高速铁路引入枢纽及站型布置研究

李长淮,宋 剑

(中铁第一勘察设计院集团有限公司线路运输处,西安 710043)

1 规划中高速铁路客运站特点

根据《中长期铁路网规划》(2008年调整),至2020年,为满足快速增长的旅客运输需求,要建立省会城市及大中城市间的快速客运通道,规划了“四纵四横”等客运专线以及经济发达和人口稠密地区城际客运系统,建设客运专线 1.6万 km以上。根据 2006年版《全路主要铁路枢纽总图规划概要》资料统计(表1),至 2020年,50个枢纽规划客运站 120个,其中主要客运站 85个,辅助客运站 35个,主要客运站占客运站总数的 70.8%,辅助客运站占客运站总数的29.2%,日开行客车10 717对,其中始发终到客车4 673对,占 43.6%,城际客车2 155对,占 20.1%,通过客车3 889对,占 36.3%;年规划旅客发送量183 170万人,50个枢纽所在地人口 32 774万人 (占全国人口的24%),人均年旅行 5.56次。一个客运站服务 273万人。

表1 全国 50个枢纽客运系统规划(2020年)特征

根据 2008年版《铁路地图集》,并结合《全路主要铁路枢纽总图规划概要》统计及补充,客运站增加 3个,总数调整为 123个,其站型特征分布见表2。

根据表2,分三场并列布置的占 8.94%,分两场并列布置的占 27.64%,合(单)场布置的占63.41%。分场布置在新一轮规划中增加显著,已占 1/3以上。详细分析统计资料来源反映,在大型及特大型枢纽中,基本以分场布置为主,已适应多条客运专线引入及快速转线,简化及缩短车站咽喉布置,同时满足高频次接发车要求是本轮规划客运站布置的最显著特点之一。

表2 全国 50个枢纽客运站规划(2020年)特征

2 高速铁路引入枢纽的方式

铁路客运系统是随城市的发展逐步发展起来的,既有客运站一般均位于城市中心区,随着城市的急剧扩张及功能区定位的调整,铁路客运系统也存在调整整合的问题。高速及客运专线引入枢纽,需结合城市规划,铁路客运系统调整及新线引入,在总图规划的基础上,结合各线功能定位、结合城市规划条件,系统研究引入方式。一般有下列几种方式。

2.1 引入既有站方式

一般有两种形式,一是沿既有通道引入,二是开辟新通道引入。

2.1.1 高速铁路沿既有通道引入既有站

可分为 3种形式:地面(含高架)引入,地下引入及地面与地下相结合的混合引入方式。

地面(含高架)引入方式:线路引入沿既有通道,能充分利用既有铁路土地资源及城市对铁路的控制预留土地、绿化带资源,在具体的引入方式上,结合沿线建构筑物分布,线路技术条件及所处位置、拆迁成本,进行系统比较。该方式优点是一般能充分适应城市规划,不对城市规划产生新的分割,土地利用率高,一般地方政府容易接受,能充分利用既有资源。缺点是线路条件受诸多因素控制,线路标准可能降低,拆迁成本相对较高,施工及过渡相对困难,改移铁路设备较多,影响安全的因素较多。一般在枢纽方式上优先采用。

地下引入方式:线路既有通道在地下引线,在车站前引出地面,设地面车场。该方式优点是线路条件较好,引线位置相对灵活,拆迁成本低。缺点是工程成本高,施工风险大,养护维修相对困难,维修成本高。一般在引入枢纽方式上,不建议采用。

地面与地下相结合的混合引入方式:该方式结合了地面(含高架)引入方式工程相对明确,风险小、投资低、与地下引入方式的引线灵活,技术标准适应性强等优点的基础上,产生的一种混合引线方式。其适应性强,宜明线地段则布置明线工程,可降低工程投资,因明线工程引起技术标准降低使系统不能接受时、引起巨大拆迁或对个别敏感地段不能使用明线工程(如军事)时,可采用暗线通过的方式。一般在引入枢纽方式上结合控制点,在地面(含高架)引入方式不能完全适应的情况下,可以采用。

结合既有车场及新建车场的技术条件,对引入车场还有不同的方案,有新线引入新建场、既有线及既有车场不改建与新建线引入既有场、还建既有场等形式。

2.1.2 高速及客运专线开辟新通道引入既有站

就引线方式而言,与高速及客运专线沿既有通道引入既有站一样,也有 3种引线形式,其引线方式的本质没有变化。对具体工程而言,很少采用开辟新通道引入既有站的方式。其缺点一是不能利用既有通道土地资源,二是对城市规划影响太大,地方政府很难接受,三是工程成本高,需要协调的社会问题增多;优点是其施工对既有线运营影响小、既有线安全性相对较高。

2.2 高速及客运专线引入新建客运站方式

根据城市不断发展需要,为完善城市功能,在既有枢纽客运系统很难完成城市日益增长的客运需要的情况下,一般结合城市规划、发展方向、区域功能定位、铁路新线引入、既有客运系统能力及设备布置,客运站设置条件及分工、布置新的客运站,进行铁路枢纽总图规划,完善城市规划内容,作为城市发展的纲领性文件,指导城市发展。

客运站位置:根据城市发展方向,在枢纽客运站合理分工的基础上,结合新线引入条件,系统研究新建客运站地点的选择。一般有两种情况,新建站远离既有铁路径路,需开辟新通道引入;另一种情况是在既有通道上,将既有车站进行改建为客运站。关于新建客运站地点的选择,理论上成熟的方法众多,比较著名的有重力重心法、运筹学中的 0-1规划法,专家评估法等,可参见相关的研究成果文献。现实中,结合城市规划及线路引入条件,客运站间的合理分工,可供选择的客运站位置不多,对这不多的客运站位置,在枢纽总图规划布置时,进行系统比较及评价,一般能解决新建客运站位置确定问题。

引入新建站方式:对于在既有通道上,将既有车站进行改建为客运站的情况,可沿用引入既有站 3种方式进行方案选择。对于新建站远离既有铁路径路的客运站站址,结合新客站选址,地方政府一般在城市规划中,对车站、引线等位置在规划上进行预留控制,拆迁量不大,为满足城市道路系统设置,一般采用明线地面(含高架)引入方式,其优点是工程相对简单明确,拆迁量小,技术条件好,工程投资小;缺点是占地多。为避免过多占地,往往将几个方向的新建线引入纳入一个城市规划公用走廊,为新建线明线引入创造了条件。地下引入及地面与地下相结合的混合引入方式很少在引入新建站时采用。

3 高速铁路站型布置

3.1 高速及客运专线客运站总体研究

对新建通道客运专线的中间站及越行站,一般采用一场式布置,根据所处位置,一般位于地市所在地中间站,车站采用岛式站台布置,2个岛式站台或 2个岛式加 1个基本站台,适应 50～70万人口城市客流量,3个岛式站台或 3个岛式加 1个基本站台,适应 70～100万人口城市客流量,根据客车开行方案,一般设置或预留立折线或立折环线,满足动车组始发终到作业。对其他中间站或越行站,一般采用两个侧式站台夹 4线的布置形式。由于采用列控方式运行,线路能力与车站间距设置无关,站间距离受维修养护时间及维护机械能力、非正常运行条件下逆向运行线路能力等因素控制,一般 50～60 km为宜,最大不超过 100 km,最小不宜小于 20 km。

对沿既有通道走行的客运专线的中间站及越行站,一般结合既有站布点。根据客运专线车站布点原则,新设客运专线中间站或越行站与既有线车站并场布置,目的为集中铁路运输设备及资源,适应城市规划,便于运营管理,降低运营成本。

对枢纽内客运站,高速及客运专线引入既有站时,为了简化高普速系统间控制的复杂性、提高安全性,减少相互干扰,提高运输效率,一般按普速场、高速场并列布置,即高普并场布置;对有多条客运专线、城际铁路引入的大型客运站,一般设置普速场、城际场、高速场,三场并列;根据客运专线相互间贯通方式及引入位置的不同,城际场普速场与高速场有不同的排列顺序;在多条客运专线引入时,一般设置两个及以上高速场。根据表1反映,在大型客运枢纽客运站设计中,全部采用两场及以上并场方案,目的就是为了简化咽喉结构,缩短站坪长度,减少站内行车干扰,适应高密度、长时间、连续不断的到发需要,提高车站运输效率。

对于分场布置,为了解决列车跨线转线问题,可采用在车站两端设置跨线联络线,均采用立交疏解形式。根据疏解位置的不同,一般有站内疏解与站外疏解两种形式。

根据对已设计的客车对数与车站规模对应关系及模拟资料分析统计,大致对应关系为:普速 1条站台线办理 9对/d始发终到客车,高速 1条站台线办理 15对/d始发终到客车,其他客车换算成始发终到客车,作为设计客车对数与确定站场规模的对应关系的依据,以便快速确定站场设计规模,进行站场布置方案研究。

对客运专线站场系统本身而言,1条贯通车站的客运专线,一般设置 1个车场。对大型枢纽客运站,根据车站两端作业量及工程条件,设置动车存车场或动车运用所。对有第三方向引入或引出的客运专线,一般采用 1个车场的布置方案,通过设置平行进路,完成转线及同时接发车,在第三客运专线方向引入的对端,设置立折线,处理折角运输,如设置“之”形径路立折线或者环形立折线。

对有 2条及以上贯通枢纽的客运专线引入同一客运站时,一般原则上按分场布置,设置两个及以上车场。如郑州新客站设京广客运专线场与徐兰客专场(两场)、西安北客站设郑西兰客专场与西成西同客专场加关中城际车场(三场),南京南设有京沪高速车场、沪汉蓉与宁杭城际车场、宁安城际与沪宁城际 3个车场等。

3.2 高速及客运专线客运站具体站型研究

1条高速或客运专线贯通式引入枢纽,车场独立设置或与既有车场并列布置,无折返作业时,布置见图1,有折返作业时布置见图2,适应中间站。

图1 1条高速或客运专线贯通式引入枢纽

图2 1条高速或客运专线贯通式引入枢纽(一端有折返)

2条高速或客运专线引入枢纽,其中一条贯通式,另一条从车站引出(第三方向),车场独立设置或与既有车场并列布置,不设跨线联络线,有折返作业,布置见图3、图4,适应中间站、中型及大型客运站。

图3 2条高速或客运专线引入枢纽(设立折线)

图4 2条高速或客运专线引入枢纽(设立折环线)

图3折返作业及 C、B方向间的折角运输通过设置立折线进行,优点是工程简单,缺点是 C、B方向间折角运输时,如不采用反发,则列车(载客)需在折返线上转线,效率低,否则,C、B方向间需设联络线,增加工程。

图4是为了克服图3折角运输效率不高的缺点,将立折线按环线设计,已提高运输效率,工程相对较大。

图5是按一端疏解,C、B方向间折角运输按设置反接线,采用反接正发的方式,正线两侧车场混用设计,适应另一端无法设置立折线时的特殊情况,相对图3、图4工程较大。

图5 2条高速或客运专线引入枢纽(在引入段疏解)

图6是 2条客运专线在车站贯通,且两线间有跨线车(A、C间及 D、B间),并有折角运输的情况下(A、D间及 C、B间),车场两端需设置跨线联络线,处理折角运输的连接线,一般适应大型特大型客运站。

图6 2条客运专线在车站贯通

图7是在既有站旁有 2条客运专线在车站贯通,设置 2个高速场的情况下的布置图,一般适应大型及特大型客运站。

图7 2条客运专线在车站贯通,与普速场并列

当然,对枢纽内大型及特大型客运站,不仅有正线引入、车场设置,还有动车存车场或运用所、进出动车存车场或运用所走行线设置,其车场两端疏解及咽喉更加复杂,需根据车流组织、开行方案,结合工程设置条件,进行系统分析比较,在满足运输及市政规划的条件下,选择技术经济合理的方案。

4 高速及客运专线引入枢纽及站型实例

4.1 哈大客运专线引入长春枢纽

采用在长春市西侧开辟新通道,设长春西主要客运站,由长春西设联络线沿青林路预留的城市轨道径路及防风林带穿行引入长春站既有客场北侧,设置高速场,长吉城际铁路从高速场东端引出,在站内与联络线贯通。为解决吉林方向与哈尔滨方向间交流,在联络线杨家粉坊设线路所,向北设至哈大客运专线崔家营子线路所间联络线,见图8。

图8 长春铁路枢纽总平面布置示意

4.2 哈大客运专线引入哈尔滨枢纽

哈大客运专线沿既有哈大线通道东侧引入,线路下穿绕城高速公路,上跨王岗垃圾场,沿既有哈大线王岗车站东侧布线,下穿王孙联络线及哈尔滨南至夏家联络线,与齿轮路北设哈尔滨西客站,出站后正线接改建的既有哈大线引入既有哈尔滨客站既有车场,同时从夏家线路所改建既有哈大线,在哈尔滨西客站高速场西侧并列布置普速车场,普速正线出站后沿既有通道改建引入哈尔滨站既有客场西侧,并列新建高速车场,出站后接哈齐城际铁路。在哈尔滨西客站南端客运专线向普速线设跨线联络线兼动车走行线,在哈尔滨西客站高速场南端正线两侧设动车走行线,并行至王岗垃圾场北侧进行疏解,在垃圾场以南、哈大客专正线以东,沿哈大客专正线设置动车运用所,高速公路以北布置存车场,以南设检修库。见图9。

图9 哈尔滨铁路枢纽总平面布置示意

4.3 兰新第二双线

兰新第二双线引入哈密铁路地区:线路沿既有兰新通道引入既有哈密站客运车场,拆除既有客运车场,新建高速车场,在高速场北侧既有货运系统调车场位置还建普速车场,新建哈密铁路地区货运南环线,在南环线上设哈密东编组站,还建解编系统。见图10。

图10 兰新第二双线引入哈密枢纽方案示意

兰新第二双线引入乌鲁木齐枢纽:线路沿既有兰新通道引入既有乌鲁木齐站,在既有客场西侧新建高速客场,作为中间站,出站后沿既有兰新通道引线至兰新线二宫既有站,在既有二宫站车站位置新建高速场,在高速场西侧新建普速客运车场,高速线向北出站后设至既有兰新线的联络线,在开发区二期位置设置动车存车场。见图11。

图11 兰新第二双线引入乌鲁木齐枢纽方案示意

5 结语

根据全路枢纽最新规划成果,对高速及客运专线客运站的特点进行了统计分析,结合哈大客运专线引入长春、哈尔滨枢纽,兰新第二双线引入哈密、乌鲁木齐枢纽的工程实践,探讨客运专线引入枢纽的形式及站型布置方案,总结客运专线引入枢纽的规律及客运站布置站型,以期对客运专线引入枢纽及客运站合理布置提供经验借鉴,更好地服务于我国大规模铁路建设,满足小康社会人们出行要求。

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