云桂線石林至昆明南坡度方案研究

1、云桂線石林至昆明南坡度方案研究王偉（中鐵二院工程集團有限責任公司土一院，成都610031）摘 要：研究目的：云桂線位于云南、廣西境內(nèi)，是典型的西南山區(qū)高速鐵路，地形、地質(zhì)條件相當復(fù)雜。如何合理的選擇坡度對于降低鐵路施工難度、減少運營風險，節(jié)約投資有著重要的意義。本文以云桂線具有代表性的石林板橋至昆明南區(qū)間為例主要介紹了該段線路結(jié)合地形、地質(zhì)情況，靈活選擇坡度的情況，供其他類似山區(qū)鐵路參考。關(guān)鍵詞：山區(qū)鐵路 坡度 地質(zhì)選線Research on Gradient Scheme for Section from Shilin Station to South Kunming Station of

2、YunGui RailwayWang Wei(China Railway Eryuan Engineering Group Co. Ltd., Chengdu 610031)Abstract：Research purposes: YunGui Railway is located in Yunna and Guangxi Provinces, along which the terrain and geological conditions are quit complicate, belonging to a typical high-speed mountain railway in So

3、uthwest China. How to reasonably choose gradient is of great significance for reducing the difficulty of construction, operation risk and cost. Taking typical section from Banqiao of Shilin to South Kunming station on the YunGui Railway as an example, this paper mainly introduces the gradient select

4、ion in combination with terrain and geological conditions for other similar mountain railway for reference. Keywords: Mountainous railway, Gradient,Geological Route Selection1、云桂線概況：云桂線位于云南、廣西境內(nèi)，自昆明南新客站向東經(jīng)玉溪、紅河、文山、百色至南寧站，全長709.518km。該線東與南廣、湘桂、南防線相連，西接成昆、貴昆線，是西南與華南地區(qū)客貨交流的重要通道，也是西南地區(qū)出海主通道之一。云桂線客車采用客機動

5、車組SS7E，貨車采用貨機HXD2 型；南寧至百色間正線最大坡度12，百色至昆明正線客貨共線地段采用最大坡度18.5（按照規(guī)范折減）。2、石林至昆明南地形、地質(zhì)情況：石林至昆明南段線路基本已進入云貴高原面，地貌由低中山、丘陵和高原盆地及溶原組成。結(jié)合地質(zhì)來看，石林至昆明南之間有兩處控制線路標高：2.1小江斷裂帶，為第四系全新世活動斷裂，在“5.12”汶川地震后，鐵道部高度重視高烈度地震山區(qū)具有“生命線”意義鐵路工程規(guī)劃與選線，強調(diào)對無法繞避的活動斷裂帶，應(yīng)選擇以簡單易修復(fù)的工程形式通過，最好是以易于搶修的低填淺挖路基通過。這就要求在小江斷裂帶，線路需要走低與地面平。2.2小江斷裂帶西北方的陽宗

6、海，為昆明市著名的高原湖泊，風景優(yōu)美，旅游資源豐富。線路必須穿越陽宗海附近的老石山，且老石山靠陽宗海側(cè)為可溶巖，為避免穿越老石山的隧道在施工期間襲奪陽宗海湖水，線路需要盡量抬高，滿足線路在老石山可溶巖范圍內(nèi)高程高于陽宗海水位h=1771m。 如圖1所示，要在航空線上同時滿足小江斷裂帶以路基通過，且安全、環(huán)保的穿越陽宗海附近的山脈，坡度大概要達到23.44。圖1 小江斷裂帶至陽宗航空線縱斷面示意圖3、坡度方案比較石林板橋至昆明南可研方案最大坡度采用18.5，但是在小江斷裂帶至陽宗海之間客觀上需要采用較大的坡度。因此在可行性研究的批復(fù)中，鐵道部鑒定中心結(jié)合昆明樞紐的布局，在石林縣的石林板橋站新建了

7、貨車聯(lián)絡(luò)線至南昆鐵路石林南站，石林板橋至昆明南的云桂正線只運行旅客列車，這為采用較大的坡度創(chuàng)造了條件。根據(jù)選用的機車類型，CRH1型動車組具有較好的適應(yīng)大坡度的能力；普速客運機車SS7E型電力機車雙機牽引1100t的牽引計算模擬表明，達到計算速度（96km/h）的最大坡度為23.5。因此，結(jié)合選用的機車類型，對該段最大坡度18.5、23.5方案進行了研究。方案一：18.5；方案二：23.5如圖2所示。圖2 坡度方案比較示意圖3.1從施工風險和工程投資分析表1 不同坡度方案工程概括統(tǒng)計表序項目23.5坡度方案18.5坡度方案1工程條件老石山隧道隧道長度8390m12431m出口可溶巖地段高程17

8、71（陽宗海水位）1771（陽宗海水位）通過小江斷裂帶工程方式路基路基2線路線路長度47.695km56.922km3投 資427758.3萬元531908.6萬元從表1可以看出：23.5方案與18.5方案均是以路基的形式通過小江活動斷裂帶，通過陽宗海附近的可溶巖山脈的高程都滿足高于陽宗海水位的要求，兩方案工程施工風險相差不多。但18.5坡度方案展線近9.23km，投資增加10億多，23.5方案優(yōu)勢明顯。3.2不同坡度方案列車運行工況分析3.2.1運行時間比較通過列車牽引計算，對不同客車及編組在不同限坡方案上的運行時間及最低運行速度、平均運行速度等指標分析如表2。列車運行工況示意圖見圖3圖6。

9、表2 不同坡度方案石林昆明南段列車運行時分表 列車類型方案最低運行速度（km/h）平均運行速度（km/h)列車純走行時分(min)CRH1動車組18.5方案(L-54.85km)179.9192.517.123.5方案(L-48.58km)158.8188.115.5SS7E雙機1100t18.5方案(L-54.85km)117.3141.223.323.5方案(L-48.58km)88121.923.9由上表可以看出：18.5方案由于比23.5方案線路長度展長9.23km，CRH1動車組在石林昆明南段的列車純走行時分差1.6min；SS7E雙機牽引1100t在石林昆明南段的列車純走行時分差0

10、.6min。圖3：CRH1型動車組運行工況圖（18.5方案）圖4：CRH1型動車組運行工況圖（23.5方案）圖5：SS7E雙機牽引1100t（20輛編組）工況圖（18.5方案）圖6：SS7E雙機牽引1100t（20輛編組）工況圖（23.5方案）3.2.2能耗比較通過列車牽引計算，對不同客車及編組在不同限坡方案上的整列車的耗電量、萬噸公里電耗等指標分析如表3。表2 不同坡度方案石林昆明南段運行能耗比較表列車類型方案整列車電耗（kw.h）萬噸公里電耗（kw.h/104t.km）CRH1動車組（16輛編組）18.5方案3010129723.5方案28861404SS7E雙機1100t18.5方案34

11、8663623.5方案3311650由上表可以看出：23.5坡度方案的萬噸公里電耗指標略有提高，一列車的耗電量約提高8.2%，但由于23.5坡度方案線路長度較18.5坡度方案縮短，整列車的電耗反而要降低4.3%左右。從總的能耗指標來看，采用大坡度方案縮短了線路長度，降低了能源消耗。3.2.3綜合評價根據(jù)前述分析，最大坡度23.5的大坡度方案和與全線坡度統(tǒng)一的18.5方案相比，由于線路長度縮短了9.23km，運行時分和總的能耗指標都有優(yōu)勢。3.3坡度方案比較結(jié)論綜上分析，最大坡度23.5方案工程實施性強，工程風險與18.5方案相差不多，線路短、投資省，列車運行時分縮短，總能耗降低。因此云桂線石林板橋至昆明南最大坡度采用23.5。4、技術(shù)總結(jié)在地形、地質(zhì)情況復(fù)