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2006年7月20日，新上任的时贵州省长林树森首次提出建设贵广铁路的构想，并希望建设一条尽量平直的线路来尽可能减少旅行耗时；同月，在贵州考察的中国前总理朱镕基听取报告后对线路修建表示支持；8月18日，贵州省政府向国务院上报相关请示，并向包括时任总理温家宝在内的国务院官员汇报情况。2006年9月14日，国家发改委同意了贵广铁路建设计划并将其列入国家铁路“十一五”规划；9月16日，贵州省开始与广西省、广东省沟通线路建设事宜并随即得到广西广东方面支持。2007年3月，三省政府联合铁道部共同提交贵广铁路项目建议书。同年，国家发改委在《综合交通网中长期发展规划》里把原四纵四横交通运输网络扩充为“五横五纵”，贵广铁路被纳入包头至广州运输大通道。