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本项目线路自西延高铁延安站北咽喉引出北行,跨越烟囱沟、黄蒿沟、野狐子沟、延河,于延安旧机场东侧设延安新区站,于包头端咽喉引出动车走行线,连接动车存车场;向东北沿延河河谷布线,绕避河谷两岸小煤窑采空区,经李渠、姚店,设L-10.9km特长隧道翻越芦草梁,至延川县城以西约9.5km文安驿镇薛家沟设延川站,受上跨绥延高速互通式立交匝道条件控制,车站整体设置在桥梁上;以桥隧相连的形式布线,跨越清涧河,设L-14.6km桐柏塬特长隧道东绕清涧县城,至城北约5km清水河河谷周家店则设清涧北站;相继设L-9.3km、L-10.4km的隧道翻越九里山,至绥德县城西北约5km、大理河东岸邢家塬设绥德西站,并预留规划青太银快速客运通道(规划绥德至太原高铁)接轨条件;线路跨越青银高速、榆绥高速,西绕绥德县城,北向布线设隧道群翻越无定河西岸梁峁区,西绕米脂县城至城北约5km党家沟、无定河西岸靠山侧设米脂北站;设L-11.3km的韩家塔特长隧道翻越梁峁区,取直线路,在鱼河镇附近跨越无定河、榆溪河,走行于榆溪河西岸风沙区,于闫庄则南侧跨越包西铁路,在包西铁路东侧并行布线至元驰世纪城小区南侧、包西铁路东侧的铁路预留用地设榆林南站高铁场,同时并列设置包西线普速场,建成后统一由榆林南站办理客运作业,出站端预留向鄂尔多斯方向延伸条件。新建正线线路长度238.708km,其中新建桥梁56.111km/65座,新建隧道168.675km/54座,桥隧总长224.786km,桥隧比94.2%,新设6处车站,平均站间距39.70km。
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