換裝。貨物列車和旅客列車可以通過更換鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架，來實現(xiàn)軌距的轉(zhuǎn)換?？捎糜趽Q輪的車輛構(gòu)造需滿足更換不同轉(zhuǎn)向架要求，車輛限界需同時滿足2種軌距鐵路的限界要求。

（3）套軌。套軌是將不同軌距的2條鐵路共線，不同軌距線路相互嵌套，共用軌枕及路基。套軌線路根據(jù)其共線軌道數(shù)量的情況又可分為三線套軌和四線套軌等[5]。套軌的優(yōu)勢在于可以充分利用既有鐵路的用地界，對既有鐵路系統(tǒng)的運輸影響較小，同時由于共用路基和道床，工程投資較省[6]。套軌線路的缺點主要有：新建標準軌鐵路和米軌鐵路由于分屬不同部門運營，難以建立良好的溝通機制；既有米軌鐵路一般采用電話閉塞，而新建標準軌鐵路一般采用自動或半自動閉塞，米軌鐵路和標準軌鐵路的信號系統(tǒng)難以兼容；套軌線路軌枕及交叉處的軌道需要特殊設(shè)計，國內(nèi)無成熟產(chǎn)品；套軌線路維修養(yǎng)護分工界面難以明確，養(yǎng)護維修的成本分攤困難；套軌線路影響鐵路的通過能力。

根據(jù)國內(nèi)口岸站的使用經(jīng)驗，不同軌距鐵路銜接一般采用換裝的方式，換裝站設(shè)置換裝或換輪設(shè)備，僅綏芬河口岸站與俄羅斯格羅杰闊沃口岸站之間修建了26.5 km的寬軌與標準軌套軌鐵路。

3 蒙內(nèi)鐵路標準軌鐵路引入米軌鐵路樞紐案例分析

3.1 內(nèi)羅畢鐵路米軌樞紐

隨著蒙內(nèi)鐵路(蒙巴薩—內(nèi)羅畢)和內(nèi)馬鐵路(內(nèi)羅畢—馬拉巴)建設(shè)，內(nèi)羅畢鐵路樞紐已經(jīng)初步形成。結(jié)合東非鐵路網(wǎng)規(guī)劃，分析標準軌鐵路引入米軌鐵路樞紐規(guī)劃。內(nèi)羅畢鐵路樞紐平面布置示意圖如圖1所示。

內(nèi)羅畢米軌鐵路樞紐以內(nèi)羅畢站和瑪可代瑞站為中心，銜接3個方向，分別為蒙巴薩方向、烏干達方向和肯尼亞山(埃塞俄比亞)方向。樞紐內(nèi)主要車站內(nèi)羅畢站為編組站，車站設(shè)置有客貨列車到發(fā)場、編組場、機車車輛維修中心；瑪可代瑞站為區(qū)段站，車站設(shè)置有到發(fā)場、調(diào)車場、機務(wù)段；其余車站為中間站。在蒙內(nèi)標準軌鐵路規(guī)劃前期，肯尼亞鐵路公司已經(jīng)著手將部分米軌鐵路車站進行現(xiàn)代化改造，開行至內(nèi)羅畢站的通勤列車，以滿足市郊旅客通勤出行需要。

3.2 內(nèi)羅畢標準軌鐵路樞紐規(guī)劃

3.2.1 標準軌鐵路功能定位

圖1 內(nèi)羅畢鐵路樞紐平面布置示意圖Fig.1 Schematic layout of nairobi railway terminal

經(jīng)過與肯尼亞鐵路公司對接，標準軌鐵路功能定位如下：①蒙巴薩至阿西河段運輸由標準軌鐵路承擔(dān)，該段米軌鐵路停運；②阿西河至馬拉巴(肯尼亞與烏干達邊境城鎮(zhèn))段標準軌與米軌不共用通道，由標準軌鐵路承擔(dān)主要運輸任務(wù)，米軌鐵路保留并進行大修，作為內(nèi)羅畢至馬拉巴標準軌鐵路的補充，服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展；③標準軌鐵路不進入內(nèi)羅畢城區(qū)，內(nèi)羅畢城區(qū)內(nèi)的運輸由米軌鐵路承擔(dān)，將內(nèi)羅畢樞紐內(nèi)的米軌鐵路升級改造，開行阿西河、基庫尤和錫卡3個衛(wèi)星城至內(nèi)羅畢的通勤鐵路，方便標準軌鐵路旅客接駁，同時規(guī)劃建設(shè)內(nèi)羅畢機場米軌通勤線，作為內(nèi)羅畢樞紐米軌通勤鐵路的一部分。

3.2.2 標準軌鐵路規(guī)劃

根據(jù)東非鐵路網(wǎng)規(guī)劃，內(nèi)羅畢鐵路樞紐為干線鐵路樞紐。結(jié)合米軌鐵路的定位，內(nèi)羅畢鐵路樞紐內(nèi)設(shè)置標準軌鐵路車站2座，分別為內(nèi)羅畢終點站和阿西河站。內(nèi)羅畢終點站為區(qū)段站，設(shè)置有到發(fā)場、調(diào)車場、機務(wù)段和車輛段等設(shè)施，主要承擔(dān)蒙內(nèi)鐵路及東非鐵路區(qū)段列車的始發(fā)、終到和解編作業(yè)。內(nèi)馬標準軌鐵路采用與既有米軌鐵路不同的線路走向，線路由內(nèi)羅畢終點站大里程端引出后折向西南，中穿內(nèi)羅畢國家公園后折向馬拉巴。規(guī)劃至埃塞方向的標準軌鐵路也由內(nèi)羅畢終點站大里程端咽喉引出，與既有米軌鐵路共用通道。此外，內(nèi)羅畢終點站還設(shè)置了標準軌與米軌鐵路換乘站臺，方便市內(nèi)旅客乘坐米軌通勤鐵路到達內(nèi)羅畢終點站后換乘至標準軌鐵路出行。阿西河站為中間站，車站規(guī)劃有標準軌鐵路與米軌鐵路的換裝場，承擔(dān)標準軌鐵路與米軌鐵路貨物換裝作業(yè)，輔助內(nèi)羅畢終點站辦理東非鐵路區(qū)段列車的始發(fā)、終到作業(yè)。初期內(nèi)馬標準軌鐵路與烏干達標準軌鐵路未建成之前，去往烏干達方向的部分貨物經(jīng)由蒙內(nèi)鐵路運輸至阿西河車站后換裝至米軌鐵路，繼續(xù)運輸至目的地。近期內(nèi)馬標準軌鐵路和烏干達標準軌鐵路建成后，去往米軌鐵路沿線城鎮(zhèn)的貨物經(jīng)蒙內(nèi)鐵路運輸至阿西河進行換裝。規(guī)劃至坦桑尼亞的標準軌鐵路由阿西河站小里程端引出后折向東南，去往坦桑尼亞方向[7-8]。

內(nèi)羅畢鐵路樞紐標準軌鐵路的規(guī)劃對既有米軌鐵路功能影響較小，標準軌鐵路布置在城市外圍，征地拆遷量小，易于實施。

4 結(jié)束語

鐵路樞紐是鐵路運輸?shù)暮诵?，也是鐵路建設(shè)的重中之重。在標準軌鐵路引入米軌鐵路樞紐研究中，充分考慮米軌鐵路的實際情況和標準軌鐵路的功能定位，將標準軌鐵路與米軌鐵路融合，充分發(fā)揮各自的功能，共同為城市和地方經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)，對于標準軌鐵路工程的實施和運營效果有著重要的影響。隨著其他類似工程的建設(shè)，下一步將總結(jié)新的經(jīng)驗和影響因素，完善標準軌鐵路引入米軌鐵路樞紐的影響因素體系，并對標準軌鐵路引入米軌鐵路樞紐后形成的新樞紐進行評價，更好地為標準軌鐵路在東非地區(qū)推廣提供借鑒[9]。