喬俊飛

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司,北京 100055)

1 概述

京張高鐵經(jīng)過(guò)全國(guó)重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū)八達(dá)嶺景區(qū)，涉及工程結(jié)構(gòu)安全、鐵路運(yùn)營(yíng)安全、旅游安全、文物安全，以及對(duì)景區(qū)景觀環(huán)境的影響等方面的問題，使得八達(dá)嶺地下站成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。就八達(dá)嶺地下站涉及的相關(guān)問題進(jìn)行分析。

2 八達(dá)嶺景區(qū)設(shè)站的必要性

八達(dá)嶺—十三陵風(fēng)景名勝區(qū)是經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的第一批全國(guó)重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū)之一，區(qū)內(nèi)擁有八達(dá)嶺長(zhǎng)城、十三陵兩處世界文化遺產(chǎn)地，在世界上享有很高的聲譽(yù)。八達(dá)嶺—十三陵風(fēng)景名勝區(qū)范圍西包括關(guān)溝、西北包括長(zhǎng)城及石峽古堡，北包括土邊長(zhǎng)城及岔道古城、碓臼峪，東包括銀山塔林及鐵壁銀山，南包括龍、虎山等景觀資源集中的區(qū)域；核心景區(qū)由八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)、居庸關(guān)長(zhǎng)城景區(qū)，十三陵景區(qū)、銀山塔林景區(qū)組成。八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)包括八達(dá)嶺長(zhǎng)城、水關(guān)長(zhǎng)城，殘長(zhǎng)城、土邊長(zhǎng)城及兩側(cè)山體區(qū)域，景區(qū)中最為著名的景點(diǎn)為八達(dá)嶺長(zhǎng)城，有“不到長(zhǎng)城非好漢”的美譽(yù)，歷來(lái)深受國(guó)內(nèi)外游客青睞。

根據(jù)《八達(dá)嶺—十三陵風(fēng)景名勝區(qū)總體規(guī)劃修編(2007 年～2020年)》，八達(dá)嶺—十三陵風(fēng)景名勝區(qū)日最高游人量應(yīng)控制在5.33萬(wàn)人以內(nèi)，年游人量應(yīng)控制在1 600萬(wàn)人次以內(nèi)；其中八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)日合理游人量為3萬(wàn)人左右，據(jù)此推算景區(qū)年容量為1 000萬(wàn)人次。目前，八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)年旅游接待人數(shù)已接近800萬(wàn)人次。

隨著景區(qū)游客的逐年攀升，目前以公路為主的交通方式造成京藏高速常年擁堵不堪，也給景區(qū)環(huán)境保護(hù)造成壓力；另一方面，依托百年老線—既有京張鐵路開行的北京市郊S2線內(nèi)燃動(dòng)車組，受線路技術(shù)條件差、客車發(fā)車頻率低、客流接駁設(shè)施不足等因素影響，未能發(fā)揮綜合交通的骨干作用，交通問題已成為制約風(fēng)景名勝區(qū)保護(hù)和旅游資源開發(fā)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)難題。

新建京張高鐵為速度目標(biāo)值350 km/h的客運(yùn)專線，客運(yùn)能力大，運(yùn)輸?shù)吞辑h(huán)保。依托該項(xiàng)目在八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)設(shè)站，可為八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)提供一種安全、便捷的交通方式，經(jīng)測(cè)算，在八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)設(shè)站每日運(yùn)輸能力相當(dāng)于100輛旅游巴士、30輛公交車和1 000輛小汽車。對(duì)于減少汽車碳排放量，緩解北京市區(qū)交通流量和景區(qū)對(duì)外交通瓶頸，減少風(fēng)景名勝區(qū)旅游對(duì)于公路資源的依賴，降低公路交通對(duì)核心景區(qū)環(huán)境的影響，建立與風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)交通良好的鐵路接駁換乘系統(tǒng)，以及保護(hù)長(zhǎng)城風(fēng)景資源，實(shí)現(xiàn)景區(qū)旅游可持續(xù)發(fā)展等具有重要意義。

3 八達(dá)嶺站位方案研究

3.1 利用既有車站方案分析

青龍橋車站為位于八達(dá)嶺核心景區(qū)的老京張鐵路既有車站，由于地勢(shì)原因，既有京張鐵路在此以折返式鐵路爬坡(一般將該段稱為“人字鐵路”)。青龍橋站現(xiàn)僅作為上行線折返點(diǎn)，相應(yīng)的下行線折返點(diǎn)為青龍橋西火車站，現(xiàn)為2臺(tái)2道。

青龍橋火車站所在的南口至八達(dá)嶺段是百年京張鐵路保留較完整的一段，2013年被國(guó)務(wù)院核定為全國(guó)重點(diǎn)保護(hù)文物。在該段20 km的距離中，分布著南口、東園、居庸關(guān)、三堡、青龍橋5座老車站，而青龍橋火車站早在2008年就已被首都博物館確定為工業(yè)遺產(chǎn)，老站房和詹天佑墓等都進(jìn)行了修繕和恢復(fù)原貌，作為愛國(guó)主義教育基地向公眾開放。

新建京張高鐵建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，在八達(dá)嶺越嶺區(qū)段采用時(shí)速250 km標(biāo)準(zhǔn)，采用曲線半徑較大，受既有青龍橋車站位置地形條件的限制，新建京張高鐵引入既有車站非常困難，不僅要付出巨大的工程代價(jià)，而且大部分鐵路以橋梁和路基形式穿越八達(dá)嶺核心景區(qū)，而且引起青龍橋既有車站的改建，對(duì)國(guó)家重點(diǎn)文物保護(hù)和景區(qū)的環(huán)境會(huì)造成巨大的影響。因此，研究后予以放棄，重點(diǎn)研究了新建車站方案。

3.2 新建車站站位方案研究

3.2.1 站位方案概述

受地形條件限制，京張高速鐵路主要采用隧道方式翻越八達(dá)嶺。為減少對(duì)八達(dá)嶺景區(qū)影響，適應(yīng)八達(dá)嶺景區(qū)游客服務(wù)需求，研究了八達(dá)嶺景區(qū)內(nèi)滾天溝地下站、岔道城地下站、程家窯地面站3個(gè)方案。詳見圖1。

圖1 3個(gè)站位方案線路平面示意

程家窯地面站方案(方案1)：在景區(qū)外的程家窯村西側(cè)設(shè)地面站，站位距八達(dá)嶺長(zhǎng)城入口6 km，站位距離長(zhǎng)城入口較遠(yuǎn)，需對(duì)景區(qū)交通接駁道路進(jìn)行拓寬改造。

岔道城地下站方案(方案2)：車站設(shè)于岔道古城北側(cè)山體中，站臺(tái)至地面站房提升高度為40 m。車站距八達(dá)嶺長(zhǎng)城入口2 km，也需在景區(qū)配套建設(shè)交通接駁設(shè)施。

滾天溝地下站方案(方案3)：車站位于滾天溝停車場(chǎng)北側(cè)山體下方，線路采用30‰最大坡度翻越八達(dá)嶺，最大限度地抬高站位高程，車站站中心處軌面埋深仍為102.55 m，站臺(tái)至地面站房提升高度為59.4 m。車站出口距長(zhǎng)城入口800 m，距北索道300 m，游客可步行直達(dá)長(zhǎng)城入口，不需在景區(qū)配套建設(shè)交通接駁設(shè)施。

3.2.2 站位方案對(duì)比分析

(1)從交通接駁方面對(duì)比分析

程家窯地面站距離長(zhǎng)城入口較遠(yuǎn)，需在景區(qū)配套建設(shè)交通接駁設(shè)施。為有效評(píng)估程家窯地面站方案，北京市委托國(guó)家發(fā)改委綜合運(yùn)輸研究所完成了《京張鐵路八達(dá)嶺站位方案交通仿真與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)研究》(2011年3月)，研究認(rèn)為：現(xiàn)有道路難以承擔(dān)地面站到達(dá)景區(qū)的新增交通量，道路改擴(kuò)建又面臨諸多障礙和困難；而且該方案不僅會(huì)增加游客換乘次數(shù)，延長(zhǎng)旅行時(shí)間，并且造成道路擁堵，惡化景區(qū)及周邊交通，并且增加汽車尾氣排放，加劇景區(qū)環(huán)境污染。

岔道城地下站距八達(dá)嶺長(zhǎng)城核心景區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn)，也需進(jìn)行地面交通接駁，也存在地面道路交通壓力、尾氣污染及道路改擴(kuò)建等方面的問題。

滾天溝地下方案，車站出口距長(zhǎng)城入口800 m，距北索道300 m，游客可步行直達(dá)長(zhǎng)城入口，不需在景區(qū)配套建設(shè)交通接駁設(shè)施。

(2)對(duì)文物保護(hù)方面對(duì)比分析

岔道城地下站方案，站位位于長(zhǎng)城保護(hù)一類建設(shè)控制地帶，該方案直接涉及岔道城城墻本體，建地面站又要改變地形地貌，且需對(duì)交通接駁道路進(jìn)行改造，對(duì)景區(qū)景觀和文物綜合影響最大。

程家窯地面站方案，站位位于長(zhǎng)城保護(hù)三類建設(shè)控制地帶，該方案雖遠(yuǎn)離八達(dá)嶺長(zhǎng)城，但距離明代土邊長(zhǎng)城和岔道城(是八達(dá)嶺長(zhǎng)城防御體系的組成部分)最近，與長(zhǎng)城之間沒有視線遮擋，且需對(duì)交通接駁道路進(jìn)行改造，會(huì)對(duì)明代土邊長(zhǎng)城造成嚴(yán)重影響，該方案對(duì)景區(qū)景觀和文物綜合影響居中。

滾天溝地下站方案，地面站房位于長(zhǎng)城保護(hù)五類建設(shè)控制地帶(緩沖區(qū))。滾天溝區(qū)域建設(shè)控制規(guī)劃為：滾天溝撥地線長(zhǎng)向中線西北地帶不得進(jìn)行建設(shè)，只能作為停車場(chǎng)；中線東南地帶沿山可建部分為旅游服務(wù)的商服業(yè)用房。車站地面站房位于中線東南地帶沿山區(qū)域，符合建設(shè)控制規(guī)劃。而且該方案與長(zhǎng)城保持合適距離而無(wú)需后續(xù)交通接駁改造，且地面站房位于滾天溝山谷中，與長(zhǎng)城之間有現(xiàn)狀長(zhǎng)城博物館和山體遮擋，對(duì)長(zhǎng)城的景觀影響最小。

2015年8月，北京未名文博文化科技有限公司完成《新建京張鐵路八達(dá)嶺設(shè)站位方案比選文物評(píng)估報(bào)告》，評(píng)估認(rèn)為：?jiǎn)螐奈奈镉绊懡嵌确治?，滾天溝地下站方案在3個(gè)方案中綜合影響最小，推薦采用。

2016年1月，北京市規(guī)委和鐵總計(jì)統(tǒng)部聯(lián)合組織召開了八達(dá)嶺路段設(shè)站及保護(hù)文物論證會(huì)，專家對(duì)3個(gè)站位方案進(jìn)行了研究論證，大部分專家認(rèn)為滾天溝地下站方案對(duì)文物保護(hù)影響最小，優(yōu)勢(shì)明顯，同意滾天溝地下站方案。

(3)從旅客服務(wù)的便捷性方面對(duì)比分析

程家窯地面站方案和岔道城地下站方案，采用接駁線接駁，會(huì)增加游客換乘次數(shù)，延長(zhǎng)旅客旅行時(shí)間，為游客服務(wù)的便捷性差。而滾天溝地下站方案可將游客直接輸送至核心景區(qū)，距離長(zhǎng)城步道入口及索道入口很近，可為游客提供非常便捷的服務(wù)。

(4)從鐵路運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)方面對(duì)比分析

兩個(gè)地下站方案比較，運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)；地面站方案與地下站方案比較，地下站方案旅客疏散、管控等相對(duì)受限，安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大一些。根據(jù)國(guó)家消防工程技術(shù)研究中心、公安部天津消防研究所2014年5月《八達(dá)嶺深埋地下車站消防安全疏散和煙氣控制技術(shù)研究報(bào)告》，研究認(rèn)為八達(dá)嶺地下站消防設(shè)計(jì)方案可行，能達(dá)到保證人員生命安全和限制火災(zāi)大規(guī)模蔓延的設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過(guò)采取一定的措施后，安全風(fēng)險(xiǎn)可控。

(5)從工程經(jīng)濟(jì)性方面對(duì)比分析

兩地下站方案鐵路部分工程投資基本相當(dāng)，地下站較地面站鐵路部分直接工程投資多約7.2億元，由于程家窯地面站方案和岔道城地下站方案均需進(jìn)行地面交通接駁。據(jù)測(cè)算，程家窯地面站方案社會(huì)成本費(fèi)用較滾天溝地下站方案增加費(fèi)用為32.718億元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工程建設(shè)節(jié)省的投資。

因此，綜合考慮鐵路建設(shè)成本與社會(huì)成本費(fèi)用，滾天溝地下站方案更經(jīng)濟(jì)。

4 八達(dá)嶺地下站設(shè)計(jì)概況

八達(dá)嶺地下站為京張高鐵中間站，站址區(qū)位于八達(dá)嶺滾天溝停車場(chǎng)下，車站站中心處軌面埋深仍為102.55 m。車站按站臺(tái)層設(shè)為三洞格局，設(shè)兩側(cè)站臺(tái)及到發(fā)線洞室和中間正線洞室；設(shè)雙層進(jìn)出站通道連接站臺(tái)層與地面站廳層，站臺(tái)層與地面站廳層的提升高度為58.77 m，設(shè)兩級(jí)扶梯提升(出站通道站臺(tái)層與出站層提升高度20 m，出站層與地面站廳層提升高度38.77 m)，車站總建筑面積約41 000 m2，其中出露地面站廳部分約2 500 m2。如圖2、圖3所示。

圖2 八達(dá)嶺站地下站橫剖面示意

圖3 八達(dá)嶺站地下站出入通道示意(單位：m)

5 八達(dá)嶺地下站相關(guān)問題分析

5.1 地質(zhì)斷裂與地震安全分析

京張高鐵八達(dá)嶺隧道及車站范圍屬山西臺(tái)隆二級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)，場(chǎng)地附近的主要斷裂有陽(yáng)原盆地北緣斷裂、懷涿盆地北緣斷裂帶、延礬盆地北緣斷裂帶南口山前斷裂、新保安—沙城斷裂、南口—孫河斷裂等。其中懷涿盆地北緣斷裂帶、延礬盆地北緣斷裂帶、新保安—沙城斷裂、南口—孫河斷裂等4條斷裂為活動(dòng)斷裂。八達(dá)嶺隧道及車站位于延礬盆地北緣斷裂帶與南口山前斷裂之間，距離兩條斷裂較遠(yuǎn)(10 km以上)。

根據(jù)“中國(guó)地震局”提供的本線地震安全評(píng)價(jià)結(jié)論，新八達(dá)嶺隧道附近地區(qū)沒有較大斷裂通過(guò)，也沒有活動(dòng)斷裂通過(guò)?？碧角闆r表明，站址區(qū)巖性比較完整，未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造。實(shí)際勘探與地震安全評(píng)價(jià)結(jié)論一致。

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，本線地震動(dòng)峰值加速度在0.01g～0.20g之間(相當(dāng)于地震基本烈度在7度～8度之間)。八達(dá)嶺地下站設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》8度區(qū)設(shè)防，設(shè)計(jì)滿足抗震安全要求。我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的既有京張鐵路，在八達(dá)嶺段共設(shè)11個(gè)隧道，已經(jīng)歷百余年的安全運(yùn)營(yíng)，也證明在該區(qū)域建設(shè)地下工程是可行的。

5.2 八達(dá)嶺景區(qū)客流特征分析

(1)八達(dá)嶺景區(qū)客流特征

現(xiàn)狀八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)日均游客接待量在1.33～2.18萬(wàn)人之間，“五一”、“十一”黃金周日均游客接待量分別在3萬(wàn)人、5萬(wàn)人的水平。2008年～2013年景區(qū)日游客接待量超過(guò)5萬(wàn)人的天數(shù)為54天，占總天數(shù)的2.5%；2012年10月3日景區(qū)游客接待量超過(guò)10萬(wàn)人，為近年的最高值。

(2)八達(dá)嶺車站客流預(yù)測(cè)

現(xiàn)狀八達(dá)嶺長(zhǎng)城景區(qū)旅游客流主要由公路巴士承擔(dān)，其次是公交車、自駕車，鐵路所占比重最小。2008年以前，鐵路承擔(dān)年運(yùn)量?jī)H為5萬(wàn)人左右；2008年S2線開通后，鐵路承擔(dān)客運(yùn)量上升到20萬(wàn)人；2011年S2線執(zhí)行北京公交優(yōu)惠票價(jià)后，承擔(dān)客運(yùn)量進(jìn)一步上升至40萬(wàn)人，承擔(dān)份額達(dá)到5%左右。京張高鐵在八達(dá)嶺景區(qū)設(shè)站，預(yù)測(cè)近、遠(yuǎn)期承擔(dān)客運(yùn)量分別為210萬(wàn)人、280萬(wàn)人，所占份額為23.3%、28.0%，成為景區(qū)旅游客流主要的客運(yùn)方式之一。

本站客流高峰小時(shí)時(shí)段為上午7：00～8：00，下午15：00～16：00?！笆弧秉S金周全日客流近、遠(yuǎn)期分別為1.29萬(wàn)人、1.71萬(wàn)人；“十一”黃金周期間高峰小時(shí)人數(shù)近、遠(yuǎn)期分別為2 350人、2 900人。八達(dá)嶺長(zhǎng)城站高峰小時(shí)客流預(yù)測(cè)見表1。

表1 八達(dá)嶺長(zhǎng)城站高峰小時(shí)客流預(yù)測(cè)

5.3 客流管控與旅游安全分析

根據(jù)景區(qū)交通規(guī)劃，八達(dá)嶺地下站開通后，將同時(shí)啟用岔道西、黑龍?zhí)逗蜄|部3個(gè)景區(qū)外圍停車場(chǎng)，對(duì)社會(huì)車輛實(shí)施封閉措施，滾天溝停車場(chǎng)將改為文化廣場(chǎng)；景區(qū)內(nèi)部采用循環(huán)車接駁大巴團(tuán)體游旅客到達(dá)長(zhǎng)城入口和索道入口。

地面站廳位于滾天溝文化廣場(chǎng)東南側(cè)，廣場(chǎng)面積約25 000 m2，站房距長(zhǎng)城入口約800 m，旅客進(jìn)出站有足夠的緩沖空間。景區(qū)也將對(duì)地面廣場(chǎng)、道路、游客流線及引導(dǎo)標(biāo)識(shí)等進(jìn)行配套規(guī)劃建設(shè)，保障游客安全、有序。滾天溝地面廣場(chǎng)范圍示意見圖4。

圖4 滾天溝地面廣場(chǎng)范圍示意

八達(dá)嶺地下站在地面進(jìn)出口設(shè)站廳，在地面進(jìn)行售檢票和安檢等，根據(jù)列車到發(fā)和客流情況，有序組織旅客進(jìn)站和乘車。為避免節(jié)假日大量客流涌入景區(qū)帶來(lái)旅游安全隱患，可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整經(jīng)停列車數(shù)量，管控預(yù)售票，建立車站和景區(qū)客流聯(lián)控機(jī)制等，對(duì)進(jìn)入車站和景區(qū)的客流總量進(jìn)行管控，確保鐵路運(yùn)輸安全有序。在客流管控方面，鐵路運(yùn)輸較公路運(yùn)輸更為有利。

5.4 鐵路運(yùn)營(yíng)安全分析

地下車站具有埋深大、相對(duì)封閉的特點(diǎn)，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)地面站要大，主要體現(xiàn)在煙氣控制、人員安全疏散和應(yīng)急救援難度大。八達(dá)嶺地下站每個(gè)站臺(tái)設(shè)5個(gè)通道、6組樓扶梯，滿足乘客正常進(jìn)出站和緊急情況下疏散要求。每個(gè)站臺(tái)設(shè)2個(gè)直通地面的斜通道(利用施工時(shí)的斜井)，緊急情況下消防車、救護(hù)車可以直達(dá)站臺(tái)層。站廳層設(shè)直通地面的垂直電梯，平時(shí)作為殘疾人電梯，事故狀態(tài)下作消防人員專用。國(guó)家消防工程技術(shù)研究中心、公安部天津消防研究所2014年5月完成了《八達(dá)嶺深埋地下車站消防安全疏散和煙氣控制技術(shù)研究報(bào)告》，研究認(rèn)為八達(dá)嶺地下站的消防設(shè)計(jì)方案是可行的，運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)是可控的，能達(dá)到保證人員生命安全和限制火災(zāi)大規(guī)模蔓延的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

八達(dá)嶺地下站埋深、站廳層至地面提升高度與重慶地鐵1號(hào)線馬家?guī)r車站基本相當(dāng)，馬家?guī)r車站為目前國(guó)內(nèi)埋深最大的地鐵車站，軌面埋深為60 m，站廳至地面提升高度為47 m，分四級(jí)自動(dòng)扶梯進(jìn)行提升，高峰小時(shí)發(fā)車間隔為4 min，客流量比八達(dá)嶺車站大。該站已于2013年9月開通，運(yùn)營(yíng)良好。實(shí)踐證明設(shè)置埋深為60 m的地下車站技術(shù)上是可行的。

6 研究結(jié)論

經(jīng)研究論證，京張高鐵在八達(dá)嶺景區(qū)設(shè)站是必要的，地下站方案和地面站方案在技術(shù)上均是可行的，滾天溝地下站方案車站設(shè)于滾天溝廣場(chǎng)地下，游客乘降方便，有利于改善八達(dá)嶺景區(qū)的交通擁堵狀況，運(yùn)輸方式低碳、環(huán)保、安全、快捷，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、旅客服務(wù)水平等方面綜合分析，該方案相對(duì)較優(yōu)。最終選定在八達(dá)嶺景區(qū)設(shè)置地下車站作為實(shí)施方案。