杭州鐵路樞紐杭州北聯絡線建設方案優化研究

翁 露 沈 維

(中國鐵路上海局集團有限公司計劃統計部,上海 200040)

1 概述

鐵路樞紐聯絡線在鐵路樞紐范圍內具有重要作用,合理規劃鐵路樞紐聯絡線,對提高樞紐內運輸組織靈活性、緩解城市交通壓力、營造安全可靠的客貨運輸環境具有重要意義。

目前,對樞紐內聯絡線已有較多研究,劉杰分析濟南站至濟青高鐵建設必要性,提出以黃臺接軌方案,未實現濟南鐵路樞紐內濟南站與濟南東站之間互聯互通[1];馬健對西寧鐵路樞紐內西寧站和西寧貨站現狀進行分析,考慮樞紐內既有現狀改建的限制性因素,決定采用上、下行聯絡線分別接軌西寧貨站[2];馬偉叁認為既有杭州鐵路樞紐存在客運站辦理旅客列車能力不足和動車組檢修設施與整備能力不足等問題,提出規劃建設杭州西站,樞紐內多條線路設置聯絡線,實現多條大通道的互聯互通,并形成雙環的格局[3]。

杭州北聯絡線是杭州鐵路樞紐內聯通新建杭州西站和既有杭州站、杭州東站的連接線,按照已批復的杭州北聯絡線線位方案,雖能實現樞紐內新建杭州西站與既有杭州站、杭州東站互聯互通,但依然存在遠期區段能力不足、運輸組織不靈活等問題。 為更好地滿足規劃杭州北聯絡線功能定位,需對已批復杭州鐵路樞紐中規劃的線位方案進行優化,還需考慮以下問題:①根據湖杭鐵路相關批復,滬乍杭鐵路、杭州北聯絡線勾莊線路所及以西等臨近湖杭鐵路的線下工程均已按原批復線位實施,優化線位方案應盡可能利用已實施工程,減少廢棄工程;②優化方案應在《中長期鐵路網規劃》《長江三角洲地區多層次軌道交通規劃》《杭州鐵路樞紐規劃(2016～2030 年)》基礎之上,進行充分的研究論證,盡量與上位規劃相符;③按原批復方案,線路在既有宣杭線南側走行,征地拆遷相對較小,優化方案應進一步考慮征地拆遷費用,重點分析項目投入產出。 根據運量預測、市域列車開行需求等因素[4],結合在建湖杭鐵路、杭州西站、杭州西動車所,統籌考慮滬乍杭鐵路、杭臨績鐵路等相關規劃線路,重點分析杭州鐵路樞紐總圖(見圖1)和杭州北聯絡線線位方案,從工程投資、運輸組織、線路及場站能力等角度進行研究,以期獲得最優方案。

圖1 杭州鐵路樞紐總圖規劃布置示意

2 建設方案研究

2.1 杭州鐵路樞紐概況

杭州鐵路樞紐主要承擔浙江省內外及長三角與我國南部地區的客貨運交流運輸,是全國19 個鐵路綜合交通樞紐之一[5]。 該樞紐銜接寧杭高鐵、杭甬高鐵、滬昆高鐵、杭黃高鐵、滬昆線、宣杭線、蕭甬線等7 條干線鐵路,上海、南京、宣城、黃山、金華、寧波等6 個方向。 樞紐東北方向由滬昆線、滬昆高鐵銜接上海樞紐,東向由蕭甬線、杭甬高鐵銜接寧波樞紐,西南方向由滬昆線、滬昆高鐵銜接南昌樞紐,西北方向由宣杭線銜接蕪湖樞紐,北向由寧杭高鐵銜接南京樞紐。 目前,杭州樞紐辦理客運業務的主要車站為3 個,即杭州、杭州東、杭州南站。 杭州站位于市中心,是杭州最早建成的車站之一,站臺規模5 臺11 線,主要辦理各方向普速客車始發終到、少量普速客車通過作業及部分滬杭高鐵和寧杭高鐵城際客車始發終到作業。 杭州東站是樞紐內規模最大的客站,站臺規模18 臺34 線,自東向西分別布置普速場、滬杭場和寧杭場,主要辦理杭甬、滬杭、杭長、寧杭高鐵的始發終到動車,上海、南京方向往金華、寧波方向全部高鐵通過客車作業,上海方向往金華、寧波方向大部分普速通過客車作業。 杭州南站為原蕭山站,在2020 年7 月改擴建后重新投入運營,站臺規模7 臺21 線,自西向東布置為普速場、杭甬場和滬昆場,因杭州南站附近沒有配套動車所和普速鐵路車輛段,因此,主要辦理列車通過作業。 樞紐內配套動車所僅有艮山門動車運用所,設于杭州東站和杭州站之間,動車所按南、北兩場布置,滿線存放能力29 列。目前,樞紐內在建的項目主要有湖杭鐵路、杭溫鐵路(桐廬至義烏段)、艮山門動車所擴建工程等。 規劃年度杭州樞紐銜接滬昆、寧杭、杭甬、杭黃、商合杭高鐵,杭紹臺、杭溫、杭臨績、滬乍杭、滬杭城際、寧杭二通道及滬昆線、宣杭線、蕭甬線等14 條鐵路,上海、南京、合肥、宣城、黃山(績溪)、金華、寧波、溫州8 個方向,依靠錢江二橋(雙線)、錢江鐵路新橋(四線)、桐廬鐵路橋(兩線、預留四線)及江東越江隧道(兩線)銜接各方向干線鐵路和城際鐵路,樞紐總圖格局最終形成“一個主軸(既有滬昆、寧杭深通道)、兩條輔助通道(城市東、西兩翼的杭州西通道和江東通道)、五座客站(杭州站、杭州東站、杭州西站、杭州南站、錢塘站)”,客貨順列、并列組合式的大型放射狀環形樞紐,見圖1。

杭州西站是湖杭鐵路新建車站,總規模為11 臺20 線,自北向南分別布置杭臨績場、湖杭場[6-7],其中杭臨績場規模5 臺9 線,湖杭場規模6 臺11 線,建成后主要承擔湖杭、杭溫、滬乍杭、杭臨績、寧杭二通道及部分滬杭城際、杭黃鐵路列車。 在杭州西站西北方向設杭州西動車運用所,呈南北兩級兩場縱列式布置,總規模為檢查庫線12 條,存車線60 條[8]。 2022 年隨著湖杭鐵路項目開通,樞紐內杭州西站、杭州西動車運用所將同步投產。 杭州西站平面布置見圖2。

圖2 杭州西站平面布置示意

2.2 運量預測

研究年度杭州樞紐隨著多條高速鐵路、城際鐵路的引入,鐵路旅客發送量占全社會份額將有一定增長,特別是城際客流份額將有較大幅度提升[9]。 預測杭州市2035 年鐵路客運量為1.5 億人次,鐵路客運量約占全社會客運量市場份額的33.3%。 鐵路客運量中省內客運量為8 055 萬人,約占鐵路總客運量的53.7%。 預測杭州市2045 年鐵路客運量為1.75 億人次,鐵路客運量約占全社會客運量市場份額的34.3%。 鐵路客運量中省內客運量為9 880 萬人,約占鐵路總客運量的56.5%[10]。

2019 年4 月杭州樞紐辦理旅客列車361 對,其中始發終到85 對,通過276 對[11]。 根據旅客列車年輸送人數和預測的樞紐旅客發送量,以及行政區域間旅客交流量,預測杭州鐵路樞紐2035 年辦理客車907對,其中始發車487 對,通過車420 對;2045 年辦理客車1 004 對,其中始發車573 對,通過車431 對(見表1)。

表1 杭州鐵路樞紐旅客列車對數對/d

根據杭州鐵路樞紐運量預測及車站分工[12],研究年度近遠期杭州北聯絡線主要承擔杭州西站始發少量的臺州方向列車,杭州站始發部分臨安方向列車,臨安方向與寧波方向間通過列車,以及樞紐內市域列車。杭州北聯絡線及相關線路客列車對數見表2。

表2 杭州北聯絡線及相關線路列車對數 對/d

2.3 規劃線位方案分析

(1)方案Ⅰ:勾莊線路所接軌、宣杭鐵路南側走行方案

根據已批復的杭州鐵路樞紐總圖規劃[13],杭州北聯絡線方案為勾莊線路所接軌、宣杭鐵路南側走行方案,即杭州北聯絡線從勾莊線路所滬乍杭鐵路側向出岔,分方向外包滬乍杭鐵路,之后折向東行,上行線相繼上跨湖杭鐵路、滬乍杭鐵路后左右線并行,隨后線路繼續沿宣杭鐵路南側東行,上跨老宣杭鐵路(已拆除),于宣杭鐵路南側上跨京杭大運河,然后繼續沿宣杭鐵路南側折向南行,終至寧杭高鐵預留杭州東線路所。 線路方案見圖3。

圖3 勾莊線路所接軌宣杭鐵路南側走行方案

按照該方案,杭州北聯絡線線路長約12.8 km,工程實施后,西面(杭州西站端)近期可以利用杭州北聯絡線,經滬乍杭鐵路至杭州西站杭臨績場及杭州西動車所,東面(杭州北站端)接入杭州北站附近寧杭高鐵區間預留杭州東線路所,實現杭州西站、杭州西動車所與杭州東站、杭州站聯通的目標。 按照該方案行車徑路,初期除需實施杭州北聯絡線外,還需同步實施滬乍杭鐵路勾莊線路所至杭臨績場12.3 km 線路、杭臨績鐵路2.8 km 線路、動走線3 道2.2 km 線路及其他不可分修部分線下工程。

(2)存在問題

①初期需同步實施工程較多,投資較大。 樞紐內杭州東站、杭州站不能經湖杭鐵路直接連接杭州西站湖杭場及動車所,初期需新建勾莊線路所至杭州西杭臨績場線路和動走線,才能引入杭州西站杭臨績場及動車所。②杭州北聯絡線與杭州西站湖杭場無法溝通,運輸組織靈活性不強。 湖杭鐵路不能直接引入杭州站、杭州東站,對于杭州東始發宣城方向車流,只能通過杭州西站折角運輸[14]。 ③市域列車只能在杭臨績場辦理,根據運量預測,勾莊線路所至杭臨績場區間近/遠期辦理客車對數123/148 對(不考慮市域列車)和148/178 對(考慮市域列車25/30 對),遠期通過能力不足。

2.4 優化方案分析

根據本項目作為杭州鐵路樞紐主要客站間聯絡線的功能定位,同時需兼顧后期市域列車開行功能,綜合考慮本線地理位置處于城區、沿線線位控制因素較多、線路長度較短等多方面因素,本線速度目標值為160 km/h。

優化方案中,線路從勾莊線路所滬乍杭鐵路側向出岔,外包滬乍杭鐵路至北東聯絡線郭家線路所,在京杭大運河東側增設滬乍杭鐵路俞家塘線路所,俞家塘線路所與郭家線路所區間按照四線建設,出俞家塘線路所后折向南終至杭州北站附近預留的杭州東線路所。 該方案維持原批復杭州西站及聯絡線布置方案,增設滬乍杭鐵路俞家塘線路所,通過湖杭、滬乍杭、杭州北聯絡線實現杭州西站、杭州西動車所與杭州東站、杭州站聯通的目標。 從近遠期工程結合的角度,考慮跨京杭大運河按照初期四線橋或者初期兩線橋、近期四線橋建設研究2 個方案。

(1)方案Ⅱ-1:增設俞家塘線路所,三四線并行方案

杭州北聯絡線從勾莊線路所引出后外包滬乍杭鐵路,至北東聯絡線郭家線路所,之后與滬乍杭鐵路四線并行,上跨京杭大運河、既有寧杭高鐵后,增設俞家塘線路所。 初期除實施杭州北聯絡線杭州東線路所至俞家塘線路所段約7 km 線路外,還需同步實施滬乍杭鐵路俞家塘線路所至勾莊線路所段約6 km、3 處線路所相關渡線等線上線下工程及杭州北聯絡線俞家塘線路所至勾莊線路所約7 km 及其他不可分修部分線下工程。 線路方案見圖4。

圖4 增設俞家塘線路所三四線并行方案

(2)方案Ⅱ-2:增設俞家塘線路所,三四線拉開方案

為盡量減少初期工程,并考慮杭州與滬乍杭鐵路拉開間距,初期杭州北聯絡線利用1 座兩線橋上跨京杭大運河,杭州北聯絡線俞家塘線路所至勾莊線路所線下工程可暫緩實施,待近期滬乍杭鐵路能力不足時再擇機建設。

(3)方案比選

方案Ⅱ-1 和方案Ⅱ-2 經濟技術比較見表3,由表3 可知,方案Ⅱ-2 較方案Ⅱ-1 雖然初期減少同步實施工程,節省投資,但存在以下不足:①三四線拉開25m 間距后,導致線路夾心地增加,不符合土地集約利用相關政策;②京杭大運河為世界文化遺產,從施工角度看,方案Ⅱ-1 采用1 座四線橋上跨,僅需進行1 次施工,對京杭大運河生態環境影響較小[15];③方案Ⅱ-2 近期采用3 座橋梁上跨京杭大運河,工程投資大,擠占過河通道資源。 綜合比選后,推薦方案Ⅱ-1。

表3 方案技術經濟比較

2.5 優勢分析

(1)工程投資

方案Ⅱ-1 較方案Ⅰ初期實施工程少,工程投資小。 按照方案Ⅱ-1,初期利用湖杭鐵路接入杭州西站湖杭場,可暫緩實施滬乍杭鐵路勾莊線路所至杭州西站杭臨績場及動走線,初期可節省投資約9 億元。

(2)客車徑路

通過新設俞家塘線路所,方案Ⅱ-1 客車徑路更加暢通。 對于杭州東始發宣城方向車流,方案Ⅱ-1 可通過杭州北聯絡線、滬乍杭鐵路、北東聯絡線聯通,徑路暢通,不需通過杭州西折角運輸,湖杭鐵路也可通過北東聯絡線、杭州北聯絡線直接去往杭州站、杭州東站,樞紐內客車徑路更加靈活。

(3)區間線路、車站能力

方案Ⅰ杭州北聯絡線與湖杭場無法溝通,市域列車只能在杭臨績場辦理,根據運量預測,勾莊線路所至杭臨績場區間近/遠期辦理客車148 對/178 對(考慮市域列車25 對/30 對),遠期通過能力不足。 方案Ⅱ-1 市域車可在杭臨績場和湖杭場辦理,兩場能力相對均衡,區間湖杭鐵路和滬乍杭鐵路近/遠期辦理客車132 對/157 和134 對/160 對(考慮市域列車),北東聯絡線可分流杭州東至宣城方向客車11 對/16 對,遠期能力較方案Ⅰ有所緩解。

綜上,方案Ⅱ-1 較方案Ⅰ更為合理,在初期工程投資、運輸組織靈活性、區間通過能力等方面均具有明顯優勢。

3 建設時序分析

根據施工組織安排,湖杭鐵路將于2022 年7 月建成,杭州西站、杭州西動車所也將同時投入使用。 從杭州鐵路樞紐功能來看,由于杭州西站與既有杭州站、杭州東站沒有便捷通道相連,樞紐內的互聯互通尚未實現,制約樞紐作用的發揮。

3.1 加快本項目建設有利于充分發揮杭州西站運輸能力

2022 年湖杭鐵路開通時,由于滬蘇湖鐵路(計劃2024 年8 月開通)、杭溫鐵路一期和二期(計劃2024 年6 月開通)尚未建成,滬乍杭鐵路、杭臨績鐵路等尚未開展前期工作,富陽西站至富陽站的連接線也未啟動,杭州西站僅能北向接商合杭鐵路,南向接杭黃鐵路,湖杭鐵路及杭州西站的能力未能充分發揮,加快本項目及相關工程建設可更好發揮杭州西站運輸能力。

3.2 加快本項目建設有利于更好發揮杭州西動車所作用

目前,浙江省境內僅有杭州艮山門動車所,動車檢修運用能力極為緊張,需加快推進杭州艮山門動車所改擴建工程,擬于2022 年開工建設,建設期間將需要周邊動車所的支持。 杭州西動車所能力近期為6 線檢查庫、28 條存車線,能力富余,加快實施杭州北聯絡線及相關工程,則杭州西動車所可為杭州站、杭州東站提供動車組配套服務,更好發揮杭州西動車所作用,也可為艮山門動車所改擴建工程實施創造有利條件。

3.3 加快本項目建設有利于增強樞紐內運輸組織靈活性

本項目及相關工程實施后,將銜接杭州西站與杭州站、杭州東站,進而杭州西站連通杭甬、杭紹臺,杭州站、杭州東站連通杭臨績、湖杭及寧杭二通道等,本線可承擔杭州西始發寧波、臺州方向列車,杭州站始發臨安方向列車,及臨安方向與寧波方向間通過列車,樞紐內運輸組織更加靈活。

4 結語

杭州是長三角重要的區域性中心城市,“十四五”時期是杭州“亞運會、大都市、現代化”發展的重要窗口期,加強樞紐互聯互通、提高運輸機動靈活性是杭州鐵路樞紐“十四五”發展的主導趨勢。 立足杭州鐵路樞紐規劃布局、杭州北聯絡線及相關線路運輸需求,從解決規劃線位存在區段通過能力不足、運輸組織不夠靈活等問題出發,提出新增俞家塘線路所、三四線并行的優化方案,并從工程投資、運輸組織、線路區間能力分析論證其可行性。 按照提出的優化方案,杭州北聯絡線及其相關工程的建設可更好實現新建杭州西站銜接既有杭州站、杭州東站的互聯互通,有利于充分發揮好杭州西站運輸能力,為湖杭、杭溫、杭臨績等新線引入杭州站、杭州東站提供便利,同時,為日后杭州開行市域列車創造良好的基礎設施條件,對杭州鐵路樞紐與城市布局的空間引導和功能耦合具有重要意義。