(一)线路走向的拟定
在设计线起讫点间,因城市位置、资源分布、工农业布局和自然条件等具体情况不同,常有若干可供选择的线路走向。如图10-1所示,A为新兴的旅游城市,拟从A市建一条与干线上C站相连的铁路线。若从A市出发,与经过的B市、C市直接连接,则线路必须多次跨过大河,穿越较高的山岭和著名风景旅游区,不仅投资大,而且破坏了风景区的自然美。为了降低工程造价、节约运营支出和不影响风景区旅游资源的开发,线路可根据自然条件选择有利地点通过,如特大桥或复杂大桥的合适桥址D、E,绕避风景区的F、G,垭口H、I(这些点称为控制点)。这样,据点A、B之间就有两个可能走向,即ADFB和AGEB,而据点B、C间也有BHC和BIC两个可能走向,它们通常称为航空折线。选线的基本任务之一,就是从中选出最合理的方案作为进一步设计的依据。

图10-1 线路走向的拟定
线路走向的选择,关系到能否适应国家的要求和地区国民经济发展的需要,并直接影响铁路本身的经济效益和工程运营条件。因此,必须充分做好调查研究与分析,使设计线路更好地满足国家的要求和地区的需要。新建铁路干线的走向一般在路网规划经济选线的初步轮廓基础上,通过勘测设计工作,根据新的要求和情况,作进一步研究与落实。
(二)影响线路走向选择的主要因素
1.设计线的意义及其在路网中的作用
选择线路走向,首先应明确该线路在政治、经济和国防方面的意义,以及在路网中的作用。对于线路意义重大、在路网中起骨干作用、年输送能力需求大且以直通客货运为主的干线铁路,线路走向应力求顺直,以缩短直通客货运输的距离和时间;对于地区运输特征明显,或远期年客货运量较小的铁路,则考虑以满足地区运输为主,线路宜尽量经过或靠近线路行经的政治与经济控制点。
京沪高速铁路是连接京津唐环渤海和长三角两个经济区域的重要铁路客运干线。因此在选线时,主要考虑三大经济区和沿线主要城市交通快速联系的要求。在南京—丹阳段选线时,有南线(经句容市)方案和北线(经镇江市)方案(图10-2)。从线网布局均衡考虑,在尚无铁路的句容地区引入高速铁路,既可以彻底改变该地区无铁路的现状,提高苏南地区的铁路可达性,而且相对于北线方案,线路长度也有所缩短。但是,京沪高速铁路是为发达地区提供快速铁路客运交通服务为主要目标,客流以商务流为主。相对而言,镇江市的客流吸引范围和数量远超过句容地区,镇江市的区位条件更能发挥高速铁路的效用。因此,最终选择了北线方案。

图10-2 京沪高速铁路南京—丹阳段选线
2.政治经济控制点和经济效益
选择线路走向时,对重要的政治经济控制点,必须考虑通过。对重要干线经过某些政治经济控制点有困难时,可考虑采用支线联结的方案。如合(肥)九(江)铁路,为缩短全线的距离和减少工程量,采用了从高河埠引支线的方式,连接安徽省的重要经济据点安庆市。
铁路对经过地区的经济发展有很大的影响。因此,选择线路走向应尽可能有利于该地区的经济发展和扩大吸引范围,同时也扩大铁路客货运量,增加运输收入,争取较高的铁路建设经济效益。如“八五”期间国家重点工程南昆铁路(图10-3中粗实线)的线路东段(广西盆地),选择了靠近广西铅矿、右江煤矿、穿右江石油开发区;线路中段(百色至罗平),选择了靠近黔西南地区煤炭资源及主要城镇;线路的西段则靠近滇东南煤炭及著名风景旅游区路南石林。

图10-3 南昆铁路走向示意图
在线路方案拟定中,要正确贯彻“强本简末”的理念,既要重视投资的控制,也不能忽视线路的社会综合效益。如沪汉蓉快速铁路选线中,曾提出过南线、北线两个方案。北线方案为上海—南京—合肥—麻城—武汉;南线方案为上海—南京—芜湖—九江—武汉。从工程投资角度分析,南线方案投资452亿元,北线方案投资470亿元。单从工程投资角度分析,南线方案比北线方案有优势。从旅行时间角度分析,北线方案比南线方案少2.5 h,且北线方案经过的省会城市较南线多。因此最终选择了北线方案。
3.铁路与其他建设的协调
选择线路走向应考虑铁路与其他建设密切配合,如较大规模的农田水利建设、水力资源开发、重要工业基地建设以及与其他交通方式的合理衔接和城乡建设等。例如,成(都)昆(明)铁路当时选择了西线方案,就是为了避免对金沙江水力资源开发造成干扰,同时为我国西南重要的攀枝花钢铁基地建设提供对外运输能力。沪宁铁路通道已建有沪宁普速铁路、沪宁城际铁路、京沪高速铁路(沪宁段)等多条铁路。未来沪宁间还将出现第三条时速350km的南沿江城际铁路。显然,铁路的建设规模需要充分考虑运输需求与运能供给的协调。
4.合理选择接轨点
接轨站是指设计线起点或终点以及中间与既有线相连的车站。在选择线路走向的同时,要研究合适的接轨点,有利于铁路干线、支线的衔接和路网发展。理想的接轨点应具备的条件如下:
(1)符合路网的发展。在铁路枢纽中接轨时,要考虑枢纽的发展与改建工程量。如南昆线起讫点的接轨点,东端选择在南宁枢纽中江西村站,改建工程较小;西端选择在昆明南站,不仅工程小、投资省,还有利于昆明东枢纽的疏解和昆明枢纽南环线的形成。
(2)主要客货流方向顺直。如宝成铁路,在天水和宝鸡两个接轨站方案比较中,最后采用宝鸡站方案,主要理由之一就是此线为关中入川的干线铁路,而主要货物交流为西南与华中之间,约占总货运量的2/3。在宝鸡站接轨可缩短运距(154km),节省运费(图10-4)。
(3)充分利用既有设备,减少工程投资。如南昆线的北端从威舍引出支线与盘西线上的红果(区段)站接轨,既便于利用既有机务设备,减少工程投资,也有利于西南地区路网的发展。
京沪高速铁路在上海的终点站几经比选,最终确定为虹桥站,除了充分反映上海城市建设与发展的需求外,也有利于上海铁路枢纽结构优化和未来上海沪宁、沪杭两翼高速铁路通道的贯通,为东部南北向通道的高速直通旅客列车的运营组织创造条件(图10-5)。
5.自然条件
地形、地质、水文、气象、地震等自然条件,对选择线路走向有很大影响。对于严重的不良地质地区、缺水地区、高烈度地震地区和高大山岭、崎岖峡谷等非常困难的自然障碍,选线时尽量考虑绕避。不同的线路走向,因自然条件的差异,其线路长度、工程量和工程费、运营费和运输效率等是各不相同的。在保证行车安全和正常运营的条件下,应选用经济效益较好的线路方案。早期宝成铁路的线位选择宝略段方案,自然条件就是重要影响因素之一。
6.主要技术标准和施工条件

图10-4 宝成铁路北段选线示意图
图10-5 京沪高速铁路虹桥站位示意图
线路的主要技术标准在一定程度上影响线路走向的选择。例如,同样的运输任务,采用大功率机车,则可以采用较大的最大坡度(限制坡度)值,克服更大的拔起高度,使线路有可能更靠近短直方向,达到缩短线路长度的目的。南昆铁路地处我国西南地区,沿线地形及工程地质条件极其复杂,线路先后经由广西盆地、黔桂山地、云贵高原三大地貌单元。线路设计高程自南宁附近的78 m,逐渐上升到石林东部的2 088 m,后至昆明的1 910 m。上、下行需克服总高程达5 098 m。为此,南昆线设计中选用初期一次实现单线电气化牵引,上、下行分向坡度方案(上、下行限制坡度分别为6‰和13‰),其中百色至陆良段(506 km)采用双机牵引,从而实现加大设计坡度、缩短线路长度、减少工程量的目的。
施工期限、施工技术水平等对困难山区的线路走向选择具有重大影响,有时甚至是决定性的因素。例如,早期成昆线沙木拉打隧道方案的选定,贵昆线梅花山隧道方案的取舍,都与当时工期紧迫、缺乏特长隧道的施工技术和经验有关。随着铁路施工技术的进步,如今我国铁路隧道和桥梁工程虽是关键工程,但不一定成为项目的限制工程。2010年建成通车的沪宁城际铁路和沪杭高速铁路,绝大部分为高架铁路,而且项目都比原工期安排提前竣工。(https://www.xing528.com)
上述各项因素相互联系且又相互影响,故应深入调查,掌握情况,从整体考虑才能选出较为理想的线路走向。
(三)铁路选线案例
1.宝成铁路越秦岭方案
1949年前,作为大同至成都线的一部分,曾对宝略段线路做过多次尝试,后又对宝成线、成县线、礼县线(图10-4)进行过勘测比较,但都因工程艰巨无果而告终。1949年后,对礼县线方案进行定测,发现该线沿西汉水有40km地质不良地带,后改走成县线(天略段),并与宝略段进行了全面的比较(表10-1),最后放弃了天略段方案,而选用宝略段方案穿越秦岭。
表10-1 宝略段与天略段比较

2.兰州至重庆铁路线路走向方案
修建兰州至重庆铁路(简称兰渝铁路)可扩大西北的东通路、西南的北通路的运输能力,开辟一条新的西北石油入川通道,为西北地区新增一条连接东南沿海经济发达地区的捷径,对线路经行区域发展具有重要作用。结合区域铁路网规划,在系统考虑沿线经济布局的基础上,初拟了四个走向方案(图10-6),方案比较如表10-2所示。

图10-6 兰渝铁路方案图
表10-2 兰渝铁路走向方案比较

续 表

综合比较表10-2的各种情况,方案Ⅱ为推荐方案,理由如下:
(1)线路走向符合路网规划,有利于国土资源开发、环境保护。
(2)全线为新建铁路,并直接衔接重庆枢纽。线路经过广元,可与广元—乐坝—达州铁路一起,改善川东北广大地区的路网结构,符合区域路网布局要求。
(3)线路经过的经济据点最多,有利于带动沿线经济发展;不仅对带动地方经济发展有利,而且使本线的客货运量得以保证。
(4)线路走向顺直,接近兰州与重庆的航空线,线路运营里程最短。
(5)地形、地质条件在4个方案中相对较好,施工条件和运营条件较佳。
(6)经测算,项目全部投资财务内部收益率为5.15%,投资回收期为21.22年(含建设期),贷款偿还期为16.67年(含建设期)。项目全部投资经济内部收益率为15.27%,经济净现值为183.5万元,符合项目投资经济效益要求。
3.京沪高速铁路引入济南铁路枢纽方案
济南铁路枢纽是京沪高速铁路经由的重要枢纽之一,是京沪、胶济和邯济三大铁路干线的交汇点。枢纽布局已初步形成,其中济南站为主要客运站,济南东站为辅助客运站(图10-7)。
济南市已经确定了“东拓、西进、南控、北跨、中疏”的城市总体发展战略。整个城市由东向西将形成“东部产业带、东部新城、泉城特色风貌带、西部新城、西部片区”五大区域和拟跨黄河发展的北部片区。
(1)东线方案。京沪高速铁路引入既有济南(客)站。规划济南站为枢纽主要客运站,济南东站为枢纽辅助客运站,预留济南南站为第二辅助客运站的条件。该方案修建高速正线约69 km。济南站设高速客运车场和普速客运车场。津浦上、下行线改线,修建北园站至济南站第三线,津胶联络下行线向东侧改线;预留修建京沪上行线至邯济线的联络线。
(2)西线方案。京沪高速铁路采用新建济南高速站(济南西站)。济南站和济南西站为枢纽主要客运站,济南东站为枢纽辅助客运站。该方案修建高速正线约59 km,新建济南高速站和于家庄动车运用维修所。考虑京沪高速铁路与青岛方向的交流,近期设南、北联络线,结合规划的太(原)—青(岛)客运专线,济南高速站预留其接轨条件和疏解条件。

图10-7 京沪高速铁路引入济南枢纽示意图
表10-3 京沪高速铁路引入济南枢纽方案比较

东线、西线方案的比较见表10-3。考虑到东线方案投资大,施工干扰严重,走行距离长,换乘便利优势有限等情况,最终选择了优点明显、与城市规划配合好的西线方案。据此方案,济南市规划以京沪高速铁路建设为依托,在位于二环西路以西、京福高速公路以东,建设西部新城,规划建设用地约35 km2。以商贸、金融和物流产业为支撑,形成沿腊山河南北全新功能、全新面貌的新城景观轴线,形成正对济南西(高速)站和经十路的东西向功能轴线,将新旧城区连为一体,使济南城市布局得到改善。
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