深圳平鹽鐵路改造工程主要技術標準研究

□ 陳雷雷

深圳港是集裝箱吞吐量位居世界前列的國際干線樞紐港，也是深圳市優質核心戰略資源。目前，深圳港面臨著前方作業區堆存裝卸用地不足、疏港鐵路能力有限、港口集疏運高度依賴道路、與城市交通疊加造成城市主干道擁堵等一系列問題，進一步加劇了港城矛盾。為緩解港城矛盾，深圳市創新提出了打造近距離內陸港體系，而平鹽鐵路是內陸港與前方港區實現大能力、全天候、高效環保銜接、扭轉港區周邊道路擁堵局面的關鍵抓手?？梢?，實施平鹽鐵路改造工程十分緊迫和必要。

鐵路的主要技術標準是決定鐵路建筑物和設備的類型、能力和規模的重要依據，對鐵路能否滿足運輸需求，運營效率的高低、投資規模和運營經濟具有重要影響。因此，合理確定改造平鹽鐵路的主要技術標準十分必要，對控制項目工程規模及投資、充分發揮項目疏港功能、加快推進深圳港口型國家物流樞紐建設等具有重要意義和作用。

一、工程概況

改造后的平鹽鐵路采用沿既有通道新建雙線方案，線路起自平湖南站，途經龍崗、鹽田區至鹽田港區，全線設車站3 座，分別為平湖南站（接軌站）、中港區站（既有鹽田站改建）、東港區站（新建港區站）；另設線路所2 處，分別為平湖線路所、北山線路所。平湖南至中港區正線長度19.74 公里，至東港區支線4.256 公里。線路方案如圖1 所示。

圖1 改造平鹽鐵路線路方案示意圖

二、預測運量

根據預測，改造后平鹽鐵路僅承擔鹽田港區（含中、東港區）的海鐵聯運量，且均為集裝箱貨物。根據港區功能定位及貨源分布，東港區站僅承擔近距離內陸港集裝箱貨物運輸，中港區主要承擔中長途方向及部分近距離內陸港集裝箱貨物運輸。研究年度，平鹽鐵路承擔的運量情況見表1 所列。

表1 研究年度平鹽鐵路預測運量萬TEU/年

三、主要技術標準關鍵問題

1.區域相鄰線主要技術標準

既有平鹽鐵路及區域相鄰線主要技術標準見表2所列。

表2 相鄰線鐵路主要技術標準

2.主要技術標準

（1）鐵路等級。從項目功能定位來看，該線是一條主要承擔深圳海鐵聯運集裝箱運輸的疏港貨運鐵路，在路網中主要起到輔助的作用，非路網干線。另外，根據運量預測，平鹽鐵路近期重車方向運量為11.2 Mt/年，遠期重車方向運量為18.2 Mt/年。根據《鐵路線路設計規范》（TB10098-2017），Ⅰ級鐵路主要為鐵路網中起骨干作用的鐵路，或近期年客貨運量大于或等于20 Mt；Ⅱ級鐵路主要為鐵路網中起聯絡、輔助作用的鐵路，或近期年客貨運量小于20 Mt 且大于或等于10 Mt。因此，依據規范要求，結合項目功能定位及預測運量，改造平鹽鐵路等級應為Ⅱ級鐵路。

（2）建筑限界。①從貨源及港區箱型來看。近年來鹽田港區40 英尺高箱比例穩步增長，2020年占比達到70%?；诖讼湓唇Y構，若平鹽鐵路采用雙箱運輸，宜采用雙高箱運輸模式。該模式運輸過程中存在挑箱、配載、加固等諸多環節，導致末端裝卸作業效率降低；②從線路工程條件及工程投資來看。若采用雙高箱方案，平鹽鐵路部分立交橋需要改造，另外盾構隧道斷面需擴大至13.6 米。經測算，雙高箱方案較單箱方案增加改造工程投資 9.15 億元（不含后方通道國鐵線路改造費用）；③從運營經濟性來看。若建筑限界按滿足單層集裝箱條件，則近、遠期列車對數分別為50對/日和74 對/日，若建筑限界按滿足雙層集裝箱條件（港口—平湖南以遠的直達班列受后方通道線路建筑限界限制，仍按單層集裝箱班列組織），則近、遠期列車對數分別為43 對/日和65 對/日，2 種方案運營成本有所差別。另外，為滿足與既有、在建構筑物立交要求，改造后平鹽鐵路需采用15‰限制坡度，組織開行單箱班列時，單機牽引可以滿足需求；若組織開行雙高箱班列，需要雙機牽引。改造后的平鹽鐵路需自購部分機車、車輛設備，兩方案機車、車輛購置費亦有所不同。項目運營期按30年（含建設期）考慮，機車、車輛使用壽命按30 年考慮。經綜合測算，雙高箱方案運營費累計凈現值較單箱方案節省0.14 億元，運營費節省有限；④從與后方通道銜接線路匹配角度看。平鹽鐵路后方通道線路有廣深三四線、京廣線、京九線，上述線路現狀建筑限界均不滿足雙高箱運輸條件，且后期改造工程實施難度大。因此，即使平鹽鐵路按雙高箱方案改造，港區至平湖南以遠的集裝箱（至近距離內陸港以及中長途方向，該部分車流比重約2/3）仍需按單層集裝箱班列組織。

綜上分析，雙高箱方案車場末端裝卸作業效率較單箱方案低，由于隧道凈空增大以及滿足立交要求，額外增加改造工程投資。另外，后方通道相關線路均不具備雙高箱運輸條件、運營費用節省也十分有限。同時考慮到組織單層集裝箱班列時，線路通過能力仍有較大富余，按“經濟、適用”原則，推薦改造平鹽鐵路按滿足單層集裝箱建筑限界。

（3）正線數目。根據預測運量及運輸組織方案，平鹽鐵路相關區段行車量見表3 所列。

表3 研究年度平鹽鐵路區段列車對數 對/日

經測算，改造后平鹽鐵路行車量最大區段近、遠期分別為50 對/日和74 對/日，需要雙線方可滿足運輸能力需求。另外，北山線路所~中港區站近、遠期列車對數為31 對/日和47 對/日，車流量相對較大，北山線路所—東港區站近、遠期列車對數分別為19對/日和27 對/日，車流量相對較小。經測算，單線方案可以滿足北山線路所—中港區站以及北山線路所—東港區站運輸能力需求，因此從節省工程投資的角度考慮，研究建議北山線路所—中港區站以及北山線路所—東港區站正線數目為單線。其中，考慮到遠期北山線路所—中港區段區間通過能力趨于飽和，建議北山線路所—中港區站預留雙線條件，未來視港口運量增長情況適時增建二線。

（4）設計速度。目前，我國常用的貨運機車最高運行速度為120 公里/小時，另外，《鐵路主要技術政策》要求普通貨物列車運行速度不超過120 公里/小時，因此，本線設計速度不應超過120 公里/小時。與此同時，根據《鐵路線路設計規范》，Ⅱ級鐵路設計速度選取范圍為80 公里/小時、100 公里/小時及120 公里/小時。綜上，本項目設計速度重點研究80 公里/小時、100 公里/小時及120 公里/小時3 個方案。①從符合項目功能定位角度來看。項目承擔的貨物均為高附加值、高時效性要求的集裝箱貨物，需要本項目采用較高的運行速度，實現集裝箱貨物在港口與內陸港間快速、高效地集疏運。因此，從契合項目功能定位角度看，設計速度宜采用120 公里/小時；②從工程投資技術經濟角度來看。受沿線主要控制點限制，80 公里/小時、100 公里/小時及120 公里/小時3 個方案平面條件相差不大、僅線路長度略有差別，其余土建及站后標準一致。其中，120 公里/小時方案較100 公里/小時、80 公里/小時方案投資分別增加0.13 億元和0.06 億元，投資增幅很??；列車運行時間分別節省0.5 分鐘和2.4 分鐘，節時效果相對較好。相較而言，120 公里/小時方案技術經濟性更優；③從與路網相鄰線設計速度匹配角度來看。項目以開行至國鐵路網的集裝箱直達班列為主，與項目強相關的路網相鄰線主要有廣深三四線、京九線、京廣線，以上線路設計速度均為120 公里/小時，設計速度宜采用120 公里/小時與之相互匹配。

綜合分析，120 公里/小時設計速度方案更契合項目功能定位、更好地滿足集裝箱貨物快速運輸需求特征，技術經濟性更優，且與路網相鄰國鐵線路設計速度匹配性更好。推薦平鹽鐵路設計速度采用120 公里/小時。

（5）車站到發線有效長度與牽引質量。平鹽鐵路承擔的貨運量全部為集裝箱貨物，具有平均凈載重小、列車編組輛數多的特點。根據運輸組織方案，項目港區站與近距離內陸港、國內其它集裝箱中心站（或辦理站）互開集裝箱直達班列。故本線車站到發線有效長度應與相鄰國鐵線路車站到發線有效長度匹配，相鄰的的廣深三四線、京廣線、京九線等線路車站到發線有效長度均為850 米，因此，項目港區站到發線有效長度應按850 米考慮。另外，結合前述“建筑限界”研究結論，項目按滿足單層集裝箱建筑限界。采用X6B 型集裝箱專用平板車運輸條件下，車站到發線有效長度為850 米時，可滿足列車最大編組輛數為48 輛、列車牽引質量為2 400 噸。

（6）牽引機型與限制坡度。限制坡度的選擇應充分考慮沿線地形、地質條件，結合機車牽引定數，以適應工程條件、滿足預測運量需求、有效降低工程投資并與后方通道相關線路匹配為原則綜合確定。另外，項目限制坡度的選擇還應著重考慮與牽引質量等其它標準匹配。

既有平鹽鐵路限制坡度為橫崗以南16‰、橫崗以北9.2‰，現狀集裝箱整列運輸需內燃雙機牽引。改造后平鹽鐵路采用較大的限制坡度，有利于線路縱斷面的快速爬升與降低，可有效避讓既有地鐵線路、市政管線等地下構筑物，從而降低工程投資。另外，本線僅承擔集裝箱貨物運輸，根據機車牽引計算，在滿足單層集裝箱限界條件下，單機牽引集裝箱整列可適用的最大限制坡度為15‰，雙機牽引集裝箱整列可適用的最大限制坡度為24‰。

本次研究結合既有平鹽鐵路限制坡度、機車牽引適應坡度情況，限制坡度重點研究比選單機12‰、15‰以及雙機24‰等3 個系列方案。①從貨機影響類型角度分析。目前我國“和諧型”系列電力機車已成為主流機型，建議本線采用“和諧型”機車。另外，目前廣州局管內電力機車以HXD1C（軸重25 噸）和HXD3C（軸重23 噸）2 種機型為主。相關機型在不同限坡條件下可達到的牽引質量具體見表4 所列。

表4 “和諧型”貨運機車在不同限坡條件下可達到的牽引質量

從運營實際需求及避免機力浪費等角度出發，12 ‰ 限坡方案宜匹配HXD1C（25t 軸重）機型、15 ‰ 限坡方案宜匹配HXD1（23 噸軸重）機型、24 ‰ 限坡方案宜匹配HXD1C（23 噸軸重）機型。②從與后方通道線路匹配性角度分析。后方通道中廣深線、京九線、京廣線采用的限制坡度均為6‰，與之匹配的牽引質量為4 000 噸、車站到發線有效長度為850 米?？紤]到本項目僅承擔集裝箱貨物運輸，與普通貨物相比，其具有更加輕快、牽引定數低的特點，在滿足車站到發線有效長度850 米的情況下（與后方通道匹配），集裝箱整列牽引質量為2 400 噸，遠低于普通貨物整列牽引質量4 000噸。因此，針對本項目運輸特點，可以考慮適當提高本項目限制坡度。經檢算，單機牽引集裝箱整列（牽引質量為2 400 噸）可適用的最大限制坡度為15‰。因此，單機12‰、15‰限坡方案均可以滿足集裝箱班列整列直通運輸，無需摘、補機作業，與后方通道相關線路匹配性好；而雙機24‰方案需在平湖南站進行摘、補機作業，與后方通道相關線路匹配性差；③從工程條件適應性角度分析。項目近期實施工程中有多處控制點需采用15‰及以上的大坡度。另外，沿線沒有需要用到24‰大坡度的控制點。從滿足沿線工程條件適應性角度看，15‰、24‰兩方案能夠較好地適應沿線工程條件，而12‰方案沿線工程條件適應性較差；④從工程投資經濟性角度分析。一般地，坡度越大越有利于本線跨越和下穿既有控制點，滿足立體交叉要求，從而減少工程投資。就本項目而言，采用15‰的限制坡度，已能夠較好地適應地形條件，滿足與既有構筑物的立交以及本線的運量要求；采用24‰的限制坡度，雖可以較好地適應地形條件，但是需要雙機牽引，造成機力浪費的同時，還會額外增加機車購置費及運營費；采用12‰的限制坡度在多處控制點無法滿足與其它構筑物疏解要求，額外增加工程投資。經測算，15‰方案累計工程換算運營費較12‰、24‰方案分別節省2 600 萬元和12 100 萬元。

綜上分析，單機15‰限制坡度方案可以較好地滿足集裝箱班列直通運輸需求，且能夠較好地適應地形條件，滿足與既有構筑物的立交要求，與后方通道相關線路匹配性較好，且技術經濟性最優。因此，推薦本線采用15‰限制坡度、牽引機型為與15‰限制坡度匹配的HXD1 系列大功率機車。

四、結語

技術標準的確定對鐵路項目建設意義重大，是一個系統性工程，應在滿足鐵路運輸需求與安全的前提下，兼顧經濟與社會效益。本次研究以改建深圳平鹽鐵路項目作為背景，針對集裝箱輕快貨物運輸特點，經濟、合理地選擇線路主要技術標準，尤其確定了建筑限界、車站到發線有效長度與牽引質量、機車類型與限制坡度等關鍵技術標準的研究方法。本文的研究可為類似項目提供參考，能夠為以集裝箱運輸為主的沿海疏港鐵路主要技術標準的選擇積累經驗。