鄭州樞紐新建小李莊客站方案研究

何志剛 王太鋼 崔明陽

(河南省鐵路建設投資集團有限公司，鄭州 450046)

鄭州樞紐是溝通南北，連貫東西的交通要沖，多年來隨著城市的發展和路網的變化不斷完善調整，京廣、隴海兩大鐵路繁忙干線及京廣、徐蘭兩大客運主通道在鄭州交會。隨著樞紐“米”形高鐵網各線路相繼建成及中原城市群城際鐵路網相關鐵路的引入[1]，現有的客運系統及部分區段能力已無法適應未來發展需求。

已有學者對以上問題展開相關研究，徐峰認為鄭州樞紐存在鄭州站能力飽和、樞紐內部分區間通過能力緊張等問題[2]；劉耀等研究了鄭州樞紐場站擴能改造及優化利用方案[3]；王勇等以鄭濟高鐵為例對鄭州樞紐進行了系統性分析[4]；賈華強等對新建客運站向城市外圍布置進行了研究[5]；劉建光等研究了鄭州“環狀放射形”特大樞紐格局的客貨運系統[6]；董葉超通過計算機仿真對鄭州樞紐存在的問題及薄弱環節進行了深入研究[7]；齊曼玉從綜合交通樞紐發展同經濟增長的作用關系對鄭州市進行了實證分析[8]；左武對鄭州樞紐內列車開行方案進行了梳理研究[9]。以上研究均取得了一定的成果，但對新建客站方案的車站規模和布置形式研究不多，故對新建小李莊客站布置方案進行研究很有必要。

根據2018年底《鄭州鐵路樞紐總圖規劃(2016-2030年)》，小李莊客站為鄭州樞紐“四主客站”之一。通過研究既有鄭州樞紐現狀及存在的問題，科學預測運量，確定車站分工及規模，并一步研究新建小李莊客站的布置方案。從對既有線的影響、運營管理、城市規劃、工程建設難度、車站作業、工程投資等方面進行多方案比較，提出推薦方案。

1 鄭州樞紐客運系統概況及存在的問題

1.1 既有客運系統組成

鄭州站和鄭州東站為樞紐內主要客運站，鄭州南站為在建樞紐第三客運站，其分工及運營特征如下。

(1)鄭州站

承擔樞紐內京廣、隴海兩線普速始發、終到和通過作業及普速客車機車換掛作業，同時辦理部分高鐵和城際鐵路始發終到及通過作業。車站有到發線13條(含正線)，貨物列車到發兼存車線1條，西側有機車走行線2條，設基本站臺1座，中間站臺6座。目前鄭州站辦理旅客列車173對/d，其中動車組55.5對/d(始發終到22對/d、通過23.5對/d)，普速客車117.5對/d(始發終到22對/d、通過95.5對/d)。計算出南咽喉能力利用率為89%，北咽喉能力利用率為69%，到發線能力利用率為82%，咽喉能力及到發線能力已近飽和。

(2)鄭州東站

主要辦理京廣高鐵、徐蘭高鐵、鄭萬高鐵、鄭阜高鐵、鄭開城際、鄭機城際等動車組客車的始發終到作業和通過作業。車站按線路別分場布置：京廣高鐵在西側貫通設京廣場，徐蘭高鐵在東側貫通設徐蘭場(鄭萬、鄭濟引入徐蘭場東側)，中間設城際場，車站規模為16臺32線(含正線2條)。鄭州東站辦理旅客列車346.5對/d，其中始發終到160.5對/d，通過186對/d，由于徐蘭場銜接方向較多，作業較為繁忙，能力緊張。

1.2 運營特征及存在的主要薄弱環節

(1)鄭州站能力飽和，同時配套的動車存車及檢修能力不足

受既有條件限制，京廣、隴海線無法立交疏解，北京端咽喉京廣上下行正線在車站的東側，隴海線在西側，而廣州端咽喉的京廣線在車站的西側，隴海線在東側，此布局造成京廣線與隴海線客車進路全部交叉；另外機務段、客車整備所等均在車站南咽喉接軌，除正常接發車之外的客車本務機換掛及出入段、始發終到客車車底取送等作業頻繁，進路交叉嚴重，車站咽喉能力及到發線能力已經飽和。隨著鄭太高鐵的開通，鄭州站既有設備無法滿足客運需求。

鄭州動車運用所位于既有五里堡客車整備所內，設備有限，不能適應客站分工調整后鄭州站辦理大量動車組列車作業的需要。

(2)樞紐內部分區間通過能力緊張

目前，樞紐部分區間客貨列車行車量較大，鄭州站—圃田西站區間為高普共線運行，現狀普速客車59對、動車組列車41對，總計100對，能力較為緊張，研究年度按樞紐現狀的線路及車站分工，經鄭州—圃田西段的旅客列車初近遠期分別為180，197，232對，既有雙線無法滿足運輸需求。

(3)既有南陽寨至鄭州區間能力無法滿足要求

南陽寨至鄭州段為雙線，現狀普速客車60對/d、動車組列車30對/d、總計90對/d，現狀能力尚有一定富余。呼南高鐵通道利用鄭焦鐵路進入鄭州站后，研究年度初近遠期本段客車需求分別為155，168，178對/d，既有雙線通過能力無法滿足預測客運量需求。

2 樞紐總圖規劃批復

2018年底，《鄭州鐵路樞紐總圖規劃(2016-2030年)》(鐵總發改函[2018]890號)[10]獲批復，批復的總圖客運系統布局方案如下。

規劃年度形成銜接石家莊、濟南、徐州、阜陽(合肥)、武漢、重慶、西安、太原等8個方向，京廣、徐蘭、鄭萬、鄭太、鄭阜、鄭濟高鐵、京廣、隴海鐵路等干線，以及鄭州—開封、機場、洛陽等城際鐵路引入的環形放射狀大型鐵路樞紐。

客運系統按照鄭州、鄭州東、鄭州南、小李莊站“四主”客站格局，鄭州北(規劃客站)、大關莊、崗李站預留發展為重要客運節點的條件。

(1)鄭州站

以承擔西向、西北向動車作業為主。主要辦理西安、太原方向動車始發終到作業，以及西安、太原方向—武漢、合肥方向，太原方向—徐州、重慶(襄陽)方向動車通過作業。

(2)鄭州東站

以承擔北向、東向及部分南向動車始發終到作業為主。主要辦理石家莊、濟南、徐州、武漢方向及部分重慶、阜陽方向動車始發終到作業，以及石家莊、濟南、徐州方向—西安、武漢、重慶方向，石家莊方向—合肥方向動車通過作業；兼顧部分開封、機場方向城際動車作業。

(3)鄭州南站

近期承擔部分北向動車始發作業，結合區間能力利用情況，辦理石家莊、濟南、太原、西安方向部分動車始發終到作業，以及石家莊、濟南、徐州方向—重慶方向、西安、太原方向—合肥方向動車通過作業；區域城際動車始發終到及通過作業。遠期結合車站周邊區域發展、城市綜合交通配套等，逐步承擔合肥、萬州方向動車作業。

(4)小李莊站

以承擔樞紐普客作業為主。主要辦理樞紐各方向普客始發終到及通過作業，以及西安、太原—合肥、萬州方向部分動車通過作業。批復的鄭州鐵路樞紐布置見圖1。

圖1 2018年批復鄭州鐵路樞紐布置

3 客運量預測

3.1 鄭州樞紐客運量概況

現狀鄭州市鐵路客流主要流向集中于省內地區，占比56.6%；其次為與京津冀魯、滬蘇浙皖等地旅客交流。2019年鄭州樞紐辦理客車444對/d，其中始發終到客車134對/d，占比30.2%；通過客車311對/d，占比57%。隨著鄭太、濟鄭等高速鐵路及中原城際網城際鐵路的相繼建成，鄭州鐵路樞紐“米”形高鐵網和“雙環+十字”城際網形成，鄭州樞紐鐵路客運量仍將以較快的速度增長。

3.2 鄭州樞紐客運量預測

隨著路網逐步完善，鄭州樞紐的客車對數和通過能力將大幅度提高。預測2030年鄭州樞紐辦理客車808對/d，2035年鄭州樞紐辦理客車907對/d，2045年鄭州樞紐辦理客車1 038對/d。研究年度鄭州樞紐客運量見表1。

表1 研究年度鄭州樞紐客運量 對/d

4 小李莊客站方案研究

4.1 小李莊客站客運作業量及規模

多客站功能分工以方便旅客出行為原則，應充分利用核心站點能力。考慮鄭州站位于鄭州城市中心，旅客出行較便捷，客流吸引效果好，位于京廣、隴海普速客車必經通道上，適當辦理少量高質量普速始發客車及部分通過客車可充分發揮鄭州站城市核心區客站優勢區位，滿足中心城區普速客流出行需求，便于中心城區居民便捷出行。另外，小李莊站位于鄭州主城區南部，處于鄭州站、鄭州南站中間位置，隨著南部新城片區開發完善，適當辦理部分動車組始發可以充分發揮主城鐵路客站區位優勢，更好地服務周邊群眾。本次以樞紐總圖批復客站分工為基礎，對鄭州站、小李莊站客運分工進行微調。

(1)鄭州站

以承擔西向，西北向動車作業為主，兼顧部分普速客車。主要辦理西安、太原方向動車始發終到作業，少量合肥方向動車始發以及西安、太原方向—武漢、合肥方向，太原方向—徐州、重慶(襄陽)方向動車通過作業；兼顧隴海線、京廣線少量普速始發客車及部分普速通過客車。

(2)小李莊站

以承擔樞紐普客作業為主，兼顧部分動車作業。主要辦理樞紐各方向普客始發終到及通過作業，辦理少量太原、焦作、西安、合肥方向動車始發作業，及西安、太原方向—合肥方向部分動車通過。小李莊客站列車對數見表2。

表2 小李莊客站列車對數 對/d

改建后，小李莊客站2030年辦理列車104對(其中動車15對、城際3對、普速86對)，2035年辦理列車105對(其中動車17對、城際5對、普速83對)，2045年辦理列車100對(其中動車23對、城際6對、普速71對)。根據《鐵路車站及樞紐設計規范》計算需要到發線規模。小李莊客站規模核定見表3。

表3 小李莊客站規模核定 對/d

4.2 小李莊客站方案研究

(1)既有小李莊站概況

小李莊站為京廣線上的中間站，現狀車站僅辦理貨運作業，車站有到發線7條(含正線2條)，到發線有效長均不足1 000 m。北咽喉東側設貫通式貨物線1條，有效長224 m，西側設盡頭式戰備線1條，有效長390 m。南咽喉設牽出線1條，有效長850 m。車站北咽喉東側接軌專用線1條，南咽喉西側自牽出線接軌鄭州工務機械段專用線(焊軌基地)，焊軌基地向西依次有6條專用線接軌。小李莊站既有線路示意見圖2。

圖2 小李莊站既有線路示意

(2)方案研究[11-13]

根據小李莊站的功能定位，小李莊站銜接京廣、隴海普速鐵路4個方向及太原、合肥方向，北端考慮高普共線連接鄭州站，南端設隴海外繞線及大關莊高鐵聯絡線連接既有隴海線及鄭州南站。

車站北咽喉外2.1 km徐蘭高鐵上跨既有京廣線，控制車站高程，北咽喉東側軍專線接軌引出進入部隊營區，南咽喉西側焊軌基地及其他6條專用線接軌，焊軌基地緊鄰車站股道布置，南北長1.35 km，其北端距離車站中心僅250 m，專用線占地東西寬1.3 km，其北側邊緣沿線路方向距離車站中心約520 m，控制車站平面布置。南水北調總干渠為關系國計民生的重要水源保護區，于車站南咽喉外4.5 km處下穿京廣鐵路，控制車站高程及南咽喉疏解區布置方案。

車站周邊路網已基本形成，京廣線東側平行鐵路的紫辰路及西側平行鐵路的豫興路大部分路段已經建成通車，南四環高架在徐蘭高鐵北200 m處上跨既有鐵路，東三環南延在車站南咽喉外835 m處上跨京廣鐵路，繞城高速與在建G310分別在東三環南延南側1.25 km和1.36 km上跨京廣鐵路。車站東西向規劃位于紫辰路和豫興路中間，盡量居中布置。南北向鐵路西側豫十路以南為既有專用線用地范圍，鐵路西側、豫六路北側安置小區高層已建成，規劃車站位于豫六路與豫十路之間(見圖3)。因此，將車站中心布置于片區城市設計的核心豫八路與豫九路中間位置。

圖3 小李莊站周邊控制因素示意

結合控制因素分布，車站方案研究時重點考慮以下原則。

①站場布置滿足樞紐發展需要，同時與城市規劃能夠充分適應。

②考慮提高運輸效率及客貨運服務質量，保證運輸安全，車站及疏解區按照客貨分線的原則布置。

③車站北側有南四環高架、南側有東三環南延上跨橋，本次盡量維持新通車橋梁不動，減少工程建設對市政交通的影響[14]。

④應盡量利用既有京廣線通道，減少對既有線的改建，盡量減小對既有線運營的干擾，便于過渡和實施。

(2)客車場位置方案[15]

考慮盡量減小新建車站對既有線的運營干擾便于施工過渡，根據新建客車場位置不同、對既有線改建范圍不同研究京廣線維持既有方案及京廣貨線東繞客場方案2個方案。

①京廣線維持既有方案

既有小李莊站維持不動，小李莊站辦理客貨運業，各專用線及焊軌基地維持既有，軍專線遷至謝莊，營房維持既有。既有站場東側橫列式布置客車場，預留既有小李莊站改建為客車場條件。新建機輛設施共用走行線自客車場南咽喉引出設置于南水北調渠南側。鄭州至小李莊站段客貨分線、高普共線運行，小李莊站客貨分場、客車場高普合場布置，辦理普速及動車作業。車站預留小李莊至新密北聯絡線引入條件。

②京廣貨線東繞客場方案

小李莊站原址改建為客車站，京廣貨線東繞。小李莊站僅辦理客運作業，焊軌基地及車站貨運作業全部搬遷至謝莊，軍專線遷至謝莊，營房維持既有。

貨車外繞線設正線2條，預留遠期增加2臺2線辦理客運作業條件，屆時車站總規模達到8臺19線。新建機輛設施共用走行線自客車場南咽喉引出設置于南水北調渠南側。車站預留小李莊至新密北聯絡線引入條件。

鄭州至小李莊站客貨分線、高普共線運行，小李莊站高普合場布置。京廣線維持既有方案和京廣貨線東繞客場方案分別見圖4、圖5。

圖4 京廣線維持既有方案

圖5 京廣貨線東繞客場方案

③方案比較

京廣線維持既有方案及京廣貨線東繞客場方案優缺點比較見表4。

表4 方案優缺點比較

雖然京廣線維持既有方案充分利用既有設施，但整個車場高程受既有線控制，地鐵等相關交通配套設施工程量較大，而京廣貨線東繞客場方案能更好適應站城融合要求，有利于城市發展，因此推薦京廣貨線東繞客場方案。

(3)合場方案和分場方案

考慮普速客車與動車組作業位置的不同，分別研究了合場方案和分場方案。

①合場方案

具體布置與京廣貨線東繞客場方案相同。

②分場方案

在既有站東側新建普速客場，普速客場東側新建高速場。普速場規模為4臺11線(含機走線2條)，高速場規模為2臺4線(含正線2條)。新建機輛設施分別自普速場及高速場南咽喉引出設置于南水北調渠南側。鄭州至小李莊站客貨分線、高普共線運行，小李莊站客貨分線、高普分場布置，小李莊向南高普分線運行。分場方案見圖6。

圖6 小李莊客站分場方案示意

③方案比較

合場方案和分場方案優缺點比較見表5。分場方案小李莊站及車站以南動車組和普速客車作業獨立辦理互不干擾，運輸組織及運營管理方便，但車站以北仍然為高普共線，單獨修建高鐵通道及隴?？蛙囃饫@線，工程規模較大，遠期普速客車逐漸減少造成普速場能力虛糜，而合場方案工程規模小，投資較省，車站股道靈活運用，與樞紐規劃近遠期適應性強，故推薦合場方案。

表5 方案優缺點比較

5 結語

小李莊客站作為鄭州樞紐“四主”客站之一，車站方案對提高中心城區旅客出行質量，保證樞紐客運系統的安全高效暢通至關重要。在樞紐總圖批復基礎上，首先分析確定樞紐各站客運分工，充分考慮既有鐵路設施、城市規劃、市政配套、運營管理、工程建設難度、工程投資等諸多因素影響，推薦的京廣貨線東繞客場高速普速合場方案具有運營管理高效，站城融合方案可塑性強，利于城市發展；車場橫向寬度較小，站房及站前廣場建設的空間較大；車站股道靈活運用，不需單獨新建動車走行線，與樞紐規劃近遠期適應性強等顯著優點，為鄭州樞紐的發展及新建客站方案的確定提供參考與借鑒。