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0 引言
2019年8月,国家发改委颁发《西部陆海新通道总体规划》,提出要强化西部地区交通基础设施建设,扩大既有通道能力,提升运输能力和物流发展质量效率。
既有钦港铁路为单线铁路,区段平图能力24对/日,目前已开行货物列车20对/日,线路能力已趋饱和。
随着钦州港新港区的不断建设,港区运输需求快速增长,钦港铁路运能缺口持续放大,钦港铁路扩能工程迫在眉睫。
钦州港是西南地区联系国内外市场的重要出海口。自设立钦州保税港区以来,港口吞吐量持续以较高速度增长。2019年,钦州港吞吐量达1.2亿t,近四年年均增长19.7%,2019年铁路集疏运量1638万t,近四年年均增长20.9%,铁路运量增长速度略高于港口吞吐量增长速度。
规划年度内,钦州港区运量还将持续增长,单线铁路能力已经不能满足运输需求的上涨。根据现状分析,如在区间内新建会让站,可提高单线能力,但会面临建成即饱和的局面。
因此,需要实施增建二线工程提高铁路运输能力。同时,钦港铁路作为西部陆海新通道的起点段,增二线的建设将对加快西部地区陆海双向开放具有重要意义和作用,对加快形成国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局具有重要的战略意义。
1 钦港铁路增建二线项目概况
1.1 线路沿线自然特征
既有钦港铁路位于广西壮族自治区钦州市境内,由钦港线、钦州港东线、钦州港站联络线三部分组成。钦州市地处我国西南沿海,广西壮族自治区南部,南临北部湾和我国南海,背靠大西洋,东邻粤港澳,面向东南亚。
钦州市冬暖夏凉,气候宜人,依山临海,线路所经地区属亚热带季风湿润气候,具有亚热带向热带过渡性质的海洋季风气候特点,热量丰富,日照时间较长,雨量充沛,沿线地形北高南低,主要地貌以丘陵、河间谷地、平原为主,局部穿越海相沉积平原边缘。
1.1.1丘陵区
沿线广泛分布,地势北高南低,地形起伏较大,地面高程10~70m,自然坡度5°~30°。丘包圆缓,坡面植被较发育,局部平缓地区多辟为耕地和园林苗圃,植被茂盛;丘间谷地较平坦,多被辟为水田和水塘。
1.1.2河谷区
主要为钦江、金鼓江、茶山江等河谷,多呈“U”形,河谷两侧局部保留宽窄不等的不对称状的河漫滩及河流阶地,河谷深度不大。受人类活动影响,多建为村庄住宅等,局部为水塘、水田。
1.1.3海积平原区
该线路从海积平原区边缘地带通过,主要分布在北部湾一带。地形起伏不大,局部散布残丘,海拔高程1~5m,多开辟为水塘。
地质方面,沿线分布多为软岩,基岩表面风化强烈,遇水易崩解,岩体稳定性较差,易形成风化剥落层,剥落物呈块状、大块状。施工时路堑开挖、降雨过后易导致岩体失稳,形成坍塌体,危及安全。
边坡开挖应加强支护措施,做好堑顶排水,封闭地表防止雨水下渗。基坑开挖应及时支护,防止岩体软化,岩体强度降低,崩塌体塌落,边坡失稳。同时,因施工期间既有线不停止运营,临近既有线施工,存在一定的安全风险。
地层开挖后改变了原有地质环境及边坡稳定性,易诱发顺层滑动现象,需加强顺层一侧边坡支挡防护措施或加大坡率,顺层放坡,保证既有线运营安全。所以,钦港铁路增建二线工程线间距与施工安全和既有线运营安全关系密切,线间距方案比选研究至关重要。
1.2 线路走向及主要技术标准
增建二线线路由钦州东站大里程段引出,出站后下穿既有邕北客专折向南,后并行既有线右侧增建二线分别上跨子材东大街、南珠东大街、金海湾东大街,于海棠站前换侧至既有线左侧增建二线,绕避北部湾水源涵养生态红线后换侧于既有线右侧增建二线,上跨北部湾大道、进港一级公路后设水牛港线路所,出水牛港线路所后以框构形式下穿既有钦港线,并设金鼓江线路所,后线路并行钦港东线右侧增建二线,上跨望鸭江、金鼓江、孔雀大道后至大榄坪站,出站后线路折向南,并行既有线引入钦州港东站,线路行径钦南区、钦州港经济开发区。
钦州港既有线主要技术标准如表1所示。
既有线平面曲线半径分布情况如表2所示。
新建正线主要技术标准:
(1)铁路等级:Ⅰ级;
(2)正线数目:双线;
(3)设计速度:120km/h,既有小半径曲线段局部限速;
(4)最小曲线半径:一般1200m,困难800m,限速并行增建二线段维持既有;
(5)限制坡度:6‰;
(6)牵引种类:电力;
(7)机车类型:HXD1C;
(8)牵引质量:4500t;
(9)闭塞类型:自动闭塞;
(10)建筑限界:时速≤160km客货共线电气化铁路建筑限界。
2 钦港铁路增建二线线间距方案
2.1 研究思路
根据《铁路线路设计规范》路段设计速度v≤120km/h时,最小线间距为4m,同时,为确保行车安全,当曲线两端直线地段采用最小线间距时曲线地段线间距应加宽。
工电部于2021年7月13日印发《普速铁路工务施工安全管理有关规定》中提出“在线间距不足6.5m的双线或多线地段施工而临线行车时,作业人员集中的更换道岔、道床清筛等施工,应根据施工风险、作业面条件等因素设置软硬隔离”。
计算得出:1.3m(轨枕长度一半)+1.7m(硬隔离栅栏高度,倾覆不能占压轨枕)+2m=5m,因此5m线间距满足规定要求。
结合上述因素,对钦港铁路钦州东至钦州港东沿既有线增建二线段,重点研究了5m线间距方案(方案Ⅰ)和4m线间距方案(方案Ⅱ)。
方案比较范围:K0+360-QGDK15+644.51。
2.2 方案说明
2.2.15m线间距方案(方案Ⅰ)
左线:线路长度41.445km,其中利用既有线长35.755km,改建既有线2.536km,并行段长3.154km;
右线:线路长度41.546km,其中利用既有线长3.154km,并行段长25.255km,单线绕行13.137km,桥梁长度6.22km,桥梁占比15.0%;
新建水牛港线路所至钦州港站联络线:K25+364.13-SQLK26+600,长度1.24km;
改建既有钦港东线:改QGDK0+898-改QGDK1+400,长度0.50km。2.2.24m线间距方案(方案Ⅱ)
左线:线路长度41.445km,其中利用既有线长35.755km,改建既有线2.536km,并行段长3.154km;
右线:线路长度41.546km,其中利用既有线长3.154km,并行段长25.255km,单线绕行13.137km,桥梁长度6.22km,桥梁占比15.0%;
新建水牛港线路所至钦州港站联络线:K25+364.13-SQLK26+600,长度1.24km;
改建既有钦港东线:改QGDK0+898-改QGDK1+400,长度0.50km。
2.3 方案比较分析
钦港铁路钦州东至钦州港东段增建二线线间距方案比较从线路长度、桥梁长度、路基长度、用地、拆迁、工程静态投资、投资分析、施工安全分析和后期养护维修九个方面进行全面比较,具体方案比较如表3所示。
2.4 推荐意见
综上所述:
虽然4m线间距方案(方案Ⅱ)投资少且满足规范最小线间距要求,但部分曲线需将两端直线段通过大曲线直线变距或三角变距等方式实现曲线加宽,相比5m线间距方案增加了6处小偏角大半径曲线,对后期养护维修影响较大,线型较差;部分段落因线间距过小,施工期间无法满足机械施工要求,必须进行人工施工,因既有线不停止运营,临近既有线施工,存在一定的安全风险;
5m线间距方案(方案Ⅰ)投资较4m线间距方案(方案Ⅱ)增加2187万元,主要是由于线间距变化引起的用地、土方量及涵洞接长长度的增加而造成的投资增多,但5m线间距方案施工时基本满足施工机械间距需求,需要人工施工的段落较少,且距离既有线距离较远,施工期间更加安全,同时,由于5m线间距非规范中要求的最小线间距,无须考虑曲线加宽问题,减少了为满足加宽而设置的小偏角大半径曲线,整体线型更好,有利于运营后养护维修的进行。
因此,为加强营业线施工安全管理,确保人身、行车、施工安全,减少施工对铁路运输生产的干扰,综合考虑多种因素后,5m线间距方案更合理,确定为推荐方案。
3 结论
钦港铁路能力即将不足,且运输需求仍在快速增长,迫切需要实施增建二线工程提高铁路运输能力。
钦港铁路增建二线线间距方案比选从投资角度、施工安全角度及后期养护维修角度等方面具体分析了5m线间距方案(方案Ⅰ)和4m线间距方案(方案Ⅱ)的差异,通过综合考虑施工和运营期间对既有线路的影响,并为加强营业线施工安全管理,确保人身、行车、施工安全,减少施工对既有铁路运输生产的干扰,最终确定该次研究推荐方案为方案Ⅰ:5m线间距方案。
同时,该次方案比选思路可为既有线增建二线项目线间距方案研究工作提供参考。
本文转自《交通科技与管理》——钦港铁路增建二线工程线间距方案比选研究,作者##;仅用于学习分享,如涉及侵权,请联系删除!
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