郑州至万州铁路河南段速度目标值选择

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郑州至万州铁路河南段速度目标值选择

孙英华

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063)

摘 要：郑州至万州铁路是《铁路“十二五”发展规划》中快速铁路网中重要组成部分，也是河南省“米”字形快速铁路通道的重要组成部分，是我国西南地区通往中原、华北、东北地区便捷快速客运主通道和欧亚大陆桥中快速客运通道的重要组成部分，同时兼顾沿线城际及旅游客流运输。速度目标值是项目最重要的一项参数，而各方意见分歧很大，直接影响到项目的推进，为此结合本线功能定位，从路网布局、运量水平及特征、列车开行方案、运行时间、出行时间价值、工程投资、效益和能耗因素等8个方面，对速度250 km/h和350 km/h两个方案进行系统比较，建议采用350 km/h速度目标值方案，目前这一方案已经通过审查部门组织的各阶段审查，并已经进入实施建设当中。

关键词：郑州至万州铁路；速度目标值；投资；效益

1 工程概况

郑州至万州铁路连接重庆至万州客运专线，形成重庆、郑州间最快捷的快速客运通道，是我国西南地区通往中原、华北、东北地区便捷快速客运主通道和欧亚大陆桥中快速客运通道的重要组成部分，同时兼顾沿线城际及旅游客流运输。

建设郑州至万州铁路是提高西南地区与中原、华北地区铁路通道能力和质量，完善区域快速客运网络的需要；是开发沿线旅游资源，促进沿线城镇化进程，带动沿线经济社会发展的需要；是构建资源节约型、环境友好型交通运输体系，实现区域可持续发展的需要。

项目位于豫、鄂、渝三省市境内，北接京广、徐兰客运专线，与宁西、汉丹、焦柳铁路相交，南连渝万客运专线。线路自郑州东站引出，经长葛、禹州、郏县、平顶山、方城、南阳、邓州、新野后进入湖北省境内，经襄阳、南漳、保康、兴山、巴东后进入重庆市境内，经巫山、奉节、云阳接入在建的渝万客运专线万州站，在襄阳枢纽与拟建的武襄十铁路相连，正线全长约818 km。

2 方案提出

由于各方对项目速度目标值意见分歧很大，直接影响到项目的推进，为此，根据郑万铁路河南段地形平坦、工程条件相对较好的实际情况，结合项目功能定位，从路网布局、运量水平及特征、列车开行方案、运行时间、出行时间价值、工程投资、效益和能耗因素等8个方面，就250、350 km/h速度目标值方案进行比较分析。

3 方案比选

3.1 从路网布局方面分析

郑州至万州铁路连接重庆至万州客运专线，形成重庆、郑州间最快捷的快速客运通道，是我国西南地区通往中原、华北、东北地区便捷快速客运主通道和欧亚大陆桥中快速客运通道的重要组成部分，同时兼顾沿线城际及旅游客流运输。

项目在郑州与京广、徐兰等客运专线衔接，使本线辐射地区与北京等华北、东北地区得以顺捷沟通。本段2/3左右的列车为跨京广、徐兰客运专线的中长途列车，京广、徐兰客运专线速度目标值均为350 km/h。本线250 km/h速度目标值方案，如若跨线列车采用250 km/h动车组，与京广、徐兰客运专线350 km/h动车组列车速差太大，影响线路能力，根据运量预测，京广客运专线远期石郑段行车量为180对/d，将难以满足需求；如若跨线列车采用350 km/h动车组，在本线范围则需要限速运行，不利于动车组运行效率的发挥、造成机力浪费。因此从与相邻路网技术标准匹配的角度，本段速度目标值应与京广、徐兰客运专线一致，采用350 km/h较为合适。

3.2 从运量水平及特征方面分析(表1、表2)

郑万铁路主要承担西南大部分地区与华中、华北、东北地区间的旅客交流，河南段同时承担中原城市群南阳、平顶山、许昌等城市与郑州等城市之间的城际客流。本线客流平均运距达800 km，其中14.6%的客流运距小于200 km；50.0%的客流运距介于200～1 000 km；35.4%的客流运距超过1 000 km。

郑万铁路按350 km/h建设较按250 km/h建设相比，郑州至万州旅行时间短1.2 h，重庆至郑州旅行时间为4.2 h，重庆至北京、济南旅行时间在6.5 h左右，同时线路能够更好地衔接京广、郑徐等同为350 km/h技术标准等级客运专线线路，对客流吸引条件更好。

通过客流预测，郑万铁路按350 km/h建设较按250 km/h建设能从民航等其他交通方式转移更多的西南地区与华中、华北、东北地区间的中长途旅客交流，同时能够进一步提升诱增客流量。预测初、近、远期分别增加200万人/年、240万人/年、300万人/年。

表1 按350 km/h标准建设河南段区段客流密度及旅客列车对数

区段客流密度/(万人/年)客车对数/(对/d)2025年2030年2040年2025年2030年2040年郑州—平顶山2250276036607899149平顶山—南阳2030247033207187133南阳—襄阳1720207028816173117

表2 按250 km/h标准建设河南段区段客流密度及旅客列车对数

区段客流密度/(万人/年)客车对数/(对/d)2025年2030年2040年2025年2030年2040年郑州—平顶山2040252033607090137平顶山—南阳1820223030206378121南阳—襄阳1510183025805364105

3.3 从列车开行方案方面分析

由于郑万铁路按350 km/h建设较按250 km/h建设能吸引更多的西南地区与华中、华北、东北地区间的中长途旅客交流，初、近、远期分别增开旅客列车8对/d、9对/d、12对/d。如表3所示。

表3 按350 km/h标准建设增加客车开行方案 对/d

序号起迄点径路初期近期远期1重庆郑州渝郑5432重庆北京渝郑、京广3223重庆青岛渝郑 114重庆天津渝郑、京广 15昆明郑州渝昆、渝郑 126昆明青岛渝昆、渝郑 17贵阳郑州渝黔、渝郑 18贵阳北京渝黔、渝郑、京广 11合计8912

3.4 从旅行时间方面分析

郑万铁路沟通的主要省会城市重庆至北京、至济南350 km/h方案可实现6.5 h联系，而250 km/h方案旅行时间较长，约8 h，重庆以远至北京以远、济南以远超过8 h，本线承担的重庆及以远至北京及以远、济南及以远客车(含重庆至北京、至济南客车)占总列车对数的30%以上，目前在建或拟建铁路未有西南地区沟通首都及华北、东北地区的350 km/h的客运专线，采用350 km/h方案可提升本线的修建意义。

另外，郑万铁路若采用350 km/h方案，其辐射的重要城市重庆至郑州间可实现4 h连通，全线郑州至万州实现3 h贯通，较250 km/h方案节省1.2 h左右，且根据我国高铁运营经验，3～4 h为一般旅客乘坐动车组较舒适的时长，全线350 km/h方案旅行时间符合旅客舒适度要求，可提高本线运输服务质量。

本段通道衔接中原城市群中心城市郑州与地区中心城市平顶山、豫西南城镇发展区地区中心城市南阳，350 km/h方案郑州与平顶山间0.5 h左右、郑州至南阳间1 h抵达，350 km/h更便于实现主要区域城市间的快速联系。

综合以上分析，350 km/h方案更符合旅客舒适度要求，有利于旅客运输质量的提升，便于本线服务的重要城市间的快速联系。因此，从列车旅行时间来看，350 km/h方案更为合适。不同速度目标值方案旅行时间比较见表4。

表4 不同速度目标值方案旅行时间

区 段距离/km郑万按250km/h旅行时间/h郑万按350km/h旅行时间/h重庆—北京17567.86.6重庆—济南17157.76.5重庆—郑州10675.44.1万州—郑州8194.12.9襄阳—郑州3781.91.4南阳—郑州2631.30.9平顶山—郑州1550.80.6

3.5 从出行时间价值方面分析

郑万铁路全长818 km。按350 km/h运营，全程平均旅行时间2.9h；按250 km/h运营，全程平均旅行时间4.1 h；按350 km/h运营较按250 km/h运营，全程旅行时间平均节省1.2 h。按研究年度近期2030年全社会平均时间价值45元/h计算，350 km/h较250 km/h全程人均时间价值节省53元。

3.6 从工程投资方面分析

3.6.1 不同速度目标值方案的建设标准

不同速度目标值对工程投资的影响，主要体现在采用设计标准的差异而导致工程数量不同、站后部分设备选型不同等。如表5所示。

(1)速度目标值不同，线路平纵断面参数不同，其中最小曲线半径对速度目标值最为敏感。郑州至襄阳段仅平顶山至方城经过伏牛山余脉低山、丘陵区，地形条件较好，不同速度目标值线位方案差别较小，对桥隧工程数量影响较小，当曲线半径达到2 000 m以上时，采用曲线绕避障碍适应地形，达到减少工程量目的效果不明显。

表5 不同速度目标值方案主要建设标准差异[2]

项目名称速度目标值250km/h350km/h主要技术标准路基桥梁隧道轨道供电信号通信正线数目双线双线最大坡度/‰一般20一般20最小坡段长度/m一般1200,困难900一般2000,困难900正线线间距/m4.65最小曲线半径/m有砟4000(3500)无砟7000(5500)路基宽度/m13.4(有砟)13.6(无砟)基床表层/m0.7(有砟)0.4(无砟)底层/m2.32.3工后沉降/mm100(有砟)15(无砟)沉降速率/(mm/年)30(有砟)梁型箱梁箱梁基础沉降量/mm均匀沉降量≤30(有砟)≤20(无砟)相邻沉降量差≤15(有砟)≤5(无砟)净空有效面积/m292100结构形式有砟轨道(1km及以上的隧道采用无砟轨道、隧道群成段铺设)无砟轨道牵引供电方式ATAT行车指挥系统综合调度综合调度列车运行系统CTCS3级CTCS3级基站子系统单网交织方案单网交织方案

(2)速度目标值不同，线间距、路基宽度、基床厚度、路基压实标准、轨道设计标准、路基基床处理、桥梁结构、隧道内净空和衬砌厚度有差异，影响工程数量及价格分析单价指标。250 km/h及以下标准推荐采用有砟轨道(长度1 km及以上的隧道采用无砟轨道、隧道群成段铺设)，350 km/h标准推荐采用无砟轨道。

(3)速度目标值越高，环保要求越高，降噪、减振、拆迁等工程相应增加。

(4)速度目标值不同，牵引变电变压器容量、接触网导线等站后工程也有所不同，随速度目标值的提高相应的标准也提高，从而增加工程投资。

3.6.2 不同速度目标值方案对工程投资的影响分析(表6)

表6 速度目标值方案经济技术比较

工程项目250km/h方案350km/h方案线路长度/km350.389350.364征用土地/hm21214.85(18222.77)1220.32(18304.77)拆迁建筑物/万m2124.6251124.6251路基土石方/万断面方2089.62162093.8813正线桥梁/(座-延米)正线隧道轨道工程/铺轨km特大桥28—282304.0328—286542.94大中桥29—4897.4829—4897.48合计57—287201.5157—291440.42合计/(座-延米)5—74425—7442正线有砟684.1782.6正线无砟10.3611.92站线72.6472.64桥隧总长/km294.644298.882桥隧比/%84.0985.31路基长度/km55.74551.482站后设备/km350.389350.364静态投资/亿元384.80413.70静态投资差额/亿元—28.90静态投资增幅/%—7.51建设期投资贷款利息/亿元24.3426.12动车购置费/亿元15.315.3铺底流动资金/亿元0.420.42全部投资合计/亿元424.86455.54全部投资差额/亿元—30.68全部投资增幅度/%—7.22

从工程投资比较看，350 km/h方案比250 km/h方案增加静态投资28.90亿元，增幅7.51%；加上建设期利息等，全部投资增加约30.68亿元，增幅7.22%。

各章节详细增减对照见表7。

表7 各章节详细增减对照

建设名称郑州至万州铁路可行性研究编制范围工程总量250km/h∶350.389正线km350km/h∶350.364正线km概算总额郑州东—豫鄂省界250km/h350km/h4248607.524555361技术经济指标方案250km/h350km/h12125.4013001.80章别费用项目名称概算价值/万元指标/(万元/正线公里)250km/h350km/h增减250km/h350km/h增减第一部分静态投资3848007.134136988.51288981.3810982.1011807.69825.59一拆迁及征地费用515863.23519057.253194.021472.261481.489.22二路基350792.6387658.3136865.711001.151106.44105.29三桥涵1574309.451634248.2959938.844493.034664.43171.40四隧道及明洞56531.7257940.511408.79161.34165.374.03五轨道247857.77384206136348.23707.381096.59389.21六通信、信号及信息125844.17127596.961752.79359.16364.185.03七电力及电力牵引供电191545.9207010.0215464.12546.67590.8444.18八房屋78242.6378102.09-140.54223.30222.92-0.39九其他运营生产设备及建筑物101341.2797621.36-3719.91289.23278.63-10.60十大型临时设施和过渡工程58612.8957180.85-1432.04167.28163.20-4.08十一其他费197246.67210277.0113030.34562.94600.1737.23以上各章合计3498188.33760898.64262710.349983.7310734.26750.53十二基本预备费349818.82376089.8626271.04998.371073.4375.05以上总计3848007.134136988.51288981.3810982.1011807.69825.59第二部分:动态投资243395.73261168.0817772.35694.64745.4250.77十三工程造价增涨预留费十四建设期投资贷款利息243395.73261168.0817772.35694.64745.4250.77第三部分:机车车辆购置费153000153000436.66436.690.03十五机车车辆购置费153000153000436.66436.690.03第四部分:铺底流动资金4204.674204.37-0.312.0012.000.00十六铺底流动资金4204.674204.37-0.312.0012.000.00概(预)算总额4248607.524555360.96306753.4412125.4013001.80876.39

3.7 从列车能耗方面分析

按成本构成要素分析速度对运输成本来看，能耗是运营成本增加的主要因素，河南段能耗350 km/h方案较250 km/h方案增加66%，运营总成本增加28%。如表8所示。

表8 不同速度每列车公里能耗

速度等级250km/h350km/h能耗/(kW·h)28.146.7差值/(kW·h)18.6变化率/%66.2

3.8 从经济效益方面分析

结合前述的客流影响、列车能耗区别、旅客出行成本等分析，从铁路企业财务和国民经济效益角度，对各个速度目标值方案经济要素进行了定量分析。

计算期采用30年，财务折现率取3%，社会折现率取8%，350 km/h方案较250 km/h方案财务净现值增加194.1亿元、经济净现值增加123.9亿元，相比较而言，350 km/h方案综合效益较优。如表9所示。

表9 两速度目标值方案经济效益指标比较

指标名称250km/h350km/h差值财务净现值/亿元-95.698.5194.1经济净现值/亿元251.4375.3123.9全部投资财务内部收益率/%1.404.26全部投资经济内部收益率/%12.4313.85

4 结语

郑州至万州铁路河南段采用350 km/h方案较250 km/h方案虽然增加静态投资28.90亿元(增幅仅7.51%)，增加能耗66%，增加运营总成本28%；但350 km/h方案能更好地与相邻路网技术标准匹配，增强客流吸引条件，能从民航等其他交通方式转移更多的中长途旅客交流，同时能够进一步提升诱增客流量，初、近、远期分别增开旅客列车8对/d、9对/d、12对/d，旅行时间也更符合旅客舒适度要求，有利于旅客运输质量的提升，便于本线服务的重要城市间的快速联系，人均时间价值节省，财务净现值增加194.1亿元、经济净现值增加123.9亿元，相比较而言，350 km/h方案综合效益较优。

综合以上分析，本段建议采用350 km/h速度目标值，目前这一方案已经通过审查部门组织的各阶段审查，并已经进入实施建设阶段。

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The Select of Target Speed Value for Henan Section on Railway from Zhengzhou to Wanzhou

SUN Ying-hua

(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.， Ltd.， Wuhan 430063， China)

Abstract：The railway from Zhengzhou to Wanzhou is an important part of the medium and high speed railway network defined in the Railway Twelfth Five-year Development Plan， a composition of the rapid rail corridor in Henan province and also the gateway to the fast passenger main channels in Central Plains， North China and Northeast China and in integrated part of the Eurasia land bridge medium and high speed passenger transport with additional service for intercity and tourist passenger transport. Target speed value is one of the most important parameters of the project. The parties involved differ in opinion about it， which affects directly the project progress. This paper compares the two programs of 250 km/h and 350 km/h in terms of line function， network layout， traffic demand， train operation scheme， running time value， project investment， efficiency and power factor， and the program of 350 km/h is recommended. The recommended program has been reviewed on a phase basis and now is been implemented．

Key words：Zhengzhou to Wanzhong railway; Target speed value; Investment; Benefit

收稿日期：2016-04-25；

修回日期：2016-05-18

作者简介：孙英华(1975—)，男，高级工程师，1998年毕业于北方交通大学土建学院交通土建工程专业，工学学士，E-mail：[e-mail]。

文章编号：1004-2954(2016)12-0026-05

中图分类号：U212.31

文献标识码：A

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.2016.12.007