角志達(dá) 閔 俊

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

高速鐵路具有運(yùn)行速度快、曲線半徑大、工程投資高等特點(diǎn)。因此，高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)，線路是否順直是影響設(shè)計(jì)方案質(zhì)量的重要因素。在我國(guó)高速鐵路建設(shè)實(shí)踐過程中，橋梁與隧道施工水平得到很大提高，并逐步形成了具有中國(guó)特色的高速鐵路橋梁、隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)兩條高鐵線路存在交叉時(shí)，可充分結(jié)合橋梁、隧道技術(shù)，采用車場(chǎng)交叉布置的站型進(jìn)行車站設(shè)計(jì)。

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)交叉布置站型的研究主要針對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件，對(duì)線路交叉角度與交叉布置站型的相關(guān)性研究較少，對(duì)于該站型的分類總結(jié)不夠全面，缺少對(duì)跨線車流解決方案的系統(tǒng)研究。以上饒站為例，研究交叉布置站型的適用交叉角度，全面總結(jié)交叉布置站型的分類及適用于該站型的聯(lián)絡(luò)線布置方案，可為以后的車站設(shè)計(jì)提供科學(xué)、系統(tǒng)的參考[1]。

1 高鐵交叉布置站型及適用條件

1.1 高鐵交叉布置站型分類

在兩條高鐵線路交匯地區(qū)設(shè)置車站，通常采用平行布置的線路別站型和方向別站型，線路別站型的兩個(gè)車場(chǎng)相對(duì)獨(dú)立，在站外出現(xiàn)一次雙線跨雙線交叉，兩正線間無相互干擾，但需要建立聯(lián)絡(luò)線來解決跨線列車的開行需求。方向別站型兩高鐵線路引入同一車場(chǎng)，在站外出現(xiàn)兩次單線跨雙線交叉，可滿足各方向的跨線列車需求，但兩高鐵正線間存在相互干擾，影響正線通過能力。受線路交叉角度、地形地質(zhì)、環(huán)保軍事、拆遷等因素的影響，平行布置站型在特定條件下具有一定局限性，為此提出交叉布置站型。根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的車站布置形式可有效提升樞紐(或地區(qū))的客站地位，對(duì)協(xié)調(diào)樞紐(或地區(qū))的點(diǎn)線能力、吸引周邊客流、帶動(dòng)城市發(fā)展具有重要意義[2]。

高鐵交叉布置站型是指一個(gè)高速鐵路車場(chǎng)采用橋梁結(jié)構(gòu)騎跨在另一個(gè)高速鐵路車場(chǎng)的上方，或一個(gè)高速鐵路車場(chǎng)采用隧道結(jié)構(gòu)貫穿在另一個(gè)高速鐵路車場(chǎng)的下方。以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為350 km/h的高速鐵路為例，不考慮地形地質(zhì)、環(huán)保軍事區(qū)、限速等因素的影響，兩條線路交叉角度不同時(shí)，交叉布置站型與平行布置站型的線路長(zhǎng)度如表1所示[3，4]。當(dāng)兩高鐵線路交叉角度小于45°時(shí)，交叉布置站型較平行布置站型在線路長(zhǎng)度上優(yōu)勢(shì)不明顯，比較段落線路長(zhǎng)度只縮短10%以下；當(dāng)兩高鐵線路交叉角度大于60°時(shí)，交叉布置站型較平行布置站型在線路長(zhǎng)度上有較大優(yōu)勢(shì)，比較段落線路長(zhǎng)度可縮短15%以上[5]。

表1 交叉布置站型與平行布置站型線路長(zhǎng)度比較

按照施工方式不同，交叉布置站型可分為橋梁騎跨和隧道下穿兩種方式(如圖1)。橋梁騎跨布置方案設(shè)置高架車場(chǎng)，占地少，空間大，可高效利用土地資源[6]；隧道下穿布置方案一般采用明挖或盾構(gòu)施工，在房屋密集的中心城區(qū)可有效減少拆遷量，但工程復(fù)雜，施工難度較大。盾構(gòu)下穿既有高速鐵路路基時(shí)，需對(duì)既有高鐵進(jìn)行限速，并采取可靠、安全的施工方法，以避免隧道施工對(duì)鐵路行車造成影響[7]。地下車場(chǎng)的空間較封閉，列車高速通過會(huì)對(duì)站臺(tái)旅客造成較大的噪聲影響和視覺壓力[8]。

圖1 不同施工方式的高鐵交叉布置站型示意

根據(jù)兩個(gè)車場(chǎng)的交叉位置不同，交叉布置站型可分為“T”形布置和“L”形布置(如圖2)?！癟”形布置為一個(gè)車場(chǎng)的站臺(tái)位置上跨(或下穿)另一個(gè)車場(chǎng)的站臺(tái)(或站臺(tái)端部)，兩車場(chǎng)站臺(tái)間實(shí)現(xiàn)立體銜接。該方案交通流線清晰，可實(shí)現(xiàn)站臺(tái)間“零換乘”，且站型較緊湊，節(jié)約用地；該方案的缺點(diǎn)是兩車場(chǎng)交叉位置跨度較大，工程量大，站前車場(chǎng)用地受限較嚴(yán)重，影響廣場(chǎng)開發(fā)利用及景觀效果。“L”形布置為一個(gè)車場(chǎng)上跨(或下穿)另一個(gè)車場(chǎng)站臺(tái)以外的位置，兩車場(chǎng)的站臺(tái)間相距較遠(yuǎn)；該方案兩車場(chǎng)交叉位置跨度較小，工程量小，站前廣場(chǎng)用地受限較小，利于開發(fā)利用；缺點(diǎn)是旅客換乘距離較長(zhǎng)，影響乘客的換乘體驗(yàn)，車場(chǎng)布置較分散，用地面積較大。

圖2 交叉位置不同的高鐵交叉布置站型示意

1.2 高鐵交叉布置站型的適用條件

高鐵交叉布置站型中兩車場(chǎng)相對(duì)獨(dú)立，線路在站外不存在交叉，主要優(yōu)點(diǎn)是兩高鐵的線路順直，且正線間無相互干擾；采用分場(chǎng)布置形式，每個(gè)車場(chǎng)的咽喉區(qū)較短；可實(shí)現(xiàn)站臺(tái)的立體銜接，通過站臺(tái)快速通道實(shí)現(xiàn)“零換乘”。主要缺點(diǎn)是對(duì)凈空要求較高，車場(chǎng)間高差較大；站前廣場(chǎng)用地受限，不利于站前廣場(chǎng)的開發(fā)利用；對(duì)于高鐵線路間的跨線客流，需采用換乘或聯(lián)絡(luò)線的方式解決。

高鐵交叉布置站型在特定的適用條件下可達(dá)到線路順直、節(jié)省工程投資的目的，其主要適用條件如下：(1)兩高鐵線交叉角度較大；(2)結(jié)合城市規(guī)劃及運(yùn)輸需求，線路交叉地區(qū)適宜采用一站格局；(3)兩高鐵線的交叉位置位于城市規(guī)劃區(qū)的一角，線路取直不會(huì)穿越城市規(guī)劃區(qū)；(4)環(huán)境保護(hù)區(qū)、軍事區(qū)、不良地質(zhì)區(qū)密集，交叉布置站型對(duì)應(yīng)的線路走向可避開上述區(qū)域。

2 高鐵交叉布置站型聯(lián)絡(luò)線設(shè)計(jì)

2.1 聯(lián)絡(luò)線的作用

聯(lián)絡(luò)線是把樞紐(或地區(qū))內(nèi)的車站與車站、車站與線路及線路與線路銜接起來的鐵路。其主要作用是滿足跨線列車的開行需要，使鐵路“點(diǎn)、線、網(wǎng)”有機(jī)融合，充分發(fā)揮路網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)能力最大化；減少旅客換乘時(shí)間，增加運(yùn)輸?shù)撵`活性和適應(yīng)性，可以實(shí)施機(jī)動(dòng)靈活的運(yùn)輸替代方案，增強(qiáng)鐵路應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力[9]；消除折角列車運(yùn)行，盡可能地不變更列車運(yùn)行方向[10]。

2.2 聯(lián)絡(luò)線布置形式

高鐵交叉布置站型一般應(yīng)用于兩高鐵線路交叉的區(qū)域，需考慮兩高鐵線路間的跨線客流。當(dāng)兩高鐵線間跨線客流較少，需要開行的跨線列車對(duì)數(shù)較少時(shí)，可考慮不修建聯(lián)絡(luò)線，采用換乘的方式解決跨線客流；當(dāng)兩高鐵線間開行的跨線列車對(duì)數(shù)較多時(shí)，則需修建聯(lián)絡(luò)線解決跨線客流，通常有線路所與車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線、車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線、線路所間聯(lián)絡(luò)線三種布置形式。

圖3 線路所與車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線示意

(1)線路所與車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線

聯(lián)絡(luò)線從車場(chǎng)的一端咽喉出岔，并以線路所的形式接入另一線路的區(qū)間正線。如圖3所示，為解決A、D方向的跨線車流，聯(lián)絡(luò)線有兩種布置方式：①聯(lián)絡(luò)線在A方向正線上設(shè)置線路所，并引入下穿車場(chǎng)的B端咽喉；②聯(lián)絡(luò)線在D方向正線上設(shè)置線路所，并引入騎跨車場(chǎng)的C端咽喉?？筛鶕?jù)地形地質(zhì)、用地拆遷、城市規(guī)劃、站房布置等情況靈活選擇聯(lián)絡(luò)線布置方式。線路所與車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線不會(huì)對(duì)接入車場(chǎng)的正線通過能力產(chǎn)生影響，運(yùn)輸組織順暢，運(yùn)營(yíng)安全性高，但聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度較大，工程投資較大。

(2)車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線

聯(lián)絡(luò)線從車場(chǎng)的一端咽喉出岔，并接入另一車場(chǎng)的一端咽喉。如圖4所示，為解決A、D方向的跨線車流，聯(lián)絡(luò)線可直接連接下穿車場(chǎng)的B端咽喉與騎跨車場(chǎng)的C端咽喉。此聯(lián)絡(luò)線較線路所與車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度短，工程投資較少，但跨線列車需連續(xù)通過車站的兩個(gè)車場(chǎng)，站內(nèi)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)輸組織復(fù)雜，一般情況下不推薦使用。

圖4 車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線示意

圖5 線路所間聯(lián)絡(luò)線示意

(3)線路所間聯(lián)絡(luò)線

聯(lián)絡(luò)線以線路所的形式從線路區(qū)間正線引出，并以線路所的形式接入另一線路的區(qū)間正線。如圖5所示，聯(lián)絡(luò)線連接A方向與D方向正線上的線路所，解決了A、D方向的跨線車流，但跨線列車不能進(jìn)站停車。該聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度較短，工程投資省；線路順直，運(yùn)輸組織順暢，旅行時(shí)間短。由于跨線列車不能在該站進(jìn)站停車，線路所間聯(lián)絡(luò)線只適用于跨線列車通過不停車比例較大的情況。

2.3 聯(lián)絡(luò)線布置形式選擇與設(shè)計(jì)

根據(jù)《關(guān)于貫徹落實(shí)促進(jìn)鐵路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展指導(dǎo)意見的實(shí)施細(xì)則》，要求根據(jù)路網(wǎng)布局、項(xiàng)目特點(diǎn)、地形地質(zhì)條件、工程投資等情況，合理確定跨線列車開行方案，優(yōu)化樞紐聯(lián)絡(luò)線設(shè)置。

聯(lián)絡(luò)線布置形式的選擇應(yīng)綜合考慮各種布置形式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件(如表2所示)，充分結(jié)合城市規(guī)劃和地形，以節(jié)約用地，降低工程投資為原則[11]。當(dāng)跨線車流較復(fù)雜時(shí)，可將多種聯(lián)絡(luò)線布置形式相結(jié)合，達(dá)到部分聯(lián)絡(luò)線共通道、節(jié)省投資的效果。

表2 高鐵交叉布置站型聯(lián)絡(luò)線布置形式優(yōu)缺點(diǎn)比較

確定聯(lián)絡(luò)布置形式后，為保證其通過能力和運(yùn)營(yíng)安全性，宜采用立體疏解布置消除平面交叉，并需要結(jié)合聯(lián)絡(luò)線布置形式和工程經(jīng)濟(jì)條件合理確定聯(lián)絡(luò)線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于線路所間聯(lián)絡(luò)線，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般與相銜接的兩正線標(biāo)準(zhǔn)相一致；對(duì)于線路所與車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般與相銜接的正線標(biāo)準(zhǔn)一致；對(duì)于車場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線，則應(yīng)按照運(yùn)行的列車性質(zhì)確定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)[12]。

3 案例分析

3.1 上饒站

上饒市位于江西省東北部，東聯(lián)浙江、南臨福建、北接安徽，處于長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)區(qū)、海西經(jīng)濟(jì)區(qū)、鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)三區(qū)交匯處。上饒站位于上饒市東北側(cè)，合福高鐵與滬昆鐵路、滬昆高鐵在上饒站呈“十”字交匯。結(jié)合城市空間發(fā)展、各鐵路間跨線列車需求，根據(jù)地區(qū)客站布局及分工，在設(shè)計(jì)過程中共研究了新建上饒西站、合福高鐵西進(jìn)東出、合福高鐵騎跨3個(gè)方案。

圖6 上饒站騎跨方案示意

新建上饒西站方案：采用兩站格局，運(yùn)營(yíng)管理分散，需增加市政配套投資；合福高鐵無法與滬昆高鐵、滬昆鐵路實(shí)現(xiàn)交流或換乘，研究后予以舍棄。

合福高鐵西進(jìn)東出方案：采用合福高鐵與滬昆高鐵合場(chǎng)布置的方式，該方案工程易于實(shí)施，維持一站格局，可充分利用既有鐵路設(shè)施及市政配套工程。

合福高鐵騎跨方案：如圖6所示，滬昆高速場(chǎng)與滬昆普速場(chǎng)分場(chǎng)并站布置，合福高速場(chǎng)騎跨在滬昆高速場(chǎng)與滬昆普速場(chǎng)之上。合福高鐵與滬昆高鐵交叉角度較大(大于60°)，采用交叉布置站型，合福高鐵線路較順直，較合福高鐵西進(jìn)東出方案正線縮短約16 km，且繞開了上饒地區(qū)密集的不良地質(zhì)區(qū)、軍事區(qū)和環(huán)境保護(hù)區(qū)，共節(jié)省工程投資約7億元。經(jīng)研究后推薦合福高鐵騎跨方案[1]。在交叉布置站型的分類上，考慮方便換乘、易于施工、既有場(chǎng)條件等因素，選擇了橋梁騎跨的“T”形布置方案。

合福高鐵與滬昆高鐵間存在跨線車流，福州與昆明方向近、遠(yuǎn)期跨線列車對(duì)數(shù)分別為14對(duì)/d，20對(duì)/d；福州與上海方向近、遠(yuǎn)期跨線列車對(duì)數(shù)分別為11對(duì)/d，15對(duì)/d。因此，設(shè)置了東南、西南聯(lián)絡(luò)線[14]。上饒站站房與城市規(guī)劃區(qū)均位于車站的西南側(cè)，考慮將東南聯(lián)絡(luò)線與西南聯(lián)絡(luò)線設(shè)置在車站的東北方向。東南聯(lián)絡(luò)線從合福高速場(chǎng)北端咽喉出岔，接入滬昆高鐵上海方向的區(qū)間正線；西南聯(lián)絡(luò)線在東南聯(lián)絡(luò)線上出岔，接入滬昆高速場(chǎng)東端咽喉，且在出岔前兩聯(lián)絡(luò)線共通道。

3.2 海鹽站

海鹽縣隸屬于浙江省嘉興市，東臨杭州灣，西南為海寧市，北連平湖市和秀洲區(qū)。海鹽站位于海鹽縣東北方向，是擬建通蘇嘉甬鐵路與滬乍杭鐵路的“十”字交匯地點(diǎn)，共研究了西進(jìn)東出方案和騎跨布置方案2個(gè)方案。

圖7 海鹽站騎跨布置方案示意

西進(jìn)東出方案：采用通蘇嘉甬鐵路與滬乍杭鐵路合場(chǎng)布置的方式，在海鹽地區(qū)滬乍杭鐵路與通蘇嘉甬鐵路交叉角度較大(大于60°)，通蘇嘉通鐵路從西北方向引入地區(qū)，通過海鹽站后跨越乍嘉蘇高速、杭浦高速，沿沈海高速引出地區(qū)；滬乍杭鐵路從東北方向引入地區(qū)，跨越沈海高速后折向東南引入海鹽站，出站后折向西南方向引出地區(qū)；該方案通蘇嘉甬鐵路線路較順直，但滬乍杭鐵路繞行較多；應(yīng)進(jìn)一步論證高鐵交叉布置站型的適用性。

騎跨布置方案：如圖7所示，該方案通蘇嘉甬鐵路線位與西進(jìn)東出方案一致，滬乍杭鐵路從東北方向引入地區(qū)，滬乍杭場(chǎng)采用橋梁結(jié)構(gòu)騎跨在通蘇嘉甬場(chǎng)之上，并采用“T”形布置，出站后向西南方向引出地區(qū)。經(jīng)過方案比選，該騎跨布置方案較西進(jìn)東出方案線路順直，正線縮短約20 km，節(jié)省工程投資約14億元。經(jīng)研究后推薦騎跨布置方案。

海鹽地區(qū)的客車交流如表3所示，海鹽站開行的列車均為通過列車，不開行始發(fā)、終到列車，通蘇嘉甬鐵路與滬乍杭鐵路的跨線車流為上海與寧波方向[14]。近、遠(yuǎn)期跨線列車對(duì)數(shù)分別為54對(duì)/d，37對(duì)/d，跨線列車對(duì)數(shù)較多；海鹽站屬于中間站，客流較少，跨線列車在本站可以通過不停車，考慮設(shè)置線路所間聯(lián)絡(luò)線。線路所間聯(lián)絡(luò)線較其他聯(lián)絡(luò)線布置形式線路順直，且長(zhǎng)度較短，節(jié)省工程投資，大大縮短上海至寧波方向的旅行時(shí)間。

表3 海鹽地區(qū)客車交流

4 結(jié)束語

在兩條高鐵交叉的特定區(qū)域，采用交叉布置站型可使線路順直，節(jié)省工程投資，但高鐵交叉布置站型的適用條件具有一定局限性，在應(yīng)用過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過科學(xué)計(jì)算，當(dāng)兩高鐵線路交叉角度大于60°時(shí)，交叉布置站型較平行布置站型在線路長(zhǎng)度上有較大優(yōu)勢(shì)。另外，還系統(tǒng)研究了適用于交叉布置站型的聯(lián)絡(luò)線布置方案，可以減少旅客換乘時(shí)間，增加運(yùn)輸?shù)撵`活性，但從減少投資、充分利用線路能力的角度考慮，中小城市車站原則上不應(yīng)設(shè)置聯(lián)絡(luò)線?？稍诖饲疤嵯?，選用合理的車站布局方案。