引言

宝成铁路翻越秦岭，北接陇海铁路、东衔成渝铁路、南连成昆铁路，是我国铁路网骨架中沟通西北与西南的第一条铁路干线，被誉为“破解蜀道之难的里程碑”，是连接西南西北的重要生命线。目前，川渝地区形成宝成（中通道）、襄渝—西康（东通道）、兰渝（西通道）三条北上通道，2023年西南地区北向货物交流重车方向（下行入川方向）达1.5亿t，货流水平逐年增长，西北—西南、华北—西南等跨区域货物交流日益旺盛，预测研究年度将达3亿t以上。
西康—襄渝运能趋于饱和，兰渝线随着疆煤外运也将接近饱和，对宝成通道的扩能改造需求凸显。但与此同时，既有宝成铁路沿线地质灾害具有频次高、数量多、危害大的特点，在空间和时间上具有集中诱发和群发的特征，翻越秦岭工程艰巨、改造代价大。因此，如何选择合理的扩能改造建设方案，对项目工程设置、投资等具有重要影响，同时对推进补齐宝成铁路运输质量短板、强化路网薄弱区段、完善西南地区北出通道意义重大。
1 线路概况及运营存在的问题

1.1 既有宝成铁路概况

宝成铁路作为连接我国西北地区和西南地区的第一条铁路动脉，1958年正式建成通车，1975年完成电化改造，1999年阳平关至成都完成复线改造。现状宝鸡至阳平关段现状为单线，阳平关至成都段为复线。其中宝鸡至秦岭段限制坡度30‰，到发线有效长度700m，三机牵引2600/3000t；秦岭至成都段限制坡度13‰，牵引质量为2600/3000t、4000t，货物列车需在秦岭站摘挂补机，需在阳平关、广元等站办理增减轴作业。
1.2 运营存在的问题

单线段运输能力小，限制客货运输增长需求。2024年宝成铁路宝鸡至阳平关段承担客车4对/d、货车28对/d，能力利用率93.3%，能力已饱和，不能满足运量进一步增长的需求；阳平关至成都双线区段，区间能力尚有一定富余。预测2035年、2040年、2050年宝成铁路宝鸡至阳平关段客车对数分别为8，12，15对/d，货运量分别为3930，4910，5800万t/年，单线能力已无法满足预测年度运输需求，成为能力瓶颈区段，影响铁路通道运输能力整体发挥。主要技术标准低且与区域路网相关线路标准不统一，通道运输质量不高。宝成铁路衔接的相关线路基本为电气化铁路，川渝地区北向通道的主要线路大部分为双线铁路，到发线有效长度均为850m系列，牵引质量4000～4500t；现状区域内仅宝成铁路宝鸡至阳平关段到发线有效长度650～700m，牵引质量2600/3000t；宝成铁路宝鸡至秦岭越岭段，线路采用30‰大坡度，是中国既有铁路运营线路中坡度最长最陡、弯道最多最急的铁路干线，运营安全风险高；线路允许速度方面，宝鸡至阳平关段500m以下半径曲线占线路总长超过40％，以300m半径居多，允许速度仅70km/h，其中越岭段允许速度60km/h，客车旅行速度43.9km/h，通道客货运输质量不高。
沿线地质灾害频发，影响运营安全。受建设期技术经济条件限制，宝成铁路多走行于河谷阶地，地质灾害极为发育，全线不良地质灾害主要集中在越岭段和嘉陵江河谷段，病害类型主要有落石、溜坍、崩塌、滑坡、泥石流、风化剥落等。线路过马角坝后，逐步进入成都平原，不良地质整体弱发育。宝成铁路自建成以来经过多轮集中抢险、整治及改线，但未彻底根治。
2 宝成铁路扩能改造思路及原则

结合现状分析，既有宝成铁路宝鸡至阳平关段为单线，运输能力小、主要技术标准低、沿线地质灾害频发，作为川渝地区北上重要通道之一，为提高线路输送能力，亟需进行改造。为提升铁路网络运能，制定高质量低成本的扩能改造方案是必要手段之一。结合运量、功能定位以及既有宝成铁路在路网中的位置，综合考虑既有线宝鸡至秦岭段为30‰大坡道单线、秦岭至阳平关段为13‰坡度单线、阳平关至成都为13‰坡度双线的技术特征，在充分考虑地质灾害影响、充分利用既有线的思路下分层次、分段落进行展开。
本线阳平关至成都段已形成双线大能力通道，到发线有效长度为850m，牵引质量为4000t，经检算研究年度能力可满足运输需求。因此，建设方案重点研究宝鸡至阳平关段，在重点解决运输能力瓶颈、满足研究年度运输需求的同时，合理提高通道技术标准及运输安全性；并对工程病害进行分级，危及列车行驶安全的病害进行原位整治；对于地质灾害无法原位整治，或整治后仍存在较大风险的段落进行局部绕行改线。
3 通道建设方案研究

3.1 方案综述

结合扩能改造思路和原则以及宝鸡至阳平关段既有线特征，在提高通道运输能力的同时，消除30‰坡度运营风险、提高主要技术标准、降低地质灾害影响，因此，结合单线铁路扩能主要手段及宝成铁路不同段落线路特征，采用分层次：单线扩能、增建二线、新建双线，分段落：岭前段、越岭段、岭后段的研究方法，提出宝成铁路扩能改造方案。方案构成如图1所示。图1 建设方案构成
3.2 单线扩能方案

宝鸡至阳平关现状为单线，研究重点是软化越岭段坡度，岭南红花铺至阳平关段延长到发线有效长度至850m，统一全线牵引质量，对既有线地质灾害及工程病害进行分级整治。
3.2.1 越岭段既有线软化坡度至13‰可行性分析

越岭段宝鸡至秦岭段限制坡度30‰，到发线有效长度为700m，现状采用三机（HXD3+SS4+HXD3）牵引，牵引质量为2600/3000t，在秦岭站摘挂补机。既有线自宝鸡（海拔600m）迂回展线足坡上升至秦岭站（海拔1385m），工程以桥隧及陡坡路基为主，地质灾害突出、边坡防护工程大、工程设置困难。故既有线软化坡度至13‰几乎无法利用既有线线位，既有线废弃率将达91%，任家湾—秦岭约39km既有线全部废弃，软化坡度工程等同于新建单线，改建既有线经济性差。
3.2.2 越岭段新建13‰单线方案

考虑到越岭段既有线软化坡度至13‰可能性较小，对越岭段新建单线方案进行研究，按13‰限制坡度、到发线有效长度850m、速度160km/h新建单线；同时岭南段延长到发线至850m，可实现宝鸡至阳平关段按13‰、4000t贯通，与本线阳平关至成都段、陇海线、宝中线和兰渝线匹配性均较好，统一牵引质量、减少摘挂补机及增减轴等技术作业。越岭段新建正线长度70.7km，静态投资64亿元；岭南段延长到发线至850m，延长到发线及地质灾害改线66.5km，并进行病害原位整治，静态投资80亿元。该方案投资合计144亿元。越岭段形成双线规模，存在新建线作为下行线、既有线作为上行线（轻车方向）连发和既有线与新线均按单线成对组织两种方式。
连发组织：越岭段两线按上下行分线运输，列车按连发组织，能力较为虚糜，同时轻车方向利用既有线多数车站无延长到发线的可能，与前后方通道到发线有效长、牵引质量不匹配，轻车方向需在红花铺增减轴，运输组织顺畅性相对较差。成对组织：越岭段新线和既有线分别按单线成对组织运输，越岭段新建线路与岭南段形成到发线有效长850m、牵引质量4000t技术标准统与前后方统一的单线，承担通道的主要客货运输，既有线承担少量动集旅游列车及货物列车。
通过上述分析，越岭段两种组织方式能力均受红花铺至阳平关段单线能力控制，按双单线成对组织更为合理。能力控制区段平图能力为37.5对/d，在开行4对/d客车的基础上，可承担货运量2812万t/年。近期其余2098万t/年货运量需经西康等相关线路绕行，增加社会物流成本。
3.3 增建二线方案

单线扩能方案能力不满足需求，增建二线将形成双线大能力通道，并消除地质灾害点，客货流按最优径路分配。(1) 越岭段13‰单绕方案
该方案宝鸡至任家湾段软化坡度至13‰并增建二线；任家湾至秦岭段新建单线