多條高鐵引入既有客運站車站布置圖型研究
——以成達萬高鐵為例

丁大朋

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司,北京 100055)

1 概述

《中長期鐵路網規劃》(2016年修編)在“四橫四縱”高速鐵路網的基礎上，構建以“八縱八橫”高鐵干線為骨架、區域連接線銜接、城際鐵路網補充的高速鐵路網，在這張網絡的節點位置形成多個“米字型”高速鐵路樞紐及數量更多的“十字型”高速鐵路樞紐[1]。“十字型”高速鐵路樞紐指銜接4個及以上方向，有2條及以上高速鐵路干線、多條區域鐵路連接線銜接或城際鐵路補充的客運樞紐[2]。受路網變化影響，相當一部分地級市所在的樞紐(地區)已有既有城際鐵路解決地區部分方向的高速客運作業，規劃的高速鐵路干線引入時，結合城市規劃、人口體量、方便換乘及跨線運輸[3]等因素，宜盡量引入既有城際客運站[4]。本文主要研究多條高速鐵路引入地級市既有客站車站改建布置圖型。

2 多條高鐵引入樞紐特征

多條縱向和橫向高速鐵路引入地級市鐵路樞紐一般呈十字交叉形態，構建“十字型”高速鐵路樞紐，縱橫向鐵路可為“八縱八橫”鐵路干線也可為區域城際鐵路[5]，偶爾還會形成多線共通道格局，多線共通道將涉及各線別的具體作業分工[1，6]。例如，在萬州鐵路樞紐，沿江通道[7]橫貫東西、包海通道縱穿南北，沿江通道由成達萬鐵路和鄭萬鐵路構成，包海鐵路由渝萬高鐵和渝西高鐵至萬州聯絡線構成，另有渝萬城際與渝萬高鐵共通道引入樞紐，沿江通道與包海通道呈十字交叉，形成典型的“十字型”高速鐵路樞紐。

3 多條高鐵引入樞紐客流特點

城市區位、城市體量、銜接線路功能定位等因素直接影響“十字型”高速鐵路樞紐的客流特點，客流特點對客站的站型選擇起著至關重要的作用[8]。從城市區位分析，城市是否處于交通樞紐位置、是否為區域經濟中心影響客流規模及客流交換量；從城市體量分析，人口和經濟體量通過客流集聚性影響著客流規模[9]；從銜接線路功能定位分析，銜接的是高鐵干線還是區域城際連接線或城際鐵路影響著客流是始發終到或是通過。地級市的“十字型”高速鐵路樞紐多為客流通過型樞紐，其客流大多以通過車流為主，兼有部分跨線車流但往往占比不大，始發終到車流多以銜接的至省會城市的城際車流為主。以萬州鐵路樞紐為例，萬州區是成渝城市群沿江城市帶區域中心城市[10]，2018年常住人口為165萬人，地區通過客流約占比72%，主要為沿江通道、包海通道；城際客流約占比28%，主要為重慶方向，可以看出銜接的沿江通道和包海通道就是以通過車流為主，銜接的渝萬城際鐵路則以至重慶的始發終到車流為主。

4 多條高鐵引入鐵路樞紐既有客站案例分析

考慮本次研究對象為地級市“十字型”高速鐵路樞紐，以萬州鐵路樞紐作為案例對多條高鐵引入方案進行分析，并結合萬州樞紐既有客運站作業分工，重點對高速鐵路引入樞紐萬州北站的改建方案進行論證。

4.1 城市概況

萬州區位于長江上游地區、重慶東北部，處三峽庫區腹心，是成渝城市群沿江城市帶區域中心城市，2018年常住人口為165萬人，規劃到2020年，萬州將建成超百萬人口的重慶第二大城市[11]。城區依山就勢，主要分布在175～350 m高程范圍，沿江至山呈坡臺地分布，屬典型山地城市[12]。

4.2 既有、在建及擬建鐵路概況

4.2.1 既有鐵路概況(圖1)

萬州鐵路樞紐既有鐵路有達萬鐵路、宜萬鐵路及渝萬城際鐵路。達萬鐵路與宜萬鐵路在萬州站貫通，萬州站為地區內唯一的區段站兼客貨運站[13]，擔當銜接線路貨車解編作業和旅客列車的始發、終到作業；渝萬城際設萬州北站辦理高速客運作業。

圖1 既有萬州鐵路樞紐概況

4.2.2 在建及擬建鐵路概況

在建鄭萬高鐵：線路設計行車速度為350 km/h，于萬州北站貫通渝萬城際鐵路，在車站東南側設動車組存車場，擬于2021年底建成通車。

規劃鐵路：重慶至萬州高鐵(即渝萬高鐵)；成都經達州至萬州高速鐵路(即成達萬高鐵)；渝西高鐵萬州至安康段(即渝西高鐵)。此外還規劃有重慶至宜昌高鐵(渝宜高鐵)，可有效緩解萬州樞紐遠期東出能力不足問題[14]。

4.2.3 萬州北站概況

車站設到發線7條(含正線)，安全線4條，維修車間、牽引變電所、配電所各1處。車站設450 m×12.0 m×1.25 m基本站臺1座，450 m×10.5 m×1.25 m島式中間站臺2座[15]。在建鄭萬高鐵自車站東端咽喉引入萬州北站，站房同側鄭州端在建存車場1處，近期設存車線4條，預留4條，大機停留線2條。車站內分布多處雙線及多線橋，東端出站孔家梁大橋與在建天成隧道橋隧相連，目前天城隧道已貫通(圖2)。

圖2 既有萬州北站示意

4.3 樞紐客運量

研究年度內，隨著鄭萬高鐵、渝萬高鐵、渝西高鐵(萬州至安康段)、成達萬高鐵等的建成通車，萬州地區旅客列車對數近、遠期分別達239對/d、249對/d。各年度地區旅客列車對數見表1。成達萬高鐵以至鄭萬高鐵通過車流為主，兼有部分始發終到車流，無轉線車流；渝萬高鐵以至鄭萬高鐵車流為主，渝萬高鐵至渝西高鐵車流次之，兼有部分始發終到車流；渝萬城際以始發終到車流為主，兼有少量至渝西高鐵及鄭萬高鐵的通過車流。通過車流情況分析可知，渝萬高鐵宜與渝西高鐵貫通，重點解決渝萬高鐵和成達萬高鐵如何連通鄭萬高鐵問題[15]。

表1 萬州地區客車交流 對/d

4.4 引入萬州北站改建方案

根據萬州樞紐3條規劃高鐵客流交流方向，渝萬高鐵引入萬州樞紐需與渝西高鐵西安、在建鄭萬高鐵鄭州方向交流，成達萬高鐵引入萬州樞紐需與在建鄭萬高鐵鄭州方向溝通，引入樞紐方案需綜合3條高鐵統籌研究。綜合成達萬、渝萬高鐵及渝西高鐵的功能定位、區間線路走向、樞紐車流特征、樞紐總圖格局及城市規劃等因素分析后，考慮采用成達萬高鐵、渝萬高鐵及渝西高鐵均引入萬州北站方案(圖3)，該方案可維持樞紐兩客站格局，有效減少聯絡線設置[13]。

圖3 萬州樞紐總平面布置示意

4.4.1 車站布置圖型概括性分析

多條高鐵引入同一車站適宜采用的站型可歸納為3種，并站分場、合場外包及方向別混場(圖4)[16-18]。從運輸組織方面分析，并站分場較適用于多條高鐵以通過及始發終到車流為主、跨線交換車流較少的情況；合場外包較適用于多條高鐵以通過及跨線交換車流為主、始發終到車流較少的情況；方向別混場方案較適用于多條高鐵跨線交換車流較多、通過停站車流比例較高、始發終到車流較少的情況。從工程方面分析，一般工程情況下方向別混場工程最小、并站分場次之、合場外包最大[19]。

4.4.2 改建萬州北站方案研究

考慮既有萬州北站車站規模、橋隧工程、客運車流等因素，以主要客流方向貫通、充分利用既有工程、充分利用既有車場能力及保證鄭萬高鐵如期通車為原則，根據車站布置圖型概括性分析結論，改建方案在合場外包(方案Ⅰ)、分場(方案Ⅱ)及混場(方案Ⅲ)的基礎上進行了混合式站型研究，合場外包方案分別研究了成達萬合場外包渝萬(城)與渝萬(高)分場方案(方案Ⅰ-1)、渝萬(高)合場外包成達萬與渝萬(城)分場方案(方案Ⅰ-2)及渝萬(高)合場外包渝萬(城)與成達萬分場方案(方案Ⅰ-3)三個子方案；分場方案為成達萬、渝萬(高)及渝萬(城)三場并場方案(方案Ⅱ)；混場方案為成達萬、渝萬(高)混場與渝萬(高)、渝萬(城)混場兩場并場方案(方案Ⅲ-即渝萬高鐵雙接兩場)。

圖4 多條高鐵引入同一車站布置圖型示意

成達萬合場外包渝萬(城)與渝萬(高)分場方案(方案Ⅰ-1)(圖5)：成達萬高鐵合場外包既有渝萬城際場，新增3臺4線，城際場規模6臺9線；渝萬高鐵新建高速場，高速場規模2臺4線；車站總規模8臺13線。渝萬高鐵、成達萬高鐵與鄭萬高鐵上、下行線160 km/h連通；渝萬高鐵與渝西高鐵350 km/h貫通，與鄭萬高鐵連通；渝萬城際與鄭萬高鐵貫通。

圖5 成達萬合場外包渝萬(城)與渝萬(高)分場方案

渝萬(高)合場外包成達萬與渝萬(城)分場方案(方案Ⅰ-2)(圖6)：渝萬高鐵合場外包成達萬高鐵新建高速場，并與既有渝萬城際場并場布置，高速場規模5臺9線；渝萬城際場維持既有3臺5線；車站總規模8臺14線。成達萬與鄭萬高鐵350 km/h貫通；渝萬高鐵與渝西高鐵350 km/h貫通，通過成達萬與鄭萬高鐵160 km/h連通；渝萬城際與渝西高鐵和鄭萬高鐵連通。

渝萬(高)合場外包渝萬(城)與成達萬分場方案(方案Ⅰ-3)(圖7)：渝萬高鐵合場外包既有渝萬城際，于既有渝萬城際車場新增2臺3線，城際場規模5臺8線；于渝萬車場北側新設成達萬高速場，新建高速場規模2臺4線；車站總規模7臺12線。渝萬城際與鄭萬高鐵250 km/h貫通，與渝西高鐵連通；渝萬高鐵與渝西高鐵250 km/h貫通，與鄭萬高鐵160 km/h連通；成達萬160 km/h側向接入鄭萬高鐵。

成達萬、渝萬(高)及渝萬(城)三場并場方案(方案Ⅱ)(圖8)：渝萬高速場、成達萬高速場與既有渝萬城際場自北向南并場布置，兩高速場分別為2臺4線，既有城際場3臺5線，車站總規模7臺13線。成達萬鐵路與鄭萬高鐵上下行線350 km/h貫通；渝萬高鐵與渝西高鐵350 km/h貫通，與鄭萬高鐵160 km/h連通；渝萬城際與鄭萬高鐵80 km/h連通，與渝西高鐵連通。

圖6 渝萬(高)合場外包成達萬與渝萬(城)分場方案

圖7 渝萬(高)合場外包渝萬(城)與成達萬分場方案

圖8 成達萬、渝萬(高)及渝萬(城)三場并場方案

圖9 成達萬、渝萬(高)混場與渝萬(高)、渝萬(城)混場兩場并場方案

成達萬、渝萬(高)混場與渝萬(高)、渝萬(城)混場兩場并場方案(方案Ⅲ)(圖9)：于既有渝萬城際場北側新設成達萬、渝萬高鐵高速場，渝萬高鐵、成達萬高鐵混場布置，高速場規模4臺7線；渝萬高鐵雙接城際場，新增1臺1線，城際場規模4臺6線；車站總規模8臺13線。渝萬城際與渝西高鐵250 km/h貫通，與鄭萬高鐵連通；渝萬高鐵與鄭萬高鐵、渝西高鐵160 km/h連通；成達萬鐵路與鄭萬高鐵350 km/h貫通。

4.4.3 萬州北站布置圖型研究結論(表2)

通過分析比較，若考慮充分利用既有城際場富余能力，減少對已實施的既有工程改建，可考慮采用成達萬合場外包渝萬(城)與渝萬(高)分場方案(方案Ⅰ-1)；若考慮各方向高標準貫通，可考慮采用成達萬、渝萬(高)及渝萬(城)三場并場方案(方案Ⅱ)或渝萬(高)合場外包渝萬(城)與成達萬分場方案(方案Ⅰ-2)；具體實施方案將結合國家戰略再行分析確定。

表2 方案綜合分析

5 結語

對多條高鐵引入站型布置方案進行了多方案的分析比選，通過對不同要因的取舍，對分場、合場外包及方向別混場三大系列方案又分別研究了相應的延伸方案，從不同角度出發，提出了針對性的參考性意見。

結合案例本次提出了5種站型，并分析了各自的適用范圍及關鍵優勢，是對類似多條高鐵引入樞紐項目的歸納與總結，不同的城市特點及樞紐規劃鐵路情況也各異，需綜合考慮既有設施利用[20]、運輸組織、工程可實施性等因素區別采用或進行進一步延伸研究。《中長期鐵路網規劃》[2]中樞紐節點眾多，希望能夠對路網樞紐后續項目的規劃研究提供借鑒和指導作用。