丁大朋

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司,北京 100055)

1 概述

《中長期鐵路網(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”高鐵干線為骨架、區(qū)域連接線銜接、城際鐵路網(wǎng)補充的高速鐵路網(wǎng)，在這張網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點位置形成多個“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個及以上方向，有2條及以上高速鐵路干線、多條區(qū)域鐵路連接線銜接或城際鐵路補充的客運樞紐[2]。受路網(wǎng)變化影響，相當一部分地級市所在的樞紐(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作業(yè)，規(guī)劃的高速鐵路干線引入時，結(jié)合城市規(guī)劃、人口體量、方便換乘及跨線運輸[3]等因素，宜盡量引入既有城際客運站[4]。本文主要研究多條高速鐵路引入地級市既有客站車站改建布置圖型。

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”鐵路干線也可為區(qū)域城際鐵路[5]，偶爾還會形成多線共通道格局，多線共通道將涉及各線別的具體作業(yè)分工[1，6]。例如，在萬州鐵路樞紐，沿江通道[7]橫貫東西、包海通道縱穿南北，沿江通道由成達萬鐵路和鄭萬鐵路構(gòu)成，包海鐵路由渝萬高鐵和渝西高鐵至萬州聯(lián)絡(luò)線構(gòu)成，另有渝萬城際與渝萬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

城市區(qū)位、城市體量、銜接線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，客流特點對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)濟體量通過客流集聚性影響著客流規(guī)模[9]；從銜接線路功能定位分析，銜接的是高鐵干線還是區(qū)域城際連接線或城際鐵路影響著客流是始發(fā)終到或是通過。地級市的“十字型”高速鐵路樞紐多為客流通過型樞紐，其客流大多以通過車流為主，兼有部分跨線車流但往往占比不大，始發(fā)終到車流多以銜接的至省會城市的城際車流為主。以萬州鐵路樞紐為例，萬州區(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165萬人，地區(qū)通過客流約占比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車流為主，銜接的渝萬城際鐵路則以至重慶的始發(fā)終到車流為主。

4 多條高鐵引入鐵路樞紐既有客站案例分析

考慮本次研究對象為地級市“十字型”高速鐵路樞紐，以萬州鐵路樞紐作為案例對多條高鐵引入方案進行分析，并結(jié)合萬州樞紐既有客運站作業(yè)分工，重點對高速鐵路引入樞紐萬州北站的改建方案進行論證。

4.1 城市概況

萬州區(qū)位于長江上游地區(qū)、重慶東北部，處三峽庫區(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165萬人，規(guī)劃到2020年，萬州將建成超百萬人口的重慶第二大城市[11]。城區(qū)依山就勢，主要分布在175～350 m高程范圍，沿江至山呈坡臺地分布，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)

萬州鐵路樞紐既有鐵路有達萬鐵路、宜萬鐵路及渝萬城際鐵路。達萬鐵路與宜萬鐵路在萬州站貫通，萬州站為地區(qū)內(nèi)唯一的區(qū)段站兼客貨運站[13]，擔當銜接線路貨車解編作業(yè)和旅客列車的始發(fā)、終到作業(yè)；渝萬城際設(shè)萬州北站辦理高速客運作業(yè)。

圖1 既有萬州鐵路樞紐概況

4.2.2 在建及擬建鐵路概況

在建鄭萬高鐵：線路設(shè)計行車速度為350 km/h，于萬州北站貫通渝萬城際鐵路，在車站東南側(cè)設(shè)動車組存車場，擬于2021年底建成通車。

規(guī)劃鐵路：重慶至萬州高鐵(即渝萬高鐵)；成都經(jīng)達州至萬州高速鐵路(即成達萬高鐵)；渝西高鐵萬州至安康段(即渝西高鐵)。此外還規(guī)劃有重慶至宜昌高鐵(渝宜高鐵)，可有效緩解萬州樞紐遠期東出能力不足問題[14]。

4.2.3 萬州北站概況

車站設(shè)到發(fā)線7條(含正線)，安全線4條，維修車間、牽引變電所、配電所各1處。車站設(shè)450 m×12.0 m×1.25 m基本站臺1座，450 m×10.5 m×1.25 m島式中間站臺2座[15]。在建鄭萬高鐵自車站東端咽喉引入萬州北站，站房同側(cè)鄭州端在建存車場1處，近期設(shè)存車線4條，預留4條，大機停留線2條。車站內(nèi)分布多處雙線及多線橋，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 既有萬州北站示意

4.3 樞紐客運量

研究年度內(nèi)，隨著鄭萬高鐵、渝萬高鐵、渝西高鐵(萬州至安康段)、成達萬高鐵等的建成通車，萬州地區(qū)旅客列車對數(shù)近、遠期分別達239對/d、249對/d。各年度地區(qū)旅客列車對數(shù)見表1。成達萬高鐵以至鄭萬高鐵通過車流為主，兼有部分始發(fā)終到車流，無轉(zhuǎn)線車流；渝萬高鐵以至鄭萬高鐵車流為主，渝萬高鐵至渝西高鐵車流次之，兼有部分始發(fā)終到車流；渝萬城際以始發(fā)終到車流為主，兼有少量至渝西高鐵及鄭萬高鐵的通過車流。通過車流情況分析可知，渝萬高鐵宜與渝西高鐵貫通，重點解決渝萬高鐵和成達萬高鐵如何連通鄭萬高鐵問題[15]。

表1 萬州地區(qū)客車交流 對/d

4.4 引入萬州北站改建方案

根據(jù)萬州樞紐3條規(guī)劃高鐵客流交流方向，渝萬高鐵引入萬州樞紐需與渝西高鐵西安、在建鄭萬高鐵鄭州方向交流，成達萬高鐵引入萬州樞紐需與在建鄭萬高鐵鄭州方向溝通，引入樞紐方案需綜合3條高鐵統(tǒng)籌研究。綜合成達萬、渝萬高鐵及渝西高鐵的功能定位、區(qū)間線路走向、樞紐車流特征、樞紐總圖格局及城市規(guī)劃等因素分析后，考慮采用成達萬高鐵、渝萬高鐵及渝西高鐵均引入萬州北站方案(圖3)，該方案可維持樞紐兩客站格局，有效減少聯(lián)絡(luò)線設(shè)置[13]。

圖3 萬州樞紐總平面布置示意

4.4.1 車站布置圖型概括性分析

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

4.4.2 改建萬州北站方案研究

考慮既有萬州北站車站規(guī)模、橋隧工程、客運車流等因素，以主要客流方向貫通、充分利用既有工程、充分利用既有車場能力及保證鄭萬高鐵如期通車為原則，根據(jù)車站布置圖型概括性分析結(jié)論，改建方案在合場外包(方案Ⅰ)、分場(方案Ⅱ)及混場(方案Ⅲ)的基礎(chǔ)上進行了混合式站型研究，合場外包方案分別研究了成達萬合場外包渝萬(城)與渝萬(高)分場方案(方案Ⅰ-1)、渝萬(高)合場外包成達萬與渝萬(城)分場方案(方案Ⅰ-2)及渝萬(高)合場外包渝萬(城)與成達萬分場方案(方案Ⅰ-3)三個子方案；分場方案為成達萬、渝萬(高)及渝萬(城)三場并場方案(方案Ⅱ)；混場方案為成達萬、渝萬(高)混場與渝萬(高)、渝萬(城)混場兩場并場方案(方案Ⅲ-即渝萬高鐵雙接兩場)。

圖4 多條高鐵引入同一車站布置圖型示意

成達萬合場外包渝萬(城)與渝萬(高)分場方案(方案Ⅰ-1)(圖5)：成達萬高鐵合場外包既有渝萬城際場，新增3臺4線，城際場規(guī)模6臺9線；渝萬高鐵新建高速場，高速場規(guī)模2臺4線；車站總規(guī)模8臺13線。渝萬高鐵、成達萬高鐵與鄭萬高鐵上、下行線160 km/h連通；渝萬高鐵與渝西高鐵350 km/h貫通，與鄭萬高鐵連通；渝萬城際與鄭萬高鐵貫通。

圖5 成達萬合場外包渝萬(城)與渝萬(高)分場方案

渝萬(高)合場外包成達萬與渝萬(城)分場方案(方案Ⅰ-2)(圖6)：渝萬高鐵合場外包成達萬高鐵新建高速場，并與既有渝萬城際場并場布置，高速場規(guī)模5臺9線；渝萬城際場維持既有3臺5線；車站總規(guī)模8臺14線。成達萬與鄭萬高鐵350 km/h貫通；渝萬高鐵與渝西高鐵350 km/h貫通，通過成達萬與鄭萬高鐵160 km/h連通；渝萬城際與渝西高鐵和鄭萬高鐵連通。

渝萬(高)合場外包渝萬(城)與成達萬分場方案(方案Ⅰ-3)(圖7)：渝萬高鐵合場外包既有渝萬城際，于既有渝萬城際車場新增2臺3線，城際場規(guī)模5臺8線；于渝萬車場北側(cè)新設(shè)成達萬高速場，新建高速場規(guī)模2臺4線；車站總規(guī)模7臺12線。渝萬城際與鄭萬高鐵250 km/h貫通，與渝西高鐵連通；渝萬高鐵與渝西高鐵250 km/h貫通，與鄭萬高鐵160 km/h連通；成達萬160 km/h側(cè)向接入鄭萬高鐵。

成達萬、渝萬(高)及渝萬(城)三場并場方案(方案Ⅱ)(圖8)：渝萬高速場、成達萬高速場與既有渝萬城際場自北向南并場布置，兩高速場分別為2臺4線，既有城際場3臺5線，車站總規(guī)模7臺13線。成達萬鐵路與鄭萬高鐵上下行線350 km/h貫通；渝萬高鐵與渝西高鐵350 km/h貫通，與鄭萬高鐵160 km/h連通；渝萬城際與鄭萬高鐵80 km/h連通，與渝西高鐵連通。

圖6 渝萬(高)合場外包成達萬與渝萬(城)分場方案

圖7 渝萬(高)合場外包渝萬(城)與成達萬分場方案

圖8 成達萬、渝萬(高)及渝萬(城)三場并場方案

圖9 成達萬、渝萬(高)混場與渝萬(高)、渝萬(城)混場兩場并場方案

成達萬、渝萬(高)混場與渝萬(高)、渝萬(城)混場兩場并場方案(方案Ⅲ)(圖9)：于既有渝萬城際場北側(cè)新設(shè)成達萬、渝萬高鐵高速場，渝萬高鐵、成達萬高鐵混場布置，高速場規(guī)模4臺7線；渝萬高鐵雙接城際場，新增1臺1線，城際場規(guī)模4臺6線；車站總規(guī)模8臺13線。渝萬城際與渝西高鐵250 km/h貫通，與鄭萬高鐵連通；渝萬高鐵與鄭萬高鐵、渝西高鐵160 km/h連通；成達萬鐵路與鄭萬高鐵350 km/h貫通。

4.4.3 萬州北站布置圖型研究結(jié)論(表2)

通過分析比較，若考慮充分利用既有城際場富余能力，減少對已實施的既有工程改建，可考慮采用成達萬合場外包渝萬(城)與渝萬(高)分場方案(方案Ⅰ-1)；若考慮各方向高標準貫通，可考慮采用成達萬、渝萬(高)及渝萬(城)三場并場方案(方案Ⅱ)或渝萬(高)合場外包渝萬(城)與成達萬分場方案(方案Ⅰ-2)；具體實施方案將結(jié)合國家戰(zhàn)略再行分析確定。

表2 方案綜合分析

5 結(jié)語

對多條高鐵引入站型布置方案進行了多方案的分析比選，通過對不同要因的取舍，對分場、合場外包及方向別混場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)，提出了針對性的參考性意見。

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，是對類似多條高鐵引入樞紐項目的歸納與總結(jié)，不同的城市特點及樞紐規(guī)劃鐵路情況也各異，需綜合考慮既有設(shè)施利用[20]、運輸組織、工程可實施性等因素區(qū)別采用或進行進一步延伸研究?！吨虚L期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》[2]中樞紐節(jié)點眾多，希望能夠?qū)β肪W(wǎng)樞紐后續(xù)項目的規(guī)劃研究提供借鑒和指導作用。