哈尔滨至佳木斯铁路建设方案研究

蔡君君　牛永平

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津　300142)

Study on the Construction Scheme of Harbin-Jiamusi Railway

CAI Junjun　NIU Yongping

哈尔滨至佳木斯铁路建设方案研究

蔡君君牛永平

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300142)

Study on the Construction Scheme of Harbin-Jiamusi Railway

CAI JunjunNIU Yongping

摘要对新建哈佳铁路功能定位进行分析，结合路网、工程实际情况，确定线路宏观走向方案，重点从速度目标值、限制坡度、牵引质量、到发线有效长等方面对哈佳铁路的建设方案进行研究。经过综合分析，推荐满足运输组织要求、经济合理、切实可行的13‰限制坡度，到发线有效长1 080 m，货物列车双机牵引质量5 000 t的200 km/h客货共线方案。

关键词哈佳铁路；速度目标值；限制坡度；建设方案

既有哈佳铁路位于黑龙江东北部，线路南起哈尔滨枢纽，向东北经绥化市及庆安县和伊春市的铁力市、带岭区、南岔区，终至佳木斯枢纽，由滨北线哈尔滨至绥化段和绥佳线组成，线路全长504.7 km。现状哈尔滨至佳木斯间客车旅行时间为7～8 h，旅行速度约80 km/h，两座城市之间亟需修建新的快速铁路，以满足日益增长的客货运量及经济发展需求。

新建哈尔滨至佳木斯铁路位于黑龙江省的中东部，地处松花江南岸的哈尔滨市与佳木斯市，线路起自哈尔滨站，经宾西、宾县、方正、得莫利、高楞、达连河、依兰至佳木斯市的佳木斯站。在项目的建设方案研究中，需要重点研究项目的功能定位、线路走向方案、速度目标值、限制坡度、牵引质量、到发线有效长等，以便为项目的决策提供可靠的依据。

1功能定位研究

1.1　哈佳铁路的特点及服务对象

新建哈佳铁路承担哈尔滨至佳木斯之间的交流，主要服务对象如下：

①哈大客运专线、滨洲线与佳木斯以东等线的交流；

②本项目沿线各县与哈大客运专线、滨洲线、牡佳铁路各线的交流。

1.2　与既有线的分工

既有哈佳线以承担货运为主，兼顾少量客运专线难以承担的哈尔滨以远与绥化以西的长途旅客运输，以及沿线小站的旅客运输。哈佳铁路建成后，将主要承担路网长途旅客运输、沿线城际旅客运输，以提高旅客服务质量，满足旅客对运输速度等服务质量要求，同时兼顾满足具有较高时效性要求的货物运输需求。

1.3　哈佳铁路的功能定位

本项目是东北铁路快速运输网络的重要组成部分，是哈大通道向黑龙江东北地区的延伸线，是黑龙江省对外客货运交通的快速通道。本项目的建设将拉近哈尔滨至佳木斯乃至同江、双鸭山、鹤岗的时空距离，是黑龙江东北部地区通往哈尔滨及关内最便捷、最快速的通道。

2线路走向方案研究

基于本线主要服务于哈尔滨与佳木斯两大经济据点，主要研究沿既有线通道、新开辟通道松花江南及松花江北三大线路宏观走向方案。

沿既有线通道方案线路较松花江南方案需展长约128 km，工程投资需增加约113亿元，且客流吸引范围与既有线重叠，通过既有线提速改造即可满足该通道内客货运量要求。而松花江南和松花江北方案均开辟了新的铁路客货运服务通道，具有线路长度相对较短、沿线地形条件相对简单、重点工程不多、增加了新的客货量吸引范围、与沿线城市规划结合较好等优点。

综合考虑松花江南方案具有线路不跨松花江、不经过重要的环境敏感点、沿线经济发展水平及客货运需求相对较高、服务水平和服务范围大、符合地方政府对线路走向的要求、工程实施难度小等诸多优点，推荐采用松花江南岸方案为贯通方案。

3速度目标值的选择

本线运营长度约343 km，目前该通道内分布有哈同高速公路。高速公路旅行时间约4～5 h，铁路相对公路应具有比较优势，才能发挥快速轨道交通的作用，并吸引到沿线及以远的客流。因此，哈佳铁路时间目标值应控制在2 h以内。为满足上述时间目标值要求，同时考虑该地域铁路技术政策和发展状况，本线速度目标值应不低于200 km/h。鉴于300 km/h及以上标准造成投资增加较大，故本次重点对250 km/h客运专线方案、200 km/h客货混方案进行研究分析论证。

3.1　方案Ⅰ：250 km/h客专方案

(1)无砟轨道方案(Ⅰ-1)

本方案线路全长340.81 km，全线新设车站8座，改建车站2座，新建线路采用无砟轨道，新建线路335.856 km，桥隧比54.91%，全线投资估算总额3 950 699.3万元，技术经济指标为11 591.9万元/正线公里。

(2)有砟轨道方案(Ⅰ-2)

本方案线路全长340.81 km，全线新设车站8座，改建车站2座，新建线路采用有砟轨道，线路走向与无砟轨道方案相同，新建线路335.856 km，桥隧比48.18%，全线投资估算总额3 457 781.9万元，技术经济指标为10 145.8万元/正线公里。

3.2　方案Ⅱ：200 km/h客货共线方案

本方案线路全长343.344 km，全线新设中间站12座，利用既有站1座，改建车站1座。其中新建线337.115 km，桥隧比为47.74%。此外，引入哈尔滨枢纽需要修建货运疏解线，新建货车联络线自宾西东站疏解引出，引入既有宾西地方铁路，之后利用宾西地方铁路至成高子站，并利用既有滨绥线至哈尔滨南站。新建货车下行联络线9.14 km、货车上行联络线2.33 km；新建成高子货车上行疏解线4.9 km。该方案全线投资估算总额3 522 831.6万元，技术经济指标为10 269.3万元/正线公里。

3.3　方案比较及优缺点分析

(1)从功能定位分析

新建客专方案：本项目是东北铁路快速客运网络的重要组成部分，是哈大客专向黑龙江东北地区的延伸线，是黑龙江省对外客运交通的骨干线路，是黑龙江东北部地区通往哈尔滨及关内最便捷的客运通道。

新建客货共线方案：本项目为以客为主，兼顾货运的快速运输通道，是东北铁路快速运输网络的重要组成部分，是哈大通道向黑龙江东北地区的延伸线，是黑龙江省对外客货运交通的快速通道，是黑龙江东北部地区通往哈尔滨及关内最便捷、快速的客货运通道。

从项目功能来看，建设客货共线铁路，可在哈佳通道间形成一条新的快速客、货运通道，在满足旅客快速、舒适、全天候运输需求的情况下，满足哈尔滨以远与佳木斯以远具有较高时效性要求的货物运输需求，有利于拉动黑龙江省东北部地区经济的发展，有利于相关地区高科技产业集群的发展。

(2)从带动沿线经济的发展分析

客专方案的建设将使沿线对外交通基础设施构建取得突破性进展，对于构筑地区各种运输方式有机结合、畅通便捷的现代化综合对外运输体系具有重要意义；对于进一步密切沿线与哈尔滨经济圈的融合，增进各地在资金、资源、技术、人才等领域的优势互补和协调发展具有十分深远的影响，是沿线对外连通效果显著、纽带作用巨大的一条交通要道，对于促进沿线资源开发及经济发展具有重要作用。与客专方案相比，新建客货共线方案还可满足沿线各县经济发展过程中对外交流的货物运输需求。

(3)从运营组织分析

客货共线方案与客专方案比较有以下优点：

① 客货共线方案，货物列车走行距离短。客专方案货物列车需走既有哈佳通道，货物列车走新线较走既有线运行距离短约169 km。因此客货共线方案货车运行时间缩短约3 h，同时货物列车运营成本减少，加快了货运机车车辆周转。

② 客货共线方案新线开办货运，极大地方便了沿线的县市的货物运输，有利于拉动沿线地方经济的发展。

客货共线方案也存在如下主要缺点：

① 经计算分析，两方案旅客列车运行时分见表1，从表中可看出，客货共线方案旅客列车运行时间增加，旅客列车运行时间比客专方案多22 min。

②哈尔滨及佳木斯两端枢纽均需要同时考虑客、货疏解通路，设置线路引入货运系统的条件，需要新建货运联络线，工程投资加大。

③从运输组织方面考虑，客货共线方案需要考虑客货列车越行的条件，因此客货共线方案的车站数量较客专方案增加。同时客货共线方案到发线有效长增大，受货物列车限制设置为1 080 m，客专方案为650 m。

3.4　综合分析及推荐意见

综合以上分析，虽然客运专线方案节省客运运营时间较多，但新建哈佳客货共线方案能够增加路网运营的灵活性，便于沿线的县市的货物运输，有利于拉动沿线地方经济的发展，且工程投资要较客专无砟轨道方案省42.8亿元、较客专有砟轨道方案增加约6.5亿元。客货共线方案客车运行时间仅增加22 min，货物列车运行距离短169 km，货车运行时间缩短约3 h，列车运营成本减少，加快了货运机车车辆周转，故综合考虑推荐采用按200 km/h客货共线方案。

4限制坡度、牵引质量、到发线有效长的研究

限制坡度的选择应结合本线所经地区地形、自然坡度、铁路等级、牵引种类、机车类型、运输要求、相邻线主要技术标准等因素综合比选确定，地形困难地段采用适当限坡可有效地缩短线路长度，节省工程投资，提高运输能力。

本线为客货共线铁路，限制坡度地选择与货运牵引质量直接相关，从研究年度与本线相邻的各线牵引质量分析，研究年度相邻既有线牵引质量见表2。

由表2可以看出，哈佳新建铁路的货物列车流向主要是去往哈大线、滨洲线，哈大线、滨洲线规划年度牵引质量均为5 000 t，从方便运输组织考虑，牵引质量应尽量统一，以减少增减轴作业，因此哈佳新线牵引质量也应采用5 000 t。本线拟采用电力牵引，各型电力机车在不同的坡度下牵引质量见表3。

由表3可以得出：SS4单机可在6‰的坡道上牵引5 000 t，SS4双机可在13‰的坡道上牵引5 000 t，HXD单机可在9‰的坡道上牵引5 000 t或4 000 t。考虑本线还运行普通旅客列车，因此最大坡度不宜太大，本次主要对13‰、9‰、6‰坡度方案进行比较。

4.1　限坡方案的选择

(1)13‰限坡方案

在13‰限坡的条件下，重点从运输组织、货物运量、工程投资等方面对到发线有效长度1 080 m和880 m方案进行了研究分析。

从运输组织方面分析：

现状滨州线及哈大线车站到发线有效长均是1 050 m，研究年度佳同扩能完成、哈佳、滨洲、哈牡电化扩能工程完成，牡绥线建成，车站有效长均为1 050 m。因此本线采用双机牵引5 000 t，车站到发线有效长按照1 080 m进行设计，具有与相邻线匹配好，运输组织灵活，减少货车增减轴作业等优点。

从货物运量分析：

经计算，采用双机牵引5 000 t(到发线有效长1 080 m)方案，远期可承担的最大货运量为2 400万t；采用双机牵引4 000 t(到发线有效长880 m)方案，远期可承担的最大货运量为2 000万t，货运量较双机牵引5 000 t方案要小。

从工程投资分析：

到发线有效长度880 m方案，全线车站铺轨减少约9.3 km，铺砟减少3万m3，土方减少50万m3，用地减少62亩，减少工程投资为4 995.2万元，工程投资节省不明显。

方案推荐意见：

综上所述，本次研究车站到发线有效长度采用1 080 m方案。

(2)9‰限坡方案

9‰限坡方案，从运输组织上可考虑采用HXD机车单机牵引5 000 t或4 000 t，到发线有效长可采用1 050 m或850 m。

(3)6‰限坡方案

6‰限坡方案，考虑采用SS4单机牵引5 000 t，到发线有效长1 050 m。

4.2　工程经济比选

经研究，9‰限坡方案与相邻路网牵引标准不匹配，增加了枢纽编组站的作业。因此，重点对13‰双机坡度(到发线有效长度1 080 m)和6‰单机坡度(到发线有效长度1 050 m)限坡方案进行工程经济比选。

13‰双机坡度(到发线有效长度1 080 m)方案：

线路全长343.344 km，其中正线桥梁长度154.064 km，隧道长度9.845 km，桥隧比为47.74%，并新建宾西东及成高子货车联络线16.5 km。

6‰单机坡度(到发线有效长度1 050 m)方案：

线路全长345.274 km，其中正线桥梁长度173.494 km，隧道长度6.8 km，桥隧比为52.22%，并新建赵安屯及成高子货车联络线32.6 km。

(1)工程投资

6‰坡度方案工程静态投资较13‰坡度方案增加19.06亿元。

(2)工程条件分析

①路基

路基工程概况：6‰坡度方案较13‰坡度方案路基长度缩短14.46 km，区间线路土石方减少57.5万m3，站场土石方6‰坡度方案增多377.3万m3。

路基填挖高度：本线没有特别困难的高填、深挖工点，但6‰坡度适应地形条件较差，平均填方高度较13‰坡度方案增加2.0 m左右，且深挖方长度增加了5.7 km，由此增加了路基填挖方、边坡防护工程及地基处理数量。

②桥梁

6‰坡度方案正线桥梁长度较13‰坡度方案增加18.94 km，而且桥梁高度普遍增加，13‰坡度方案桥梁最大墩高43 m，6‰坡度方案最大墩高46.5 m。另外，6‰坡度方案宾西货物联络线新建线路长度增加，桥梁工程增加6.5 km。

③改移道路及沟渠

6‰限坡方案区间改移道路及改移沟渠数量及防护较13‰坡度方案增加较大。

(3)机车车辆购置费

13‰限坡方案机车购置费比6‰限坡方案增加约16 975万元。

(4)运营费

根据客货运量预测，近期开行61对客车、15对货车，两限坡方案年运营费见表4，可看出6‰坡度方案较13‰坡度方案年运营费节省7 314万元。

(5)其他

采用6‰限坡方案，货运引入哈尔滨枢纽利用既有滨绥线、孙新线均存在部分超限坡，考虑本段位于既有线疏解区，软化坡度工程对既有线运营影响大。若不软化坡度，对于一般情况下列车动能闯坡不存在运营的安全问题，但在机车产生故障时，影响区间的运营及安全，而选择13‰限坡方案，则不存在上述问题。

4.3　综合分析及推荐意见

(1)从功能定位分析

本线的功能定位为以客为主、兼顾货运的快速运输通道，在满足客运的前提下，货物列车应以运输轻快、高附加值货物为主。因此，限坡方案应在满足客运需求的情况下，结合工程条件考虑货物运输需求综合确定。

(2)从与路网相关线路的适应性分析

研究年度通道既有线及其衔接的主要干支线均开行5 000 t货物列车，6‰和货13‰两个方案与相关线路、枢纽编组站相匹配，但6‰坡度利用成宾地方铁路需对既有线进行限坡改造。

(3)从工程条件的适应性分析

13‰限坡方案可较好适应沿线丘陵地区特点，客货限坡匹配性较好，且工程投资节省19.06亿元。

(4)从运输成本分析

13‰限坡方案机车购置费增加16 975万元，运营费年增加7 314万元。

综合分析，13‰限坡方案总投资较为节省，与相邻线路运输组织条件好，客货限坡匹配，可较好适合沿线丘陵地形特点，因此，研究推荐13‰限制坡度，到发线有效长度1 080 m，货物列车双机牵引质量5 000 t方案。

5结论

新建哈尔滨至佳木斯铁路是东北铁路快速运输网络的重要组成部分，通过对本线功能定位进行分析，结合相邻路网和工程实际情况，确定线路宏观走向方案为松花江南方案。在速度目标值的研究中，通过对不同速度目标值的工程投资、功能地位、对地方经济发展的作用及运输组织进行综合分析，推荐采用200 km/h客货共线方案。限制坡度研究中，根据工程经济比选，综合分析相邻线路的适应性及工程条件适应性，推进采用货物列车双机牵引质量5 000 t，13‰限制坡度，到发线有效长度1 080 m方案。

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中图分类号：U212.32

文献标识码：A

文章编号：1672-7479(2015)05-0061-04

作者简介：第一蔡君君(1985—)，男，2010年毕业于中南大学道路与铁道工程专业，工学硕士，工程师。

收稿日期：2015-06-09