蘭州市區至蘭州新區中快線建設方案研究

陶 瑋

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,西安710043)

1 蘭州市及蘭州新區概況

蘭州市是甘肅省省會，全省的政治、經濟、文化中心，是以石油、化工為主，有色金屬、機電、輕紡工業協調發展的綜合性工業基地，是西北地區最大的交通樞紐和重要的金融、商貿中心。蘭州新區是繼上海浦東新區、天津濱海新區、重慶兩江新區、浙江舟山群島新區之后，國務院批復的第五個國家級新區[1]。新區位于蘭州北部秦王川盆地，地處蘭州、西寧、銀川三個省會城市共生帶的中間位置，座中四聯，承東啟西，連接南北，是國家規劃建設的綜合交通樞紐，也是甘肅與國內、國際交流的重要窗口和門戶，規劃面積806 km2，規劃人口50萬人。總體構想是把蘭州新區打造成為戰略性新興產業、高新技術產業和循環經濟的集聚區，成為甘肅省乃至西北地區跨越式發展的重要經濟增長點，成為西部地區特色鮮明、功能齊全、產業聚集、服務配套、人居環境良好的現代化新區。

2 蘭州至蘭州新區交通廊道規劃

蘭州市區與蘭州新區規劃建設3條交通廊道，分別是:東通道、西通廊及中快線通道[2](圖1)。建設蘭州新區—城關快速路，形成東通道；建設蘭州—中川城際鐵路、機場高速、快速路(201省道提級)形成西部復合型交通廊道；建設連接蘭州新區—西客站的快速路(中快線)和輕軌線路。

根據實施計劃，東通道和中快線將于2015年建成通車，西通道快速路于2020年建成通車。蘭州—中川城際鐵路于2015年建成，蘭州新區—蘭州西客站間輕軌于2020年建成。

圖1 蘭州市區至新區規劃交通廊道示意

3 中快線建設必要性研究

蘭州至蘭州新區中快線通道地處蘭州至蘭州新區的中間地帶，是蘭州與蘭州新區的南北縱向“中軸線”，具有巨大的交通經濟區位優勢。中快線與規劃中的蘭州至景泰高速公路共走廊帶，向南延伸與國道312蘭州過境線、蘭州北環線相連，向北與中川至景泰高速公路相接。蘭州至蘭州新區中快線的建設將對打通蘭州至蘭州新區的發展產生深遠影響，對蘭州新區經濟的進一步騰飛將起到舉足輕重的作用。目前，蘭州新區的基礎設施與規劃的數十條道路建設正在如火如荼地進行，各引進新建項目也陸續進入建設階段，蘭州與蘭州新區“雙城”間城際鐵路也提上了建設日程。蘭州至蘭州新區中快線的建設將有效連通未來蘭州兩大核心區域。建成后，從蘭州北環線快速路至蘭州新區只需21 min左右的車程，市民可以更加方便快捷地往來市區與新區之間。拉近的核心城區與新區“雙城”之間的距離，必將帶動區域彼此之間迅速形成相向發展的良好態勢。

從可持續發展角度看，蘭州至新區中快線的建成，將促使蘭州市道路網、軌道網兩大網絡相互調劑；道路交通分布不平衡的結構得以調整，從而提高道路使用者的自由度，增強道路的承載能力，有利于保持路網良好的使用環境，保持路網系統的完整性，有利于人口及經濟發展帶來的路網短缺以及道路通行壓力的緩解，有利于維持社會的穩定與國民經濟的持續發展。

4 中快線與蘭州市區連接方案研究

蘭州是一個帶狀狹長城市，東西長約50余km，南北群山環抱，東西黃河穿城而過，南北最窄處不足1 km，東西擁擠，南北不暢問題歷來是蘭州市交通建設管理的重點和難點[3]。如何結合蘭州市的路網現狀、城市規劃和組團、空間發展、功能定位等因素，綜合比較選擇能夠更好融合的交通廊道方案連接各區域，使得交通通暢和便捷，尤為重要。

在蘭州市區與蘭州新區3條規劃交通廊道中，東通道方案南接蘭州市鹽場堡或雁灘，為連接市區東部與新區東部的快速通道，服務于鹽場堡組團、雁灘組團以及榆中的定遠、和平組團，以客運和貨運為主；西通道快速路(原201省道提級改造)南接蘭州市西固區，為連接蘭州市區西部與新區西部的快速通道，服務于西固石化城、河口組團、安寧新城，以貨運為主，兼顧客運；中快線位于東、西通道之間，定位是以客運為主，為新、老城區的快速連接道路，將盡可能的拉近區域時空距離，縮短出行時間。

縱觀蘭州市的地形和北出口的現狀，蘭州市東西狹長，從雁灘東段至西固東西長約40余km，目前，南北跨越黃河車輛能夠通行的橋梁從東至西有天水路雁灘黃河大橋、雁鹽黃河大橋、城關黃河大橋、小西湖黃河大橋、七里河黃河大橋、銀灘黃河大橋以及西固的西沙黃河大橋，通行條件較好的北出口有天水路雁灘黃河大橋蘭州至中川機場的高速公路出口，國道109線城關黃河大橋出口，連接201省道的西沙黃河大橋出口。從區域地理位置來看，天水路雁灘黃河大橋與城關黃河大橋兩出口直線距離僅為3.5 km，城關黃河大橋與西沙黃河大橋兩出口直線距離為23 km。而天水路雁灘黃河大橋與城關黃河大橋這2條出口道路是城關區和七里河區居民向北出行最便捷的通道。根據蘭州市的現狀人口統計，城關區和七里河區人口占全市四區人口的72%，在相對人口比較密集，且僅有2條北出口而距離又很近的區域，在高峰和平峰時段，大量的出城車輛通過市區的內部道路繞行，不僅增加了車輛的繞行時間和運行成本，更是對蘭州市道路造成了很大的交通壓力。

根據上述分析，中快線蘭州市區的主出口應拉大與現有蘭州市區北出口的距離，適宜的主出口位置應設在七里河黃河大橋至西沙黃河大橋之間，滿足七里河區、安寧區居民出行需求；同時應考慮服務同在黃河北岸正在蓬勃發展的九州開發區，打通九州開發區與蘭州新區的交通要道，縮短兩區時空距離，促進兩區聯動發展；還應考慮緩解目前城關區車輛北出交通壓力，為城關區居民提供更加靈活便捷的出行選擇，進一步減小蘭州新區行政中心與省行政中心的空間距離。因此中快線與蘭州市區的連接宜為“多點連接”方式，設置多條連接線與蘭州市區連接(圖2)，大范圍、高效率地服務蘭州市區與新區的交通聯系。

圖2 中快線與蘭州市區連接線示意

在安寧、七里河區域，寶(雞)蘭(州)客運專線、蘭(州)新(疆)二線2條高速鐵路將在現有蘭州西站編組站和貨場位置新建蘭州高速鐵路客運站即蘭州西客站[4]，而西客站位于七里河黃河大橋以西約1 km，規劃金安黃河大橋以東1.1 km處(圖3)。如果中快線出口連接線能接入規劃金安黃河大橋或七里河黃河大橋此兩點中的任何一個點，都將對蘭州市的居民出行和高速鐵路站旅客疏解至蘭州新區提供很大的交通便利。

圖3 西站、七里河連接線示意

西站連接線方案近期工程由金安黃河大橋北側北濱河路引入，向北至培黎廣場與蘭州市規劃北環路[5]設互通式立交，之后沿深溝北上，終點至薛家灣附近匯入主線，西站連接線近期工程(北濱河路—北環路—薛家灣)線路全長約10.0 km，遠期向南延伸跨越黃河至南濱河路及南山路。其優點是線路與城市規劃吻合，線形順直，可與北環、北濱河路互通，缺點是金安黃河大橋為規劃橋尚未實施，近期將不能與黃河南岸直連，北濱河路至北環路段拆遷面積較多，實施難度略大，投資較高。

七里河連接線方案起于七里河黃河大橋北側，之后以隧道向北至薛家灣，線路長度10.2 km，其優點是近期可與蘭州市既有路網直接銜接，缺點是與路網規劃吻合性較差，與北環路由于高差因素無法立交互通。

城關連接線南起G109國道北龍口，跨越大沙溝及機場高速后至羅鍋溝向西越嶺至深溝，于薛家灣匯入主線，路線全長10.1 km。九州連接線由九州開發區九州大道北端引出，沿羅鍋溝向北至溝尾與城關連接線共線，路線全長3.9 km。

中快線與蘭州市區連接宜同時建設3條連接線：西站連接線(或七里河連接線)、九州連接線和城關連接線，則可基本解決蘭州市安寧區、七里河區以及城關區車流出入中快線的疏解問題。

5 中快線與蘭州新區接線方案研究

3條規劃交通廊道中，東通道從蘭州新區東側引出，接蘭州新區的緯一路。西通道快速路從蘭州新區西側引出，接蘭州新區的迎賓大道。中快線為新區“南大門”進出口，其終點與蘭州新區南繞城快速路互通連接，同時順接新區中軸線經十三路。

6 中快線走向方案研究

中快線主線南端起于三連接線會接處薛家灣村，線路向北偏西方向前行，沿途依次經過梁家灣、劉家溝、拐達溝、蕎麥溝、大峴溝后線路折向北前行，在蕎麥溝隧道越嶺后，跨越京藏高速之后線路向北依次經過小奮溝、四溝、放車平、上溝、高山村。線路經過高山村后折向北方前行，依次經過高山溝、西灣，在高山腦以隧道穿過山嶺后進入井溝，經過大道嶺子溝、三岔溝，北端與新區南繞城快速路互通連接，并向北與新區經十三路順接，主線線路全長33.5 km，主線及三連接線工程規模概況見表1。中快線走向方案示意見圖4。

表1 中快線工程概況

7 中快線建設標準研究

7.1 速度目標值

圖4 中快線走向方案示意

(1)時間目標：根據項目在路網中功能作用，充分考慮沿線地形條件，選擇合理的設計速度。中快線自蘭州市北環路至新區繞城快速路全長約41.7 km路段，按速度80 km/h計，全程需約31 min；按速度100 km/h計，全程需約25 min；按速度120 km/h計，全程需約21 min。選擇速度目標越高，出行時間越短，提高交通效率。120 km/h設計速度可將蘭州與新區時間距離縮短至20 min左右。

(2)地形適應性：中快線起點為黃河河谷階地區，地形平坦開闊；中部為黃土梁峁區，終點為秦王川盆地南部邊緣區，路線沿線區域地表起伏25°～45°，相對高差多大于100 m。通過在萬分之一地形圖上反復研究和優化困難路段線形，本著保護自然環境，減少高填深挖，防止水土流失，預留輕軌建設條件的前提下，主線最小圓曲線使用了R=1 000 m和最大縱坡i=3%的技術指標，沿線地形可滿足設計速度V=120 km/h的技術標準。

(3)路網定位:中快線是聯系城市主要功能分區的交通性干線，具有為城市中大量、長距離、快速交通服務的功能，建設蘭州新區是蘭州市“跳出老城建設新區、跨越發展再造蘭州”又一重大舉措。因此，在設計規劃階段其設計標準選擇上應適當超前，設計速度應采用高值比較合理。

(4)根據交通量預測:蘭州市區至蘭州新區段高速公路2034年年平均日交通量55 746 pcu/d，高峰小時交通量6 689 pcu/h，單方向高峰小時最大流量為3 545 pcu/h。計算行車速度在100、80、60 km/h時，高速公路設計時均應采用二級服務水平為標準進行設計，在同為二級服務水平的情況下，在不同的設計速度下，綜合工程技術條件(縱坡、最小曲線半徑、最小豎曲線半徑等因素)、隧道長短與路網的銜接關系，采用高的設計速度為宜。

綜上所述，建議中快線采用120 km/h的設計速度。

7.2 車道數確定

結合交通量預測結果，通過計算公路車道通行能力，確定本項目的車道數。

(1) 單車道設計通行能力

在二級服務水平、不同行駛速度狀態下，1條車道的設計通行能力見表2。

表2 1條車道的設計通行能力

(2)單車道實際通行能力

路段的實際通行能力按下式計算

Cr=Cd×fHV×fN×fP

式中Cr——路段的實際通行能力，veh/(h·ln)；

Cd——與實際行駛速度相對應的路段設計通行能力，取1 600 pcu/(h·ln)；

fHV——交通組成修正系數，取0.935；

fN——車道數修正系數，取0.99；

fP——駕駛者總體特征修正系數，取0.95。

單車道每小時實際通行能力為1 407 veh/h，折合成小客車為1 491 pcu/h。

(3)車道數

車道數計算按下式計算

N=AADT×KD/Cr

式中N——所需車道數；

AADT——預測年度的年平均日交通量，pcu/d；

D——方向不均勻系數，取0.55；

K——設計小時交通量系數，取0.12。

主線車道數:根據以上的車道數計算結果(表3)，本項目主線的薛家灣立交至新區南立交段選取6車道的標準建設。西站連接線：本連接線的培黎廣場立交—薛家灣立交段，盡管計算車道數為1.72(單向)，但考慮到本段與規劃的蘭州市至蘭州新區中快線共線的因素，西站連接線按6車道建設。城關連接線及九州連接線：這2段連接線是為了緩解蘭州市北出口交通擁堵而設置的交通快速出行連接線，其目的是使蘭州市城關、九州兩組團的車流快速聚集到本高速公路上，避免在同一點上下高速公路而造成交通擁擠，因此，這2段連接線宜按雙向4車道，設計速度80 km/h的標準設計。考慮到中快線所處的地理位置重要性，中快線若采用適度超前更高標準建設，可采用8車道或不同車道標準組合，其經濟匡算投資見表4。

表3 蘭州市區至蘭州新區中快線車道數計算

表4 車道組合經濟比較

7.3 道路等級

根據中快線的路網地位、目標時速、交通量及車道數，其道路等級應為高速公路或城市快速路。

8 中快線建設模式研究

中快線為連接蘭州市區與新區的快速干線，建設模式可按城市道路模式建設為城市快速路或按公路模式建設為高速公路。若按市政道路模式建設，建成運營后應為免費道路，建設和運營管理資金為政府財力或以政府財力為擔保的銀行借款[6]，雖然更加便捷、通暢的交通將會更好地促進和服務于兩城經濟發展，但蘭州作為西部欠發達城市，完全由公共財政出資修建和運營投資相對較高的道路工程，對于政府財政支出會帶來一定壓力。

鑒于中快線與規劃蘭州至景泰至營盤水高速公路平面走廊基本一致，也可將中快線納入其規劃，作為其中一段按高速公路模式修建，采用適當的收費標準[7]，使中快線具有一定的還貸和盈利能力，以緩解公共財政支出壓力。

9 中快線通道預留軌道交通條件研究

規劃的中快線通道內蘭州至中川輕軌線是連接蘭州市與蘭州新區的一條快速城市軌道交通線路，線路南起蘭州市西客站附近，北至蘭州新區規劃的行政中心附近，輕軌線與中快線平面走廊基本一致。由于城市軌道交通是城市中最重大的基礎設施之一，是一項百年大計[8]，城市道路網建設中必須充分考慮軌道交通規劃，統籌考慮城市綜合公共運輸體系。中快線沿線所經地形山高溝窄，地形條件非常緊張，為充分合理地利用好有限的溝谷地形，減少將來輕軌建設難度，中快線建設時必須充分考慮好輕軌線的預留條件，中快線的平面、縱斷面、橫斷面設計時均應統籌考慮輕軌線路。高速公路、快速路、輕軌主要線路標準見表5。

表5 高速公路、城市快速路、輕軌線路主要技術指標

中快線平面最小曲線半徑的取值應滿足輕軌線路平面線形條件，最大縱坡應與輕軌限制坡度一致，橫斷面布置應預留輕軌布置條件，橋涵、隧道構造物應考慮輕軌線路的設置。經1∶10 000地形圖選線研究，中快線采用最小圓曲線為R=1 000 m和最大縱坡i=3% 的技術指標，可滿足預留軌道交通的平面、縱斷面技術條件。

橫斷面設計輕軌線可布置于中快線中央分隔帶內[12]，其優點是可節約用地，節省投資，但缺點是由于路基、橋涵、隧道、車站等不同路段所需的結構物間距不同，輕軌線須與中快線同時設計、同步建成。

也可以將輕軌線布置于中快線路基一側，預留出輕軌建設條件，其優點是輕軌線建設可根據經濟發展需求而靈活安排建設時機，路橋隧站等結構物也可根據具體情況靈活進行設計。

10 結語

(1) 中快線是蘭州與蘭州新區的南北縱向“中軸線”和快速交通干道，其建成通車會進一步拉近主城區與新區“雙城”之間的距離，對蘭州新區的發展會產生深遠影響，對蘭州新區經濟的進一步騰飛將起到舉足輕重的作用，其建設是十分迫切和必要的。

(2)建議中快線蘭州市區端同時建設3條連接線(西站連接線、九州連接線和城關連接線)與蘭州市區連接，終點與蘭州新區南繞城快速路相連，同時順接新區中軸線經十三路。

(3)建議中快線主線及西站連接線按速度120 km/h、雙向6車道標準建設，城關及九州連接線按80 km/h、雙向4車道標準建設，工程投資也相對節省。

(4)中快線可按高速公路模式建設，納入規劃蘭州至景泰高速公路建設項目。

[1] 國務院辦公廳.國務院關于同意設立蘭州新區的批復[EB/OL].http://www.gansu.gov.cn/content/2012-09/78233.html.

[2] 蘭州市城鄉規劃設計研究院.蘭州新區道路專項規劃(2011-2030)[R]. 蘭州：蘭州市城鄉規劃設計研究院，2013．

[3] 李秦陽，佟玲.蘭州市城市道路交通擁堵原因及對策[J].交通科技與經濟，2012(6):39-41.

[4] 李紅諜.寶蘭客運專線引入蘭州樞紐方案研究[J].鐵道標準設計，2010(3):17-19.

[5] 劉志平.蘭州市北環路設計理念與實踐[J].城市道橋與防護，2011(8)：27-29．

[6] 高強，李鵬進.我國城市基礎設施建設投融資現狀及對策研究[J].開發研究，2012(1):117-122.

[7] 樊建強，徐海成.高速公路產業化經營及政府規制探析[J].經濟問題探索，2007(3):93-98．

[8] 魏運，許雙牛，馮愛軍.我國城市軌道交通規劃問題與方法探討[J].都市快軌交通，2010(6)：45-47．

[9] 中華人民共和國交通部.JTG D20—2006 公路路線設計規范[S].北京：人民交通出版社，2006

[10] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.CJJ37—2012 城市道路工程設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012．

[11] 中華人民共和國建設部.GB50157—2003 地鐵設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2003．

[12] 歐陽全裕.地鐵輕軌線路設計[M].北京：中國建筑工業出版社，2007：4-7.