杭衢鐵路新安江至金千貨場段線路方案優(yōu)化

杜振江

(中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司, 北京 102600)

1 杭州至衢州鐵路概況

新建杭州至衢州鐵路位于浙江省西部建德市和衢州市境內(nèi)。線路自杭黃鐵路楊村橋線路所引出，左線下穿杭黃高速鐵路后左右線并行引入杭黃高速鐵路建德東站，于建德東站北側(cè)新建杭衢場。出站后上跨杭黃高速鐵路，折向西南。下穿杭新景高速公路，上跨新安江，向西南前行，上跨杭新景高速公路后，從恒大地產(chǎn)與原國道省道320之間穿過，在建德市新安江街道工業(yè)區(qū)南側(cè)設(shè)建德南站。出站后再次上跨杭新景高速公路，向南經(jīng)黃尖山隧道、天池山隧道，進入衢州市境內(nèi)，于衢州市龍游縣北部設(shè)龍游北站。出站后向西南前行，進入衢江區(qū)境內(nèi)，預(yù)留衢江站。再向西進入柯城區(qū)境內(nèi)，折向南，跨滬昆高速鐵路后至高鐵新區(qū)石華線東側(cè)設(shè)衢州西站。出站后向南跨常山江、九景衢鐵路，并設(shè)聯(lián)絡(luò)線與九景衢鐵路相連，而后并行于滬昆高速鐵路西側(cè)，南行至滬昆高速鐵路江山站，于既有滬昆高速場西側(cè)新建杭衢場，并設(shè)聯(lián)絡(luò)線引入滬昆高速鐵路。線路全長130.921 km，新建長度130.921 km。途徑杭州市建德市和衢州市龍游縣、衢江區(qū)、柯城區(qū)、江山市，全線分布6個車站，其中新設(shè)車站4座(建德東、建德南、龍游北和衢州西)，預(yù)留車站1座(衢江站)，與既有站并站1座(江山站), 另于衢州市衢江區(qū)預(yù)留衢江站平縱條件[1]。

杭衢高速鐵路建衢段是滬昆通道杭衢段輔助運輸通路的重要組成部分，具有緩解既有滬昆通道杭衢段運輸緊張局面和增強路網(wǎng)機動靈活的重要功能，同時也是長三角城際快速交通網(wǎng)的重要組成部分。連接長三角地區(qū)環(huán)杭州灣經(jīng)濟帶和金衢麗經(jīng)濟帶，在兩大經(jīng)濟帶間形成了一條新的交通紐帶和經(jīng)濟橋梁，是實現(xiàn)“山海協(xié)作”升級版的重要紐帶，為兩大經(jīng)濟帶間人員交流提供強有力的支撐，對進一步發(fā)揮杭州都市圈輻射帶動作用，加快衢州融入杭州都市圈，放大區(qū)域發(fā)展格局，推進衢杭兩市深化戰(zhàn)略合作，解決浙西地區(qū)跨越發(fā)展翅膀不硬的短板，推動長三角地區(qū)城市群的聯(lián)動發(fā)展，全面建成小康社會具有重要意義。

九景衢鐵路設(shè)計速度目標值為200 km/h，因未連接滬昆高速鐵路，加之既有滬昆高速鐵路停開動車，經(jīng)九景衢鐵路的動車到達衢州站后即為終點，九景衢鐵路的運輸能力和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟效益難以充分發(fā)揮。杭衢高速鐵路可成為九景衢鐵路的后方通道，使其與規(guī)劃的杭金衢城際(遠期)、衢麗城際連通，對盤活九景衢鐵路，順暢衢州地區(qū)客流，進一步發(fā)揮區(qū)域鐵路網(wǎng)整體功能具有一定意義。杭衢高速鐵路既將衢州與建德、杭州及其他中心城市快速連接起來，又與九景衢鐵路連通，可直接將開化、江山、建德、桐廬、富陽等地區(qū)聯(lián)通，串聯(lián)沿線水上、陸上的旅游資源，為優(yōu)秀旅游景點提供便捷、舒適的交通出行方式，對打造錢塘江生態(tài)經(jīng)濟帶和黃金旅游帶，將衢州建成為杭州、上海乃至長三角的“后花園”、“大花園”，將“公園美景”升華為“花園經(jīng)濟”具有重要意義。

2 杭衢鐵路新安江至金千貨場段線路優(yōu)化

2.1 新安江至金千鐵路貨場段原線路方案

本段全部位于建德市境內(nèi)，線路自 DK 8+000起，依次上跨杭新景高速公路、新安江，向南前行，在西岸半島南部折向西南(采用5 500 m半徑)，上跨杭新景高速公路后，穿越山河新村回遷區(qū)，而后從恒大地產(chǎn)與原國道省道320之間穿過，在建德市新安江街道工業(yè)區(qū)南側(cè)設(shè)建德南站。出站后向南穿越胡岑塘水庫，再次上跨杭新景高速公路(跨點位于緩和曲線上)，于金千鐵路貨場東側(cè)南行，到達優(yōu)化研究終點。自 DK 8+000上跨杭新景高速公路處起算，研究范圍內(nèi)線路全長21.515 km，其中橋梁24座，長11.074 km，隧道15座，長7.389 km，橋隧總長18.463 km，橋隧比為85.8%[2]。

2.2 新安江特大橋段縱斷面優(yōu)化

杭衢鐵路自建德東站引出后向西南方向走行，跨新安江后至建德市新安江街道工業(yè)區(qū)南側(cè)設(shè)建德南站。在跨新安江前與杭新景高速公路有一次交叉，原方案為減少對高速公路的影響，采用(60+100+60) m連續(xù)梁一次跨越高速公路，并預(yù)留高速公路擴寬條件。由于高速公路高程較高，且與南側(cè)新安江距離僅約1 km，線路在跨越高速公路后緊接著跨越新安江，造成新安江特大橋高程過高(高出江面約59.7 m)。此外，新安江南岸西岸半島為“兩江一湖”風(fēng)景名勝區(qū)新安江景區(qū)規(guī)劃建設(shè)景點之一[3]，原方案以高橋通過，對自然景觀視覺破壞明顯。

2.2.1優(yōu)化方案

針對原方案(上跨杭新景高速公路方案)存在的問題，本文研究了下穿杭新景高速公路方案。該方案線路自建德東站引出后向西南方向走行，以隧道形式下穿杭新景高速公路，再跨新安江后至建德市新安江街道設(shè)建德南站。該方案新安江特大橋較原方案降低約32 m。線路平面不變。對縱斷面變化范圍內(nèi)工程量的變情況進行統(tǒng)計，結(jié)果如表1所示。

表1 線路縱斷面優(yōu)化前后主要工程變化概況表

由表1可見，優(yōu)化方案節(jié)省工程投資約1.89億元。

2.2.2方案評價

(1)從與自然景觀的和諧性角度分析

本段鐵路穿越新安江景區(qū)，新安江景區(qū)是“兩江一湖”風(fēng)景名勝區(qū)的二級保護區(qū)。下穿杭新景高速公路方案跨新安江橋高較低，在跨江后基本以隧道和路基形式通過新南江南岸的西岸半島，線路兩側(cè)的山體對鐵路有一定的遮擋，一定程度上保護了西岸半島自然景觀的完整性。而原上跨高速公路方案在西岸半島基本以高橋通過，對自然景觀視覺破壞明顯[4]。

(2)從防洪角度分析

根據(jù)《浙江省涉河橋梁水利技術(shù)規(guī)定》4.1條：“橋梁的阻水面積百分比不宜大于6%，不得超過8%[5]”。下穿杭新景高速公路方案的新安江特大橋橋高較上跨方案降低約31.89 m，橋墩尺寸也明顯減小，從而降低了橋墩阻水比，有利于行洪。

(3)從交通影響角度分析

上跨杭新景高速公路方案采用(60+100+60) m連續(xù)梁一次跨越高速公路，采用封閉式掛籃施工，對高速路運行基本無影響。下穿杭新景高速公路方案采用隧道下穿杭新景高速公路，隧道拱頂距離高速公路約為6.0 m，施工時，高速路需限速80 km/h通行，對高速公路通行有一定影響。

(4)從工程投資角度分析

下穿杭新景高速公路方案新安江特大橋橋高降低了約31.89 m，橋隧比降低約9.59%，靜態(tài)投資總額降低約1.89億元。

結(jié)合以上分析，下穿杭新景高速公路方案雖在施工過程中對高速公路的運行有一定影響，但保護了自然景觀的完整性，有利于新安江行洪[6]，且節(jié)省工程投資，故優(yōu)化后的方案更合理。

2.3 新安江至金千貨場段平面優(yōu)化

2.3.1平面優(yōu)化原因

新安江至金千貨場段(DK 9+000～DK 30+040)原方案平面存在以下問題：

(1)新安江特大橋大里程端曲線采用5 500 m半徑，導(dǎo)致特大橋大部分位于緩和曲線上，不滿足軌溫調(diào)節(jié)器設(shè)置要求。經(jīng)行車模擬，該曲線段行車速度不超過300 km/h，可采用與行車速度相匹配的曲線半徑并滿足軌溫調(diào)節(jié)器的設(shè)置要求[7]。

(2)在DK 17+400處穿越山河新村杭新景高速公路建設(shè)回遷區(qū)，將造成二次拆遷，村民反響強烈，社會影響較大。

(3)在DK 25+800跨杭新景高速處跨度為206 m，需設(shè)置軌溫調(diào)節(jié)器，但原線位該處位于曲線上，不滿足軌溫調(diào)節(jié)器需設(shè)置要求[8]。

(4)原線位DK 24+300～DK 24+500線路上跨胡岑塘水庫，從水庫最寬處通過，水中墩較多，共計7個。

2.3.2優(yōu)化方案

優(yōu)化方案線路自DK 9+000起，上跨新安江，向南前行，在西岸半島南部折向西南(采用 4 500 m半徑)，上跨杭新景高速后(跨點較原方案北移210 m)，從山河新村回遷區(qū)西北側(cè)繞避而過，后從恒大地產(chǎn)與原國道省道320之間穿過，在建德市新安江街道工業(yè)區(qū)南側(cè)設(shè)建德南站。出站后向南穿越胡岑塘水庫，再次上跨杭新景高速(跨點位于直線上，較原方案東移220 m)，于金千鐵路貨場東側(cè)南行，到達優(yōu)化研究終點(DK 30+040)。自新安江特大橋大里程端DK9+000起算，研究范圍線路全長20.522 km，其中橋梁30座，長10.018 km，隧道13座，長6.113 km，橋隧總長16.131 km，橋隧比78.6% 。

(1) 新安江特大橋大里程端平面優(yōu)化

經(jīng)行車模擬，新安江特大橋大里程端曲線段行車速度不超過300 km/h，將新安江特大橋大里程端原曲線半徑由 5 500 m縮小為 4 500 m，縮短了曲線長度，將曲線移出新安江特大橋主跨，與行車速度適應(yīng)并滿足了軌溫調(diào)節(jié)器設(shè)置要求。

(2) 繞避山河新村回遷區(qū)平面優(yōu)化

將原設(shè)計方案建德南站小里程端曲線拆分為兩個曲線，同時起始直線邊北移約210 m，優(yōu)化方案后，線路從山河新村回遷區(qū)西北側(cè)繞避而過，減少房屋拆遷約1.4萬m2，節(jié)省大量拆遷費用，同時避免了拆遷矛盾，可改善各方關(guān)系及施工社會環(huán)境。

(3)建德南站南端至跨杭新景高速公路平面優(yōu)化

將原設(shè)計方案建德南站中軸直線逆時針旋轉(zhuǎn)1°41′,優(yōu)化后DIIK 25+800跨杭新景高速公路處位于直線上，滿足了設(shè)置軌溫調(diào)節(jié)器的平面條件。同時，優(yōu)化后線位從胡岑塘水庫庫區(qū)邊緣通過，跨水庫特大橋水中墩減少為3個，改善了施工條件，節(jié)省了工程投資，同時降低了對水庫的分割影響。

平面優(yōu)化范圍為DK 9+000～DK 30+040，對比優(yōu)化范圍內(nèi)線路平面優(yōu)化前后的主要工程數(shù)量，如表2所示。

表2 線路平面優(yōu)化前后主要工程變化概況表

從表2可以看出，本段線路平面優(yōu)化后，拆遷減少1.4萬m2，用地增加88.6畝，路基工程長度增加1.351 km，橋梁工程長度減少0.056 km，隧道工程長度減少1.276 km，投資減少1.96億元。

3 結(jié)束語

本文從保護自然景觀、節(jié)省工程投資的角度考慮，對杭衢鐵路新安江特大橋段線路縱斷面方案進行了優(yōu)化。同時，在與行車速度相適應(yīng)的前提下，通過減小半徑、拆分曲線等手段滿足了軌溫調(diào)節(jié)器設(shè)置的平面要求，繞避了居民回遷區(qū)，節(jié)省了大量拆遷費用，避免了回遷區(qū)二次拆遷可能引發(fā)的社會矛盾。在高速鐵路選線設(shè)計中，要注重鐵路與自然景觀的和諧性。平面曲線半徑應(yīng)合理選用，在滿足行車速度前提下采用合適的曲線半徑能更加靈活地繞避控制因素，減少工程投資。本文優(yōu)化思路可以為類似項目提供參考。