综合考虑兰州铁路枢纽既有铁路现状、运输组织形式、工程实施条件及接轨点改建方案等因素,兰合铁路可以从兰州铁路枢纽西端接轨,兰州方向始发列车不必横穿铁路枢纽以减轻枢纽运输压力,因而重点研究引入兰州铁路枢纽西端接轨方案。
结合兰州铁路枢纽西端既有车站分布及引入条件,自东向西依次提出兰合铁路引入兰新铁路西固城站(方案I)、兰合铁路引入兰新客运专线区间隧道内(方案II)、兰合铁路引入兰新客运专线陈家湾西站(方案III) 3个线路走向方案,最终比选确定兰合铁路引入兰州铁路枢纽接轨方案。兰合铁路引入兰州铁路枢纽线路走向方案示意图如图2所示。
2.1.1 引入兰州铁路枢纽方案
（1）方案I。兰新铁路为客货共线铁路,西固城站为该线中间站。兰合铁路客运线自西固城站西咽喉引出,沿既有兰新铁路通道至柳泉以21.88 km隧道翻越草坪山和雾宿山至永靖县三条岘设刘家峡站,后南行东折一跨洮河以隧道经考勒穿刘家峡水库库区东侧至东乡县河滩镇。其中,兰合铁路客运线经兰新铁路引入兰州西站,兰合铁路货运线与北环线相接引入兰州北编组站。比较范围内线路长度44.09 km,运营长度62.20 km,桥隧总长40.67 km,桥隧比例92.24%,静态投资68.66亿元。兰合铁路引入兰新铁路西固城站方案如图3所示。
图2 兰合铁路引入兰州铁路枢纽线路走向方案示意图
Fig.2 Alignment scheme of Lanzhou-Hezuo railway linking to Lanzhou railway terminal
（2）方案II。兰新客运专线兰州西站至陈家湾西站区段主要为隧道、桥梁工程,结合线路走向后便于客货分线,并考虑接轨点施工条件和工程难度等因素,高家山隧道段是一个较为理想的接轨点。兰合铁路于高家山隧道区间接轨,兰合铁路客运线利用兰新客运专线引入兰州西站；兰合铁路货运线自盐锅峡分线,利用既有刘家峡专用线位置引入兰青铁路八盘峡站,再利用既有兰青铁路和兰新铁路引入兰州北编组站。线路自高家山隧道区间引出后,向南以11.81 km隧道穿越草坪山至永靖县古城新区高阶地设刘家峡站后,再南行东折两跨黄河,经考勒于刘家峡水库东侧通过至东乡县河滩镇。比较范围内线路长度40.24 km,运营长度74.24 km,桥隧总长33.03 km,桥隧比例82.09%,静态投资67.20亿元。兰合铁路引入兰新客运专线区间隧道内方案如图4所示。
图3 兰合铁路引入兰新铁路西固城站方案
Fig.3 Linking scheme of Lanzhou-Hezuo railway to Lanzhou-Alataw pass railway at Xigucheng station
（3）方案III。陈家湾西站为兰新客运专线越行站,兰合铁路于陈家湾西站接轨,客运线引入兰新客运专线至兰州西站；货运线自陈家湾分线,跨湟水河引入兰青线张家祠站,利用兰青铁路和兰新铁路引入兰州北编组站。线路自陈家湾西站引出,以隧道群穿越党家岭,于八盘峡水库上游约7.0 km处跨越黄河,穿越草坪山至永靖县县城西侧黄河阶地设站,南折两跨黄河经考勒至东乡县河滩镇。比较范围内线路长度46.85 km,运营长度97.12 km,桥隧总长41.94 km,桥隧比例89.53%,静态投资64.21亿元。兰合铁路引入兰新客运专线陈家湾西站方案如图5所示。
图4 兰合铁路引入兰新客运专线区间隧道内方案
Fig.4 Linking scheme of Lanzhou-Hezuo railway to Lanzhou-Urumqi passenger dedicated line
2.1.2 引入兰州铁路枢纽方案比选
（1）方案I。优势：兰新铁路西固城站距离兰州西站仅18.35 km,比较范围内运营长度62.2 km,运营时间32 min,运输组织较为便捷；线路接轨于兰新铁路路基段,施工过渡简单,施工难度可控,且对既有兰新铁路干扰较小；线路位于兰州市岸门桥饮用水源地二级保护区陆域范围内,但以正线通过,对水源保护区的影响较小。缺点：线路长44.09 km,较方案Ⅱ线路长3.85 km,桥隧比例较高,但改建既有线工程小,投资居中。
图5 兰合铁路引入兰新客运专线陈家湾西站方案
Fig.5 Linking scheme of Lanzhou-Hezuo railway to Chenjiawanxi station of Lanzhou-Urumqi passenger dedicated line
（2）方案II。优势：高家山隧道区间距离兰州西站约42.5 km,但利用兰新客运专线引入兰州西站,运营时间仅为22.3 min,较方案Ⅰ节省9.7 min,优势较为明显；新建线路长度最短,桥隧工程和货线工程较小,投资最低。缺点：区间接轨对兰新高速铁路的运输组织影响较大；施工需对兰新客运专线高家山隧道进行扩挖改建,既有线中断运营约34个月,可实施性差；线路穿越兰州市刘家峡第二水源地二级保护区,对水源地影响较大。
（3）方案III。优势：接轨点位于车站,运输组织灵活且完善；改建兰新客运专线位于桥梁地段,实施相对容易。缺点：陈家湾西站距兰州西站50.27 km,运营长度97.12 km,运营时间38.0 min,运营距离与时间均无优势；需对兰新客运专线黑沟特大桥进行拆除重建,造成既有线中断运营约14个月,可实施性差；需穿越甘肃永靖黄河三峡湿地自然自然保护区核心区,对自然保护区影响较大；新建线路最长,且桥隧工程和车站改建工程、新建货线工程较艰巨,工程投资最高。
综上所述,方案I线路顺直,运营长度和时间相对较短,节省旅行时间,优势较为明显,虽然工程投资较方案II高1.45亿元,但兰新铁路路基段接轨,工程地质条件好,施工过渡相对简单,施工难度可控,投资相对适中,且对既有兰新铁路干扰较小,与方案II、方案III相比对既有兰新客运专线的运营无影响,并且接轨点位置服从城市总体规划,满足地方需求。因此,推荐兰合铁路引入兰新铁路西固城站(方案I )。
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