天津至蓟州铁路扩能改造工程方案研究.pdf

铁道货运41卷/第08期/2023年RAILWAY FREIGHT TRANSPORT天津至蓟州铁路扩能改造工程方案研究韩冰，吴明辉(中铁第六勘察设计院集团有限公司 铁道工程设计研究院，天津 300308)摘 要：天津至蓟州铁路是天津市北部地区与中心城区货物交流的重要线路，与建成后的津承城际、京滨城际共同构成承德、蓟州、宝坻等地与天津中心城区相互交流的客运通道。在阐述天津至蓟州铁路现状、天津地区交通运输现状、客货运输需求等因素的基础上，研究分析天津至蓟州铁路引入天津枢纽方案、天津至蓟州铁路引入蓟州地区方案、天津至蓟州铁路增建二线方案，对比分析最终确定出合理的接轨方案、线路走向方案，可以更好地缓解该地区铁路运输压力，带动沿线经济发展。关键词：铁路；天津；蓟州；接轨方案；线路方案；方案研究0引言天津至蓟州铁路是一条客货兼顾的区域性铁路，是“三西”煤炭外运北通道中大秦线(大同秦皇岛)集疏运系统的组成部分；是天津港集运通路之一；是疏解北京枢纽通道的重要组成部分；与规划的蓟州至兴隆铁路一起，有机连接京沪线(北京上海)、京承线(北京承德)、张唐线(张家口唐山)，共同构成天津市与河北北部、内蒙古等地区货物交流的重要通路，是天津市北部地区与中心城区货物交流的重要线路；与建成后的津承城际(天津承德)、京滨城际(北京滨海西)共同构成承德、蓟州、宝坻等地与天津中心城区相互交流的客运通道，承担沿线旅游客流，同时可与Z3线相互替代承担沿线部分市域客流运输的重要线路1-2。从满足天津至蓟州铁路长远发展角度考虑，本着适度提高路基、桥梁等基础设施建设的原则，合理衔接与铁路运输通道的关系，天津至蓟州铁路推荐采用的主要技术标准为：铁路等级为I级；正线数目为双线；设计速度为120 km/h；最小曲线半径为一般条件下 1 200 m，困 难 条 件 下 800 m，特 殊 困 难 地 段600 m；限制坡度为6；牵引种类为电力；机车类型为HXD系列；牵引质量为5 000 t；到发线有效长度为1 050 m；闭塞方式为自动闭塞3。结合上述铁路的主要技术标准，深入研究天津至蓟州铁路与京津冀地区相邻铁路之间的关系，充分考虑满足沿线经济据点的运输需求，最终确定天津至蓟州铁路的接轨方案、线路走向方案4。1运量预测根据天津市发展现状，在该地区既有铁路网的基础上，结合国家中长期铁路规划，同时考虑天津市综合交通规划，预测天津至蓟州铁路运量如下5。（1）货运量预测。预测天津站至曹子里站区段近期(2030 年)货流下行方向为 1 753 万 t，上行方向为733万t；远期(2040年)货流下行方向为1 820万t，上文章编号：1004-2024(2023)08-0025-07 中图分类号：U212.32 文献标识码：ADOI：10.16669/ki.issn.1004-2024.2023.08.0525天津至蓟州铁路扩能改造工程方案研究 韩冰 等行方向为808万t。曹子里站至宝坻站区段近期货流下行方向为7 284万t，上行方向为948万t；远期货流下行方向为7 466万t，上行方向为1 041万t。宝坻站至蓟州站区段近期货流下行方向为7 286万t，上行方向为945万t；远期货流下行方向为7 468万t，上行方向为1 037万t。（2）客运量预测。从客运需求来源分析，天津站至曹子里站区段，近期开行旅客列车14对/d，远期开行旅客列车14对/d；曹子里站至宝坻站区段，近期开行旅客列车14对/d，远期开行旅客列车14对/d；宝坻站至蓟州站区段，近期开行旅客列车 12 对/d，远期开行旅客列车12对/d。2扩能改造方案研究2.1既有能力与预测运量适应情况分析既有津蓟线目前为单线内燃牵引铁路，货机采用DF8B，牵引质量为4 000 t，部分采用5 000 t；客机采用DF4K，旅客列车编成辆数为14节。现行图定旅客列车9对/d、货物列车13对/d，其中摘挂列车1对/d，平图能力利用率已处于紧张状态。既有能力与预测客货运量适应情况表如表1所示。由表1可知，津蓟内燃单线铁路无法满足预测运量需求，研究年度需进一步扩能改造。根据货物列车编组方案、列车开行方案及区段货流密度，预测研究年度内蓟州地区新建大秦津蓟联络线区段货物列车对数如表2所示，亟需建设大秦津蓟联络线。2.2扩能改造方案比选及推荐意见2.2.1既有线扩能的总体思路既有线扩能措施一般归纳为技术组织措施和技术改造措施2类。技术组织措施是在现有技术设备条件下采用先进的行车组织方案达到提高通过能力的目的，其往往作为运营部门加强铁路能力的措施。由于本段线路能力缺口较大，采用技术组织措施不足以弥补能力缺口，故需要通过技术改造措施以达到扩能要求6。结合本线客货运量增长趋势、既有线设备、运输状况及本线定位，本线扩能改造按照尽可能利用既有设备，降低工程投资的原则对各种扩能方案进行分析研究，最终确定项目建设方案。2.2.2扩能改造方案研究通过对本线既有能力与研究年度预测客货运量的适应情况分析，对扩能措施研究了单线电气化改造和增建二线电气化改造2种方案，现分述如下。（1）单线电气化改造方案。研究年度与本线相邻的大秦线、京哈线(北京哈尔滨)、京沪线和大北环线(汉沟镇胡张庄)等均为电气化铁路，将本线进行电气化改造，本线运营时分将缩短，区间平图能力也相应提高。该方案维持既有单线平纵现状，主要工程为现状电化工程、1 050 m到发线延长工程、120 km/h速度改造工程、平改立工程、病害整治工程客运设施补强工程、天津枢纽配套工程(对汉沟镇站北京端咽喉进行改造)、蓟州地区新建大秦津蓟上行联络线等工程，方案工程投资为13.66亿元。该方案改造后区间通过能力适应性表(HXD牵引)如表3所示。由表 3 可知，本线单线电气化扩能改造后初、近、远期各区间能力均不满足运量增长的需求。（2）增建二线电气化改造方案。该方案对本线进行增建二线电气化改造，尽可能利用既有线预留位置增建二线，增建二线一般设在站房对侧，跨越河流时增建二线按新建单线绕行考虑，最大限度减少对既有线运营影响和降低工程投资。方案主要工程为曹子里表1既有能力与预测客货运量适应情况表Tab.1Adaptation of existing capacity to forecast passenger and cargo traffic volume区段蓟州汉沟镇预测年度2025年2030年2040年旅客列车对数/（对/d）141414货运量/（万t/a）6 4837 2847 466货物列车对数/（对/d）55.562.561总对数/（对/d）69.576.575平图能力/（对/d）282828能力利用率/%26534033526天津至蓟州铁路扩能改造工程方案研究 韩冰 等至蓟州增建二线工程、天津枢纽新建曹西联络线工程、蓟州地区新建大秦津蓟上下行联络线工程、全线电化改造等工程。方案工程投资为64.54亿元。该方案改造完成后各区间通过能力适应性表(增建二线)如表4所示。由表4可知，该方案初、近、远期各区间能力均满足运量增长需求，方案工程投资大，但线路通过能力提高效果显著，且避免了重复改造。2.3扩能方案推荐意见根据客货流预测远期津蓟铁路蓟州曹子里段区段行车量达4875对/d，通过单线电气化改造已无法满足需求，能力缺口较大，为避免重复改造，研究扩能改造目标建议为增建二线电气化改造方案。3天津至蓟州铁路引入铁路枢纽方案3.1天津至蓟州铁路引入天津枢纽研究针对津蓟正线与京沪线交叉干扰的问题，结合津蓟正线自京沪线正线区间侧向引出的现状、南仓编组站搬迁至汊沽港的规划及枢纽大北环线于近期开通运营的情况，从配套枢纽规划实现“客内货外、客货分线”目标、减少城市污染、增强车站运输组织灵活性、提高线路通过能力、减少咽喉区交叉干扰等方面入手，推荐津蓟铁路引入天津枢纽曹西联络线。津蓟铁路引入天津枢纽方案研究示意图如图1所示。表2蓟州地区新建大秦津蓟联络线区段货物列车对数 对/dTab.2Pairs of freight trains in the section of the newly built Daqing-Tianjin-Jizhou connecting line in Jizhou area预测年度2025年2030年2040年线别联络线联络线联络线区段靳庄马圈头靳庄马圈头靳庄马圈头货物列车直通、区段111214摘挂222合计131416表3区间通过能力适应性表(HXD牵引)Tab.3Adaptability of section carrying capacity(HXD traction)区段蓟州汉沟镇预测年度2025年2030年2040年旅客列车/（对/d）141414货运量/（万t/a）6 4837 2847 466货物列车/（对/d）55.562.561合计/（对/d）69.576.575平图能力/（对/d）414141通过能力利用率/%181232229表4区间通过能力适应性表(增建二线)Tab.4Adaptability of section carrying capacity(additional second line)研究年度2025年2030年2040年区段蓟州上仓上仓宝坻宝坻曹子里曹子里汉沟镇蓟州上仓上仓宝坻宝坻曹子里曹子里汉沟镇蓟州上仓上仓宝坻宝坻曹子里曹子里汉沟镇旅客列车/（对/d）121214141212141412121414货物列车/（对/d）直通、区段29.554.554.511.536.561.561.514.535.060.060.016.0摘挂111111111111合计/（对/d）42.567.569.526.549.574.576.529.548737531平图能力/（对/d）180180180391801801803918018018039通过能力利用率/%25.945.347.580.029.849.251.487.728.948.350.691.527天津至蓟州铁路扩能改造工程方案研究 韩冰 等曹西联络线自曹子里车站天津端咽喉外包津蓟铁路引出，东行先后上跨S324、S101，之后转向南跨过京津高速，经周庄后继续向东南方向走行，上跨津保高速，经小马庄、季庄子村，跨过津蓟高速、永定新河、津榆公路，外包在建大北环线引入西堤头站。曹子里站三进两出，天津端咽喉分别为本线连接大北环线的曹子里站至西堤头站的上行联络线、本线曹子里至天津方向单线以及曹西下行联络线，其中在车站内曹西上行联络线与本线既有正线贯通，增二线位于既有线右侧于出站后与既有线连接，本线曹子里至汉沟镇站区间采用单线。曹子里站在忠旺铝业专用线改建规模的基础上在站房对侧增加到发线1条，并相应改建专用线；西堤头站四进两出，仅相应改建车站汉沟镇端咽喉，车站规模维持既有。考虑到既有津蓟线在汉沟镇站外京沪线区间侧向接轨，本线北京方向接发列车与京沪线通过列车交叉干扰，对京沪线的通过能力、运输效率和安全等影响均较大，本次研究将既有津蓟线改建为并行京沪线直接引入车站并与站内到发线接轨，同时还建相关专用线及段管线。3.2天津至蓟州铁路引入蓟州地区天津至蓟州铁路通过运量主要来自大同及以远去往天津港的大宗货物，针对地区存在的折角运输问题，同时考虑工程投资及工程实施对城区的影响等，为解决大秦线进出天津枢纽货物列车需在蓟州站折角运输的问题，研究了大秦津蓟上、下行联络线方案，大秦线货物列车在蓟州西站分解后可通过联络线直接与天津枢纽方向衔接，解决折角运输问题。从满足运输需求、降低铁路对城市的干扰、减少工程投资的角度分析研究了一次修建联络线方案7。蓟州既有铁路总平面示意图如图2所示。（1）正线。地区内(蓟州站至马圈头线路所)既有图1津蓟铁路引入天津枢纽方案研究示意图Fig.1Plan study on introducing Tianjin-Jizhou Railway into Tianjin Hub28天津至蓟州铁路扩能改造工程方案研究 韩冰 等津蓟线单线，仅进行现状电化改造。（2）联络线。新建大秦津蓟上行联络线自既有蓟州方向上行联络线K1+050处靳庄线路所引出，向东南前行，在LAK1+492处上跨既有京哈津蓟联络线，之后曲线右偏，在马圈头村西侧穿过，折向南“二合一”接入既有津蓟线，在津蓟线K88+400处设马圈头线路所，线路长度为2.649 km，其中特大桥1座长1.12 km；新建大秦津蓟下行联络线自既有蓟州西至蓟州下行联络线对应大秦线K409+050引出于既有线左侧向东前行，在LXAK2+750处上跨既有蓟州西至蓟州下行联络线，之后曲线右偏，在蓟州污水处理厂北侧经过，随后先后上跨既有大秦线、既有津蓟线，之后靠近并行既有津蓟线，上跨既有京哈线后，至联络线终点XAK7+224，线 路 长 度 为 7.224 km，其 中 特 大 桥1座长4.4 km。（3）蓟州站。在车站北端咽喉增设1组渡线使矿厂专用线与1114道直接连通，并针对车站客运设施的问题配套升级改造车站客运设备，即车站基本站台及中间站台均延长至450 m，配套修建站台雨棚，电化剩余的到发线4道、5道及机走线6道。改造后蓟州站主要承担普速旅客列车的始发终到、地区内地方运量的到发等作业。调车作业量的减少将大大减轻既有站作业负担并缓和站内的交叉干扰。4天津至蓟州铁路增建二线方案4.1汉沟镇至曹子里段(不含)增建二线增建二线从汉沟镇站站房同侧到发线北京端引出(与在建大北环上行线贯通)，折向西北与京津高速公路联络线并行，上跨京沪线和钢城路后，左侧并行等高既有津蓟线，前行至K8+900后利用曲线增建二线换侧为右侧，至曹子里站，线路全长为13.778 km8-9。研究推荐汉沟镇至曹子里段维持单线，仅进行电化改造，线路方案示意图如图3所示。图2蓟州既有铁路总平面示意图Fig.2General layout of Jizhou existing railway图3线路方案示意图Fig.3Schematic diagram of route plan29天津至蓟州铁路扩能改造工程方案研究 韩冰 等4.2曹子里(含)至蓟州增建二线起点为曹子里站，增建二线在既有津蓟线右侧，经崔黄口站(关闭)、大口屯站(关闭)、宝坻站、下仓站、上仓站，顺接新建大秦津蓟下行联络线，线路全长为72.206 km。4.3蓟州地区大秦津蓟上、下行联络线4.3.1大秦津蓟上行联络线新建大秦津蓟上行联络线自既有蓟州方向上行联络线 K1+050 处靳庄线路所引出，向东南前行，在LAK1+492处上跨既有京哈津蓟联络线，之后曲线右偏，在马圈头村西侧穿过，折向南“二合一”接入既有津蓟线，在津蓟线 K88+400 处设马圈头线路所，线路长度为2.649 km。4.3.2大秦津蓟下行联络线新建大秦津蓟下行联络线自既有蓟州西至蓟州下行联络线对应大秦线K409+050引出于既有线左侧向东前行，在LXAK2+750处上跨既有蓟州西至蓟州下行联络线，之后曲线右偏，在蓟州污水处理厂北侧经过，随后先后上跨既有大秦线、既有津蓟线，之后靠近并行既有津蓟线，上跨既有京哈线后，至联络线终点XAK7+224，线路全长7.224 km。5结束语天津至蓟州铁路的建设不仅是贯彻国家能源结构调整、实施能源发展战略转移的需要，而且能实现电气化铁路成网、疏解北京枢纽通道、实现京津冀交通一体化并促进京津冀协同发展，能够有效推动天津北部地区融入“一带一路”倡议。结合天津市既有铁路路网的功能定位、地区发展规划，研究天津至蓟州铁路的工程方案，对比分析最终确定出合理的接轨方案、线路走向方案，可以为国内同类扩能改造铁路的设计提供借鉴10。参考文献：1崔永明.铁路新线引入枢纽有关问题的研究J.铁路标准设计，2011，52(5)：5-6.CUI Yongming.Study on Problems about New Railway Lines Led into TerminalJ.Railway Standard Design，2011，52(5)：5-6.2魏 召.邵永铁路引入永州铁路地区方案研究J.铁道运输与经济，2021，43(3)：100-108.WEI Zhao.Study on the Scheme of Introducing Shaoyang-Yongzhou Railway into Yongzhou Railway TerminalJ.Railway Transport and Economy，2021，43(3)：100-108.3中华人民共和国交通运输部.2020年12月全国港口货物、集装箱吞吐量EB/OL.(2021-01-21)2021-05-01.https:/ 100992017S.北京：中国铁道出版社，2017：23-31.6国家铁路局.铁路线路设计规范：TB 100982017S.北京：中国铁道出版社，2017：8-10.7张俊龙.新建甘泉铁路甘其毛都口岸换装站布设方案优化研究J.铁道运输与经济，2021，43(10)：101-108.ZHANG Junlong.Research on Construction Scheme Optimization of the New Ganqimaodu Port Transshipment Station in Ganquan RailwayJ.Railway Transport and Economy，2021，43(10)：101-108.8范俊怀.中蒙甘其毛都口岸跨境铁路总体方案研究J.铁道运输与经济，2019，41(11)：69-74.FAN Junhuai.A Study on the Overall Plan of Cross-border Railway in Gantsmod Port of China and MongoliaJ.Railway Transport and Economy，2019，41(11)：69-74.9李方豫.沈丘港口物流园铁路专用线接轨方案设计J.铁道货运，2021，39(9)：27-32.LI Fangyu.Study on Junction Schemes for Special Railway Line of Shenqiu Port Logistics ParkJ.Railway Freight Transport，2021，39(9)：27-32.10赵 升.郑徐客运专线引入商丘地区设站方案研究J.铁道工程学报，2011(4)：5-8，31.ZHAO Sheng.Study on Schemes for Leading Zhengzhou Xuzhou PDL into Shangqiu DistrictJ.Journal of Railway Engineering Society，2011(4)：5-8，31.收稿日期：2022-11-24基金项目：国家自然科学基金项目(52178405)责任编辑：吴文娟30天津至蓟州铁路扩能改造工程方案研究 韩冰 等Research on Capacity Expansion and Reconstruction Project of Tianjin-Jizhou RailwayHAN Bing,WU Minghui(Railway Engineering Design and Research Institute,China Railway Liuyuan Group Co.,Ltd.,Tianjin 300308,China)Abstract:Tianjin-Jizhou Railway is an important line of cargo exchange between the northern part of Tianjin and the central city.With the completed Tianjin-Chengde Intercity Railway and Beijing-Binhai Intercity Railway,a passenger transport channel for Chengde,Jizhou,Baodi,and other places to the central city of Tianjin was formed.According to the current situation of the Tianjin-Jizhou Railway,the transportation status in Tianjin,the demand for passenger and cargo transport,as well as other factors,this paper studied the plan of introducing the Tianjin-Jizhou Railway into Tianjin Hub,the regional plan of introducing the Tianjin-Jizhou Railway into Jizhou,and the plan of expanding the second line of the Tianjin-Jizhou Railway,and it finally determined the reasonable connection plan and route direction plan,which can better ease the pressure of railway transport in the region and drive economic development along the line.Keywords:Railway;Tianjin;Jizhou;Connection Plan;Route Plan;Plan StudyOptimized Layout of Heavy-Vehicle Pulling Line for Turn-Back DumperZHANG Yi(Department of Science and Information Technology,China Railway Zhengzhou Group Co.,Ltd.,Zhengzhou 400502,Henan,China)Abstract:With the influence of the national transport structure adjustment policies,especially the macro-control related to the“shifting freight traffic flow from roads to railways”,the demand for railway coal and other goods transport in China has continued to grow,which has led to the urgent need to constantly strengthen the adaptive reform in railway transport efficiency,enterprise handling machinery,and other related fields.As an important unloading machinery for railway freight transportation,the dumper has the advantages of a high degree of automation,large unloading capacity,and wide adaptability.To optimize the dumper s unloading operation process,improve the dumper s overall unloading efficiency,and meet the corporation s operation needs,this paper conducted an in-depth study on the layout of the heavy-vehicle pulling line for the turn-back dumper.The traditional layout scheme and the optimized layout scheme of the turn-back dumper system were analyzed and compared from the aspects of the system layout scheme,operation process,and characteristics.Combined with actual engineering cases,it is proved that the optimized layout scheme of the heavy-vehicle pulling line has the advantages of a simpler operation process,higher operating efficiency,less comprehensive investment,and better environmental protection,and it has obvious advantages both technically and technologically.This study is of great significance to improve the handling efficiency of railway coal transportation.Keywords:Turn-Back Dumper;Heavy-Vehicle Pulling Line;Layout Scheme;Operation Process;Optimized Layout（上接第24页）31