陳 梓 麻丁一 馮 浩

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,成都 610031)

我國現(xiàn)有鐵路樞紐52個，其中23個樞紐已形成或規(guī)劃了環(huán)線(客運(yùn)線路成環(huán)的有16個)。成都樞紐已形成內(nèi)環(huán)線，并規(guī)劃成都外環(huán)城際鐵路，為具有環(huán)線線路的典型鐵路樞紐[1]。

如何處理環(huán)線與徑向射線之間的交叉關(guān)系，是環(huán)線+射線路網(wǎng)布局中的研究重點(diǎn)，決定了環(huán)線乃至整個樞紐的功能優(yōu)劣。成都外環(huán)鐵路位于成都第三圈層，全長約480 km，經(jīng)過成都平原城市群的成都、眉山、資陽、德陽，空間上與進(jìn)出成都樞紐的多條全國鐵路網(wǎng)大通道、城際鐵路、市域軌道交叉。本文將以成都外環(huán)鐵路為例，探討環(huán)線鐵路與射線線路交叉點(diǎn)設(shè)置形式。

1 環(huán)狀線路的功能特點(diǎn)

路網(wǎng)中環(huán)線的主要功能為周向聯(lián)系和截流換向。周向聯(lián)系功能加強(qiáng)了環(huán)線周邊城市中心區(qū)與邊緣地區(qū)間的通達(dá)程度[2]。截流換向功能使得外部客流不必經(jīng)過城市核心便可抵達(dá)任意方向上的目的地。環(huán)線徑路截流功能示意如圖1所示。

圖1 環(huán)線徑路截流功能示意圖

環(huán)線的周向聯(lián)系和截流換向功能在幾何特征上具有重疊性，在需求適應(yīng)方面又具有互斥性。二者存在矛盾統(tǒng)一性。

(1) 重疊性

周向聯(lián)系功能是截流換向功能的基礎(chǔ)。環(huán)線在截流徑向交通的同時也必然實(shí)現(xiàn)周向聯(lián)系。如圖1中環(huán)線完成A-P-Q-B截流的同時，在P-Q段完成周向聯(lián)系。

(2) 互斥性

距離城市中心越近的環(huán)線，因經(jīng)濟(jì)更活躍，周向交流也更頻繁。但環(huán)線距城市幾何中心越近，截流換向所需經(jīng)過的路程更長。

截流換向功能的優(yōu)劣主要受制于環(huán)線-射線的形態(tài)和功能。其設(shè)置形式亦決定了整個環(huán)線功能的優(yōu)劣。

2 客運(yùn)鐵路的交叉點(diǎn)設(shè)置方式

客運(yùn)鐵路交叉時產(chǎn)生各類形態(tài)的客流交流方式，不能完全以各條線路獨(dú)立、僅依靠人員下車換乘的方式設(shè)計交叉點(diǎn)。鐵路線路交叉處的處理方式主要有以下3類[3-4]：

(1) 跨越不設(shè)車站

當(dāng)兩線之間跨線客流少，且交叉點(diǎn)又位于地區(qū)和樞紐之外時，常采用該處理方式。兩條鐵路交叉處不設(shè)車站，獨(dú)立運(yùn)行。

(2) 共用車站，不互聯(lián)互通

采用此交叉點(diǎn)處理方式時，乘客可在同一車站辦理換乘，在客流層面上形成不連續(xù)的交流互通。國內(nèi)大多以并站分場方式處置(如德陽站、峨眉山高速鐵路等)，也有少數(shù)修建類似地鐵或輕軌的十字交叉方式[5]。

(3) 互聯(lián)互通

兩條鐵路交叉且兩線之間根據(jù)運(yùn)量預(yù)測需開行跨線車時，一般采用引入同一車站實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。在交叉點(diǎn)遠(yuǎn)離人口聚集區(qū)，距離前后車站又較近，確實(shí)沒有專門設(shè)置車站必要的情況下，也常采用區(qū)間引出聯(lián)絡(luò)線搭接的方式，并設(shè)置線路所保障道岔、信號等設(shè)備運(yùn)行可靠。

鐵路線路交叉點(diǎn)的設(shè)置形式相比其他軌道交通更為多樣和復(fù)雜。在鐵路樞紐建設(shè)環(huán)線鐵路時，環(huán)線與徑向線路也具有多樣拓?fù)鋵W(xué)關(guān)系的可能性，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要綜合考慮。

3 成都外環(huán)鐵路環(huán)—徑向線路交叉點(diǎn)處理措施

成都外環(huán)線徑路聯(lián)通沿線區(qū)、縣、市之間的交通、經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)至旅游景區(qū)之間的旅游客流，承擔(dān)重要的周向聯(lián)系功能。而作為國家中心城市、重要鐵路樞紐及全省核心城市，成都又需接發(fā)大量長途通道交通和省內(nèi)城際交通，因此射線向交通將構(gòu)成樞紐內(nèi)鐵路交通量的重要組成部分。擬建、在建或既有射線切割成都外環(huán)鐵路進(jìn)出成都鐵路樞紐的鐵路通道共10條(含支線)。

(1) 西安—成都：既有西成高速鐵路設(shè)計速度250 km/h，未來規(guī)劃西成第二通道鐵路，與外環(huán)線相交于德陽。

(2) 成都—遂寧：既有遂成鐵路為設(shè)計速度200 km/h的國鐵I級鐵路，與外環(huán)線相交于金堂。

(3) 成都—重慶：既有成渝高速鐵路設(shè)計速度350 km/h，與外環(huán)線相交于資陽。未來規(guī)劃修建成渝中線高鐵。

(4) 成都—自貢：在建成自鐵路為設(shè)計速度350 km/h的客運(yùn)專線鐵路，與外環(huán)線相交于資陽。為《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中京昆通道的組成部分。

(5)成都—南充—達(dá)州—萬州：擬建成南達(dá)萬高速鐵路設(shè)計速度350 km/h，與外環(huán)線相交于資陽，為《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中沿江通道的組成部分。

(6) 成都—宜賓—貴陽：既有成貴高速鐵路設(shè)計速度250 km/h，與外環(huán)鐵路相交于眉山。

(7) 成都—蒲江—雅安：為設(shè)計速度200 km/h的客貨共線鐵路，與外環(huán)鐵路在大邑—邛崍—蒲江段徑路重合。

(8) 成都—都江堰：成灌鐵路為區(qū)間最高設(shè)計速度200 km/h的城際鐵路，與外環(huán)鐵路在都江堰市相交和重合。

(9) 成都—彭州：成灌鐵路彭州支線為設(shè)計速度160 km/h的城際鐵路，與外環(huán)鐵路相交于彭州。

(10) 成都—阿壩州—蘭州(西寧)：成蘭鐵路為設(shè)計速度200 km/h的客貨共線鐵路，與外環(huán)線相交于德陽什邡。目前尚未全線通車。

10條徑向鐵路若都與外環(huán)鐵路互聯(lián)互通，工程量過大，還將不可避免地影響部分大通道的線路功能，代價過高，且從外環(huán)鐵路線型角度看，因環(huán)線-射線相對位置關(guān)系整體趨于垂直，引入同一車站會造成外環(huán)鐵路線位的扭轉(zhuǎn)、繞長。但若均不互聯(lián)互通，又無法開行必要的跨線列車。

與所有環(huán)線線路一樣，成都外環(huán)鐵路的路網(wǎng)功能也主要體現(xiàn)在兩個方面：

(1)截流換向

環(huán)線外側(cè)兩條不同方向的射線向鐵路經(jīng)由外環(huán)鐵路開行跨線車；

(2)周向聯(lián)系

環(huán)線沿線的客流經(jīng)由環(huán)線交流，以及環(huán)線內(nèi)部徑向線路開行沿環(huán)線的“L”形或“內(nèi)部射線—環(huán)線—內(nèi)部射線”跨線車，滿足中心城區(qū)客流前往環(huán)線沿線任意目的地的需要。

結(jié)合路網(wǎng)構(gòu)成，成都外環(huán)鐵路將主要承擔(dān)德陽、綿陽、廣元至川南地區(qū)，德陽、綿陽至重慶，雅安、樂山、眉山至川東北地區(qū)和雅安、眉山至重慶的客運(yùn)交流。結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展趨勢，采用彈性系數(shù)法及相關(guān)因素法等方法，預(yù)測研究年度4個方向全社會通道客流密度，如表1所示。

表1 成都外環(huán)鐵路承擔(dān)跨線方向通道全社會客運(yùn)量表

經(jīng)運(yùn)輸徑路旅行時間和費(fèi)用比較分析，成都外環(huán)鐵路承擔(dān)的跨線客流密度初、近、遠(yuǎn)期分別為239萬人、304萬人、371萬人，如表2所示。

表2 成都外環(huán)鐵路跨線客流表

運(yùn)量分析提示，成都外環(huán)鐵路環(huán)外方面主要承擔(dān) 德陽、綿陽、廣元至川南地區(qū)，德陽、綿陽至重慶和雅安、樂山、眉山至川東北地區(qū)3個方向的跨線客流。

環(huán)內(nèi)方面，開行“成都—彭州—德陽—成都”、“成都—崇州—都江堰—成都”兩個環(huán)內(nèi)跨線交路。此外，外環(huán)線應(yīng)保障東南方向城市人口可快速前往成都天府機(jī)場，強(qiáng)化成都的航空樞紐作用，因此還需開行雅安—眉山—天府機(jī)場和德陽—東部新區(qū)—新機(jī)場的跨線列車。因此，重點(diǎn)研究對象為德陽、淮州、資陽、蒲江、崇州、都江堰、彭州的交叉點(diǎn)設(shè)置。

3.1 德陽

依據(jù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)量分析，該交點(diǎn)需實(shí)現(xiàn)如圖2所示的互通關(guān)系，才能滿足前文所述交路開行的要求。

圖2 德陽地區(qū)外環(huán)線與徑向通道需互聯(lián)互通的方向(深色箭頭)

德陽境內(nèi)與外環(huán)鐵路相交且可開行跨線列車的既有射線向鐵路為西成高速鐵路。境內(nèi)現(xiàn)有主要客運(yùn)站為德陽站。利用既有線路開行跨線車的最理想方案為外環(huán)鐵路接入既有德陽站高速場，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)互通。德陽站南側(cè)建筑密集，若以路基或橋梁形式建設(shè)，將對城區(qū)造成分割，且拆遷量大；若采用地下線方式通過，則投資巨大。此外，目前德陽高速場未預(yù)留進(jìn)一步引入其他線路的條件，引入新建線需改擴(kuò)建既有車站、拆除既有站房或普速車場，損害現(xiàn)有德陽站功能。因此，在既有德陽站通過車站改造實(shí)現(xiàn)京昆(西安—成都)通道和外環(huán)線的四向交流困難極大。綜合分析后，將四向交流交叉節(jié)點(diǎn)設(shè)置于規(guī)劃西安—成都第二通道德陽地區(qū)車站處，在建設(shè)和城市規(guī)劃時提前預(yù)留引入條件。德陽地區(qū)外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式如圖3所示。

圖3 德陽地區(qū)外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式示意圖

3.2 淮州

外環(huán)鐵路與成遂渝鐵路相交于淮州。成遂渝鐵路為成渝之間三條快速鐵路通道之一，因其位于三條通道中的最北側(cè)，因此以該通道開行川北方向至重慶的跨線車，通過修建外環(huán)鐵路往遂成鐵路遂寧方向的聯(lián)絡(luò)線實(shí)現(xiàn)互通?；粗萃猸h(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式如圖4所示。

圖4 淮州外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式示意圖

3.3 資陽、東部新區(qū)

資陽、東部新區(qū)環(huán)線與成自射線交點(diǎn)需實(shí)現(xiàn)如圖5所示的互通關(guān)系才能滿足前文所述交路開行要求。與成都—南充—達(dá)州—萬州射線徑路則需以如圖6所示的方式互聯(lián)互通。

圖5 資陽地區(qū)外環(huán)線與成都—自貢徑向通道需互聯(lián)互通的方向(深色箭頭)

圖6 資陽地區(qū)外環(huán)線與成都—南充—達(dá)州—萬州徑向通道需互聯(lián)互通的方向(深色箭頭)

據(jù)目前最新批復(fù)，成達(dá)萬高速鐵路、成自高速鐵路于資陽西站處合設(shè)成自場。成都—自貢徑向鐵路方面，外環(huán)鐵路也考慮與上述兩條射線向鐵路并站于資陽西站。但在互聯(lián)互通方向上需要取舍。

根據(jù)最新《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，2035年發(fā)展目標(biāo)包括“市地級行政中心45分鐘上高速鐵路、60分鐘到機(jī)場”。因此從功能上需優(yōu)先滿足眉山、雅安、德陽等地級市快速前往天府機(jī)場的需要，在互聯(lián)互通方向上亦優(yōu)先滿足相關(guān)徑路的互通。

成自高速鐵路目前為在建鐵路，在區(qū)域內(nèi)設(shè)有空港、天府機(jī)場、資陽西3個車站。成達(dá)萬高速鐵路為擬建鐵路，在區(qū)域內(nèi)與資陽西站共站合場，利用成自高速鐵路進(jìn)入成都。外環(huán)鐵路于空港和資陽西站兩處與成自高速鐵路(成達(dá)萬高速鐵路)并站。因此，交叉節(jié)點(diǎn)上也考慮在上述兩車站處實(shí)現(xiàn)互通，且優(yōu)先保障向機(jī)場方向的互通。東部新區(qū)、資陽境內(nèi)相關(guān)射線與外環(huán)線銜接關(guān)系如圖7所示。

圖7 資陽外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式示意圖

外環(huán)鐵路于空港站與成自高速鐵路合場設(shè)置，德陽方向的客流可直接于空港站處上線成自高速鐵路前往機(jī)場。資陽西站成達(dá)萬高速鐵路和成自高速鐵路合設(shè)成自場，外環(huán)鐵路引入會造成車場能力緊張。因此，在成自場南側(cè)新設(shè)城際場，并搭建聯(lián)絡(luò)線接通成自場。

按本方案設(shè)置后，除雅安/眉山—川東北方向外，其他徑路均可實(shí)現(xiàn)不折角跨線運(yùn)輸。若未來確有需要，可考慮新設(shè)外環(huán)鐵路—成達(dá)萬高速鐵路聯(lián)絡(luò)線。

3.4 蒲江

成蒲鐵路蒲江至大邑段約50 km線路通道與外環(huán)鐵路徑路重合，且線路能力有富余。從資源集約的角度考慮，宜利用成蒲鐵路蒲江至大邑段作為外環(huán)鐵路的一部分。依據(jù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)量分析，蒲江處環(huán)線與射線交點(diǎn)需實(shí)現(xiàn)如圖8所示的互通，才能滿足前文所述交路開行要求。

圖8 蒲江地區(qū)外環(huán)線與徑向通道需互聯(lián)互通的方向(深色箭頭)

該交點(diǎn)設(shè)置的難點(diǎn)在于成蒲鐵路崇州至朝陽湖段為無砟軌道，且蒲江站在修建時，兩側(cè)均未預(yù)留接軌條件。因此若要接入車站并利用既有線，必須中斷既有鐵路的運(yùn)營。

考慮到將新建成都至朝陽湖段鐵路，在成蒲鐵路停運(yùn)施工期間，成都至蒲江的客流可由該線路承擔(dān)，因此接軌工程實(shí)施不會影響成都至雅安的鐵路運(yùn)輸。本次線路于蒲江站西端接入成蒲鐵路，實(shí)現(xiàn)外環(huán)鐵路與成蒲鐵路的互通。蒲江外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式如圖9所示。

圖9 蒲江外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式示意圖

3.5 崇州

崇州環(huán)線與射線線路(成蒲鐵路)需實(shí)現(xiàn)如圖10所示的互通關(guān)系方能滿足前文所述交路開行要求。

圖10 崇州外環(huán)線與徑向通道需互聯(lián)互通的方向(深色箭頭)

成蒲鐵路崇州站為高架式車站，在西端預(yù)留有接軌條件。因此，采用從成蒲鐵路西端引出聯(lián)絡(luò)線銜接外環(huán)鐵路的方式處理交點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩個方向上的車流貫通。崇州外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式如圖11所示。

圖11 崇州外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式示意圖

3.6 都江堰

成灌鐵路都江堰至青城山段約8 km線路通道與外環(huán)鐵路重合，且線路能力有富余，可利用成灌鐵路青城山至都江堰段作為外環(huán)鐵路的一部分。青城山站為盡頭式車站，接軌條件較好。都江堰環(huán)線與徑向線路交點(diǎn)需實(shí)現(xiàn)如圖12所示的互通，才能滿足前文所述交路開行要求。

圖12 都江堰外環(huán)線與徑向通道需互聯(lián)互通的方向(深色箭頭)

該交叉點(diǎn)的重難點(diǎn)在于如何將外環(huán)鐵路接入成灌鐵路。成灌鐵路都江堰站為高架車站，且成都端未預(yù)留接軌條件，接軌難度極大。成灌鐵路具有離堆支線和彭州支線兩條支線，開行成都—都江堰—青城山及成都—離堆公園兩個交路。離堆公園—都江堰站之間修建有聯(lián)絡(luò)線，但該方向上未開行客運(yùn)列車。因此外環(huán)鐵路接軌于這兩條聯(lián)絡(luò)線，引入都江堰站。以該方式接入既有成灌鐵路后，可實(shí)現(xiàn)對成灌鐵路都江堰—青城山段的利用，并完成外環(huán)線和成灌鐵路的雙向聯(lián)通。崇州外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式如圖13所示。

圖13 崇州外環(huán)鐵路與徑向通道交叉銜接方式示意圖

3.7 彭州

彭州環(huán)線與射線線路(成灌鐵路)需實(shí)現(xiàn)如圖14所示的互通關(guān)系，方能滿足前文所述交路開行要求。

圖14 彭州外環(huán)線與徑向通道需互聯(lián)互通的方向(深色箭頭)

彭州支線彭州站為高架式盡頭站，在北端預(yù)留有接軌條件。因此可考慮直接通過彭州站北側(cè)引出聯(lián)絡(luò)線銜接外環(huán)線的方式處理交點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩個方向上的車流貫通。

3.8 其它節(jié)點(diǎn)

在交叉節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通往往涉及既有線路和車站改造，工程代價較大，所以原則上在無需開行跨線交路的節(jié)點(diǎn)上不再要求互聯(lián)互通。在可能的條件下采用并站而不修建聯(lián)絡(luò)線的方式交叉，在影響線位順直性的情況下，也可采用直接十字交叉的方式。如成貴高速鐵路于現(xiàn)有眉山東站南側(cè)新設(shè)十字交叉站臺換乘，成渝中線高速鐵路于規(guī)劃東部新區(qū)站同站換乘等。

鐵路樞紐環(huán)線與射線交叉節(jié)點(diǎn)的設(shè)置情況復(fù)雜、多樣，需結(jié)合經(jīng)濟(jì)運(yùn)量、既有設(shè)施、行車交路、路網(wǎng)規(guī)劃、線路功能等因素綜合考慮，使環(huán)線在完成周向聯(lián)系功能之外，還能在不產(chǎn)生難以承擔(dān)的社會經(jīng)濟(jì)和工程代價的情況下，通過與射線鐵路之間開行跨線車，實(shí)現(xiàn)相比換乘更為有效的鐵路截流換向功能。

4 結(jié)論

環(huán)線鐵路需實(shí)現(xiàn)鐵路樞紐中的周向聯(lián)系和截流換向功能。環(huán)線鐵路與射線通道交叉點(diǎn)的處理方式?jīng)Q定了環(huán)線鐵路功能的優(yōu)劣。成都外環(huán)鐵路與10條射線鐵路通道交叉，本文以此為例，總結(jié)鐵路環(huán)-射交叉節(jié)點(diǎn)的處理方式如下：

(1) 無需開行跨線車的交叉點(diǎn)，可不互聯(lián)互通，以乘客換乘為主。

(2) 對區(qū)域內(nèi)規(guī)劃預(yù)留有第二通道的，在既有鐵路因運(yùn)營、設(shè)施現(xiàn)狀、城市規(guī)劃等原因難以完成環(huán)線與既有鐵路互聯(lián)互通的，宜利用規(guī)劃鐵路預(yù)留條件實(shí)現(xiàn)。

(3)經(jīng)環(huán)跨線列車存在多個通道時，優(yōu)先選用運(yùn)行距離短，運(yùn)營條件好的通道。

(4) 互通節(jié)點(diǎn)設(shè)計應(yīng)充分考慮地區(qū)內(nèi)在建、擬建、規(guī)劃鐵路的狀況，利用其“搭橋”聯(lián)絡(luò)互通。

(5)當(dāng)多個方向均有跨線車開行需要，但完成所有方向互聯(lián)互通的工程實(shí)施代價較高時，需從國家戰(zhàn)略、上位規(guī)劃、運(yùn)量預(yù)測等角度充分分析比選。

(6) 當(dāng)射線鐵路有區(qū)段走向與環(huán)線重合時，宜結(jié)合線路能力和運(yùn)量預(yù)測充分分析共用線路的可行性。

(7) 在在建、擬建、規(guī)劃線路可承擔(dān)既有線運(yùn)輸任務(wù)的情況下，可探究車站和線路斷道施工接軌的可行性。

(8) 接軌條件困難的車站，應(yīng)分析有無暫不承擔(dān)運(yùn)輸作用的線路，利用其實(shí)現(xiàn)接軌。

與短途公共客運(yùn)軌道交通相比，鐵路建設(shè)規(guī)模大、投資高、站場設(shè)計復(fù)雜、功能定位多樣，因此在設(shè)計樞紐內(nèi)環(huán)線鐵路與射線鐵路的交叉點(diǎn)前，需進(jìn)行科學(xué)充分的運(yùn)量分析和行車交路研究，判斷每個交叉節(jié)點(diǎn)需實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的方向，再結(jié)合城市規(guī)劃、既有設(shè)施狀況、路網(wǎng)規(guī)劃布局、規(guī)劃鐵路建設(shè)時序等，方能選定既滿足客運(yùn)和行車需要，又不產(chǎn)生過高代價的方案。