杭州铁路枢纽杭州北联络线建设方案优化研究

翁 露 沈 维

(中国铁路上海局集团有限公司计划统计部,上海 200040)

1 概述

铁路枢纽联络线在铁路枢纽范围内具有重要作用,合理规划铁路枢纽联络线,对提高枢纽内运输组织灵活性、缓解城市交通压力、营造安全可靠的客货运输环境具有重要意义。

目前,对枢纽内联络线已有较多研究,刘杰分析济南站至济青高铁建设必要性,提出以黄台接轨方案,未实现济南铁路枢纽内济南站与济南东站之间互联互通[1];马健对西宁铁路枢纽内西宁站和西宁货站现状进行分析,考虑枢纽内既有现状改建的限制性因素,决定采用上、下行联络线分别接轨西宁货站[2];马伟叁认为既有杭州铁路枢纽存在客运站办理旅客列车能力不足和动车组检修设施与整备能力不足等问题,提出规划建设杭州西站,枢纽内多条线路设置联络线,实现多条大通道的互联互通,并形成双环的格局[3]。

杭州北联络线是杭州铁路枢纽内联通新建杭州西站和既有杭州站、杭州东站的连接线,按照已批复的杭州北联络线线位方案,虽能实现枢纽内新建杭州西站与既有杭州站、杭州东站互联互通,但依然存在远期区段能力不足、运输组织不灵活等问题。 为更好地满足规划杭州北联络线功能定位,需对已批复杭州铁路枢纽中规划的线位方案进行优化,还需考虑以下问题:①根据湖杭铁路相关批复,沪乍杭铁路、杭州北联络线勾庄线路所及以西等临近湖杭铁路的线下工程均已按原批复线位实施,优化线位方案应尽可能利用已实施工程,减少废弃工程;②优化方案应在《中长期铁路网规划》《长江三角洲地区多层次轨道交通规划》《杭州铁路枢纽规划(2016～2030 年)》基础之上,进行充分的研究论证,尽量与上位规划相符;③按原批复方案,线路在既有宣杭线南侧走行,征地拆迁相对较小,优化方案应进一步考虑征地拆迁费用,重点分析项目投入产出。 根据运量预测、市域列车开行需求等因素[4],结合在建湖杭铁路、杭州西站、杭州西动车所,统筹考虑沪乍杭铁路、杭临绩铁路等相关规划线路,重点分析杭州铁路枢纽总图(见图1)和杭州北联络线线位方案,从工程投资、运输组织、线路及场站能力等角度进行研究,以期获得最优方案。

图1 杭州铁路枢纽总图规划布置示意

2 建设方案研究

2.1 杭州铁路枢纽概况

杭州铁路枢纽主要承担浙江省内外及长三角与我国南部地区的客货运交流运输,是全国19 个铁路综合交通枢纽之一[5]。 该枢纽衔接宁杭高铁、杭甬高铁、沪昆高铁、杭黄高铁、沪昆线、宣杭线、萧甬线等7 条干线铁路,上海、南京、宣城、黄山、金华、宁波等6 个方向。 枢纽东北方向由沪昆线、沪昆高铁衔接上海枢纽,东向由萧甬线、杭甬高铁衔接宁波枢纽,西南方向由沪昆线、沪昆高铁衔接南昌枢纽,西北方向由宣杭线衔接芜湖枢纽,北向由宁杭高铁衔接南京枢纽。 目前,杭州枢纽办理客运业务的主要车站为3 个,即杭州、杭州东、杭州南站。 杭州站位于市中心,是杭州最早建成的车站之一,站台规模5 台11 线,主要办理各方向普速客车始发终到、少量普速客车通过作业及部分沪杭高铁和宁杭高铁城际客车始发终到作业。 杭州东站是枢纽内规模最大的客站,站台规模18 台34 线,自东向西分别布置普速场、沪杭场和宁杭场,主要办理杭甬、沪杭、杭长、宁杭高铁的始发终到动车,上海、南京方向往金华、宁波方向全部高铁通过客车作业,上海方向往金华、宁波方向大部分普速通过客车作业。 杭州南站为原萧山站,在2020 年7 月改扩建后重新投入运营,站台规模7 台21 线,自西向东布置为普速场、杭甬场和沪昆场,因杭州南站附近没有配套动车所和普速铁路车辆段,因此,主要办理列车通过作业。 枢纽内配套动车所仅有艮山门动车运用所,设于杭州东站和杭州站之间,动车所按南、北两场布置,满线存放能力29 列。目前,枢纽内在建的项目主要有湖杭铁路、杭温铁路(桐庐至义乌段)、艮山门动车所扩建工程等。 规划年度杭州枢纽衔接沪昆、宁杭、杭甬、杭黄、商合杭高铁,杭绍台、杭温、杭临绩、沪乍杭、沪杭城际、宁杭二通道及沪昆线、宣杭线、萧甬线等14 条铁路,上海、南京、合肥、宣城、黄山(绩溪)、金华、宁波、温州8 个方向,依靠钱江二桥(双线)、钱江铁路新桥(四线)、桐庐铁路桥(两线、预留四线)及江东越江隧道(两线)衔接各方向干线铁路和城际铁路,枢纽总图格局最终形成“一个主轴(既有沪昆、宁杭深通道)、两条辅助通道(城市东、西两翼的杭州西通道和江东通道)、五座客站(杭州站、杭州东站、杭州西站、杭州南站、钱塘站)”,客货顺列、并列组合式的大型放射状环形枢纽,见图1。

杭州西站是湖杭铁路新建车站,总规模为11 台20 线,自北向南分别布置杭临绩场、湖杭场[6-7],其中杭临绩场规模5 台9 线,湖杭场规模6 台11 线,建成后主要承担湖杭、杭温、沪乍杭、杭临绩、宁杭二通道及部分沪杭城际、杭黄铁路列车。 在杭州西站西北方向设杭州西动车运用所,呈南北两级两场纵列式布置,总规模为检查库线12 条,存车线60 条[8]。 2022 年随着湖杭铁路项目开通,枢纽内杭州西站、杭州西动车运用所将同步投产。 杭州西站平面布置见图2。

图2 杭州西站平面布置示意

2.2 运量预测

研究年度杭州枢纽随着多条高速铁路、城际铁路的引入,铁路旅客发送量占全社会份额将有一定增长,特别是城际客流份额将有较大幅度提升[9]。 预测杭州市2035 年铁路客运量为1.5 亿人次,铁路客运量约占全社会客运量市场份额的33.3%。 铁路客运量中省内客运量为8 055 万人,约占铁路总客运量的53.7%。 预测杭州市2045 年铁路客运量为1.75 亿人次,铁路客运量约占全社会客运量市场份额的34.3%。 铁路客运量中省内客运量为9 880 万人,约占铁路总客运量的56.5%[10]。

2019 年4 月杭州枢纽办理旅客列车361 对,其中始发终到85 对,通过276 对[11]。 根据旅客列车年输送人数和预测的枢纽旅客发送量,以及行政区域间旅客交流量,预测杭州铁路枢纽2035 年办理客车907对,其中始发车487 对,通过车420 对;2045 年办理客车1 004 对,其中始发车573 对,通过车431 对(见表1)。

表1 杭州铁路枢纽旅客列车对数对/d

根据杭州铁路枢纽运量预测及车站分工[12],研究年度近远期杭州北联络线主要承担杭州西站始发少量的台州方向列车,杭州站始发部分临安方向列车,临安方向与宁波方向间通过列车,以及枢纽内市域列车。杭州北联络线及相关线路客列车对数见表2。

表2 杭州北联络线及相关线路列车对数 对/d

2.3 规划线位方案分析

(1)方案Ⅰ:勾庄线路所接轨、宣杭铁路南侧走行方案

根据已批复的杭州铁路枢纽总图规划[13],杭州北联络线方案为勾庄线路所接轨、宣杭铁路南侧走行方案,即杭州北联络线从勾庄线路所沪乍杭铁路侧向出岔,分方向外包沪乍杭铁路,之后折向东行,上行线相继上跨湖杭铁路、沪乍杭铁路后左右线并行,随后线路继续沿宣杭铁路南侧东行,上跨老宣杭铁路(已拆除),于宣杭铁路南侧上跨京杭大运河,然后继续沿宣杭铁路南侧折向南行,终至宁杭高铁预留杭州东线路所。 线路方案见图3。

图3 勾庄线路所接轨宣杭铁路南侧走行方案

按照该方案,杭州北联络线线路长约12.8 km,工程实施后,西面(杭州西站端)近期可以利用杭州北联络线,经沪乍杭铁路至杭州西站杭临绩场及杭州西动车所,东面(杭州北站端)接入杭州北站附近宁杭高铁区间预留杭州东线路所,实现杭州西站、杭州西动车所与杭州东站、杭州站联通的目标。 按照该方案行车径路,初期除需实施杭州北联络线外,还需同步实施沪乍杭铁路勾庄线路所至杭临绩场12.3 km 线路、杭临绩铁路2.8 km 线路、动走线3 道2.2 km 线路及其他不可分修部分线下工程。

(2)存在问题

①初期需同步实施工程较多,投资较大。 枢纽内杭州东站、杭州站不能经湖杭铁路直接连接杭州西站湖杭场及动车所,初期需新建勾庄线路所至杭州西杭临绩场线路和动走线,才能引入杭州西站杭临绩场及动车所。②杭州北联络线与杭州西站湖杭场无法沟通,运输组织灵活性不强。 湖杭铁路不能直接引入杭州站、杭州东站,对于杭州东始发宣城方向车流,只能通过杭州西站折角运输[14]。 ③市域列车只能在杭临绩场办理,根据运量预测,勾庄线路所至杭临绩场区间近/远期办理客车对数123/148 对(不考虑市域列车)和148/178 对(考虑市域列车25/30 对),远期通过能力不足。

2.4 优化方案分析

根据本项目作为杭州铁路枢纽主要客站间联络线的功能定位,同时需兼顾后期市域列车开行功能,综合考虑本线地理位置处于城区、沿线线位控制因素较多、线路长度较短等多方面因素,本线速度目标值为160 km/h。

优化方案中,线路从勾庄线路所沪乍杭铁路侧向出岔,外包沪乍杭铁路至北东联络线郭家线路所,在京杭大运河东侧增设沪乍杭铁路俞家塘线路所,俞家塘线路所与郭家线路所区间按照四线建设,出俞家塘线路所后折向南终至杭州北站附近预留的杭州东线路所。 该方案维持原批复杭州西站及联络线布置方案,增设沪乍杭铁路俞家塘线路所,通过湖杭、沪乍杭、杭州北联络线实现杭州西站、杭州西动车所与杭州东站、杭州站联通的目标。 从近远期工程结合的角度,考虑跨京杭大运河按照初期四线桥或者初期两线桥、近期四线桥建设研究2 个方案。

(1)方案Ⅱ-1:增设俞家塘线路所,三四线并行方案

杭州北联络线从勾庄线路所引出后外包沪乍杭铁路,至北东联络线郭家线路所,之后与沪乍杭铁路四线并行,上跨京杭大运河、既有宁杭高铁后,增设俞家塘线路所。 初期除实施杭州北联络线杭州东线路所至俞家塘线路所段约7 km 线路外,还需同步实施沪乍杭铁路俞家塘线路所至勾庄线路所段约6 km、3 处线路所相关渡线等线上线下工程及杭州北联络线俞家塘线路所至勾庄线路所约7 km 及其他不可分修部分线下工程。 线路方案见图4。

图4 增设俞家塘线路所三四线并行方案

(2)方案Ⅱ-2:增设俞家塘线路所,三四线拉开方案

为尽量减少初期工程,并考虑杭州与沪乍杭铁路拉开间距,初期杭州北联络线利用1 座两线桥上跨京杭大运河,杭州北联络线俞家塘线路所至勾庄线路所线下工程可暂缓实施,待近期沪乍杭铁路能力不足时再择机建设。

(3)方案比选

方案Ⅱ-1 和方案Ⅱ-2 经济技术比较见表3,由表3 可知,方案Ⅱ-2 较方案Ⅱ-1 虽然初期减少同步实施工程,节省投资,但存在以下不足:①三四线拉开25m 间距后,导致线路夹心地增加,不符合土地集约利用相关政策;②京杭大运河为世界文化遗产,从施工角度看,方案Ⅱ-1 采用1 座四线桥上跨,仅需进行1 次施工,对京杭大运河生态环境影响较小[15];③方案Ⅱ-2 近期采用3 座桥梁上跨京杭大运河,工程投资大,挤占过河通道资源。 综合比选后,推荐方案Ⅱ-1。

表3 方案技术经济比较

2.5 优势分析

(1)工程投资

方案Ⅱ-1 较方案Ⅰ初期实施工程少,工程投资小。 按照方案Ⅱ-1,初期利用湖杭铁路接入杭州西站湖杭场,可暂缓实施沪乍杭铁路勾庄线路所至杭州西站杭临绩场及动走线,初期可节省投资约9 亿元。

(2)客车径路

通过新设俞家塘线路所,方案Ⅱ-1 客车径路更加畅通。 对于杭州东始发宣城方向车流,方案Ⅱ-1 可通过杭州北联络线、沪乍杭铁路、北东联络线联通,径路畅通,不需通过杭州西折角运输,湖杭铁路也可通过北东联络线、杭州北联络线直接去往杭州站、杭州东站,枢纽内客车径路更加灵活。

(3)区间线路、车站能力

方案Ⅰ杭州北联络线与湖杭场无法沟通,市域列车只能在杭临绩场办理,根据运量预测,勾庄线路所至杭临绩场区间近/远期办理客车148 对/178 对(考虑市域列车25 对/30 对),远期通过能力不足。 方案Ⅱ-1 市域车可在杭临绩场和湖杭场办理,两场能力相对均衡,区间湖杭铁路和沪乍杭铁路近/远期办理客车132 对/157 和134 对/160 对(考虑市域列车),北东联络线可分流杭州东至宣城方向客车11 对/16 对,远期能力较方案Ⅰ有所缓解。

综上,方案Ⅱ-1 较方案Ⅰ更为合理,在初期工程投资、运输组织灵活性、区间通过能力等方面均具有明显优势。

3 建设时序分析

根据施工组织安排,湖杭铁路将于2022 年7 月建成,杭州西站、杭州西动车所也将同时投入使用。 从杭州铁路枢纽功能来看,由于杭州西站与既有杭州站、杭州东站没有便捷通道相连,枢纽内的互联互通尚未实现,制约枢纽作用的发挥。

3.1 加快本项目建设有利于充分发挥杭州西站运输能力

2022 年湖杭铁路开通时,由于沪苏湖铁路(计划2024 年8 月开通)、杭温铁路一期和二期(计划2024 年6 月开通)尚未建成,沪乍杭铁路、杭临绩铁路等尚未开展前期工作,富阳西站至富阳站的连接线也未启动,杭州西站仅能北向接商合杭铁路,南向接杭黄铁路,湖杭铁路及杭州西站的能力未能充分发挥,加快本项目及相关工程建设可更好发挥杭州西站运输能力。

3.2 加快本项目建设有利于更好发挥杭州西动车所作用

目前,浙江省境内仅有杭州艮山门动车所,动车检修运用能力极为紧张,需加快推进杭州艮山门动车所改扩建工程,拟于2022 年开工建设,建设期间将需要周边动车所的支持。 杭州西动车所能力近期为6 线检查库、28 条存车线,能力富余,加快实施杭州北联络线及相关工程,则杭州西动车所可为杭州站、杭州东站提供动车组配套服务,更好发挥杭州西动车所作用,也可为艮山门动车所改扩建工程实施创造有利条件。

3.3 加快本项目建设有利于增强枢纽内运输组织灵活性

本项目及相关工程实施后,将衔接杭州西站与杭州站、杭州东站,进而杭州西站连通杭甬、杭绍台,杭州站、杭州东站连通杭临绩、湖杭及宁杭二通道等,本线可承担杭州西始发宁波、台州方向列车,杭州站始发临安方向列车,及临安方向与宁波方向间通过列车,枢纽内运输组织更加灵活。

4 结语

杭州是长三角重要的区域性中心城市,“十四五”时期是杭州“亚运会、大都市、现代化”发展的重要窗口期,加强枢纽互联互通、提高运输机动灵活性是杭州铁路枢纽“十四五”发展的主导趋势。 立足杭州铁路枢纽规划布局、杭州北联络线及相关线路运输需求,从解决规划线位存在区段通过能力不足、运输组织不够灵活等问题出发,提出新增俞家塘线路所、三四线并行的优化方案,并从工程投资、运输组织、线路区间能力分析论证其可行性。 按照提出的优化方案,杭州北联络线及其相关工程的建设可更好实现新建杭州西站衔接既有杭州站、杭州东站的互联互通,有利于充分发挥好杭州西站运输能力,为湖杭、杭温、杭临绩等新线引入杭州站、杭州东站提供便利,同时,为日后杭州开行市域列车创造良好的基础设施条件,对杭州铁路枢纽与城市布局的空间引导和功能耦合具有重要意义。