郑州至武汉客运专线线路走向方案研究

张华钧

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)

1 项目概况

郑州至武汉客运专线,正线全长 473 km,是京广客运专线通道的重要段落,项目位于河南、湖北两省境内。本线北端新郑州站充分考虑徐兰客运专线引入条件,出站向南经许昌、漯河、信阳,在横店镇东侧 4 km处与合武铁路衔接设新横店站后,南接武汉站,西接既有的汉口站,实现纵向贯通京广、横向与沪汉蓉通道顺畅衔接。线路平面布置如图1所示。

图1 郑州至武汉客运专线铁路线路平面布置

2 线路走向方案研究思路

铁路选线工作是一项复杂的系统工程。通过对本项目线路走向方案的深入研究,重点把握高速度、高密度、高舒适性、高安全性和系统协调性等特点,与周边路网顺畅衔接,充分考虑项目功能定位、客流构成和技术标准,处理好铁路选线与工程投资效益的关系,确保线路走向工程安全、环境友好、依法依规避免法律障碍,并与地方规划紧密协调,可友好促进项目的建设进程。

2.1 功能定位

郑武客运专线位于京广客运专线的中间段,是“四纵四横”快速客运网的重要组成部分。其功能定位是客运专线,它的建成将使整个京广铁路通道客货分线运行,彻底解决京广通道的客货运输能力紧张状况。

2.2 客观分析把握本线客流构成特点

郑武客运专线客流密度 2020年3 690万人～3 900万人、2030年5 145万人～5 300万人,其中地方客流15.2%,通过客流 84.8%,通过客流占主导地位。郑武客运专线沿线城市中,以郑州、武汉两市客流为主,郑州至武汉间地级市客运专线客流需求量相对较小,见表1。

表1 沿线城市客运需求量 万人

本线客流构成中,通过客流占郑武区段客流的85%,郑州至武汉线路应尽可能顺直短捷;尽可能兼顾沿线中等及以上城市客流,增强客运专线吸引客流能力和对城市的客运服务水平。

2.3 顺畅衔接路网

依据不同功能、标准和建设时序,充分挖潜既有线网能力,优化改善普速网、货运网运营条件,顺畅衔接、构建客运专线网、城际网,并深入研究网络之间的沟通、替补和过渡技术方案。

2.4 以人为本统筹规划

选择站址位于现有客流集散点或未来将要形成的客流集散点,以充分吸引客流、便于与其它交通方式换乘;线路不过分分割城市建成区,降低实施难度。强调站址线位与城市规划的协调配合。

2.5 建绿色环保铁路

推崇绿色铁路建设理念,线路选线尽可能绕避机场、军事禁区;煤矿区、采空区、深厚软土等不良地质地段;重点文物保护单位,自然保护区;大型工矿企业、医院等重大建筑物。

2.6 强化工程的高可靠度

尽可能减少高填深挖路基,以控制路基沉降和支挡高度;少用高墩、大跨、特殊结构等技术难度大或不成熟梁型;工程可靠,运营安全。

2.7 节省工程投资

根据以上线路走向方案研究思路,分别对郑武客运专线引出郑州枢纽、郑州至信阳、信阳至武汉、武汉枢纽的线路走向方案反复进行深入研究,不断优化完善,以节省工程投资。

3 线路走向方案研究

3.1 郑州枢纽

3.1.1 郑州枢纽现状及规划概述

郑州枢纽现衔接京广和陇海两大铁路干线 4个方向,为客货并列布置的枢纽。其中郑州北站为路网性编组站,也是枢纽内唯一编组站,郑州站为枢纽内唯一客运站,郑州东为货运站。

枢纽总图规划格局:京广、徐兰客运专线引入新郑州站,规划设置南、北环线,城际线,枢纽逐步形成衔接两条普速干线、两条客运专线、多条城际线,客站东西并立、货运环线分流的“双十字”型特大枢纽格局。根据该规划,京广和徐兰客运专线引入,在城市“郑东新区”集中新建两线共用的新郑州站,预留城际线接入条件,与既有郑州站形成东西并立的两主格局。

新郑州站主要办理客运专线本线及跨线客车作业;既有郑州站主要办理普速客车作业,并根据枢纽客流集散的客观需求和列车合理走行径路,适当承担部分客运专线列车作业。

3.1.2 方案比选及推荐意见

根据郑州枢纽总图规划、徐兰客运专线、郑武客运专线等项目历次研究中,对京广、徐兰两条客运专线引入枢纽方案均进行了全面系统研究,通过对客运专线车站与既有站并设、客运专线车站另址新设、两条客运专线分线设站等三大系列方案的综合比选,推荐在郑东新区东侧集中新建京广、徐兰客运专线共用的新郑州站。

推荐方案符合城市重点向东发展要求,与城市交通系统有良好的衔接条件,京广客运专线南北贯通线形顺直,徐兰客运专线南进北出(自西向东)符合北←→西向为主要跨线客流特点,将形成新郑州站与郑州站东西并立、既相对独立又相互连通、分工明晰、能力协调的枢纽客运系统新格局。

因此,郑武客运专线从新郑州站引出。

3.2 郑州至信阳段

该段主要涉及并行既有线走廊、许昌站址及漯河驻马店站址等方案。

3.2.1 并行既有线走廊方案

既有京广线郑州—信阳段地处黄淮平原,地形平坦开阔,是郑武段平面技术条件最好的区段。该段既有线长度约 200 km,曲线占该段线路长度的 27.5%,曲线半径以1200～4000m居多,沿线除许昌、漯河、驻马店三个地市级车站外,还分布有长葛、临颖、西平、遂平、确山5个县级车站,以及分布其间的大小中间站 18个。

若采用并行既有线走廊方案,由于两者技术标准差异太大,区间线路并行既有线走廊的方案实际上无法与既有线真正贴近,一般地段线间距离为 30～200 m。该线路走向方案存在问题较多,主要是客运专线与既有线共同穿越沿线城市、村镇中心区,房屋和既有跨线建筑物拆迁量多,工程实施难度大;客运专线与既有线距离一般 30～200m,形成大量的夹线地,土地难以有效利用,造成耕地资源的浪费,与本方案节约用地的初衷不符;因考虑路基工后沉降难以控制的因素,客运专线一般采用高架桥梁形式,与基本贴地爬行的既有线形成一高一低的交通屏障,不利于地方规划发展和沿线广大人民群众的方便出行;既有线周边分布有较多的文物保护点、环境敏感点、矿产煤炭资源、滞洪区等控制因素,不利于线路自由选线;与既有线及沿线车站多处交叉,引起线路或车站局部改造,其施工过渡困难,施工干扰限制既有线行车能力,且极大的影响安全行车;工程投资远高于贯通方案;沿线地方政府,尤其是地、县级政府对沿既有线方案持反对意见。

鉴于以上原因,分析认为区间沿既有线走廊选线的方案意义不大,其工程占地多,拆迁牵涉面广,实施难度大,造价高。故予以放弃。

3.2.2 许昌站址方案(CK753+400～CK814+000)

郑州枢纽至许昌段,线路方案主要受许昌站址控制。根据该段影响边界条件及结合许昌市规划,研究了许昌东站址、许昌并站两个方案。经综合比较,许昌东站址符合城市规划要求、拆迁建筑物少,实施难度小、工程投资省 5.9亿元。故推荐许昌东站址方案。

3.2.3 漯河驻马店站址方案研究(CK795+000～CK979+000)

许昌至信阳段线路走向主要受漯河驻马店站址控制。根据该段影响边界条件及结合漯河、驻马店两市规划,主要研究了两市西站址、并站方案。经综合比较,两个站址方案的吸引客流条件差别不大,但西站址方案远离吴桂桥煤矿、工程地质条件好;无特殊大跨度桥梁、工程实施简单;线路绕避了老王坡滞洪区(而并站方案通过老王坡滞洪区长度 13 km),避免了车站高架,拆迁建筑物少 57万余 m2,投资省 6.8亿元;对城市干扰小,符合城市规划发展及地方政府意见。故推荐西站址方案。

3.3 信阳至武汉段

信阳至武汉段线路方案受自然地形条件、国家级自然保护区、矿产分布、信阳站位布点、孝感客流的吸引条件及引入武汉枢纽的接轨方案影响,方案研究范围纵向长达 220km,横向宽度约 40km,是郑武客运专线线路走向方案选择最为困难的区域。该段主要涉及信阳站址、大悟至武汉线路走向等方案。

3.3.1 信阳站址方案

主要研究了信阳东站址方案和信阳并站方案。并站方案不仅工程投资多,对既有线运营干扰严重,且穿越省级文物保护单位南山嘴遗址、省级震雷山风景区及信阳市的金牛山风景区;而信阳东站址方案更接近航空线,线形顺直(较并站方案短 827m),拆迁工程最少,不干扰既有线运营,工程投资省(较并站方案省投资 4.5亿元),且符合地方城市规划。故推荐信阳东站址方案。

3.3.2 大悟至武汉线路方案(CK1043+000～CK1164+600)

研究了梅店水库东方案、梅店水库西方案。梅店水库西方案虽然工程投资贵 1.1亿元、对线路局部经过省级自然保护区素山寺森林公园及一级水源保护区泥河水库侧汊地段,经采取必要措施可予以保护,且走向线形顺直,运营费相对节省,少拆迁房屋 8.4万余m2,占用耕地少 639 hm2,符合地方规划,建设环境好。故推荐梅店水库西方案。

3.4 引入武汉枢纽

郑武客运专线引入武汉枢纽,研究了横店东站址、滠口站址两个方案。

结合沪汉蓉通道引入,当采用横店东站址方案,可缩短郑武客运专线及合武线正线长度,工程投资及运营费用节省,而且避免了对横店镇、滠口镇的干扰,对城市影响小;新横店以北采用远离黄陂站西侧联络线方案衔接合武线,曲线半径大、标准高,节省运行时分。

因此,合武线、郑武客运专线合并引入武汉枢纽方案推荐在横店镇东侧衔接设新横店站,往南通过天心洲大桥进入武汉站、沿既有线引入汉口站方案。

4 研究结论

郑武客运专线纵向贯通京广,横向分别与徐兰、沪汉蓉通道顺畅衔接,构建形成中部客运专线主骨架。通过郑武客运专线两端枢纽及区间线路走向的研究,本次推荐的郑武客运专线,北起新郑州站,采用许昌东站址、漯河驻马店西站址、信阳东站址及梅店水库西方案,至新横店站,往西沿既有线引入汉口站方案、往南通过天心洲大桥进入武汉站是合适的。目前该项目已在实施中,且建设推进顺利。

[1]铁道部经济规划研究院.中长期铁路网规划[Z].北京:2006.

[2]郑州至武汉客运专线可行性研究报告[R].武汉:铁道第四勘察设计院,2006.

[3]郑州至武汉客运专线预可行性研究报告[R].武汉:铁道第四勘察设计院,2005.

[4]何华武.中国铁路既有线 200 km/h等级提速技术[M].北京:中国铁道出版社,2007.

[5]铁道科学研究院.高速铁路线桥隧设计参数选择的研究[R].北京:1995.

[6]铁建设[2007]47号,新建时速 300～350km客运专线铁路设计暂行规定[S].

[7]陈应先.高速铁路线路与车站设计 [M].北京:中国铁道出版社,2001.

[8]铁道部.铁路技术管理规程[M].北京:中国铁道出版社,2007.

[9]铁道第四勘察设计院.郑州至西安客运专线可行性研究报告[R].武汉:铁道第四勘察设计院,2004.

[10]铁道第四勘察设计院.郑州至徐州客运专线规划研究报告[R].武汉:铁道第四勘察设计院,2007.

[11]陈应先.铁路枢纽总图规划有关问题探讨[J].铁道标准设计,2006(S).