银川至西安铁路主要技术标准选择探讨

白存仓

1 项目概况

拟建的银川至西安铁路(简称银西铁路)北起宁夏银川市，向南经吴忠市、甘肃庆阳市和陕西咸阳市，南抵西安市，线路全长599.1km，沿线连接沿黄城市带、陇东地区和关天经济区。线路行经地区主要为黄土高原。在区域铁路网中其北接包兰铁路，中联太中银、西平铁路和规划的平庆黄线，南经西安枢纽与陇海、西康、宁西、郑西客专、西成客专等铁路衔接，辐射华东、中南、西南等广大地区。项目沿线矿产、旅游资源丰富，区位条件优越，路网主骨架特征明显。研究年度近期2025年，远期2035年。相关既有铁路主要技术标准见表1。

表1 区域路网既有相关铁路主要技术标准

2 铁路主要技术标准研究

1)铁路等级。银西铁路连接银川与西安两大省会城市，同时兼顾甜水堡、环县、庆阳等地区煤炭资源开发，为路网骨干线路。近期预测运量最小区段为客车43对/日、544万t/年，大于20mt，推荐为Ⅰ级铁路。

2)正线数目。考虑陇东地区煤炭资源开发，银西铁路银川至庆阳南段为客货共线铁路，近期预测运量最小区段为客车43对/日，544万t/年，需按双线设计;庆阳南至西安北段货运分流至西平铁路，线路只承担客运作业，近期预测客车对数62对，数量多且等级高，也需按双线设计。推荐全线一次双线。

表2 银川至全国大城市间总体旅行时间

3)速度目标值。a.时间目标值分析。银西铁路的客流以银川、蒙西、庆阳地区至陕西、西南、华东、中南的商务、旅游等中长途旅客为主，占总客流的65%左右，银川至吴忠、太阳山和西安至机场、乾县、彬县、庆阳地区的客流为城际客流。银川至全国大城市间列车要求的旅行时间见表2，银西铁路上旅行时间需控制在4 h左右。银川至西安高速公路旅行时间为8.53 h(附加时间1 h)，铁路运行时间在6 h(附加时间1.5 h)以内，较公路具有竞争力;两地间航空旅行时间约3.87 h(附加时间3 h)，若铁路运行时间控制在4 h左右，并发挥全天候、低费用优势，较航空也具有竞争力。因此全线的时间目标值宜确定为4 h。b.速度目标值的综合比较。银川至庆阳南段。考虑区域路网中相关的包兰、太中银铁路速度目标值为200km/h，关中城际、郑西客专、西成客专等速度目标值为200km/h及以上，研究了160km/h，200km/h，200km/h平纵断面预留提速条件和200km/h线下预留250km/h四个方案进行比较，主要工程经济及运营效果见表3。可以看出，200km/h和200km/h平纵断面预留提速条件方案经济效益较佳，且预留提速条件方案仅在部分路段增加迁改工程和少量土建工程。考虑机车车辆技术的发展，推荐速度目标值为200km/h平纵断面预留提速条件。庆阳南至西安北段。按客运专线标准，庆阳南至西安北段研究了200km/h，250km/h，350km/h三个速度目标值方案，主要工程经济及运营效果见表4。可以看出，250km/h较200km/h方案工程投资增加21.82亿元，约8.3%;350km/h较200km/h方案工程投资增加47.08亿元，约19.6%;350km/h较250km/h旅行时间节省仅7min。考虑与银川至庆阳南段和相邻的郑西、西成客运专线的速度目标值匹配，工程投资更合理，庆阳南至西安北段速度目标值推荐250km/h。

表3 工程经济比较表(一)

表4 工程经济比较表(二)

4)最小曲线半径。最小曲线半径与速度目标值相匹配，银川至庆阳南段最小曲线半径一般4500m，困难4000m，庆阳南至西安北段最小曲线半径一般4000m，困难3500m。

5)限制坡度。沿线庆城以北地形比较平坦，庆城以南较为困难，限制坡度分银川至庆城、庆城至庆阳南、庆阳南至西安北三段进行研究。

银川至庆城段在翻越苦水河与马莲河的分水岭处地形稍显困难，其余基本位于黄河冲积平原及马莲河河谷区，地形开阔平坦，研究了6‰限制坡度和13‰双机坡度方案进行比较。6‰方案需增加桥隧工程进行越岭，工程投资较13‰方案增加5.3亿元，且需在庆城设补机点，节省的运营费及机车购置费有限。推荐13‰双机坡度。

庆城至庆阳南段线路需自马莲河谷上行至庆阳塬上，31km拔起高度达290m，6‰，9‰方案很难适应地形，重点研究了13‰和16‰双机坡度方案进行比较。16‰方案较13‰方案节省投资仅0.27亿元，13‰方案与相邻路网中宁西、西康、陇海线(均为13‰双机坡度)协调性更好，运营费用省，经济性最好。推荐13‰双机坡度。

庆阳南至西安北段行经黄土梁峁沟壑塬区和渭河平原，在翻越泾河与渭河分水岭永寿梁时工程艰巨，研究了13‰，20‰和25‰三个最大坡度方案比较。20‰坡度较13‰坡度易适应地形条件，缩短线路7.4km和隧道17.4km，其中永寿梁越岭隧道长度由20.45km缩短至12.4km，节约投资26.7亿元。25‰坡度方案较20‰坡度主要在局部地段采用以改善工程条件，节省投资0.71亿元。相邻的郑西客专采用20‰坡度，综合分析推荐庆阳南至西安北段采用20‰最大坡度。

6)牵引种类。银西铁路研究年度相邻且有直接货物交流的包兰、太中银、西平、黄韩侯铁路以及西安枢纽相关干线均为电力牵引，采用电力牵引与相邻线协调统一，有利于电化成网及生产力合理布局、实现列车长交路，产生规模效益。沿线电网总体较为发达，分布有宁夏恩和750 kV变电站和甘肃西峰、良平、环县330 kV变电站，陕西沿线330 kV骨干网络已经完善，为本线采用电力牵引提供了较好的外部条件。电力牵引较内燃牵引具有牵引质量大、运行速度高的优点，运输成本可节省15%～20%，符合节能优先战略。推荐采用电力牵引。

7)牵引质量。银西铁路运量构成以经该铁路、西平铁路发往宁西、黄韩侯方向的煤炭为主，研究年度内区域路网主要相关线路牵引质量见表5，除西康铁路到发线有效长度为850m，其他全部为1050m，牵引质量均为5000 t。考虑与相邻线协调一致，减少列车换重和实现长交路，推荐列车牵引质量采用5000 t。

表5 研究年度相邻线相关主要技术标准表

8)机车类型。a.货运机车。目前国内交流传动电力机车主要有 HXD1，HXD2，HXD3，HXD1B，HXD2B，HXD3B 等机型，均能满足银西铁路13‰坡度、牵引质量5000 t的要求。根据区域机务布局和机车配属情况，结合线路运输特点，推荐采用HXD3B。b.客运机车。银西铁路为快速客运通道，适宜采用动力分散式电动车组，目前国内有时速200km的CRH1，CRH2-200及 CRH5型，时速300km的CRH2-300及CRH3型。根据全路生产力布局规划及相关动车所的配属情况，推荐采用CRH5型。针对少量低标准的旅客列车，即将投产的160km/h以上交流大功率客机(HXDK)在13‰坡道可实现单机牵引，推荐采用。

9)到发线有效长度。结合货流流向及牵引质量研究结论，银西铁路银川至庆阳南到发线有效长度宜与相关通路保持一致(见表1)，推荐采用1050m。庆阳南至西安北客运专线段为长途16辆编组动车组与城际8辆编组动车组共线运行，到发线有效长度推荐采用650m。

10)闭塞类型及行车指挥方式。银西铁路银川至庆阳段运输组织模式为200km/h动车组，160km/h机车牵引客车及120km/h货物列车共线运行，闭塞类型应采用符合主体化机车信号要求的自动闭塞制式，200km/h旅客列车控制方式应装设符合CTCS2级标准的列车超速防护系统设备，行车指挥方式宜采用调度集中。庆阳至西安北为250km/h的客运专线，采用CTCS2级列车运行控制系统，行车指挥方式应采用调度集中。推荐全线采用自动闭塞，行车指挥方式采用调度集中。

表6 推荐的主要技术标准

3 结语

银西铁路是以银川为中心的沿黄城市带、陇东地区与以西安为中心的关天经济区、西南、中南、华东地区联系的铁路网干线，推荐的主要技术标准见表6。

［1］中华人民共和国铁道部.铁科技［2004］78号.铁路主要技术政策［Z］.2004.

［2］GB 50090-2006，铁路线路设计规范［S］.

［3］中华人民共和国行业标准 铁建设函［2005］285号，新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定［S］.