川藏铁路限制坡度方案研究

２０１５年６月　第６卷第３期　高速铁路技术　ＨＩＧＨ　ＳＰＥＥＤ　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＩｌＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　Ｎｏ．３，Ｖｏ１．６　Ｊｕｎ．２０１５　

文章编号：１６７４＂－８２４７（２０１５）０３－＿００９７＿＿０５　

川藏铁路限制坡度方案研究　

黄艳磊　邓军桥　张红伟。　

（中铁二院工程集团有限责任公司，　成都６００３１）　

摘要：通过对川藏铁路不同限制坡度条件下重点工程情况、施工工期，工程实施的安全性、可靠性和经济性　的研究，并综合运输组织、相关路网的限制坡度等因素，确定本铁路经济合理的限制坡度。本铁路重点对　１２％ｏ，加力坡２４％。坡度方案和１６％ｏ，加力坡３０％０坡度方案进行比选。３０％０方案地形适应性好、控制性工程工　期短、工程投资省，且理论分析列车牵引和制动不存在问题，但通过对国内已开通运营的长大坡道铁路调研，　结果表明：长大坡道运营安全风险较大；２４％０方案基本能够适应地形，工期较３０％０方案稍长，静态工程投资总　额仅增加７．１％，运营上更能与区域路网匹配协调，实际运营经验成熟。从运营安全角度分析，建议本线采用　１２‰，加力坡２４％０坡度方案。　关键词：川藏铁路；限制坡度；工程投资；风险；运营安全　中图分类号：Ｕ２１２．３２　文献标志码：Ａ　

Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｌｉｍｉｔｉｎｇ　Ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｅｎｇｄｕ－Ｌｈａｓａ　Ｒａｉｌｗａｙ　

ＨＵＡＮＧ　Ｙａｎｌｅｉ　ＤＥＮＧ　Ｊｕｎｑｉａｏ　ＺＨＡＮＧ　Ｈｏｎｇｗｅｉ　（Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｒｙｕａｎ　Ｅｎｇｉｎｅｒｒｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００３　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｓａｆｅｔｙ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｋｅｙ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ　

ａｎｄ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｉｍｉｔｉｎｇ　ｇｒａｄｉｅｎｔｓ　ｏｆ　Ｃｈｅｎｇｄｕ—Ｌｈａｓａ　ｒａｉｌｗａｙ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，ｌｉｍｉｔｉｎｇ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｒａｉｌｗａｙ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ｅｔｃ．ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ａｎｄ　ｒａｔｉｏｎａｌ　ｌｉｍｉｔｉｎｇ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｏｆ　

ｔｈｅ　ｌｉｎｅ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ａｎｄ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｗｏ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ａｒｅ　ｍａｄｅ．ｏｎｅ　ｗｉｔｈ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｏｆ　１　２％ｏ＆ｐｕｓｈｅｒ　

ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｏｆ　２４％０　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ．１６％ｏ＆３０％０．Ｔｈｅ　ｌａｔｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｓｈｏｒｔ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｗｏｒｋｓ　ｐｅｒｉｏｄ　ａｎｄ　ｌｅｓｓ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｂｅｔｔｅｒ　ａ—　

ｄａｐｔｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｅｒｒａｉｎ，ａｎｄ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｎｏ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｅｘｉｓｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｉｎ　ｔｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂｒａｋｉｎｇ．Ｂｕｔ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａ－　ｔｉｏｎ　ｏｎ　ｌｏｎｇ　ｓｔｅｅｐ　ｇｒａｄｅ　ｒａｉｌｗａｙｓ　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｐｕｔ　ｉｎｔｏ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｓｃｈｅｍｅ　ｈａｓ　ｈｉｇｈ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓａｆｅ。。　

ｔｙ　ｒｉｓｋ．Ｔｈｅ　ｆｏｒｍｅｒ　ｓｃｈｅｍｅ　ｂａｓｉｃａｌｌｙ　ｃａｎ　ａｄａｐｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｅｒｒａｉｎ，ｗｉｔｈ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｌｏｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ　ａｎｄ　ｊｕｓｔ　７．１％ｉｎ—　

ｃｒｅａｓｅｄ　ｉｎ　ｔｏｔａｌ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ，ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅｔｔｅｒ　ｍａｔｃｈ　ａｎｄ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｒａｉｌｗａｙ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ａｎｄ　

ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｍａｔｕｒｅ．Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ，ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ａｄｏｐｔ　ｔｈｅ　

ｓｃｈｅｍｅ　ｗｉｔｈ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｏｆ　１　２％ｏ　ａｎｄ　ｐｕｓｈｅｒ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｏｆ　２４％０．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃｈｅｎｇｄｕ—Ｌｈａｓａ　ｒａｉｌｗａｙ；ｌｉｍｉｔｉｎｇ　ｇｒａｄｉｅｎｔ；ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ；ｒｉｓｋ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ　

１　工程概述　

１．１　线路走向　新建川藏铁路位于我国四川省和西藏自治区境　蒲江、雅安、天全后翻二郎山进入甘孜藏族自治州，经　康定、理塘、白玉后跨金沙江，进入西藏自治区昌都　

区境内，经江达、昌都、邦达、八宿后进入林芝地区，　波密、林芝进人山南地区，经桑日、乃东、贡嘎后至终　

内。线路起于四川省成都市，于既有成昆铁路引出，经　拉萨　

收稿日期：２０１５－０１－０８　作者简介：黄艳磊（１９８１一），男，工程师。　市。全线运营长度约１　９３２．９　ｋｍ，建筑长　

８１９．９８１　ｋｍ。　１．２工程地质条件及区域环境特征　

川藏铁路工程地质条件极为复杂，地应力活跃，不　第３期　黄艳磊，等：川藏铁路限制坡度方案研究　２０１５年６月　

表１　相邻铁路限制坡度、机车类型及牵引质量分析表　

线路名称　限制坡度　货运机车类型　牵引质量／ｔ　成昆铁路　改建　６％０ＪＪＩ１力１３％ｏ　双机ＳＳ３　４　０ｏＯ　青藏铁路格拉段　既有　２０％０　三机ＮＪ２　３　０００　拉日铁路　在建　１２．５％Ｄ　双机ＮＪ２　３　ｏ０Ｏ　滇藏铁路丽香段　设计　３Ｏ％Ｄ　双机ＨＸＤ２　２　７００　川藏铁路拉林段　设计　ｌ２％０　双机ＨＸＤ２　３　Ｏ０ｏ　

综上可知，成都地区已经形成４　０００　ｔ为主的牵引　

质量系列；拉萨地区形成了３　０００　ｔ为主的牵引质量系　

列。　

２．２．２不同坡度方案机车牵引质量分析　

从川藏铁路运量特点来看，全线通过运量较大，宜　

尽量统一机型及牵引质量。由相邻路网的牵引质量可　

知，成都地区已经形成４　０００　ｔ为主的牵引质量系列；　

拉萨地区形成了３　０００　ｔ为主的牵引质量系列。由于　

川藏铁路全线限制坡度较大，采用４　０００　ｔ系列，机车　

功率较大，不符合节能环保要求，因此，考虑采用　

３　０００　ｔ系列方案，在拉萨地区也能与路网相关线路　

匹配。　

目前我国新建铁路一般选用新型大功率货运机　

车，可供选择的机车主要有ＨＸＤ１、ＨＸＤ２、ＨＸＤ３、　

ＨＸＤ１　Ｂ、ＨＸＤ２Ｂ、ＨＸＤ３Ｂ、及青藏铁路目前正进行试验　

的ＨＸＤ１　Ｃ型机车。根据机车参数，ＨＸＤ２机车功率最　

大，在２４％０坡度下双机牵引质量为３　４３８　ｔ，３０％ｃ坡度　

下双机牵引质量为２　７１３　ｔ。因此，不论是２４％ｃ坡度方　案还是３０％０坡度方案，基本都符合牵引质量３　０００　ｔ　

系列的需要。　

从机车的牵引力来看，根据《列车牵引计算规　

程》，牵引质量主要与机车的牵引力有关。根据已运　营线路实际情况来看，尤其是宜万铁路，使用和谐机　

车，机车的实际牵引质量与理论计算值存在较大差距。　

通过分析，若和谐机车采用粘着力计算牵引质量，更接　

近实际运营的牵引质量。若按此规律分析，本线采用　

最大功率的和谐机车ＨＸＤ２双机牵引，在２４％０限坡下　

牵引质量则需从３　４００　ｔ降至３　１００　ｔ，在３０％ｃ限坡下　

牵引质量需从２　７００　ｔ降至２　４００　ｔ。由此可看出，只　

有２４％ｏ限坡方案，即使采用粘着牵引力计算出的牵引　

质量仍满足３　０００　ｔ系列方案。　２．３地形适应性分析　

２．３．１成都至新都桥段　

成都至新都桥段铁路地处四川盆地向青藏高原过　

渡带，地势自东向西逐步升高，高程自４３０　ｍ左右上升　

至４　０００　ｍ左右。线路需要翻二郎山和折多山、跨大　

渡河，其中天全县紫石关至折多山隧道出口段为紧坡　地段。　本段２４％０方案线路长度约２９８　ｋｍ，紧坡地段长度　

约为１５８　ｋｍ，占线路全长５３．Ｏ％；３０％０方案线路长度　

约２７７　ｋｍ，紧坡地段长度约为１３２　ｋｍ，占线路全长　

４８％。本段两方案展线地段均较长，３０％０方案更能适　

应地形。　２．３．２新都桥至昌都段　

新都桥至理塘段铁路翻高尔寺山、跨雅砻江后爬　

升至理塘高原面、江达至昌都段地形起伏较大，２段均　

需紧坡展线。　本段２４％ｅ方案线路长度约５７８　ｋｍ，紧坡地段长度　

约为１６０　ｋｍ，占线路全长２７．７％；３０％０方案线路长度　约５５３　ｋｍ，紧坡地段长度约为１５９　ｋｍ，占线路全长　

２８．７％。两方案展线长度相对较短，适应地形条件基　

本相当。　

２．３．３昌都至林芝段　

昌都至怒江段铁路跨澜沧江后翻越他念他翁山后　

跨怒江，然乌至学格需翻越伯舒拉岭，迫隆至林芝需翻　

越四季拉山，此３段线路均为紧坡展线地段。　

本段２４％０方案线路长度约５９３　ｋｍ，紧坡地段长度　

３８　ｋｍ紧，５４８　ｋｍ　２　１０　ｋｍ　露　约　，紧坡地段长度约为　，占线路全长＿　

３８．３％。本段两方案展线地段较长，３０％０方案能更好　

地适应地形。　２．３．４成都至林芝段地形适应性综合分析　

综合以上３段线路分析，２４％０方案成都至林芝段　

线路长度约为１　４６７　ｋｍ，紧坡地段约为６５７　ｋｍ，约占　线路全长４４．８％；３０％０方案成都至林芝段线路长度约　

为１　３７８　ｋｍ，紧坡地段约为５０１　ｋｍ，约占线路全长　３６．４％。３０％０方案紧坡地段占线路比例更小，更能够　

适应地形。　２．４工程技术经济分析　成都（彭山）至林芝段１２％ｏ，加力坡２４％０方案线　

路建筑长度为１　４６８．６３１　ｋｍ，桥隧总长１　１２６．０９３　ｋｍ，　桥隧比例７６．６８％；１６％ｏ，加力坡３０％０方案线路建筑长　

度为１　３７８．４７６　ｋｍ，桥隧总长１　０１４．３１４　ｋｍ，桥隧比　例为７３．５８％。两方案具体工程数量及投资如表２　

所示。　由表２可知，成都（彭山）至林芝段采用限坡　

１２％０，加力坡２４％０方案，线路长度较限坡１６％ｏ，加力坡　３０％０方案增长９０．１５５　ｋｍ，桥梁长度增长４．５２１　ｋｍ，隧　

道长度增加１０７．２５９　ｋｍ，桥隧总长增加１１１．７８　ｋｍ，主　

要工程投资增加９１．８５２亿元，换算工程运营费增加　

９４．４７２亿元。