渝昆高铁昭通东站站位方案研究
2022-04-15高岩胡天浩
高岩 胡天浩
摘要 昭通东站为昭通地区规划主要客运车站,站位控制性因素多,是线路走向的关键控制性节点,结合客运量、昭通市城市规划、规划引入铁路线路、不良地质、机场限高,研究了G85高速公路远离城市侧设站方案、老机场与G85高速公路间设站方案、靠城市侧设站方案三个设站方案。经综合研究,采用G85高速公路远离城市侧设站方案,线路长度最短,工程投资最省。线路沿高速公路外侧行进,对城镇规划和建设影响较小,房屋拆迁量少,对老机场限高影响较小,铁路运营风险可控。
关键词 渝昆高铁;昭通东站;站位;不良地质;城市规划;机场限高;方案比选
中图分类号 U212 文献标识码 A 文章编号 2096-8949(2022)07-0026-03
0 概述
渝昆高铁按照350 km/h标准设计,是中国境内一条连接重庆市与昆明市的高速铁路,是《中长期铁路网规划》中“八纵八横”高速铁路主通道之一“京昆通道”的重要组成部分。线路自重庆西站引出,经重庆市江津区、永川区,四川省泸州市、宜宾市,贵州省毕节市,云南省昭通市、曲靖市,终至昆明南站,全长约699.3 km。渝昆高铁运营后,将进一步完善国家综合立体交通网,强化成渝地区双城经济圈与滇中地区之间的联系,对融入“一带一路”发展,推动西南地区的发具有深远意义。
昭通东站為昭通地区规划主要客运车站[1],站位涉及结合昭通市发展规划、降低征地拆迁难度、节约工程投资、满足机场限高要求、考虑六威昭城际、攀昭毕铁路引入等因素,是线路走向方案的关键节点,需要对昭通东站站址方案详细研究。
1 经济与运量
1.1 昭通地区客流需求
根据渝昆高铁初步设计[1]和昭通地区总图[2]规划研究成果,研究年度内近期普速客车11对/日、动车123对/日,远期普速客车13对/日、动车173对/日。昭通地区主要客流方向为渝昆重庆方向近期73对/日,远期97对/日和渝昆昆明方向近期66对/日,远期89对/日。同时攀昭毕近期动车26对/日,远期动车36对/日[3]。
1.2 运量总结说明
地区始发终到车以毕节方向城际为主,其次为昆明和六盘水方向,仅有少量普速客车往宜宾及六盘水方向;通过车以宜宾—昆明方向为主,其次为攀枝花—重庆方向。
2 线路经过地区概况
2.1 自然特征
昭通至昆明段位于云贵高原,地形波状起伏,碳酸盐岩与碎屑岩叠置组成山体,岩溶洼地、落水洞、岩溶漏斗、溶洞、溶丘及石芽等发育。
测区上覆第四系全新统人工弃土,坡残积松软土(粉质黏土)、膨胀土(粉质黏土)、细角砾土、碎石土;上第三系膨胀土(粉质黏土)、有机质土、细角砾土、粗角砾土、块石土;下伏基岩为石炭系大塘阶上司段灰岩夹页岩,旧司段页岩、泥岩、砂岩夹灰岩、煤层;岩关阶灰岩、白云岩。
2.2 主要工程地质问题
昭通地区工程地质条件对线路方案有影响的主要工程地质问题有岩溶、采空区、人工弃土、深厚(松)软土、膨胀土等。
2.3 影响线路走向的其他重要因素
2.3.1 昭通机场
机场位于昭通城区东侧,占地130.5万m2,飞行区等级为4C,机坪面积6 600 m2,停机位2个,航站楼面积1 900 m2。
2.3.2 G85渝昆高速公路
麻昭高速公路起于云南省大关县寿山乡岔河村,止于云南省昭通市鲁甸县大水塘村,与昭通至待补高速公路连接。
2.3.3 环境敏感区
沿线分布有风景名胜区、森林公园、自然保护区等环境敏感区,线路选线原则上进行绕避保护。
3 站位方案研究思路
该次研究结合昭通市城市发展规划、征地拆迁实施难易程度、工程投资、机场限高要求、综合考虑六威昭城际、攀昭毕铁路引入等因素,对昭通东站[3]站址方案进一步详细研究。
研究思路如下:
(1)根据昭通地区渝昆高铁和攀昭毕铁路近、远期客运量,分析攀昭毕铁路客车引入昭通东站的合理性及必要性。
(2)结合城市规划、渝昆高铁径路、地形地质条件等开展昭通设站方案研究。
(3)开展地质调绘、钻探等综合手段,对各方案的地质条件进行勘探、分析。
(4)从工程投资和工期、机场航空限高要求、公共服务能力等角度综合分析三个方案的优缺点,得出推荐方案。
4 站位方案研究
4.1 方案概述
4.1.1 方案Ⅰ:G85高速公路远离城市侧设站方案
线路自小龙潭特大桥引出,经昭通隧道(L-16.305 km)后,沿高速公路外侧于黄竹林村东侧设昭通东站,出站后,上跨G356国道、都香高速后紧坡南下至牛栏江。线路长度61.286 km。
4.1.2 方案Ⅱ:老机场与G85高速公路间设站方案
线路自小龙潭特大桥引出,经昭通隧道(L-16.305 km)
后,下穿麻昭高速公路,在郑家营村附近,老机场与高速公路间设昭通东站,出站后,上跨G85高速公路、G356国道、都香高速后紧坡南下至牛栏江。线路长度62.069 km。
4.1.3 方案Ⅲ:靠城市侧设站方案
线路自小龙潭特大桥引出,经昭通隧道(L-16.305 km),上跨G85高速公路,在老机场西侧靠城市侧设昭通东站,出站后,分别上跨G85高速公路、G356国道、都香高速,经花鹿坪新机场西侧后至牛栏江。线路长度61.461 km[4]。
目前,老机场与城市基本已连片发展,靠城市侧设站方案穿越城市建成区,房屋密集,厂矿企业众多,该方案拆迁成本大,实施困难;昭通站出站端线路右侧已建成2处高层小区,左侧为红塔集团复烤厂,通道狭窄,对规划六威昭城际、规划攀昭毕铁路引入困难;同时,渝昆正线、规划六威昭城际和规划攀昭毕铁路对昭通市区南端的昭鲁一体化城市规划形成长距离、大范围分割,对城市规划影响大;重点隧道(L-23.18 km)有长约2 km的可溶岩发育段落,无辅助坑道条件,工程风险高,工期难以保证;线路受花鹿坪新机场控制,难以绕避回族坟山坟地,社会稳定风险较高。经研究,予以舍弃。
重点对G85高速公路远离城市侧设站方案、老机场与G85高速公路间设站方案进行详细比选,如图1。
4.2 方案优缺点分析及推荐意见
4.2.1 从工程投资分析
老机场与G85高速公路间设站方案,通过约8.2 km通过深厚的上第三系(N)淤泥层,桥梁工程沉降难以控制(经检算,桥梁32 m简支梁单桩、群桩工后沉降和总沉降均不满足要求),昭通东站及前后区间线下工程全部按路基工程考虑,该段路基地基处理费用约3亿元/km,处理后沉降可控,但达速运营风险依然较大;需改移昭通东进站、出站端G85高速公路两处及G85高速公路机场出口互通1处;同时,老机场与G85高速公路间设站方案较G85高速公路远离城市侧设站方案房屋拆迁增加约5×104 m2。
老机场与G85高速公路间设站方案,线路长度较G85高速公路远离城市侧设站方案长783 m,投资增加30亿元(含拆迁)。
4.2.2 从工程地质条件分析
老机场与G85高速公路间设站方案,通过约8.2 km通过深厚的上第三系(N)淤泥层,该地层具有天然密度小,天然含水量大,天然孔隙比大等特性,路桥工程沉降控制难度极大,工程地质条件极复杂,G85高速公路远离城市侧设站方案工程地质条件相对较好。
4.2.3 从公共服务能力及规划线路引入条件分析
G85高速公路远离城市侧设站方案,站点设于高速公路外侧200 m,距离城市5.0 km,受高速公路阻隔,站址偏僻,站前配套条件差;车站预留规划六威昭城际引入条件,但车站处于斜坡膨胀土地层(5~20 m),左侧边坡刷方已较高且分布有采空区,攀昭毕铁路预留条件较差。
老机场与G85高速公路间设站方案,站点处于高速公路内侧,与昭通城市规划衔接好,距离昭通城区3.0 km,站前配套条件好,旅客出行方便。六威昭城际、攀昭毕铁路引入条件较好。
4.2.4 从工程地质以及与城市规划结合程度分析
老机场与G85高速公路间设站方案,因该段工程地质条件较差,区间线下全部以路基工程进行设计,为对城市规划切割明显,不利于机场与高速间土地的开发利用。
G85高速公路远离城市侧设站方案,出昭通隧道后穿行于高速公路外侧,对昭通城市规划和建设影响相对较小,结合昭通市构建“一城三区”空间格局的总体思路,该方案有利于带动城市建成区至高速公路间土地的综合开发,打造商贸集散中心、旅游服务中心和宜居社区在内的综合性服务新城区。
4.2.5 从机场限高要求分析
昭通老机场为军民两用机场,民航为4C标准,军用为二级标准。故分别对两标准进行限高分析。
(1)按照民航4C机场净空限制面分析,跑道南端标高1 922 m,北端标高1 935.7 m,内水平面限高1 980.7 m。
G85高速公路远离城市侧设站方案,线路穿越机场北端净空限制面、东侧内水平面和锥形面。线路DK389+358(隧道入口处)~DK390位于北端净空限制面内,限高为2 010.4~2 025.8m(由南向北2.5%梯度增高);线路DK390~DK401段位于内水平面内和锥形面内,线路标高宜控制在内水平面限高以内。
老机场与G85高速公路间设站方案,线路穿越机场北端净空限制面、东侧过渡面、内水平面和锥形面。线路D1K389+304(隧道入口处)~D1K393位于北端净空限制面内,限高为1 942.4~2 021m;线路D1K393~D1K396段位于过渡面内,线位对机场影响很大;D1K396~D1K402段位于内水平面内和锥形面内,线路标高宜控制在内水平面限高以内。
(2)按照二级机场净空限制面分析,跑道南端标高1 922 m,北端标高1 935.7 m,内水平面限高1 995.7 m。
G85高速公路远离城市侧设站方案,线路穿越机场北端净空限制面、东侧内水平面、锥形面和外水平面。线路DK389+358(隧道入口处)~DK390位于北端净空限制面内,限高为1 996.4~2 009.8 m,由于端净空对起降影响较大,线路高度应控制在限高以下;线路DK390~DK399段位于内水平面内。
老机场与G85高速公路间设站方案,线路穿越机场北端净空限制面、东侧过渡面、内水平面、锥形面和外水平面。线路D1K389+304(隧道入口处)~D1K393位于北端净空限制面内,限高为1 942.4~2 021 m(由南向北2%梯度增高)[4],由于端净空对起降影响较大,线路高度应控制在限制高度以下;线路D1K392+845~D1K398段位于过渡面内,对机场影响很大,D1K398~D1K399+908(隧道入口处)位于内水平面内和锥形面内。
(3)机场限高总结说明。1)内水平面范围内民航限制较为严格,端净空范围内二级标准限制较为严格。 2)老机场周边受地形限制,原地面标高亦不满足限高要求。G85高速公路远离城市侧设站方案在端净空范围内的线路长度小于1 km,进行调整以满足端净空限制要求难度较小,后期由民航程序设计单位对线路高度进行复核,确认是否满足飞行程序超障要求。3)昭通市机场将选址重建,但搬迁时间未确定,如采用老机场与G85高速公路间设站方案,工期进度则难以保证。
4.2.6 推荐意见
综上所述,G85高速公路远离城市侧设站方案线路长度最短,工程投资最省;线路沿高速公路外侧行进,对城镇规划和建设影响较小,房屋拆迁量少,对老机场影限高影响较小,虽然穿越了富康路煤矿采空区,此段路基采用桩板结构可有效处理,处理费用较省,铁路运营风险可控。经综合比选,推荐采用沿高速公路外侧设昭通东站位方案(G85高速公路远离城市侧设站方案)。
5 结论
高速铁路车站站位方案比选关系到高速铁路长期的运用效果,也会对周边经济发展产生影响,应综合考虑所在地方的发展规划及配套协调,综合考虑地区内其他线路的引入,避让不良地质影响、环境保护区及重点工程的施工运营风险[5]。渝昆高速铁路昭通东站站位选择方案,根据昭通地区总图规划研究成果,结合昭通市城市发展规划、征地拆遷实施难易程度、工程投资、机场限高要求、综合考虑六威昭城际、攀昭毕铁路引入等因素,经综合比选,确定G85高速公路远离城市侧设站方案,满足城市发展规划,能更好地带动地方经济发展。该方案为其他地质条件复杂,引入线路众多,机场限高影响,涉及与地方规划统一等主要影响因素的铁路项目站位方案选择提供参考。
参考文献
[1]高速铁路设计规范:TB10621—2014[S]. 北京:中国铁道出版社, 2014.
[2]铁四院. 铁路工程技术设计手册—站场与枢纽[M].北京:中国铁道出版社, 2004.
[3]铁路车站及枢纽设计规范:TB10099—2017[S]. 北京:中国铁道出版社, 2017.
[4]铁路线路设计规范:TB10098—2017[S]. 北京:中国铁道出版社, 2017.
[5]铁路技术管理规程[S]. 北京:中国铁道出版社, 2006.