興泉鐵路引入泉州地區(qū)樞紐及車站布置研究

賀協(xié)騰，侯朝峰

(1. 中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司 土木建筑設(shè)計(jì)二院，四川 成都 610031；2. 鄭州地鐵集團(tuán)有限公司 運(yùn)營(yíng)分公司，河南 鄭州 450000)

1 興泉鐵路引入泉州地區(qū)樞紐方案分析

1.1 興泉鐵路概述

興泉鐵路(興國(guó)—泉州)位于贛中南和閩西南地區(qū)，西起江西省贛州市興國(guó)縣，東至福建省泉州市，是泉州港通往內(nèi)陸縱深主要集疏運(yùn)通道，亦是蒙華鐵路(浩勒?qǐng)?bào)吉—吉安)重要的下海大通道，設(shè)計(jì)速度160 km/h，客、貨共線單線I級(jí)鐵路。興泉鐵路的建設(shè)既是適應(yīng)泉州臨港工業(yè)快速發(fā)展，構(gòu)建后方大能力運(yùn)輸通道的需要，也是促進(jìn)閩贛原中央蘇區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)支持“21世紀(jì)海上絲綢之路”的建設(shè)的需要[1]。興泉鐵路興國(guó)至寧化段正線全線長(zhǎng)為159.5 km，橋隧比61%，寧化至泉州段正線全線長(zhǎng)為300.5 km，橋隧比84.5%。興泉鐵路全線共設(shè)置48個(gè)車站，其中區(qū)段站1個(gè)，客運(yùn)站1座，中間站18個(gè)，會(huì)讓站27個(gè)，線路所1個(gè)。

鐵路引入地區(qū)樞紐方案是站場(chǎng)設(shè)計(jì)中首先考慮的重要內(nèi)容，涉及面廣又極其復(fù)雜，影響著城市未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間的規(guī)劃和發(fā)展[2]。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)考慮以下因素：①在分析地區(qū)樞紐既有現(xiàn)狀后，配合城市規(guī)劃進(jìn)行總圖布置及車站設(shè)計(jì)，適當(dāng)考慮發(fā)展余地，客運(yùn)站集中布置并盡量靠近城市，使旅客應(yīng)有便利的換乘條件，客、貨運(yùn)分開(kāi)，貨運(yùn)站盡量布置成城市外側(cè)[3]，站場(chǎng)設(shè)計(jì)能力應(yīng)滿足高速、高密度的作業(yè)要求；②為減少鐵路、公路的交叉干擾，應(yīng)設(shè)置必要的立交疏解；③充分利用既有設(shè)備，盡量減少拆遷工程，節(jié)約工程投資[4]。

興泉鐵路共引入3個(gè)地區(qū)樞紐，而引入地區(qū)樞紐的方案是鐵路站場(chǎng)設(shè)計(jì)最重要的內(nèi)容，影響著線位走向、地區(qū)規(guī)劃、樞紐內(nèi)客貨運(yùn)設(shè)施長(zhǎng)期布局，是設(shè)計(jì)中需首先考慮的問(wèn)題。由于興泉鐵路位于重型丘陵地帶，橫穿武夷山脈，地形起伏大，地質(zhì)復(fù)雜，而車站的布置多處于崇山峻嶺中，山高谷深，故車站的布置對(duì)線位穩(wěn)定和投資控制起著至關(guān)重要的作用。因此，在興泉鐵路引入地區(qū)樞紐方案中，以最具代表性泉州地區(qū)樞紐為例進(jìn)行分析。

1.2 泉州地區(qū)樞紐既有鐵路概況

既有泉州地區(qū)樞紐銜接福廈鐵路(福州—廈門)及漳泉肖鐵路(漳平—泉州—肖厝) 2條鐵路，呈“十”字形格局。其中，福廈鐵路在地區(qū)樞紐內(nèi)自北向南，依次設(shè)有惠安西、泉州、晉江等車站；漳泉肖鐵路自西向東，依次設(shè)有石壟、泉州西、泉州東、惠安南、肖厝等車站。地區(qū)樞紐內(nèi)車站除泉州東站為區(qū)段站外，其余均為中間站。泉州東站為漳泉肖鐵路的主要的技術(shù)作業(yè)站和貨運(yùn)站，泉州站為地區(qū)樞紐內(nèi)主要客運(yùn)站。地區(qū)樞紐內(nèi)湄洲灣南岸鐵路支線為在建項(xiàng)目，自福廈線仙游站接出，經(jīng)肖厝后進(jìn)入港區(qū)。

興泉鐵路引入泉州地區(qū)樞紐存在的主要問(wèn)題如下：①地區(qū)樞紐內(nèi)既有漳泉肖鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，通過(guò)能力小，在湄洲灣南岸及秀涂港2條鐵路支線修建后，需要相應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)能改造；②地區(qū)樞紐內(nèi)既有技術(shù)作業(yè)站能力不足，由于城市建設(shè)的發(fā)展，改擴(kuò)建困難；③地區(qū)樞紐內(nèi)鐵路線路與城市交通多處平交，影響運(yùn)輸安全；④既有線沿線城市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，目前安溪站、南安站、泉州西站和泉州東站均已經(jīng)逐漸被城市建設(shè)所包圍，既有鐵路已經(jīng)成為沿線地方城市建設(shè)、發(fā)展及規(guī)劃的瓶頸。

1.3 引入泉州地區(qū)樞紐方案

共研究了利用漳泉肖方案和貨物列車通道外繞引入惠安南站方案2個(gè)方案。其中，利用漳泉肖方案又研究安溪東、泉州西站等多個(gè)子方案，但該系列方案使地區(qū)樞紐總圖適應(yīng)性差，進(jìn)入城市主城區(qū)拆遷量較大，需電化既有線影響線路運(yùn)營(yíng)，存在改造困難等諸多問(wèn)題。對(duì)于貨物列車通道外繞引入惠安南站方案，實(shí)現(xiàn)了“客內(nèi)貨外”的地區(qū)樞紐布局，符合城市規(guī)劃，促進(jìn)城市發(fā)展。因此，經(jīng)綜合比選后，采用貨物列車通道外繞引入惠安南站方案。

貨物列車通道外繞引入惠安南站方案具體為：廢除漳泉肖鐵路坑頭至惠安南站區(qū)間，與興泉鐵路合建雙線，既有漳泉肖鐵路于坑頭改建引入安溪東，安溪東雙線經(jīng)南安北至玉湖，出站后客貨分線，客線引入泉州站，貨線于黃塘新設(shè)區(qū)段站后，引入既有漳泉肖鐵路惠安南站。該方案一方面解決了既有線的標(biāo)準(zhǔn)低能力小和平交道口安全隱患等問(wèn)題，另一方面安溪至玉湖段雙線段可以擇機(jī)升級(jí)為城際鐵路，福廈鐵路廈門方向貨物及晉江、石獅等泉州南部專用線引入玉湖至泉州區(qū)間等新建線路已預(yù)留引入條件，遠(yuǎn)期適應(yīng)性良好，較為完備地解決了現(xiàn)狀存在的問(wèn)題。興泉鐵路引入泉州地區(qū)樞紐示意圖如圖1所示。

2 興泉鐵路車站布置

車站布置是站場(chǎng)設(shè)計(jì)中的另一個(gè)重要的方面，按設(shè)計(jì)流程引入地區(qū)樞紐方案穩(wěn)定后，應(yīng)深入研究車站布置。車站布置的質(zhì)量?jī)?yōu)劣是站場(chǎng)設(shè)計(jì)是否合理的重要指征，對(duì)工程造價(jià)、經(jīng)濟(jì)推動(dòng)和運(yùn)輸效果有顯著的效果，其內(nèi)容分為站位和布置形式。因此，興泉鐵路的車站布置從以下2個(gè)方面進(jìn)行研究。

2.1 站位的選擇

興泉鐵路車站主要是會(huì)讓站和中間站。會(huì)讓站是指單線鐵路為滿足區(qū)間通過(guò)能力需要而設(shè)置的辦理列車通過(guò)、會(huì)讓、越行的車站[5]，其站位選擇應(yīng)保證鐵路的通過(guò)能力和良好的運(yùn)營(yíng)條件，并節(jié)約工程投資。中間站是指辦理列車通過(guò)、交會(huì)、越行和客、貨運(yùn)業(yè)務(wù)的車站，一般設(shè)置在經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)或人口聚集區(qū)。同時(shí)，興泉鐵路經(jīng)過(guò)區(qū)域大部為革命老區(qū)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)考慮對(duì)地方經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)，在工程量增加不大的情況下盡量滿足革命老區(qū)人民的訴求。

2.1.1 會(huì)讓站站位選擇

會(huì)讓站的站位一般是以線定站，在線位既定的情況下(或線位微調(diào))，去選擇站位，對(duì)于第一類位于路基段的車站，受控制因素少，不同站位運(yùn)營(yíng)條件和工程量相差較少，站位選擇也相對(duì)容易，而對(duì)于第二類位于橋、隧地段的車站，設(shè)站條件差、工程投資大，對(duì)站位選擇方案進(jìn)行優(yōu)化就顯得尤為重要[6]。因此，重點(diǎn)闡述第二類位于橋、隧段車站的站位選擇問(wèn)題，并以內(nèi)山村和后寮等2個(gè)車站為例。

圖1?興泉鐵路引入泉州地區(qū)樞紐示意圖Fig.1 Diagram of the construction plan to connect the Xingguo-Quanzhou Railway to the Quanzhou Railway Hub

內(nèi)山村會(huì)讓站位于前竹尾隧道和內(nèi)山隧道間，2座隧道間的一線天處為122 m長(zhǎng)的橋梁，為改善停站列車司乘人員的工作環(huán)境和方便司機(jī)瞭望，將小里程咽喉伸入前竹尾隧道內(nèi)，從而可以將車站興國(guó)端的機(jī)車停車位設(shè)置于橋梁之上(露天處)，同時(shí)將信號(hào)樓亦設(shè)置在一線天處附近，方便列車司乘人員與車站人員的聯(lián)系，如站位左移則會(huì)導(dǎo)致停車時(shí)瞭望條件變差，站位右移則需設(shè)置道岔橋增加工程投資。因此，該方案屬于最優(yōu)方案。內(nèi)山村站示意圖如圖2所示。

圖2?內(nèi)山村站示意圖Fig.2 Diagram of the Neishan Village Railway Station

后寮會(huì)讓站位于佛仔格隧道和鎮(zhèn)中隧道間，兩隧道間夾一座大橋和一座中橋，由于路基造價(jià)小于橋梁，橋梁造價(jià)小于隧道，但道岔橋造價(jià)高于隧道，若將大里程咽喉伸入鎮(zhèn)中隧道內(nèi)，小里程咽喉設(shè)置于深挖方段，以避免將道岔設(shè)置在大橋上，從而節(jié)約工程投資，符合節(jié)約工程的理念。后寮站示意圖如圖3所示。

2.1.2 中間站站位選擇

山區(qū)鐵路的中間站的站位多數(shù)情況是以站定線，站位穩(wěn)定后再確定線位，車站的選址除考慮城市規(guī)劃和現(xiàn)狀條件之外[7]，由于興泉鐵路經(jīng)過(guò)區(qū)域大部為革命老區(qū)，支持老區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展成為設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的因素，同時(shí)考慮對(duì)革命老區(qū)經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)，客運(yùn)站的設(shè)置做到盡量鄰近城鎮(zhèn)，以利于站區(qū)形成綜合交通樞紐，便于居民出行；貨運(yùn)站貨場(chǎng)則應(yīng)靠近貨源地，減少貨物的倒運(yùn)距離。結(jié)合大田和安溪東站位選址情況進(jìn)行分析和闡述。

圖3?后寮站示意圖Fig.3 Diagram of Houliao Railway Station

大田縣為典型的國(guó)家級(jí)貧困縣，縣域內(nèi)地形條件復(fù)雜，但預(yù)測(cè)貨運(yùn)量較大，遠(yuǎn)期發(fā)送量達(dá)96萬(wàn) t/a，然而地方規(guī)劃的站址不能滿足客、貨運(yùn)站的設(shè)站條件，最終選擇客、貨運(yùn)分開(kāi)設(shè)站，客運(yùn)站設(shè)置在縣城北側(cè)，距既有城區(qū)2.5 km，兩側(cè)為城市規(guī)劃新區(qū)，符合地方規(guī)劃。貨運(yùn)站則設(shè)置在主要礦區(qū)附近，且緊鄰省道306線，充分滿足了地方需求。該方案通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，客、貨分站設(shè)置，既方便旅客出行，又靠近貨源地，屬于該情況下的較優(yōu)方案。大田縣設(shè)站示意圖如圖4所示。

圖4?大田縣設(shè)站示意圖Fig.4 Connstruction plan of the Datian County Railway Station

按地方規(guī)劃，安溪東站為中間站，位于山谷中，其優(yōu)勢(shì)為該區(qū)域?yàn)槌鞘行乱?guī)劃區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有多條規(guī)劃道路與主城區(qū)及相鄰城鎮(zhèn)連通，缺點(diǎn)為安溪東站所在地形條件復(fù)雜，順線路方向存在一條河道，同時(shí)有高速公路上跨車站，假如按直線車站的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，需改移高速公路橋墩和河道，工程量很大，從而造成投資不經(jīng)濟(jì)。結(jié)合優(yōu)缺點(diǎn)分析，安溪東站采取曲線設(shè)站的方案，只需對(duì)河道進(jìn)行改移，工程量適當(dāng)、方案合理，較其他方案節(jié)約數(shù)千萬(wàn)元投資，且契合地方規(guī)劃，可實(shí)施性強(qiáng)。安溪東站示意圖如圖5所示。

圖5?安溪東站示意圖Fig.5 Diagram of the An’xi East Railway Station

2.2 布置形式

車站布置形式是站場(chǎng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，合適的布置形式在滿足運(yùn)輸?shù)那疤嵯履苡行У毓?jié)約工程投資[8]。因會(huì)讓站布置形式簡(jiǎn)單，無(wú)太多變化，故重點(diǎn)對(duì)客、貨運(yùn)中間站的車站布置形式進(jìn)行探討，布置形式的選擇分新建車站和既有車站改造2種情形。

2.2.1 新建車站

新建站布置形式的選擇是尋找運(yùn)輸組織順暢，靈活和工程量合理的平衡點(diǎn)，如興泉鐵路中間站標(biāo)準(zhǔn)站型對(duì)“兩臺(tái)夾三線加設(shè)套線”和“兩臺(tái)夾四線”2種布置形式的比選。兩臺(tái)夾三線加設(shè)套線的中間站布置形式示為貨物到發(fā)線位于站臺(tái)外側(cè)，客運(yùn)到發(fā)線位于站臺(tái)內(nèi)側(cè)，旅客列車進(jìn)入中間站臺(tái)內(nèi)側(cè)股道到發(fā)，貨物到發(fā)線上貨物列車通過(guò)套線往牽出線上牽出調(diào)車，屬于可以同時(shí)進(jìn)行的平行作業(yè)，相互無(wú)干擾。而兩臺(tái)夾四線的布置形式旅客列車進(jìn)入中間站臺(tái)內(nèi)側(cè)股道到發(fā)線與貨物到發(fā)線上貨物列車往牽出線上牽出調(diào)車存在一定的交叉。兩臺(tái)夾三線中間站示意圖如圖6所示。兩臺(tái)夾四線中間站示意圖如圖7所示。

圖6?兩臺(tái)夾三線中間站示意圖Fig.6 Diagram of the intermediate stations with three lines meeting at two platforms

圖7?兩臺(tái)夾四線中間站示意圖Fig.7 Diagram of the intermediate stations with four lines meeting at two platforms

從上述分析看，兩臺(tái)夾三線加設(shè)套線布置形式運(yùn)輸靈活性方面略強(qiáng)于兩臺(tái)夾四線布置形式，但考慮到興泉鐵路貨運(yùn)量的特點(diǎn)，普通客運(yùn)中間站每日貨運(yùn)作業(yè)量均較少，多數(shù)車站貨運(yùn)摘掛列車僅1對(duì)/d，交叉干擾時(shí)間相當(dāng)短，車站能力處于富裕狀態(tài)，可以滿足運(yùn)營(yíng)需求，同時(shí)考慮到工程投資，每個(gè)車站均能減少道岔2組和部分鋼軌，經(jīng)濟(jì)合理性更強(qiáng)。因此，興泉鐵路所有客貨運(yùn)中間站標(biāo)準(zhǔn)站型最終采用兩臺(tái)夾四線的布置形式。

此外，客、貨運(yùn)中間站的設(shè)計(jì)還需要研究綜合維修工區(qū)和貨場(chǎng)等的位置，此類場(chǎng)所集合大量鐵路技術(shù)設(shè)備，其位置優(yōu)劣直接關(guān)系到生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)條件，也對(duì)工程投資有相當(dāng)程度的影響，因此需要靈活布置。例如，德化車站貨場(chǎng)，依山而建，雖增加了貨運(yùn)作業(yè)走行距離，但最大程度適應(yīng)了地形條件，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益；明溪車站兩端咽喉地形狹窄，且受橋隧控制。因此，將綜合維修工區(qū)反向布置在到發(fā)線外靠近車站中心處，雖出入工區(qū)需要利用正線折返，但維修車輛均是天窗作業(yè)，不會(huì)影響正常運(yùn)營(yíng)，但卻取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 既有車站

既有站的改造是站場(chǎng)設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)，其布置形式的選擇牽涉面廣，安全要求又高，需要盡量考慮利用既有設(shè)備，避免大拆大建，減少對(duì)既有鐵路運(yùn)營(yíng)的影響，同時(shí)又要滿足新的運(yùn)輸需求。例如，興泉鐵路的興國(guó)站改造，由兩臺(tái)夾三線改造為兩臺(tái)夾五線，保留了了九龍端正線間多組渡線，便于施工組織。興泉正線接入既有3道到發(fā)線，正線在此為盡頭，列車在此均需停站，對(duì)3道路基本體不再按照正線標(biāo)準(zhǔn)改造，僅更換上部道砟和鋼軌，較大的減少施工風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)運(yùn)營(yíng)的干擾。貨場(chǎng)結(jié)合運(yùn)量維持原規(guī)模，遠(yuǎn)期再適時(shí)進(jìn)行改建，節(jié)約了工程投資。接觸網(wǎng)工區(qū)拆除后在原址附近擴(kuò)建綜合維修工區(qū)，其中的宿舍和辦公樓利舊，方便工作人員過(guò)渡。既有站改造的特征和思路在興國(guó)站的設(shè)計(jì)上得到充分的體現(xiàn)。興國(guó)站接軌示意圖如圖8所示。

圖8?興國(guó)站接軌示意圖Fig.8 Diagram on rail connection at the Xingguo Railway Station

3 結(jié)束語(yǔ)

鐵路引入地區(qū)樞紐和車站布置是站場(chǎng)設(shè)計(jì)工作中的2個(gè)重要方面。地區(qū)樞紐引入應(yīng)結(jié)合城市的規(guī)劃解決地區(qū)樞紐既有現(xiàn)狀的主要問(wèn)題，并留有發(fā)展余地，同時(shí)盡量客貨分開(kāi)。興泉鐵路車站的布置中站位的選擇應(yīng)在符合城市規(guī)劃的基礎(chǔ)上，力求達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)輸效果和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效果。新建站布置形式則是結(jié)合運(yùn)量和地形，尋求運(yùn)輸組織順暢靈活和工程量合理的平衡點(diǎn)；既有站改造則是在滿足新的運(yùn)輸需求的前提下，盡量利用既有設(shè)備，避免大拆大改。興泉鐵路引入泉州地區(qū)樞紐及車站布置研究可以為復(fù)雜山區(qū)鐵路設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。