陳秀涓,熊巾煦,龔 慶
(中鐵二院工程集團有限責任公司,四川 成都 610000)
廣湛高鐵又稱廣湛客運專線,承擔省際客流為主、兼顧省內(nèi)客流,是國家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng),350km/h沿海鐵路客運大通道的重要組成部分,將成為帶動和引導沿線城鎮(zhèn)體系和社會經(jīng)濟發(fā)展的重要載體[1]。
某線路所中心位于廣州市中心城區(qū),距離廣州站西側(cè)咽喉2.039km,利用既有鐵路廣茂線通道,拆除既有線后敷設,包含廣湛高鐵(雙線)及棠溪聯(lián)絡線(雙線)4 條線路,線路呈“Y”字型。其中廣湛正線長度為1812m;棠溪聯(lián)絡線長度為1722m。速度目標值為80~120km/h,線路兩側(cè)分布有現(xiàn)狀密集的建筑物,其中棠溪聯(lián)絡線北向接白云站。某線路所雙層框架位置如圖1 所示。
圖1 某線路所雙層框架位置
線路所周邊現(xiàn)狀情況較為復雜,兩側(cè)存在大量建筑物,涉及220kV 電力隧道,多條地鐵線路及既有改擴建鐵路橋。根據(jù)最新搜集的基礎資料,需考慮原位保護的建筑物面積達到約20 萬m2,結(jié)合專題分析及安全評估專題專家審查,增加基坑兩側(cè)建構(gòu)筑物保護措施約3000 萬元。若增加安全線還需增設檢修需求使用的避車洞室等附屬洞室,需增加投資約700 萬元。雙層框架內(nèi)設安全線需在目前的無安全線方案基礎上增加投資共計7700 萬元(含安全線工程的4000 萬元)。
根據(jù)《鐵路車站及樞紐設計規(guī)范》(TB 10099—2017)3.1.9 條,線路接軌及安全線設置應符合下列規(guī)定:新線應在站內(nèi)接軌。困難條件下須在區(qū)間接軌時,應在接軌點設置線路所,接軌處應設置安全線[2]。
某線路所運營控制納入廣州站統(tǒng)一管理,屬于車站管理范圍,且線路為兩兩互為平行的通道,與上述規(guī)范條款不符,不需要設置安全線。例如,廣州樞紐江村西線路所實現(xiàn)跨線車運營,滿足車流交換的情況下,也未設置安全線。
目前,發(fā)達城市內(nèi)鐵路樞紐疏解均采用線路并行的交匯疏解方式,即A 線路上下行方向與B 線路上下行方向在同一平面上交匯,形成四線并行的情況。該方式占地面積較大,往往在城市內(nèi)部引起較大的拆遷量,導致建設投資大幅上升,甚至可能導致工程無法實施。
隨著城市化進程不斷深入,原有平面疏解模式弊端逐步放大,在設計和施工中的操作難度日益明顯,原有的疏解模式已無法適應當今城市發(fā)展和鐵路規(guī)劃,急需尋找一種新的鐵路線路疏解方式更新傳統(tǒng)方法和理念。解決在發(fā)達城市內(nèi)鐵路線路疏解占地面積和拆遷量較大、工程難以實施的問題。
新型鐵路交通接軌疏解路線結(jié)構(gòu),如互不相交的4條并列線路,分別為線路A 下行線(1)、線路A 上行線(2)、線路B 下行線(3)和線路B 上行線(4),結(jié)構(gòu)特征在于依次劃分為線路段落C、線路段落D 和線路段落E;其中地面工程為線路段落C 和段落E,線路段落D設置于地面和地下,新型技術鐵路疏解路線結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示。
圖2 新型技術鐵路疏解路線結(jié)構(gòu)示意圖
段落C 橫向范圍依次包括線路A 下行線(1)、線路A 上行線(2)、線路B 下行線(3)和線路B 上行線(4)。
段落D 包括地面段(9)和地下段(10),地面段(9)橫向依次包括線路A 下行線(1)和線路B 下行線(3),線路A 下行線(1)和線路B 下行線(3)之間設置有過渡軌道線(5);地下段(10)橫向依次并列包括線路A 上行線(2)和線路B 上行線(4),線路A 上行線(2)和線路B上行線(4)之間設置有過渡軌道線(6)。
線路段落E 橫向依次并列包括線路A 下行線(1)、線路A 上行線(2)、線路B 下行線(3)以及線路B 上行線(4)。
鐵路交通接軌疏解路線結(jié)構(gòu),其特征在于過渡軌道線(5)和過渡軌道線(6)均包括兩段非平行的橫向軌道(7),兩段橫向軌道(7)呈正“八”字型或倒“八”字型[3],某線路所雙層框架平面示意圖(上層)如圖3 所示,某線路所雙層框架平面示意圖(下層)如圖4 所示。
圖3 某線路所雙層框架平面示意圖(上層)
圖4 某線路所雙層框架平面示意圖(下層)
當兩條雙線鐵路進行4 線交匯時,若受拆遷和地形等因素,采取常規(guī)平面疏解方法特別困難時,可以采用上下層方式疏解。
步驟一:將平面雙線鐵路變化為上下層雙線鐵路,例如,廣州至湛江方向雙線鐵路從原平面上下行并行變化為上下層并行,同理棠溪至貴陽方向雙線鐵路。其中,兩個方向的下行線路均在地面層,上行方向均在地下層;另外,廣湛方向雙線集中在結(jié)構(gòu)物的右側(cè),棠貴方向雙線集中在結(jié)構(gòu)物的左側(cè)。
步驟二:兩個方向的上下層線路在同一層面上利用“八字”渡線保證兩個方向的線路的連通,即可滿足跨線列車運行的需求。
其中,廣湛下行線是指從廣州出發(fā)的列車開往湛江,廣湛上行線是指從湛江出發(fā)的列車開往廣州,棠貴下行線是指從棠溪出發(fā)的列車開往貴陽,棠貴上行線是指從貴陽出發(fā)的列車開往棠溪,渡線的作用是保證某一線路的列車可以換軌至另一條線路。
步驟三:若“八字”渡線距離既有車站較近,該“八字”渡線可納入車站聯(lián)鎖控制,無須設置安全線,節(jié)約工程投資、提高列車運行速度和運輸效率。
例如,若從廣州端出發(fā)的列車向湛江方向運行,通過本線下行線路(不通過“八字”渡線)直向運行即可。若從廣州端出發(fā)的列車向貴陽方向運行,則通過地面層的渡線,使列車從廣湛下行線換軌至棠貴下行線,完成跨線疏解,其余方向同理[4]。
某線路所所在區(qū)間及線路所通過能力均滿足遠期需求,遠期通過能力利用率較高,富余能力不多,某線路所雙層框架列車數(shù)量示意圖如圖5 所示。
圖5 某線路所雙層框架列車數(shù)量示意圖
按照區(qū)間最小追蹤間隔4min、天窗時間6h 計算通過能力,某線路所對應各區(qū)間研究年度通過能力滿足運輸需求。區(qū)間通過能力及能力利用率如表1 所示。
表1 區(qū)間通過能力及能力利用率
按照每列車對線路所固定設備占用時間4min、天窗時間按6h 計算。按列車均直接通過線路所考慮,設計通過能力為270 列/d,遠期某線路所各部分通過能力滿足運輸需求,能力利用率較高。線路所通過能力及能力利用率如表2 所示。
表2 線路所通過能力及能力利用率
其中,每列車對線路所固定設備占用時間包含列車尾部出清線路所時間(1min)、列車由160km/h 制動到80km/h 時間(0.75min)、信號轉(zhuǎn)換時間(1min)、列車通過線路所時間(1min)組成,合計3.75min,取4min。
故,設計通過能力為(24×60-6×60)/4=270 列/d。從以上分析可以看出,區(qū)間通過能力和咽喉通過能力均能滿足遠期運輸需求,且還有一定的能力富余[5]。
通過對某線路所實施對策方案研究,從地理位置、工程投資、技術方案及通過能力等方面綜合分析比較,采用地面和地下雙層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)在既有鐵路通道范圍內(nèi)增建雙線,從而采取一種新型技術方式疏解線路。將原有平面疏解轉(zhuǎn)為立體疏解,以方向別劃分上下層,實現(xiàn)列車跨線運行的需求和線路疏解,減少了工程拆遷,大幅度提升了土地利用效率。對既有線路樞紐擴能改建過程中,針對線路疏解過程占地多、拆遷大、工程難以實施等問題提供了解決措施,保證工程的快速推進。