泰(安)肥(城)铁路支线位于泰安市西部和肥城市北部，由京沪铁路泰安站西北端出岔西行，经过天平店、道郎、鱼池村、肥城、穆庄、陶阳6站至肥城煤矿区的湖屯站止，全长49.458公里。其中道郎、陶阳为乘降所，天平店站只办理客运，其余均办理客货运。
全线地形东高西低，由泰安市境内的丘陵区渐降为肥城县境内的平原地带；土壤为粘沙土，全线无不良地质现象，地震烈度7度，地下水位在1至5米之间；气候属半湿润季风气候区，年均降水量677毫米，年均气温13℃。极端最高温度40℃、最低温度－20℃，最大积雪厚度7厘米，冻结深度0.5米，平均风速2.8米/秒，线路跨越的河流均为季节性河流。
肥城煤矿煤藏量丰富，1985年肥城、穆庄、湖屯三站发送煤炭占货物发送量的96%；还担负肥城、东平、平阴县和石横发电厂等企业的物资到发和旅客运输任务。
线路建设
线路修整
全线分泰安至穆庄段和穆庄至湖屯段两次修建。1958年，山东省人民委员会根据肥城煤矿区全部投产后可达年产1260万吨的情况，向铁道部提出修建铁路的要求，经部报国家计委批准，铁道部于1960年3月4日正式下达了设计任务书。原设计为泰安至湖屯以西的大中泉站，铁道部第三设计院于1958年10月完成了泰安至大中泉站间的外业勘测，次年3月直接完成施工设计，因无资金未施工。后重新勘测，1961年12月完成泰安至穆庄段修改施工设计，工程总预算1504万元。
设计主要技术标准、条件：
泰穆段为单线Ⅰ级专用线，限制坡度4‰，最小曲线半径700米，蒸汽机车牵引，到发线有效长850米，机车交路为济南、兖州两机务段担任至穆庄折返，采用半自动闭塞。正线铺30～35公斤/米旧轨，每公里铺枕木1600根，铺9号和12号道岔，桥梁载重中-22级，臂板信号电锁器联锁。年设计输送能力2070万吨，近期417万吨；最大通过能力32.5对，近期为9.8对。工程由中国人民解放军铁道兵四师二团负责施工，在泰安、肥城组成两个指挥部，组织民工参加土石方工程施工。共征地5529.2亩，计101.56万元。1960年1月18日泰安至大中泉站间全线动工，至年底完成土方87%、石方完成90%，桥涵建筑建成142座，于1962年7月全部竣工；10月19日泰安至穆庄段通车。次年元月20日开办客车1对、货车2对临时运营。施工中民工使用天平转、飞轮滑车等小型机具加快了施工进度。1964年10月～12月初对泰安至穆庄段全面验收，1965年1月1日交付运营。主要完成土石方271.73万立方米，中小桥35座，涵渠108座，正线39.14公里，站线10.26公里，道岔35组，通信线路4对41公里，房屋9507平方米，完成投资1442.18万元。
工程总投资
穆庄至湖屯段是原设计工程中未完而停工的一段，原设计终点在大中泉，施工时改缩至湖屯。煤炭部因急需运煤，1966年12月由煤炭部三十五工程处施工，对铁 道兵四师原建的路基、桥梁进行填补和改扩建，1967年7月铺轨，1968年6月25日通车运煤，同年7月25日交济南局。主要竣工量：正线8.870公里，土石方8540立方米，完成投资294.8万元。
技术改造
1975年，因津浦铁路双线施工，泰肥支线1.230至5.500公里一段需改线，共铺轨4.270公里。1977年初至1978年初全部换用43公斤/米旧轨。自1978年8月1日起，线路允许运行速度正线为每小时60公里、侧线45公里。1980年，泰安工务段对齐家店路堑顶部天沟进行整治，增建各站排水设施。至1985年全线除24至27公里外，均换50公斤/米轨；设调度、各站、养路、闭塞4对通信线路，单线64D型半自动闭塞，肥城、穆庄站为色灯信号。1985年实际通过能力为客车1对，小运转区段货车9对。
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