羅程耀

摘 要:該文基于該研究者多年從事鐵路站場設計的相關工作經驗,以鐵路站場設計方法及案例分析為研究對象,結合多年從事鐵路站場設計、咨詢、規程規范編制、技術管理的實踐和心得,試圖從較宏觀的角度詮釋“二十字方針”的具體的內涵,歸納、總結站場規劃建設理念和特點、各類工程中站場設計的重要節點、設計理念在工程中的靈活運用,并列舉部分工程實例進行分析,以與同行技術人員商榷、探討、借鑒參考。
關鍵詞:鐵路 站場 設計 樞紐 區間站
中圖分類號:U291 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)05(b)-0058-02
“以人為本、服務運輸、強本簡末、系統優化、著眼發展”是新時期鐵路工程建設的新理念和方針。在過去站場設計中,由于運營便利與工程節省有一定的對立性而過多關注工程節省因素,往往不能很好滿足新時期運輸要求,付出很大改擴建工程代價。鐵路站場設計理念在鐵路現行各層次規程規范、部頒各類文件中均有涉及,有關論文浩如煙海,但大多著眼于具體工點的運用,歸納和總結不足。為更好體現“二十字方針”,達到站場設計“點線協調、安全高效、能力效益最大化”的目標。鐵路站場設計屬于典型的系統設計,站場設計理念則是站場規劃設計的總體指導思想和靈魂,主要應體現在前期研究階段(即總圖規劃、預可行性、可行性研究)中。
1 區間站場設計
區間線路上分布若干越行(會讓)站、中間站或技術作業站構成分界點,除為列車提供交會、越行的基本功能外,尚需為吸引區(輻射區)地方經濟提供運輸服務。因此,項目前期研究的核心是合理確定對運輸有重大意義的客貨運站、接軌站(點),應貫徹以下理念。
1.1 客貨共線鐵路
1.1.1 客、貨運量均較大的經濟據點,宜分別設置客、貨運站
線路經過較大經濟據點時,傳統設計是客貨功能集中的“一站橫列式”設計。從近年的地方運輸需求和建設實踐看,“一站式”已凸顯出客貨功能相互制約、作業交叉干擾、運輸效率和服務質量低的弊端,不再普適。因此今后此類車站宜結合城市總體規劃,因地制宜地靈活采用客貨分站、客貨縱列或客貨并列等布置方式。
1.1.2 客運車站應結合自然條件、城市規劃和工程條件合理選址,盡量鄰近城鎮
為充分發揮鐵路大能力、安全、節能、環保、全天候的優勢和公益性,客運車站選址應結合城鎮規劃、自然條件,按“以點定線”的原則,應盡量鄰近城鎮,并利于站區形成社會綜合交通樞紐,便捷居民出行。此亦適用于客運專線。實踐中,線路選線往往需綜合運用地形、地質、環保及規劃選線等手段,“以點定線”確定的站址往往與走向順直的要求相矛盾,難以取舍。因此在前期研究中,應開拓思路,對主線順直設站、主線繞行設站及主線順直、另設聯絡線下線設站等類別方案綜合研究比選,供決策部門決策。
1.1.3 技術作業站的布局和建設應結合路網規劃、生產力布局等統籌考慮
技術作業站的設置必須符合路網規劃、生產力布局要求,以實現長交路、直達運輸為目的,“要少而壯”。既有線改擴建中,必須研究既有技術作業站歸并、整合、變更作業性質的問題。
1.1.4 貨運站應結合所在地的產業規劃,推進裝、卸車基地站建設
貨運站直接為所在地對外貨物運輸服務。應摒棄傳統的行政區劃設站理念,緊密結合地方產業規劃,以合理輻射(覆蓋)范圍設站,并按照規模化、集中化、直達化、專業化、機械化等原則建設戰略裝卸基地和路企、路港直達運輸。既有線改造中,應對既有貨運設施考慮整合、拆并。
1.1.5 開車站設計應滿足點線能力相協調,有多項技術作業時,應滿足不同技術作業平行進行需要
車站通過能力一般由咽喉通過能力控制。一般對技術作業站“平行作業”較為重視(規范有具體規定)。新形勢下,對有到發、調車、機車換掛、取送等其它技術作業的復雜車站,設計亦應滿足不同作業平行進行的需要,盡量減少交叉干擾,點線能力協調,提高運輸效率。
1.1.6 線路應在車站內接軌,應保證列車運行順暢,減少平面交叉和折角運行
線路在車站內接軌利于運營安全和管理。接軌點往往是能力控制點,除應保證主要去向的列車不改變運行方向通過接軌站外,尚應保證必要的平行作業,避免平面交叉和折角運輸。在樞紐、地區鐵路和線路交叉處,存在大量的線路分、合,客觀條件制約必須在區間接軌時,應在接軌地點設置線路所或輔助所(閘站)。
1.1.7 合理選擇同時接發列車車站
同時接發車是避免區間停車等待、保障運營安全、高效運輸的措施之一。這類車站宜選擇在作業繁忙的車站、接軌站、局界點等,避免成為運輸的瓶頸。有條件時宜盡量多設。
1.2 客運專線鐵路
客運專線鐵路站場設計中上述理念和方法仍適用。另重點是合理確定折返站及折返方式??瓦\專線折返站必須是重要客源地和交路斷點,應根據客運量和行車組織方式,合理確定折返方式和存車設備。
立折方式分為站后轉線立折、站前原位立折兩種。站后立折是車站盡端設折返環線、立交折返線或平面渡線完成調線、轉向,交叉干擾少,到發線占用時間相對少,效率較高;站前立折是設置反發聯絡線或反發進路完成,列車走行少,但存在一定交叉干擾。具體設計中需分析立折對數、咽喉能力及工程綜合比較確定。
2 樞紐及地區
鐵路樞紐和地區總圖由于自然條件、城市規劃和銜接線路千變萬化,各不相同,具有鮮明的地域特點,必須因地制宜。歸納普適的理念和總體思路如下。
2.1 樞紐和地區鐵路規劃建設應立足于形成相對獨立的客貨運系統,實現客貨分線運輸、“客內貨外”的格局
客貨分線運輸是實現運輸效益最大化、改善運輸質量的重大技術發展方向。樞紐和地區是鐵路車流的產生地和點線能力協調的關鍵節點,故在建設中應結合引入線路的建設特別是客運專線建設和城市規劃等,逐步形成相對獨立的客、貨運輸系統,客貨分線運輸;實現客運直接服務城市、深入城市、貨運外繞城市、提供綜合物流服務的“客內貨外”的合理運輸格局,充分發揮鐵路的社會、環境效益。
2.2 合理確定引入線路接軌點,進出站線路立體疏解
傳統的引入線設計是方向別引入樞紐(地區)前方站進行合并、車流排隊,此方式必然造成一線能力制約多線能力,不利于能力最大化,不再普適。因此引入線原則上應直接引入編組站(或裝卸車基地)、客運站,“大進大出”、立體疏解,保證各方向列車同時到、發。僅當各引入線行車量較小、合并后線路通過能力足夠、工程顯著節省時,方可考慮前方合并、平面疏解方式。
2.3 樞紐和地區解編系統應結合鐵路網規劃和生產力布局,應集中設置,并預留發展條件
樞紐和地區解編系統是貨車車流的產生源,其建設應符合路網規劃和生產力布局,有利于直達運輸、機車交路延長,除因服務對象和作業種類不同而需專門為工礦企業、港口單獨設置工業站、港灣站外,應按集中作業的的原則只設置一個技術作業站,實現綜合集成自動化,并預留進一步發展條件。
2.4 合理確定樞紐(地區)客運系統布局
配合客運專線建設,全路已建設了一大批特大型、大型客運站。客運站建設是新形勢下規劃建設熱點,有關論文浩如煙海。客運系統布局應遵循如下原則:
2.4.1 客運線路應覆蓋城市主要客源點
在規劃樞紐(地區)客運線路走向和站點時,應盡可能覆蓋既有客運站、機場、港口等客流聚集點,若確實特別困難,也宜通過城市綜合交通與客運站建立便捷的聯系。
2.4.2 布局多個客運站時,應合理分工,各站間宜建立便捷的聯系通路
樞紐內因銜接方向過多、集中設置客運站困難時,可結合城市規劃規劃多個客運站。各站應合理分工,有條件時各站間應建立有機聯系,實現一線連多點、多點均可往一線發車的總體布置,擴大客運站的覆蓋范圍和服務質量。
2.4.3 多線引入的客運站宜按線路別分場布置,并根據運輸需要設置跨線車聯絡線
多條線路引入、客流強大的特大型、大型客運站,由于地形條件、城市規劃、引入線功能定位、運營管理模式千變萬化,布置較為靈活。
客運站規劃設計的宗旨是綜合能力最大化,而核心是到發線及咽喉通過能力。一般而言,一線一場模式利于運營管理,管理權限交叉少,簡潔高效;咽喉簡化、緊湊,交叉干擾少,利于能力最大化。故多線引入的客運站,宜采用引入線線路別分場模式,并遵循以下原則。
(1)線路別分場:按客車性質別分場并列布置,一般有高速-普速分場(避免列控系統差異大及交叉干擾)、城際-干線分場(針對城際列車高峰時段明顯、立折比例大特點)、高速-高速分場及組合。(2)線路別分場+部分方向別合場組合:由于客運站一般共用動車(車輛)設備,分場過多引入線、跨線聯絡線、出入段線設置過于復雜,工程巨大,故車站銜接方向多、完全一線一場布置困難時,也可采用功能相同的引入線路方向別合場布置。目前國內客運站建設最大分至4場。(3)立體交叉式分場:引入線呈明顯的交叉走向,并列分場在走向、高程上代價過大時,可采用場間立體交叉式分場布置。
2.4.4 規模確定引入高峰小時概念,適當超前
傳統客運站設計規模確定一般是根據每日開行對數均衡計算確定??瓦\專線客運站衡量能力指標則是高峰小時每一方向的最大接發車能力,在車場規模確定上,引入高峰小時概念。由于大型客運站往往結合有綜合交通建筑群,具有工程不可改建的特點,故客運站規模的確定必須根據遠期乃至遠景能力需求來決定,適當超前。
2.4.5 貫徹立折理念
客運網絡形成后,長交路客車運行均在8 h以內,大多在2~5 h內,由于動車的日產公里數大,需要連環套跑,立即折返??瓦\站設計應根據立折對數、咽喉能力及工程情況,因地制宜地采用站后、站前折返方式。大型客運站站后立折可采用設折返環線、立交折返線(或利用出入段線)或平面渡線轉線方式,站前原位立折可采用設反發聯絡線或反發進路完成。
2.4.6 高度重視站區綜合交通規劃
客運站規劃建設應視為大型綜合系統,站區除系統考慮站場客運設施、站房和城市廣場的傳統流線外,尚必須與所在地公交、軌道(地鐵或輕軌)等多種交通方式有機銜接,構建為城市綜合交通樞紐,實現“零距離換乘”,利于旅客快速集散和綜合功能發揮。此項工作需要站場、公路、建筑、結構人員高度綜合研究。
2.5 重慶樞紐案例分析
2.5.1 存在的問題
重慶樞紐銜接渝黔、成渝、襄渝、渝懷、遂渝、渝利六條電氣化鐵路干線,另有梨菜聯絡線、中梁山支線、西銅便線。樞紐范圍北起磨心坡,南至民福寺,東自廟壩,西至石子山、黃磏。重慶樞紐研究范圍內共設車站36個。其中,重慶站、重慶北為客運站,重慶西、重慶南為編組站,團結村為集裝箱中心站。
①部分區間通過能力不足,線路標準低、運輸質量不高。②隨著大量市域鐵路的引入,樞紐客運量大幅增長,客運系統能力不能滿足需要。③樞紐內三大客運站中,重慶站、重慶西站預留市域鐵路引入條件,重慶北站未考慮。④重慶北站渝懷場能力緊張。
2.5.2 規劃思路
(1)客運系統:新建第三客站(重慶西站),形成重慶、重慶北、重慶西“三站并重”的客運站布局。
重慶北站:辦理東西方向,即遂渝、渝懷、渝利、渝萬城際的始發終到及往東的直通客車;重慶西站:辦理南北方向,即蘭渝、襄渝、渝黔、渝昆、渝長的始發終到及往南的直通客車;重慶站:辦理成渝客專的客車作業。
(2)解編系統:新建興隆場編組站,規模為雙向三級六場,既有重慶西編組站改建為與第三客站配套的客車技術整備所、動車運用所。
(3)貨運系統:在既有貨運布局的基礎上,新建團結村集裝箱中心站,遷建整合重慶東貨運站,規劃白市驛、惠民綜合性貨運站、黃磏危險品貨運站。
3 運營安全
運營安全是鐵路運輸的根本宗旨,遵循“故障導向安全”的基本原則。站場安全設備屬于預防性措施,其目的是避免故障列車冒進信號后影響正常列車運行,降低事故損害程度。安全設備設置除強制性的制動距離內超限坡地段、干支線與車站接軌時必須設置安全線或隔開進路等規定外,尚應遵循以下原則。
3.1 干、支線上同向列車匯合處,雙方均宜設置安全線
干、支線上同向列車匯合處,為利于靈活組織運輸,先行列車優先通過接軌點,故雙方均應設置安全線。當線路匯合處位于橋梁、隧道內等特殊困難情況下,為節省工程,經鐵路主管部門批準,方可僅在側向連接線路接軌點前設置安全線,通過運輸組織措施保障直向列車先行通過匯合點。
3.2 同時接、發車的進路間應設置安全線或隔開進路
為實現車站能力最大化,較大車站一般需考慮最大程度的平行作業。單線鐵路較大車站一般存在上行端、下行端同時接車的平行作業;雙線車站除基本的“通避越行”外,較大車站尚存在停站列車發車、同時接入停站列車的“發接平行”;多線引入的車站,除“發接平行”外,尚存在多方向列車同時接入的“接車平行”和一方向列車通過、其他方向列車同時接入的“到通平行”。隨著行車密度的增加,為避免接入列車冒進信號與通過(發車)列車側面沖撞,保證絕對安全,特規定同時接、發列車的進路間必須設置安全線或隔開進路,否則必須遵循“先接后發”的原則。
4 結語
鐵路站場設計應是鐵路運輸需求在工程上的具體體現,屬于典型的系統設計。工程節省與運營便利從來都有一定的對立性,新時期站場設計應以運營條件、能力最大化為第一考慮要素,并因地制宜,靈活運用工程類別和措施,優化工程設計,達到最優的工程、運輸效果。
(1)樞紐及地區建設應力求形成客貨分線、客貨分站、客內貨外的運輸格局,形成相對獨立的客貨運系統。(2)高度重視生產力布局調整、整合,利于作業集中化、設備規?;?。(3)客貨運設備配備應以服務地方、利于發展為目標。(4)大型、特大型客運站應多方案綜合比選,達到適應管理體制、能力最大化、運輸靈活的目的。(5)高度重視運營安全問題。
參考文獻
[1] GB 50091 2006,鐵路車站及樞紐設計規范[S].
[2] 鐵道部令第29號,鐵路技術管理規程[S].