丁大朋

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

1 概述

《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》(2016年修編)在“四橫四縱”高速鐵路網(wǎng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建以“八縱八橫”高鐵干線(xiàn)為骨架、區(qū)域連接線(xiàn)銜接、城際鐵路網(wǎng)補(bǔ)充的高速鐵路網(wǎng)，在這張網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)位置形成多個(gè)“米字型”高速鐵路樞紐及數(shù)量更多的“十字型”高速鐵路樞紐[1]?！笆中汀备咚勹F路樞紐指銜接4個(gè)及以上方向，有2條及以上高速鐵路干線(xiàn)、多條區(qū)域鐵路連接線(xiàn)銜接或城際鐵路補(bǔ)充的客運(yùn)樞紐[2]。受路網(wǎng)變化影響，相當(dāng)一部分地級(jí)市所在的樞紐(地區(qū))已有既有城際鐵路解決地區(qū)部分方向的高速客運(yùn)作業(yè)，規(guī)劃的高速鐵路干線(xiàn)引入時(shí)，結(jié)合城市規(guī)劃、人口體量、方便換乘及跨線(xiàn)運(yùn)輸[3]等因素，宜盡量引入既有城際客運(yùn)站[4]。本文主要研究多條高速鐵路引入地級(jí)市既有客站車(chē)站改建布置圖型。

2 多條高鐵引入樞紐特征

多條縱向和橫向高速鐵路引入地級(jí)市鐵路樞紐一般呈十字交叉形態(tài)，構(gòu)建“十字型”高速鐵路樞紐，縱橫向鐵路可為“八縱八橫”鐵路干線(xiàn)也可為區(qū)域城際鐵路[5]，偶爾還會(huì)形成多線(xiàn)共通道格局，多線(xiàn)共通道將涉及各線(xiàn)別的具體作業(yè)分工[1，6]。例如，在萬(wàn)州鐵路樞紐，沿江通道[7]橫貫東西、包海通道縱穿南北，沿江通道由成達(dá)萬(wàn)鐵路和鄭萬(wàn)鐵路構(gòu)成，包海鐵路由渝萬(wàn)高鐵和渝西高鐵至萬(wàn)州聯(lián)絡(luò)線(xiàn)構(gòu)成，另有渝萬(wàn)城際與渝萬(wàn)高鐵共通道引入樞紐，沿江通道與包海通道呈十字交叉，形成典型的“十字型”高速鐵路樞紐。

3 多條高鐵引入樞紐客流特點(diǎn)

城市區(qū)位、城市體量、銜接線(xiàn)路功能定位等因素直接影響“十字型”高速鐵路樞紐的客流特點(diǎn)，客流特點(diǎn)對(duì)客站的站型選擇起著至關(guān)重要的作用[8]。從城市區(qū)位分析，城市是否處于交通樞紐位置、是否為區(qū)域經(jīng)濟(jì)中心影響客流規(guī)模及客流交換量；從城市體量分析，人口和經(jīng)濟(jì)體量通過(guò)客流集聚性影響著客流規(guī)模[9]；從銜接線(xiàn)路功能定位分析，銜接的是高鐵干線(xiàn)還是區(qū)域城際連接線(xiàn)或城際鐵路影響著客流是始發(fā)終到或是通過(guò)。地級(jí)市的“十字型”高速鐵路樞紐多為客流通過(guò)型樞紐，其客流大多以通過(guò)車(chē)流為主，兼有部分跨線(xiàn)車(chē)流但往往占比不大，始發(fā)終到車(chē)流多以銜接的至省會(huì)城市的城際車(chē)流為主。以萬(wàn)州鐵路樞紐為例，萬(wàn)州區(qū)是成渝城市群沿江城市帶區(qū)域中心城市[10]，2018年常住人口為165萬(wàn)人，地區(qū)通過(guò)客流約占比72%，主要為沿江通道、包海通道；城際客流約占比28%，主要為重慶方向，可以看出銜接的沿江通道和包海通道就是以通過(guò)車(chē)流為主，銜接的渝萬(wàn)城際鐵路則以至重慶的始發(fā)終到車(chē)流為主。

4 多條高鐵引入鐵路樞紐既有客站案例分析

考慮本次研究對(duì)象為地級(jí)市“十字型”高速鐵路樞紐，以萬(wàn)州鐵路樞紐作為案例對(duì)多條高鐵引入方案進(jìn)行分析，并結(jié)合萬(wàn)州樞紐既有客運(yùn)站作業(yè)分工，重點(diǎn)對(duì)高速鐵路引入樞紐萬(wàn)州北站的改建方案進(jìn)行論證。

4.1 城市概況

萬(wàn)州區(qū)位于長(zhǎng)江上游地區(qū)、重慶東北部，處三峽庫(kù)區(qū)腹心，是成渝城市群沿江城市帶區(qū)域中心城市，2018年常住人口為165萬(wàn)人，規(guī)劃到2020年，萬(wàn)州將建成超百萬(wàn)人口的重慶第二大城市[11]。城區(qū)依山就勢(shì)，主要分布在175～350 m高程范圍，沿江至山呈坡臺(tái)地分布，屬典型山地城市[12]。

4.2 既有、在建及擬建鐵路概況

4.2.1 既有鐵路概況(圖1)

萬(wàn)州鐵路樞紐既有鐵路有達(dá)萬(wàn)鐵路、宜萬(wàn)鐵路及渝萬(wàn)城際鐵路。達(dá)萬(wàn)鐵路與宜萬(wàn)鐵路在萬(wàn)州站貫通，萬(wàn)州站為地區(qū)內(nèi)唯一的區(qū)段站兼客貨運(yùn)站[13]，擔(dān)當(dāng)銜接線(xiàn)路貨車(chē)解編作業(yè)和旅客列車(chē)的始發(fā)、終到作業(yè)；渝萬(wàn)城際設(shè)萬(wàn)州北站辦理高速客運(yùn)作業(yè)。

圖1 既有萬(wàn)州鐵路樞紐概況

4.2.2 在建及擬建鐵路概況

在建鄭萬(wàn)高鐵：線(xiàn)路設(shè)計(jì)行車(chē)速度為350 km/h，于萬(wàn)州北站貫通渝萬(wàn)城際鐵路，在車(chē)站東南側(cè)設(shè)動(dòng)車(chē)組存車(chē)場(chǎng)，擬于2021年底建成通車(chē)。

規(guī)劃鐵路：重慶至萬(wàn)州高鐵(即渝萬(wàn)高鐵)；成都經(jīng)達(dá)州至萬(wàn)州高速鐵路(即成達(dá)萬(wàn)高鐵)；渝西高鐵萬(wàn)州至安康段(即渝西高鐵)。此外還規(guī)劃有重慶至宜昌高鐵(渝宜高鐵)，可有效緩解萬(wàn)州樞紐遠(yuǎn)期東出能力不足問(wèn)題[14]。

4.2.3 萬(wàn)州北站概況

車(chē)站設(shè)到發(fā)線(xiàn)7條(含正線(xiàn))，安全線(xiàn)4條，維修車(chē)間、牽引變電所、配電所各1處。車(chē)站設(shè)450 m×12.0 m×1.25 m基本站臺(tái)1座，450 m×10.5 m×1.25 m島式中間站臺(tái)2座[15]。在建鄭萬(wàn)高鐵自車(chē)站東端咽喉引入萬(wàn)州北站，站房同側(cè)鄭州端在建存車(chē)場(chǎng)1處，近期設(shè)存車(chē)線(xiàn)4條，預(yù)留4條，大機(jī)停留線(xiàn)2條。車(chē)站內(nèi)分布多處雙線(xiàn)及多線(xiàn)橋，東端出站孔家梁大橋與在建天成隧道橋隧相連，目前天城隧道已貫通(圖2)。

圖2 既有萬(wàn)州北站示意

4.3 樞紐客運(yùn)量

研究年度內(nèi)，隨著鄭萬(wàn)高鐵、渝萬(wàn)高鐵、渝西高鐵(萬(wàn)州至安康段)、成達(dá)萬(wàn)高鐵等的建成通車(chē)，萬(wàn)州地區(qū)旅客列車(chē)對(duì)數(shù)近、遠(yuǎn)期分別達(dá)239對(duì)/d、249對(duì)/d。各年度地區(qū)旅客列車(chē)對(duì)數(shù)見(jiàn)表1。成達(dá)萬(wàn)高鐵以至鄭萬(wàn)高鐵通過(guò)車(chē)流為主，兼有部分始發(fā)終到車(chē)流，無(wú)轉(zhuǎn)線(xiàn)車(chē)流；渝萬(wàn)高鐵以至鄭萬(wàn)高鐵車(chē)流為主，渝萬(wàn)高鐵至渝西高鐵車(chē)流次之，兼有部分始發(fā)終到車(chē)流；渝萬(wàn)城際以始發(fā)終到車(chē)流為主，兼有少量至渝西高鐵及鄭萬(wàn)高鐵的通過(guò)車(chē)流。通過(guò)車(chē)流情況分析可知，渝萬(wàn)高鐵宜與渝西高鐵貫通，重點(diǎn)解決渝萬(wàn)高鐵和成達(dá)萬(wàn)高鐵如何連通鄭萬(wàn)高鐵問(wèn)題[15]。

表1 萬(wàn)州地區(qū)客車(chē)交流 對(duì)/d

4.4 引入萬(wàn)州北站改建方案

根據(jù)萬(wàn)州樞紐3條規(guī)劃高鐵客流交流方向，渝萬(wàn)高鐵引入萬(wàn)州樞紐需與渝西高鐵西安、在建鄭萬(wàn)高鐵鄭州方向交流，成達(dá)萬(wàn)高鐵引入萬(wàn)州樞紐需與在建鄭萬(wàn)高鐵鄭州方向溝通，引入樞紐方案需綜合3條高鐵統(tǒng)籌研究。綜合成達(dá)萬(wàn)、渝萬(wàn)高鐵及渝西高鐵的功能定位、區(qū)間線(xiàn)路走向、樞紐車(chē)流特征、樞紐總圖格局及城市規(guī)劃等因素分析后，考慮采用成達(dá)萬(wàn)高鐵、渝萬(wàn)高鐵及渝西高鐵均引入萬(wàn)州北站方案(圖3)，該方案可維持樞紐兩客站格局，有效減少聯(lián)絡(luò)線(xiàn)設(shè)置[13]。

圖3 萬(wàn)州樞紐總平面布置示意

4.4.1 車(chē)站布置圖型概括性分析

多條高鐵引入同一車(chē)站適宜采用的站型可歸納為3種，并站分場(chǎng)、合場(chǎng)外包及方向別混場(chǎng)(圖4)[16-18]。從運(yùn)輸組織方面分析，并站分場(chǎng)較適用于多條高鐵以通過(guò)及始發(fā)終到車(chē)流為主、跨線(xiàn)交換車(chē)流較少的情況；合場(chǎng)外包較適用于多條高鐵以通過(guò)及跨線(xiàn)交換車(chē)流為主、始發(fā)終到車(chē)流較少的情況；方向別混場(chǎng)方案較適用于多條高鐵跨線(xiàn)交換車(chē)流較多、通過(guò)停站車(chē)流比例較高、始發(fā)終到車(chē)流較少的情況。從工程方面分析，一般工程情況下方向別混場(chǎng)工程最小、并站分場(chǎng)次之、合場(chǎng)外包最大[19]。

4.4.2 改建萬(wàn)州北站方案研究

考慮既有萬(wàn)州北站車(chē)站規(guī)模、橋隧工程、客運(yùn)車(chē)流等因素，以主要客流方向貫通、充分利用既有工程、充分利用既有車(chē)場(chǎng)能力及保證鄭萬(wàn)高鐵如期通車(chē)為原則，根據(jù)車(chē)站布置圖型概括性分析結(jié)論，改建方案在合場(chǎng)外包(方案Ⅰ)、分場(chǎng)(方案Ⅱ)及混場(chǎng)(方案Ⅲ)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了混合式站型研究，合場(chǎng)外包方案分別研究了成達(dá)萬(wàn)合場(chǎng)外包渝萬(wàn)(城)與渝萬(wàn)(高)分場(chǎng)方案(方案Ⅰ-1)、渝萬(wàn)(高)合場(chǎng)外包成達(dá)萬(wàn)與渝萬(wàn)(城)分場(chǎng)方案(方案Ⅰ-2)及渝萬(wàn)(高)合場(chǎng)外包渝萬(wàn)(城)與成達(dá)萬(wàn)分場(chǎng)方案(方案Ⅰ-3)三個(gè)子方案；分場(chǎng)方案為成達(dá)萬(wàn)、渝萬(wàn)(高)及渝萬(wàn)(城)三場(chǎng)并場(chǎng)方案(方案Ⅱ)；混場(chǎng)方案為成達(dá)萬(wàn)、渝萬(wàn)(高)混場(chǎng)與渝萬(wàn)(高)、渝萬(wàn)(城)混場(chǎng)兩場(chǎng)并場(chǎng)方案(方案Ⅲ-即渝萬(wàn)高鐵雙接兩場(chǎng))。

圖4 多條高鐵引入同一車(chē)站布置圖型示意

成達(dá)萬(wàn)合場(chǎng)外包渝萬(wàn)(城)與渝萬(wàn)(高)分場(chǎng)方案(方案Ⅰ-1)(圖5)：成達(dá)萬(wàn)高鐵合場(chǎng)外包既有渝萬(wàn)城際場(chǎng)，新增3臺(tái)4線(xiàn)，城際場(chǎng)規(guī)模6臺(tái)9線(xiàn)；渝萬(wàn)高鐵新建高速場(chǎng)，高速場(chǎng)規(guī)模2臺(tái)4線(xiàn)；車(chē)站總規(guī)模8臺(tái)13線(xiàn)。渝萬(wàn)高鐵、成達(dá)萬(wàn)高鐵與鄭萬(wàn)高鐵上、下行線(xiàn)160 km/h連通；渝萬(wàn)高鐵與渝西高鐵350 km/h貫通，與鄭萬(wàn)高鐵連通；渝萬(wàn)城際與鄭萬(wàn)高鐵貫通。

圖5 成達(dá)萬(wàn)合場(chǎng)外包渝萬(wàn)(城)與渝萬(wàn)(高)分場(chǎng)方案

渝萬(wàn)(高)合場(chǎng)外包成達(dá)萬(wàn)與渝萬(wàn)(城)分場(chǎng)方案(方案Ⅰ-2)(圖6)：渝萬(wàn)高鐵合場(chǎng)外包成達(dá)萬(wàn)高鐵新建高速場(chǎng)，并與既有渝萬(wàn)城際場(chǎng)并場(chǎng)布置，高速場(chǎng)規(guī)模5臺(tái)9線(xiàn)；渝萬(wàn)城際場(chǎng)維持既有3臺(tái)5線(xiàn)；車(chē)站總規(guī)模8臺(tái)14線(xiàn)。成達(dá)萬(wàn)與鄭萬(wàn)高鐵350 km/h貫通；渝萬(wàn)高鐵與渝西高鐵350 km/h貫通，通過(guò)成達(dá)萬(wàn)與鄭萬(wàn)高鐵160 km/h連通；渝萬(wàn)城際與渝西高鐵和鄭萬(wàn)高鐵連通。

渝萬(wàn)(高)合場(chǎng)外包渝萬(wàn)(城)與成達(dá)萬(wàn)分場(chǎng)方案(方案Ⅰ-3)(圖7)：渝萬(wàn)高鐵合場(chǎng)外包既有渝萬(wàn)城際，于既有渝萬(wàn)城際車(chē)場(chǎng)新增2臺(tái)3線(xiàn)，城際場(chǎng)規(guī)模5臺(tái)8線(xiàn)；于渝萬(wàn)車(chē)場(chǎng)北側(cè)新設(shè)成達(dá)萬(wàn)高速場(chǎng)，新建高速場(chǎng)規(guī)模2臺(tái)4線(xiàn)；車(chē)站總規(guī)模7臺(tái)12線(xiàn)。渝萬(wàn)城際與鄭萬(wàn)高鐵250 km/h貫通，與渝西高鐵連通；渝萬(wàn)高鐵與渝西高鐵250 km/h貫通，與鄭萬(wàn)高鐵160 km/h連通；成達(dá)萬(wàn)160 km/h側(cè)向接入鄭萬(wàn)高鐵。

成達(dá)萬(wàn)、渝萬(wàn)(高)及渝萬(wàn)(城)三場(chǎng)并場(chǎng)方案(方案Ⅱ)(圖8)：渝萬(wàn)高速場(chǎng)、成達(dá)萬(wàn)高速場(chǎng)與既有渝萬(wàn)城際場(chǎng)自北向南并場(chǎng)布置，兩高速場(chǎng)分別為2臺(tái)4線(xiàn)，既有城際場(chǎng)3臺(tái)5線(xiàn)，車(chē)站總規(guī)模7臺(tái)13線(xiàn)。成達(dá)萬(wàn)鐵路與鄭萬(wàn)高鐵上下行線(xiàn)350 km/h貫通；渝萬(wàn)高鐵與渝西高鐵350 km/h貫通，與鄭萬(wàn)高鐵160 km/h連通；渝萬(wàn)城際與鄭萬(wàn)高鐵80 km/h連通，與渝西高鐵連通。

圖6 渝萬(wàn)(高)合場(chǎng)外包成達(dá)萬(wàn)與渝萬(wàn)(城)分場(chǎng)方案

圖7 渝萬(wàn)(高)合場(chǎng)外包渝萬(wàn)(城)與成達(dá)萬(wàn)分場(chǎng)方案

圖8 成達(dá)萬(wàn)、渝萬(wàn)(高)及渝萬(wàn)(城)三場(chǎng)并場(chǎng)方案

圖9 成達(dá)萬(wàn)、渝萬(wàn)(高)混場(chǎng)與渝萬(wàn)(高)、渝萬(wàn)(城)混場(chǎng)兩場(chǎng)并場(chǎng)方案

成達(dá)萬(wàn)、渝萬(wàn)(高)混場(chǎng)與渝萬(wàn)(高)、渝萬(wàn)(城)混場(chǎng)兩場(chǎng)并場(chǎng)方案(方案Ⅲ)(圖9)：于既有渝萬(wàn)城際場(chǎng)北側(cè)新設(shè)成達(dá)萬(wàn)、渝萬(wàn)高鐵高速場(chǎng)，渝萬(wàn)高鐵、成達(dá)萬(wàn)高鐵混場(chǎng)布置，高速場(chǎng)規(guī)模4臺(tái)7線(xiàn)；渝萬(wàn)高鐵雙接城際場(chǎng)，新增1臺(tái)1線(xiàn)，城際場(chǎng)規(guī)模4臺(tái)6線(xiàn)；車(chē)站總規(guī)模8臺(tái)13線(xiàn)。渝萬(wàn)城際與渝西高鐵250 km/h貫通，與鄭萬(wàn)高鐵連通；渝萬(wàn)高鐵與鄭萬(wàn)高鐵、渝西高鐵160 km/h連通；成達(dá)萬(wàn)鐵路與鄭萬(wàn)高鐵350 km/h貫通。

4.4.3 萬(wàn)州北站布置圖型研究結(jié)論(表2)

通過(guò)分析比較，若考慮充分利用既有城際場(chǎng)富余能力，減少對(duì)已實(shí)施的既有工程改建，可考慮采用成達(dá)萬(wàn)合場(chǎng)外包渝萬(wàn)(城)與渝萬(wàn)(高)分場(chǎng)方案(方案Ⅰ-1)；若考慮各方向高標(biāo)準(zhǔn)貫通，可考慮采用成達(dá)萬(wàn)、渝萬(wàn)(高)及渝萬(wàn)(城)三場(chǎng)并場(chǎng)方案(方案Ⅱ)或渝萬(wàn)(高)合場(chǎng)外包渝萬(wàn)(城)與成達(dá)萬(wàn)分場(chǎng)方案(方案Ⅰ-2)；具體實(shí)施方案將結(jié)合國(guó)家戰(zhàn)略再行分析確定。

表2 方案綜合分析

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)多條高鐵引入站型布置方案進(jìn)行了多方案的分析比選，通過(guò)對(duì)不同要因的取舍，對(duì)分場(chǎng)、合場(chǎng)外包及方向別混場(chǎng)三大系列方案又分別研究了相應(yīng)的延伸方案，從不同角度出發(fā)，提出了針對(duì)性的參考性意見(jiàn)。

結(jié)合案例本次提出了5種站型，并分析了各自的適用范圍及關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，是對(duì)類(lèi)似多條高鐵引入樞紐項(xiàng)目的歸納與總結(jié)，不同的城市特點(diǎn)及樞紐規(guī)劃鐵路情況也各異，需綜合考慮既有設(shè)施利用[20]、運(yùn)輸組織、工程可實(shí)施性等因素區(qū)別采用或進(jìn)行進(jìn)一步延伸研究?！吨虚L(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》[2]中樞紐節(jié)點(diǎn)眾多，希望能夠?qū)β肪W(wǎng)樞紐后續(xù)項(xiàng)目的規(guī)劃研究提供借鑒和指導(dǎo)作用。