丁亮

（鐵道部工程設(shè)計(jì)鑒定中心副總工程師，北京100844）

對(duì)大部分位于隧道內(nèi)的鐵路會(huì)讓站及越行站平面布置圖型的分析

丁亮

（鐵道部工程設(shè)計(jì)鑒定中心副總工程師，北京100844）

在地形條件極其困難的山區(qū)修建鐵路，在站間距離較大的區(qū)間，為了通過(guò)能力的需要，有時(shí)不得不在隧道群中設(shè)置會(huì)讓站（單線）或越行站（雙線）。雖然這種地形條件下選擇站位的余地很小，車站絕大部分位于隧道內(nèi)，甚至個(gè)別車站可能完全設(shè)在隧道內(nèi)，然而不同的車站布置圖型，對(duì)工程投資及運(yùn)營(yíng)會(huì)產(chǎn)生很大影響，尤其是對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響是長(zhǎng)期的。為了弄清這些影響的根源，避免出現(xiàn)不合理的設(shè)計(jì)，從運(yùn)營(yíng)的角度對(duì)大部分長(zhǎng)度位于隧道內(nèi)的鐵路會(huì)讓站和越行站布置圖型進(jìn)行分析，以便找出更好的設(shè)計(jì)思路與方法。

隧道；鐵路；車站；圖型；分析

0 引言

在新建鐵路選線時(shí)，會(huì)盡量避免將車站設(shè)在隧道內(nèi)，然而并非所有的地形條件都能回避這個(gè)問(wèn)題，在地形條件極其困難的山區(qū)，總會(huì)遇到越嶺等部分地段橋隧集中且受線路通過(guò)能力及站間距離限制，不得不在隧道內(nèi)設(shè)車站的情況。一般來(lái)說(shuō)這種地形都遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)，沒(méi)有旅客乘降及貨物到發(fā)，設(shè)置車站只是為了運(yùn)輸方面通過(guò)能力的需要，所以設(shè)置的車站絕大部分是單線鐵路的會(huì)讓站或雙線鐵路的越行站。

1 隧道群地段設(shè)置的會(huì)讓站或越行站

單線鐵路的會(huì)讓站或雙線鐵路的越行站是兩種最基本站車站布置圖型，也是股道數(shù)量最少的車站布置圖型。單線鐵路會(huì)讓站只有1條正線和2條到發(fā)線，共3股道，在困難條件下，只設(shè)1條正線和1條到發(fā)線，共2股道；雙線鐵路越行站除2條正線外，上下行各只設(shè)1條到發(fā)線，共4股道。由于車站規(guī)模小，所以在一般的設(shè)計(jì)中不會(huì)考慮到車站圖型會(huì)有什么變化。然而在特別困難的山區(qū)，為了區(qū)間通過(guò)能力的需要，不得不在隧道群地段設(shè)置會(huì)讓站或越行站時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)車站只有一小部分露在外面，大部分設(shè)在隧道內(nèi),也就是所謂“一線天”的情況。這時(shí)哪部分露在外面，哪部分設(shè)在隧道內(nèi)，不僅對(duì)工程投資有影響，運(yùn)營(yíng)條件的差別也很大，因?yàn)檐囌舅淼琅c區(qū)間隧道運(yùn)營(yíng)條件不同的根本差別就是車站有列車停車，改善列車停車條件就是改善運(yùn)營(yíng)條件。

這類車站只辦理運(yùn)輸組織上的行車作業(yè)，即待避列車停車，不辦理客貨運(yùn)作業(yè)，考慮到列車停站會(huì)降低旅行速度，通常的規(guī)律應(yīng)是低等級(jí)列車停站待避，高等級(jí)列車通過(guò)。按照這種規(guī)律，無(wú)論是單線鐵路還是雙線鐵路，其在站作業(yè)的列車組合只有三種可能。對(duì)于單線鐵路會(huì)讓站來(lái)說(shuō)，一種可能是當(dāng)客車與貨車會(huì)讓時(shí)，貨物列車停車讓旅客列車通過(guò)；第二種可能是當(dāng)兩列貨物列車會(huì)讓時(shí)，一列貨物列車停車，讓另一列貨物列車通過(guò)；第三種可能是當(dāng)兩列旅客列車會(huì)讓時(shí)，一列旅客列車停站待避，讓另一列旅客列車通過(guò)。對(duì)于雙線鐵路越行站來(lái)說(shuō)，第一種可能是當(dāng)旅客列車與貨物列車越行時(shí)，顯然是貨物列車停車待避，讓旅客列車越行通過(guò)；第二種可能是當(dāng)兩列貨物列車越行時(shí)，一列貨物列車停車待避，讓另一列貨物列車越行通過(guò)；第三種可能是當(dāng)兩列旅客列車越行時(shí)，一列旅客列車停站待避，讓另一列旅客列車越行通過(guò)。在這三種可能中，顯然停站概率最高的就是貨物列車，更何況在日常運(yùn)輸組織中，還可以根據(jù)運(yùn)輸時(shí)段和通過(guò)能力的情況，盡量不讓旅客列車在隧道內(nèi)的車站停車待避，因此，在會(huì)讓站或越行站停站的列車絕大部分是貨物列車。無(wú)論是雙機(jī)牽引還是單機(jī)牽引，貨物列車機(jī)車都在列車的前端，列車尾部已沒(méi)有守車。只要停站列車的機(jī)車部分能位于隧道外，司乘人員的工作條件及與車站的聯(lián)系就會(huì)好得多。要做到這一點(diǎn)，就得弄清貨物列車在車站停站時(shí)的狀態(tài)，以及車站與隧道相互位置的關(guān)系，確定合理的車站布置圖型。

2 單線鐵路大部分長(zhǎng)度位于隧道內(nèi)的會(huì)讓站布置

一般情況下，為了減少工程投資，單線鐵路在隧道群地段設(shè)會(huì)讓站時(shí)，車站只設(shè)2股道，即1股正線和1股到發(fā)線。這種規(guī)模的車站不可能有圖型上的變化，車站布置只研究車站與隧道位置之間的關(guān)系，具體說(shuō)就是到發(fā)線位置與隧道位置之間的關(guān)系。這種關(guān)系不僅與隧道的長(zhǎng)度有關(guān)，而且跟隧道與隧道之間的“一線天”位置有關(guān)。當(dāng)然，如果隧道很長(zhǎng)，車站全部設(shè)在隧道內(nèi)時(shí)，相當(dāng)于地下設(shè)車站，列車停在哪個(gè)位置都一樣，討論到發(fā)線與隧道位置的關(guān)系沒(méi)有必要。但當(dāng)車站并不全在隧道內(nèi)，只要露出一部分，其位置不同，運(yùn)營(yíng)條件就有所不同。歸結(jié)起來(lái)有以下幾種情況。

2.1道較長(zhǎng)，但隧道群之間有間隙，也就是露出

“一線天”的情況

這時(shí)研究車站與隧道的關(guān)系，就是研究隧道與隧道之間的“一線天”布置在車站的哪個(gè)位置比較合理。從其相互布置關(guān)系來(lái)說(shuō)，“一線天”共有3個(gè)位置，一種是“一線天”設(shè)在車站中間，如圖1所示。

圖1 “一線天”設(shè)在車站中間

這種圖型從感覺(jué)上好像“一線天”布置在車站中間，車站值班員去兩端距離相同。但實(shí)際上列車到站停車時(shí)，車站值班員并非都得去列車前端與司乘人員見(jiàn)面聯(lián)系，相反，無(wú)論上下行哪個(gè)方向來(lái)的貨物列車停站時(shí)，機(jī)車位置均位于隧道內(nèi)，由于隧道內(nèi)環(huán)境差，司乘人員與車站聯(lián)系都不方便。而從工程角度來(lái)說(shuō)，“一線天”兩端隧道都會(huì)出現(xiàn)部分雙線的變截面情況，在地質(zhì)條件相同的情況下，無(wú)疑是增加工程投資最多的圖型，所以該圖型不合理。

第二種是將“一線天”設(shè)在車站A端，也就是B方向來(lái)的貨物列車停車時(shí)，機(jī)車能停在隧道外“一線天”位置，如圖2所示。

圖2 “一線天”設(shè)在車站A端

第三種是將“一線天”設(shè)在B端，也就是A方向來(lái)的貨物列車停車時(shí)，機(jī)車能停在隧道外“一線天”位置，如圖3所示。

圖3 “一線天”設(shè)在車站B端

第二種布置和第三種布置方式實(shí)際上類似，只是“一線天”露在哪一端。顯然對(duì)于停站的貨物列車來(lái)說(shuō)，機(jī)車位于隧道外是最有利的位置，這樣既改善了停站列車司乘人員的工作環(huán)境，又因?yàn)檐囌拘盘?hào)樓也會(huì)設(shè)在“一線天”附近，便于司乘人員與車站聯(lián)系。一般來(lái)說(shuō)，上下行貨物列車是成對(duì)的，或者相差不會(huì)太大，因此，無(wú)論“一線天”設(shè)在哪一端，總有一個(gè)方向的貨物列車停車時(shí)，機(jī)車位于隧道外，另一個(gè)方向的貨物列車停車時(shí)，機(jī)車位于隧道內(nèi)。如果上下行停站的次數(shù)相同，從概率的角度來(lái)說(shuō)，至少有一半的列車運(yùn)行條件獲得改善。實(shí)際上，如果考慮車站兩端站間距離條件、通過(guò)能力情況，可以大致分析一下，會(huì)讓時(shí)哪一個(gè)方向貨物列車停車對(duì)通過(guò)能力比較有利，也就是該方向停站的貨物列車會(huì)較多，“一線天”最好就設(shè)在這個(gè)方向貨物列車停車時(shí)機(jī)車所在的位置，這樣可以改善大部分貨物列車會(huì)讓時(shí)的工作條件。同時(shí)，“一線天”布置在車站一端時(shí)，只有一個(gè)隧道會(huì)出現(xiàn)部分雙線變載面情況，這對(duì)工程條件也有利。因此，在隧道群地段，這類車站的布置，其“一線天”應(yīng)布置在車站的一端。具體布置在哪端，應(yīng)根據(jù)行車組織條件，大多數(shù)停站貨物列車的方向大致分析確定。

2.2道較短，到發(fā)線部分在隧道內(nèi)的情況

車站到發(fā)線與隧道的位置關(guān)系有兩種情況，一種是將車站一半設(shè)在隧道內(nèi)，另一半設(shè)在隧道外；另一種是隧道設(shè)在到發(fā)線中間，到發(fā)線兩端露在隧道外。這兩種布置方式中，第一種布置方式無(wú)論隧道布置在哪一端，對(duì)運(yùn)營(yíng)和對(duì)工程來(lái)說(shuō)，本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別，現(xiàn)以一端為例，如圖4所示。

圖4 隧道布置在車站一端

這種布置，顯然只滿足一個(gè)方向的貨物列車停車時(shí)，機(jī)車在隧道外，而另一方向貨物列車停車時(shí)，機(jī)車在隧道內(nèi)，而且，這時(shí)隧道內(nèi)雙線長(zhǎng)度雖然較短，但出現(xiàn)了一處部分雙線的變截面。

第二種布置，是將隧道布置在車站到發(fā)線中間，到發(fā)線兩端露在隧道外，如圖5所示。

圖5隧道布置在車站到發(fā)線中間

圖5 布置方式比圖4布置方式雖然雙線隧道長(zhǎng)，但隧道內(nèi)沒(méi)有變截面，尤其是對(duì)于運(yùn)營(yíng)條件來(lái)說(shuō)，無(wú)論哪個(gè)方向的貨物列車停車，機(jī)車均位于隧道外，這對(duì)改善司乘人員工作環(huán)境和便于司乘人員與車站聯(lián)系都十分有利。從工程上來(lái)說(shuō)，只是設(shè)置一段雙線隧道，沒(méi)有變截面，工程簡(jiǎn)單。因此，當(dāng)隧道長(zhǎng)度短于到發(fā)線有效長(zhǎng)時(shí)，該布置圖型是合理的圖型。值得一提的是，從理論上來(lái)說(shuō)，這種圖型的隧道長(zhǎng)度應(yīng)小于或等于到發(fā)線有效長(zhǎng)度減去兩端機(jī)車長(zhǎng)度。但在具體項(xiàng)目上，會(huì)碰上隧道長(zhǎng)度短于到發(fā)線有效長(zhǎng)度減去兩端機(jī)車長(zhǎng)度，但不會(huì)碰上剛好隧道長(zhǎng)度等于到發(fā)線有效長(zhǎng)度減去兩端機(jī)車長(zhǎng)度的情況，有時(shí)隧道長(zhǎng)度會(huì)稍長(zhǎng)一些。這時(shí)，如果適當(dāng)延長(zhǎng)到發(fā)線長(zhǎng)度并不會(huì)增加很大工程時(shí)，顯然應(yīng)將到發(fā)線適當(dāng)延長(zhǎng)，這樣既能使工程簡(jiǎn)單，又有利于改善運(yùn)營(yíng)條件。尤其是當(dāng)初期或近期到發(fā)線有效長(zhǎng)度短，如采用650m，而遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長(zhǎng)度長(zhǎng)時(shí)，如850 m或1 050 m時(shí)，隧道范圍內(nèi)應(yīng)按照遠(yuǎn)期到發(fā)線有效長(zhǎng)度進(jìn)行實(shí)施，以避免導(dǎo)致延長(zhǎng)到發(fā)線時(shí)產(chǎn)生廢棄工程，甚至在今后運(yùn)營(yíng)的既有線隧道無(wú)法實(shí)施。

3 雙線鐵路大部分長(zhǎng)度位于隧道內(nèi)的越行站布置

由于雙線鐵路是上下行分線運(yùn)行，所以越行站的行車規(guī)律性更強(qiáng)。越行站最小規(guī)模也得滿足每個(gè)方向的越行條件，而且這種條件上下行是不能共用的，否則會(huì)打亂正常的運(yùn)行秩序，影響行車安全，因此，越行站最小規(guī)模是4股道，其中包含2條正線，及上下行各1股到發(fā)線。由于上下行各設(shè)1條到發(fā)線從理論上說(shuō)是到發(fā)線之間是沒(méi)有相互關(guān)系的，而且越行站是作業(yè)最簡(jiǎn)單的車站，在布置上首先要保證正線順直，因此其常規(guī)的布置圖型是在正線兩側(cè)各設(shè)1條到發(fā)線?？紤]到盡量縮短站坪長(zhǎng)度，減少設(shè)站對(duì)線路平縱斷面的影響，以及便于維護(hù)管理，一般情況下，應(yīng)該采用橫列式布置。有些站間距離較大的線路為了維修車折返或考慮故障時(shí)有反向運(yùn)行條件，在越行站兩端設(shè)單渡線。

然而在隧道群的越行站按照常規(guī)越行站的站型布置就會(huì)遇到另外一些問(wèn)題，要解決這些問(wèn)題必須滿足越行站最基本的功能，對(duì)車站的布置進(jìn)行調(diào)整，降低工程投資。如在隧道內(nèi)新建四線隧道工程巨大，有的線路地質(zhì)條件很差，四線隧道斷面太大無(wú)法實(shí)施；又如有的線路隧道很長(zhǎng)，正線隧道不得不分修，也就是所謂的“雙洞單線”形式，這種情況下，越行站無(wú)論在隧道內(nèi)還是在隧道口，都不可能修建橫列式的四線車站。因此，遇到這種情況，調(diào)整車站布置是必要的。由于從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，設(shè)越行站并不是上下行到發(fā)線之間的行車關(guān)系，而是上行到發(fā)線與上行正線的行車關(guān)系，下行到發(fā)線與下行正線的行車關(guān)系，其上下行到發(fā)線之間既可以橫列布置，也可以縱列布置，只是相對(duì)位置上的不同。從車站位置與隧道的關(guān)系來(lái)說(shuō)有三種情況，第一種情況是整個(gè)車站全部在隧道內(nèi)；第二種情況是雖然車站大部分在隧道內(nèi)，但有一小部分在隧道群之間，也就是隧道與隧道之間的“一線天”位置；第三種情況是隧道較短，隧道長(zhǎng)度短于車站到發(fā)線有效長(zhǎng)度。3.1整個(gè)車站全部在隧道內(nèi)的情況

這種情況相當(dāng)于設(shè)地下站，工程巨大。一般來(lái)說(shuō)，雙線鐵路只有行車速度不同的情況下才出現(xiàn)越行，如客貨共線。車站全部設(shè)在地下又不像地鐵辦理客運(yùn)乘降作業(yè)有服務(wù)客流的需求，這種情況顯然不合理，在選線上應(yīng)盡量避免。當(dāng)然我國(guó)不同地域的地形條件差別很大，具體遇到的情況并不簡(jiǎn)單，如果遇到這種情況，這種車站的布置與隧道的關(guān)系最簡(jiǎn)單的辦法就是上下行正線分修，各自在不同的位置修建1條到發(fā)線。這樣最大的隧道斷面是雙線斷面，而且到發(fā)線設(shè)置的地段應(yīng)根據(jù)隧道地質(zhì)條件確定，也就是選擇地質(zhì)條件較好的地段設(shè)置越行的到發(fā)線。

3.2站大部分在隧道內(nèi)，但有一小部分在隧道群

之間的情況

這種情況，既要類似于單線會(huì)讓站，分析“一線天”在哪個(gè)位置對(duì)運(yùn)營(yíng)有利，也要分析車站四線段在哪個(gè)位置對(duì)工程有利。從“一線天”位置與車站布置的相互關(guān)系來(lái)說(shuō)共有三種情況，一種位置是“一線天”設(shè)在車站中間，如圖6或如圖7所示。

圖6 正線與到發(fā)線均在一個(gè)隧道內(nèi)

圖7 上下行正線分修

這兩個(gè)布置形式的區(qū)別，圖6是正線與到發(fā)線均在一個(gè)隧道內(nèi)，并行地段為四線，斷面大。圖7是上下行正線分修，隧道內(nèi)最多只設(shè)兩股道。從工程角度分析，在車站范圍內(nèi)圖6布置形式明顯比圖7布置形式工程難度大，由于大斷面兩端又是變截面，很難實(shí)施，所以即便采用圖6布置，也會(huì)將兩側(cè)到發(fā)線隧道分修，形成中間雙線隧道，兩側(cè)單線隧道。圖7雖然工程比圖6小，但由于兩條正線分修，所以只適合正線“雙洞單線”情況。從運(yùn)營(yíng)角度分析，由于“一線天”位置在車站中間，無(wú)論上下行哪個(gè)方向的貨物列車停車待避，機(jī)車均位于隧道內(nèi)，因此，圖6和圖7都不是好的越行站布置方案。

“一線天”位置與車站布置關(guān)系的第二種情況，是“一線天”布置在車站一端，車站橫列式布置。這種情況由于車站有兩端，所以“一線天”與車站的關(guān)系有兩種布置，但無(wú)論“一線天”布置在哪一端，與一線天布置在中間相比，所不同的是“一線天”布置在一端時(shí)，一個(gè)方向的貨物列車停站待避，機(jī)車處在隧道外，而另一個(gè)方向的貨物列車停站待避，機(jī)車處于隧道內(nèi)，如圖8為例。

圖8 “一線天”布置在車站一端

從A方向到達(dá)的貨物列車，機(jī)車位于隧道外，而B(niǎo)方向到達(dá)的貨物列車機(jī)車在隧道內(nèi)，工程上所不同的是只有一座隧道有變截面。顯然這種情況車站布置比“一線天”布置在車站中間好。

“一線天”位置與車站布置關(guān)系的第三種情況，是“一線天”布置在車站中部，但車站縱列布置。這種情況“一線天”位置與車站的布置也有兩種形式。一種形式是，“一線天”布置在車站中間，兩側(cè)到發(fā)線的到達(dá)方向前端設(shè)在一處并位于隧道外，兩側(cè)到發(fā)線其他部分位于隧道內(nèi)。如圖9所示。

圖9 兩側(cè)到發(fā)線的到達(dá)方向前端設(shè)在一處并位于隧道外

另一種形式是，“一線天”布置在車站中間，兩側(cè)到發(fā)線的到達(dá)方向末端設(shè)在一處并位于隧道外，兩側(cè)到發(fā)線其他部分位于隧道內(nèi)。如圖10所示。

圖10 兩側(cè)到發(fā)線的到達(dá)方向末端設(shè)在一處并位于隧道外

從工程的角度分析，無(wú)論是圖9布置形式還是圖10布置形式，四線并行段均位于隧道外，兩端隧道內(nèi)都只是三線，因此，工程較四線橫列式隧道簡(jiǎn)單，投資省。從運(yùn)營(yíng)的角度分析，由于列車是按左側(cè)行車，因此圖9布置形式，上下行貨物列車到站停車待避時(shí)，機(jī)車剛好在隧道外，其他部分位于隧道內(nèi)，而圖10布置形式，上下行貨物列車到站停車待避時(shí)，機(jī)車及其他部分在隧道內(nèi)，而尾部露在隧道外，貨物列車已經(jīng)沒(méi)有守車，顯然圖9布置形式是最好的布置圖形，而圖10的布置與行車方向相反，不可取。由此可見(jiàn)，雙線鐵路位于“一線天”隧道群時(shí)，應(yīng)采用圖9布置形式，也就是上下行到發(fā)線錯(cuò)開(kāi)布置，將機(jī)車停車的部位布置在隧道外，隧道內(nèi)設(shè)三線。

在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，還可能遇到其他情況，但無(wú)論哪種情況，都應(yīng)從行車規(guī)律、工程條件的難易程度去分析思考。這樣總會(huì)找到既符合實(shí)際情況，又對(duì)今后的運(yùn)營(yíng)相對(duì)更有利的布置圖型。

4 結(jié)束語(yǔ)

鐵路車站的布置圖型種類較多，每種性質(zhì)的車站都有固定的圖型，然而在特殊的地形條件下，就得結(jié)合具體情況具體分析，不能套用。在隧道群內(nèi)設(shè)置會(huì)讓站或越行站就屬于這類情況，雖然數(shù)量少，車站簡(jiǎn)單，但如果針對(duì)具體問(wèn)題深入分析一下，稍微調(diào)整一下思路，就會(huì)節(jié)省大量的工程投資，也會(huì)為長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造便利條件。

[1]鐵路車站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006

[2]鐵路工程技術(shù)手冊(cè)站場(chǎng)及樞紐[S].北京：人民鐵道出版社，1977

（責(zé)任編輯：魏艷紅）

Building railways in the mountainous terrain whose conditions are extremely difficult, in order to improve the passing capacity, sometimes stations has to be set up in tunnels for the large distance interval.Although the choice of this terrain is small,station will be located in most of the tunnel, and even entirely in the tunnel, different types of layout pattern will significantly affect the project in vestment and long-term operation.In order to clear these causes, avoid unreasonable design, this paper analyzes the layout pattern of rail way stations in the tunnel from operation angle and finds better solutions.

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A

1004-9746（2014）04-0011-04

2014-07-10）