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摘要：榆横三期铁路地处陕西省榆林市西南部，结合沿线地形地貌、功能和定位要求，提出榆横三期铁路经横山县方案和沿黑河则取直方案，以及全线采用13‰限坡和6‰/13‰均衡坡方案。经过综合分析比选，最终推荐榆横三期铁路采用沿黑河则取直走向方案且全线采用13‰限坡方案。
关键词：榆横三期铁路线；方案；研究
中图分类号： F530 文献标识码： A
榆横三期铁路位于陕西省榆林市西南部，横山县以西地区和靖边县东北部地区，陕西省和内蒙古自治区交界地带，毗邻内蒙古自治区鄂尔多斯市。北起榆横二期铁路终点站红石桥车站，南至靖边县海则滩村的蒙西至华中地区铁路海则滩车站，线路全长76.982km。该线地处陕北能源化工基地的榆横煤化工园区内，陕北能源化工基地是按照“煤向电力转化，煤电向载能产品转化，煤油气盐向化工产品转化”的思路，规划建设的我国21世纪能源接续区和大型煤化工基地，榆横煤化工园区是陕北能源化工基地六大产业园区之一。研究年度榆横矿区煤炭除供应榆横煤化工园区外，有部分富余煤炭外运。特别是榆横煤矿南、北区，是商品煤开发区，煤炭外运量较大。榆横三期铁路能够促进榆横煤矿南、北区煤炭开发和陕北能源化工基地的建设，促进沿线经济的发展，并能够完善区域铁路网结构，扩大路网覆盖面，增强路网灵活性；同时也有利于建设节约型社会、减轻环境污染。
1 榆横三期铁路线路走向方案
1.1榆横三期铁路经过地区概况
榆横三期铁路位于陕北黄土高原与毛乌素沙漠东南缘接壤地带。所经地区主要经过三个地貌单元：毛乌素沙漠地区、毛乌素沙漠与陕北黄土高原过渡地区和河流阶地沉积地区。总体地势西北向东南缓倾，高程一般在1000～1400m之间，相对高差5～140m，沿线经过魏墙、朱家峁、泸河、泸殿、赵石畔、塔湾等多座煤矿，主要经济据点为横山县城。毛乌素沙漠地区地形相对平坦开阔，区域内沟壑较少，半固定、固定沙地相互交错分布，个别地方基岩、黄土裸露，形成裸岩、光板地并有风蚀残丘、残墩分布。一般相对高度5～30米，宽几米至几十米。毛乌素沙漠与陕北黄土高原过渡地区，地形起伏较大，高差几十米的沙化黄土梁峁较多，地表砂层厚度不等，沟壑纵横，沟深达几十米甚至上百米。河谷阶地沉积区在铁路沿线经过的芦河、海流兔河、无定河和黑河则发育，一般高出河床3～10米。地形较平坦开阔，表层为冲积沙和粘性土及粉土，下伏黄土或砂岩、砂质泥岩、泥岩。因此在选线上风沙地区路基宜以路堤通过，尽量避免不填不挖，如采取固沙带措施，并应尽量避免深长路堑。
1.2线路走向方案
榆横三期铁路位于能源资源富集的陕西省北部，主要吸引的榆横煤矿矿区因缺乏大能力交通运输方式目前尚未大规模开采。本线建成后，西联太中（银）铁路和蒙西至华中地区铁路，并通过榆横一二期铁路（闫庄则～红石桥段）东端与包西铁路相接，共同形成沿线地区煤炭的外运通道和包西和太中（银）、蒙西至华中地区铁路干线铁路的联络线，本线为一条以开发地方资源为主的支线铁路。同时考虑到沿线横山县城未通铁路，线路若通过横山县城则需东绕，故方案提出经横山县方案和沿黑河则取直方案。
1.2.1经横山县方案
线路自红石桥车站接轨后，曲线左偏转向东南，在陈圪堵上跨包茂高速公路后跨越无定河，线路南行进入魏墙井田至横山县西侧，设横山站后沿芦河南行进入泸河井田设李新庄车站，线路继续南行过赵石畔镇设赵石畔车站，过塔湾镇设塔湾车站。塔湾出站后线路曲线右偏转向西，过庙梁在黄蒿界井田南侧设黄蒿界车站，上跨包茂高速后设海则滩东站，接轨至蒙西至华中地区铁路海则滩车站，线路全长96.150km。该方案共需新设6个车站，桥梁全长29.435km，隧道全长3.65km，投资为71.509亿元。
1.2.2沿黑河则取直方案
自红石桥车站接轨后，曲线左偏跨越海流兔河后转向南设雷龙湾车站，在庙畔跨越无定河后进入红墩界井田，线路南行在白家湾跨越黑河后设鲁家湾车站，线路继续沿黑河南行进入海则滩后设海则滩东车站，接轨至蒙西至华中地区铁路海则滩车站，线路全长76.982km。该方案共需新设3个车站，桥梁全长14.252km，无隧道，投资为50.901亿元。
1.3线路走向方案比较
1.3.1经横山县方案
优点：①线路经行横山县，有利于地方经济发展。②经行榆横北矿区部分和南矿区大部分井田，近期沿线仅红墩界井田煤炭不能直接通过本线外运煤炭需修建15km专用线外，其余井田均可通过本线直接外运。缺点：①沿线需预留煤柱。②沿线多为毛乌素沙漠与陕北黄土高原过渡地区，地形起伏大、沟壑纵横。线路长度比沿黑河则取直方案长19.168km，总投资比沿黑河则取直方案高20.608亿元。③桥隧比重为34.41％，较沿黑河则取直方案高15.9％。
1.3.2沿黑河则取直方案
优点：①线路经行全部在矿区沿线，主要为矿区服务，符合本线的功能和定位要求。②沿线为毛乌素沙漠地区，地形相对平坦开阔，区域内沟壑较少。线路取直不需绕行，长度比经横山县方案短19.168km，总投资比经横山县方案低20.608亿元。③桥隧比重为18.51％，较经横山县方案低15.9％。缺点：①沿线需预留煤柱②沿线不经行魏墙、泸河、赵石畔、塔湾井田，这四个井田煤炭外运需修建34km专用线。
1.4推荐方案
两方案均能满足榆横煤矿南、北矿区煤炭外运需要，Ⅰ方案除榆横煤矿南区二期的红墩界井田需修建15km专用线外都能到达，且经过横山县有利于地方经济的发展，但线路长、投资大、工程复杂。Ⅱ方案近期需单独修建34km铁路专用线才能满足榆横煤矿南区一期魏墙井田、泸河井田等煤矿煤炭外运的需要，但正线线路长度短、运营里程短，且各煤矿的专用线标准低，每公里工程造价远低于正线，专用线可根据煤矿开采建设情况逐渐修建，融资建设方式灵活。Ⅱ方案总投资省，线路经行全部在矿区沿线，主要为矿区服务，更符合本线的功能和定位要求，故本次可研推荐Ⅱ方案为建设方案。
2 限制坡度方案
2.1限制坡度方案
与榆横三期铁路相邻的线路有榆横一二期铁路、太中银铁路（绥德～定边）、蒙西至华中铁路（乌审旗～管庄），相邻各线既有及规划的限制坡度如表1所示。
相邻各线既有及规划的限制坡度表1 单位：‰
太中银铁路 蒙华铁路 榆横一期铁路 榆横二期铁路
既有线（上行/下行） 单机6‰，双机13‰ - -
规划（上行/下行） - 6/13 6/13 6-13
由表1可知，与榆横三期铁路相邻线路远期规划限制坡度均在6‰～13‰之间。从地形条件分析，线路沿线西北向东南缓倾，整体地形起伏大，线路跨无定河至黄蒿界车站地势较低，两端接轨段地势较高，呈现中间低两端高的地势。从运量分析，榆横三期铁路预测的上、下行运量相差较大，煤炭外运为主则下行运量远大于上行运量。纵观榆横三期铁路所经地形，自榆横二期铁路接轨点至雷龙湾车站段跨越无定河地形适合13‰坡度，雷龙湾车站至黄蒿界车站地势变化小坡度自由，黄蒿界车站至终点为上坡紧坡地段适合13‰坡度。根据以上情况，结合榆横三期铁路的货流特点，对全线采用13‰限坡和6‰/13‰均衡坡方案进行比较。6‰/13‰均衡坡方案的线路需展线，13‰限坡方案可更好地适应地形，线路长度较6‰/13‰均衡坡方案缩短3.539km，节省投资41436.7万元。
2.2限制坡度方案分析
2.2.1限坡13‰方案
优点：①重、空车方向牵引质量均可采用5000t，运输组织灵活。②能更好地适应未来货物流向的变化。③线路长度短，投资省。缺点：①与相邻线路坡度均不同。②需在两端接轨站设补机点。③全线桥隧比为18.51％，较均衡坡6‰/13‰方案高4.4％。④运营费用稍高。
2.2.2均衡坡6‰/13‰方案
優点：①与蒙华铁路坡度相适应。②与沿线地形结合较好，桥隧比较13‰方案低4.4％。③运营费用稍低。缺点：①重车方向牵引质量5000t，空车方向牵引质量不足5000t。②货流方向一旦发生变化，改造困难。③线路展线后线路条件较差，线路较13‰限坡方案长3.539km，投资增加41436.7万元。
2.3推荐的限制坡度方案
从以上分析可知，均衡坡6‰/13‰方案虽运营成本稍低，且与蒙华铁路坡度相适应，但13‰限坡方案线路长度短，投资节省41436.7万元，且均衡坡对货流方向有很大限制，应谨慎使用，故推荐采用限坡13‰方案。
3 结语
铁路选线是一个复杂的系统工程，除要满足铁路自身的技术条件和发展要求外，还广泛涉及工业、农业、公路交通、环境保护、水土保持、充分利用既有线资源等方案内容。在选线中应合理确定主要技术标准，并充分考虑不同地区环境采用不同的选线原则。榆横三期铁路地形条件比较复杂，针对风沙路基及经过经济据点等控制因素，以及上、下行运量差别较大的问题，经过分析比选，推荐榆横三期铁路采用沿黑河则取直方案的线路走向方案且13‰限坡的坡度方案。在铁路选线过程中，应根据铁路项目的功能和定位要求，结合不同地区的环境因素，全面分析各相关因素，使铁路建成后既能满足运输需要又投资省效率高。
关键词：榆横三期铁路线；方案；研究
中图分类号： F530 文献标识码： A
榆横三期铁路位于陕西省榆林市西南部，横山县以西地区和靖边县东北部地区，陕西省和内蒙古自治区交界地带，毗邻内蒙古自治区鄂尔多斯市。北起榆横二期铁路终点站红石桥车站，南至靖边县海则滩村的蒙西至华中地区铁路海则滩车站，线路全长76.982km。该线地处陕北能源化工基地的榆横煤化工园区内，陕北能源化工基地是按照“煤向电力转化，煤电向载能产品转化，煤油气盐向化工产品转化”的思路，规划建设的我国21世纪能源接续区和大型煤化工基地，榆横煤化工园区是陕北能源化工基地六大产业园区之一。研究年度榆横矿区煤炭除供应榆横煤化工园区外，有部分富余煤炭外运。特别是榆横煤矿南、北区，是商品煤开发区，煤炭外运量较大。榆横三期铁路能够促进榆横煤矿南、北区煤炭开发和陕北能源化工基地的建设，促进沿线经济的发展，并能够完善区域铁路网结构，扩大路网覆盖面，增强路网灵活性；同时也有利于建设节约型社会、减轻环境污染。
1 榆横三期铁路线路走向方案
1.1榆横三期铁路经过地区概况
榆横三期铁路位于陕北黄土高原与毛乌素沙漠东南缘接壤地带。所经地区主要经过三个地貌单元：毛乌素沙漠地区、毛乌素沙漠与陕北黄土高原过渡地区和河流阶地沉积地区。总体地势西北向东南缓倾，高程一般在1000～1400m之间，相对高差5～140m，沿线经过魏墙、朱家峁、泸河、泸殿、赵石畔、塔湾等多座煤矿，主要经济据点为横山县城。毛乌素沙漠地区地形相对平坦开阔，区域内沟壑较少，半固定、固定沙地相互交错分布，个别地方基岩、黄土裸露，形成裸岩、光板地并有风蚀残丘、残墩分布。一般相对高度5～30米，宽几米至几十米。毛乌素沙漠与陕北黄土高原过渡地区，地形起伏较大，高差几十米的沙化黄土梁峁较多，地表砂层厚度不等，沟壑纵横，沟深达几十米甚至上百米。河谷阶地沉积区在铁路沿线经过的芦河、海流兔河、无定河和黑河则发育，一般高出河床3～10米。地形较平坦开阔，表层为冲积沙和粘性土及粉土，下伏黄土或砂岩、砂质泥岩、泥岩。因此在选线上风沙地区路基宜以路堤通过，尽量避免不填不挖，如采取固沙带措施，并应尽量避免深长路堑。
1.2线路走向方案
榆横三期铁路位于能源资源富集的陕西省北部，主要吸引的榆横煤矿矿区因缺乏大能力交通运输方式目前尚未大规模开采。本线建成后，西联太中（银）铁路和蒙西至华中地区铁路，并通过榆横一二期铁路（闫庄则～红石桥段）东端与包西铁路相接，共同形成沿线地区煤炭的外运通道和包西和太中（银）、蒙西至华中地区铁路干线铁路的联络线，本线为一条以开发地方资源为主的支线铁路。同时考虑到沿线横山县城未通铁路，线路若通过横山县城则需东绕，故方案提出经横山县方案和沿黑河则取直方案。
1.2.1经横山县方案
线路自红石桥车站接轨后，曲线左偏转向东南，在陈圪堵上跨包茂高速公路后跨越无定河，线路南行进入魏墙井田至横山县西侧，设横山站后沿芦河南行进入泸河井田设李新庄车站，线路继续南行过赵石畔镇设赵石畔车站，过塔湾镇设塔湾车站。塔湾出站后线路曲线右偏转向西，过庙梁在黄蒿界井田南侧设黄蒿界车站，上跨包茂高速后设海则滩东站，接轨至蒙西至华中地区铁路海则滩车站，线路全长96.150km。该方案共需新设6个车站，桥梁全长29.435km，隧道全长3.65km，投资为71.509亿元。
1.2.2沿黑河则取直方案
自红石桥车站接轨后，曲线左偏跨越海流兔河后转向南设雷龙湾车站，在庙畔跨越无定河后进入红墩界井田，线路南行在白家湾跨越黑河后设鲁家湾车站，线路继续沿黑河南行进入海则滩后设海则滩东车站，接轨至蒙西至华中地区铁路海则滩车站，线路全长76.982km。该方案共需新设3个车站，桥梁全长14.252km，无隧道，投资为50.901亿元。
1.3线路走向方案比较
1.3.1经横山县方案
优点：①线路经行横山县，有利于地方经济发展。②经行榆横北矿区部分和南矿区大部分井田，近期沿线仅红墩界井田煤炭不能直接通过本线外运煤炭需修建15km专用线外，其余井田均可通过本线直接外运。缺点：①沿线需预留煤柱。②沿线多为毛乌素沙漠与陕北黄土高原过渡地区，地形起伏大、沟壑纵横。线路长度比沿黑河则取直方案长19.168km，总投资比沿黑河则取直方案高20.608亿元。③桥隧比重为34.41％，较沿黑河则取直方案高15.9％。
1.3.2沿黑河则取直方案
优点：①线路经行全部在矿区沿线，主要为矿区服务，符合本线的功能和定位要求。②沿线为毛乌素沙漠地区，地形相对平坦开阔，区域内沟壑较少。线路取直不需绕行，长度比经横山县方案短19.168km，总投资比经横山县方案低20.608亿元。③桥隧比重为18.51％，较经横山县方案低15.9％。缺点：①沿线需预留煤柱②沿线不经行魏墙、泸河、赵石畔、塔湾井田，这四个井田煤炭外运需修建34km专用线。
1.4推荐方案
两方案均能满足榆横煤矿南、北矿区煤炭外运需要，Ⅰ方案除榆横煤矿南区二期的红墩界井田需修建15km专用线外都能到达，且经过横山县有利于地方经济的发展，但线路长、投资大、工程复杂。Ⅱ方案近期需单独修建34km铁路专用线才能满足榆横煤矿南区一期魏墙井田、泸河井田等煤矿煤炭外运的需要，但正线线路长度短、运营里程短，且各煤矿的专用线标准低，每公里工程造价远低于正线，专用线可根据煤矿开采建设情况逐渐修建，融资建设方式灵活。Ⅱ方案总投资省，线路经行全部在矿区沿线，主要为矿区服务，更符合本线的功能和定位要求，故本次可研推荐Ⅱ方案为建设方案。
2 限制坡度方案
2.1限制坡度方案
与榆横三期铁路相邻的线路有榆横一二期铁路、太中银铁路（绥德～定边）、蒙西至华中铁路（乌审旗～管庄），相邻各线既有及规划的限制坡度如表1所示。
相邻各线既有及规划的限制坡度表1 单位：‰
太中银铁路 蒙华铁路 榆横一期铁路 榆横二期铁路
既有线（上行/下行） 单机6‰，双机13‰ - -
规划（上行/下行） - 6/13 6/13 6-13
由表1可知，与榆横三期铁路相邻线路远期规划限制坡度均在6‰～13‰之间。从地形条件分析，线路沿线西北向东南缓倾，整体地形起伏大，线路跨无定河至黄蒿界车站地势较低，两端接轨段地势较高，呈现中间低两端高的地势。从运量分析，榆横三期铁路预测的上、下行运量相差较大，煤炭外运为主则下行运量远大于上行运量。纵观榆横三期铁路所经地形，自榆横二期铁路接轨点至雷龙湾车站段跨越无定河地形适合13‰坡度，雷龙湾车站至黄蒿界车站地势变化小坡度自由，黄蒿界车站至终点为上坡紧坡地段适合13‰坡度。根据以上情况，结合榆横三期铁路的货流特点，对全线采用13‰限坡和6‰/13‰均衡坡方案进行比较。6‰/13‰均衡坡方案的线路需展线，13‰限坡方案可更好地适应地形，线路长度较6‰/13‰均衡坡方案缩短3.539km，节省投资41436.7万元。
2.2限制坡度方案分析
2.2.1限坡13‰方案
优点：①重、空车方向牵引质量均可采用5000t，运输组织灵活。②能更好地适应未来货物流向的变化。③线路长度短，投资省。缺点：①与相邻线路坡度均不同。②需在两端接轨站设补机点。③全线桥隧比为18.51％，较均衡坡6‰/13‰方案高4.4％。④运营费用稍高。
2.2.2均衡坡6‰/13‰方案
優点：①与蒙华铁路坡度相适应。②与沿线地形结合较好，桥隧比较13‰方案低4.4％。③运营费用稍低。缺点：①重车方向牵引质量5000t，空车方向牵引质量不足5000t。②货流方向一旦发生变化，改造困难。③线路展线后线路条件较差，线路较13‰限坡方案长3.539km，投资增加41436.7万元。
2.3推荐的限制坡度方案
从以上分析可知，均衡坡6‰/13‰方案虽运营成本稍低，且与蒙华铁路坡度相适应，但13‰限坡方案线路长度短，投资节省41436.7万元，且均衡坡对货流方向有很大限制，应谨慎使用，故推荐采用限坡13‰方案。
3 结语
铁路选线是一个复杂的系统工程，除要满足铁路自身的技术条件和发展要求外，还广泛涉及工业、农业、公路交通、环境保护、水土保持、充分利用既有线资源等方案内容。在选线中应合理确定主要技术标准，并充分考虑不同地区环境采用不同的选线原则。榆横三期铁路地形条件比较复杂，针对风沙路基及经过经济据点等控制因素，以及上、下行运量差别较大的问题，经过分析比选，推荐榆横三期铁路采用沿黑河则取直方案的线路走向方案且13‰限坡的坡度方案。在铁路选线过程中，应根据铁路项目的功能和定位要求，结合不同地区的环境因素，全面分析各相关因素，使铁路建成后既能满足运输需要又投资省效率高。