兰昆铁路从兰州枢纽八盘峡站引出，经甘肃省的八盘峡、盐锅峡、永靖、临夏、临夏南、夏河和合作，经四川省的九寨沟、茂县、安县、绵竹、什邡、广汉、成都、乐山、峨眉山、越西、冕山、西昌、攀枝花，经过云南省的元谋、广通，止于昆明枢纽昆明站，线路全长约1650公里；途经甘肃省、四川省、云南省，兰州、成都、昆明，3个省份区、3座省会市，沟通黄河上游经济圈、成渝经济圈、滇中经济圈，3个经济区。
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兰昆铁路，分段采用国家I级等级的铁路双线电气化设计。
1、兰昆铁路兰合段。简称兰合铁路。位于甘肃省境内，行经兰州市、临夏回族自治州和甘南藏族自治州，地处甘肃南部黄土高原与青藏高原的过渡地带。沿途多为藏、回等少数民族聚居地，自古是汉、藏文化交流的交通要道，地理位置非常重要。线路呈南北走向，自兰青铁路八盘峡站南端西侧引出，溯黄河而上经盐锅峡镇至永靖县；两跨黄河经考勒通过刘家峡水库库区，至东乡县河滩乡转入大夏河宽谷；溯河谷南行经临夏市至土门关，进入甘南藏族自治州大夏河峡谷区，沿河而上经夏河至甘南藏族自治州州府合作市，正线长度179.238km 。另设八盘峡至河口南下行疏解线，线路长度3.881km。线路可南延至成九铁路川主寺，形成兰州至成都铁路新通道。本工程为国铁Ⅰ级标准的铁路，牵引方式为电力牵引。区间路基长68.54km，占线路全长的37.16%，全线大、中桥梁长度40.83km，占线路的比重约为22.31%，全线隧道长度63.78km，占线路的比重约为35.58%，工程共设置车站16处，其中中间站7处分别为八盘峡、盐锅峡、永靖、临夏、临夏南、夏河和合作，会让站4处为考勒、河滩、曲奥和香拉，预留会让站5处为林家村、单子庄、土门关、麻当和拉寨。主要技术标：铁路等级为Ⅰ级， 设计行车速度为120km/h ，最小曲线半径为一般1600m、困难1200m，限制坡度为13‰，牵引种类为电力，牵引质量为4000t，机车类型为货机HXD、客机SS7E，到发线有效长度为850m、双机另加一机车长度，闭塞类型为自动站间闭塞。
2、兰昆铁路合九段。简称合九铁路。该段位于甘肃省和四川省交接山脉峡谷之间，是典型的山地铁路。由合作站引出后跨大夏河谷地、穿岷山、跨白龙江，到四川省九寨沟景区的川主寺（站）与成九段接轨，全长约300公里。
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