高速鐵路接軌方案研究
——以平漯周高鐵為例

角志達 吳 浩 崔光宇

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京 100055)

引言

隨著我國高速鐵路網的逐漸發(fā)展與完善，不同鐵路線間的互聯(lián)互通對提高路網靈活性、發(fā)揮路網能力起到越來越重要的促進作用。在高速鐵路工程實踐中，針對新建鐵路起終點與后方通道銜接、鐵路樞紐(地區(qū))內不同線路間的聯(lián)通等問題，均需全面研究既有鐵路地區(qū)內的接軌方案。

鐵路建設發(fā)展過程中，很多學者對高速鐵路接軌方案的影響因素、車站布置進行了研究。劉杰根據鐵路樞紐現狀、總圖規(guī)劃、在建及擬建工程概況、客運作業(yè)量及城市總體規(guī)劃分析了濟南站至濟青高速鐵路聯(lián)絡線建設的必要性，并進行技術方案比選[1]；丁大朋總結了混場、分場及合場外包三大系列布置方案[2]；顏文通過闡述閻良至機場城際鐵路的功能定位，在分析主要經濟據點、沿線河流水系、機場現狀及規(guī)劃、環(huán)境敏感區(qū)等影響因素的基礎上提出接軌方案，并通過五維雷達圖比選出推薦方案[3]；馬云志構建適用于鐵路接軌方案評價的指標體系，借助模糊綜合評價方法，為接軌方案評價提供了一種新的思路[4]；張超永對寧波樞紐接軌方案進行研究比選，綜合考慮線路長度、線形條件、運行時分、工程投資等因素[5]。

鑒于以上背景，以平頂山至漯河至周口高速鐵路(簡稱“平漯周高鐵”)周口鐵路地區(qū)為實例，結合地區(qū)既有鐵路和客站分布、城市總體規(guī)劃、線路總體走向等進行接軌方案研究比選，以期完善高速鐵路接軌方案的研究思路，為后續(xù)相關項目的研究提供借鑒。

1 影響接軌方案的主要因素

高速鐵路引入既有鐵路地區(qū)接軌方案研究是一個系統(tǒng)工程，需考慮技術、經濟、環(huán)保、社會四個方面的因素，并結合項目實際情況進行綜合比選，接軌方案的主要影響因素構成見圖1。

圖1 接軌方案的主要影響因素構成

1.1 技術因素

(1)客站格局：鐵路地區(qū)內客運站的布局、位置及分工是接軌站選擇的重點考慮因素，高鐵客運作業(yè)在地區(qū)主客站集中辦理有利于鐵路運輸組織，以及為旅客提供高質量的客運服務。

(2)線路走向及長度：接軌方案與線路走向密切相關，相互影響。接軌站的選擇應符合高速鐵路線路走向順直的要求，同時針對不同接軌方案，也要對線路走向進行全面研究、比選。線路長度一般包括正線及聯(lián)絡線長度，分析線路長度應綜合考慮新建及改建線路、近期及遠期線路，兼顧經濟據點的同時保證線路盡量短直。

(3)既有站接軌條件：接軌站應充分利用既有鐵路設施，盡量減小車站改擴建對既有線運營的影響，全面考慮車站規(guī)模及能力、到發(fā)線有效長、車站改擴建條件、動車設施、施工難度、運輸組織等因素。

(4)主要客流方向：接軌方案應保證主要客流方向運輸組織順暢，列車無需折角運行。根據不同方向運輸需求，合理選擇車站引入方式，明確接軌站聯(lián)絡線設置方案。

(5)路網功能：國家中長期鐵路網規(guī)劃是研究接軌方案的重要依據，接軌方案要充分考慮新建線路在路網中的功能定位、運輸需求、對后方通道的影響、對路網能力的影響，并基于實現路網功能的優(yōu)劣性進行方案比選。

1.2 經濟因素

(1)工程投資：鐵路工程建設投資規(guī)模大，成本控制至關重要，確定合理的接軌方案是控制投資的重要手段，既要結合不同方案的投資情況進行綜合比選，也要對推薦方案進行局部優(yōu)化，做好接軌方案的投資控制[6]。

(2)經濟效益：接軌方案選擇應考慮不同方案對地區(qū)產業(yè)聚集、城市規(guī)劃發(fā)展、優(yōu)化交通結構、吸引外來人口等因素的影響，結合鐵路功能定位、城市發(fā)展方向、地區(qū)產業(yè)結構，實現鐵路建設效益最大化。

(3)征地拆遷：接軌方案的選擇應遵循節(jié)約用地、減少拆遷、避免重大拆遷的原則，提高方案的經濟性。

1.3 環(huán)保因素

(1)環(huán)境敏感區(qū)：不同接軌方案的環(huán)境條件各異，合理的接軌方案應盡量繞避環(huán)境保護區(qū)、水源地保護區(qū)、風景名勝區(qū)、文物等環(huán)境敏感區(qū)，實現“以人為本、綠色環(huán)?！钡倪x線理念。

(2)基本農田保護區(qū)：應對基本農田實行特殊保護，按照法律法規(guī)規(guī)定的要求和程序劃定的特殊區(qū)域，開展接軌方案研究時應以少占用基本農田為原則優(yōu)化線站位方案。

(3)節(jié)約能源：線路走向盡量順直，以節(jié)省運行時分，降低動車組能耗；接軌站咽喉區(qū)布置應簡練、緊湊，咽喉區(qū)能力與區(qū)間、站內設備布置能力相協(xié)調，提高作業(yè)效率，減少能耗。

1.4 社會因素

(1)城市規(guī)劃：不同接軌方案對既有鐵路地區(qū)社會發(fā)展的促進作用有所不同，接軌方案應與地區(qū)城市規(guī)劃相符，且盡量減少對規(guī)劃區(qū)的切割，使鐵路建設與城市規(guī)劃有機融合，相輔相成[7]。

(2)綜合交通網絡：合理的接軌方案對構建、完善綜合交通網絡具有良好的促進作用，高速鐵路與軌道交通、城市道路等交通系統(tǒng)應有效整合，有利于為廣大旅客提供高水平的運輸服務[8]。

(3)旅客出行：接軌方案應考慮旅客出行的便捷性，接軌站選擇應契合旅客出行習慣，方便乘客便捷換乘。

(4)吸引周邊客流：接軌站對周邊的客流具有較強的吸引作用，多條鐵路接軌的車站運輸組織靈活、客運作業(yè)量大、交通便捷，可為周邊區(qū)域帶來較好的社會效益[9]。

1.5 小結

該指標體系包括定量指標和定性指標兩類，其中線路長度、工程投資、經濟效益、征地拆遷為定量指標，其余為定性指標。工程實踐中，應結合項目實際情況進行指標選擇，并利用優(yōu)缺點分析比較表進行綜合比選。

2 接軌方案形式

2.1 接軌基本形式

新建高速鐵路與既有鐵路接軌一般有如下幾種基本形式：線路所與線路所接軌、線路所與既有站接軌、新建站與線路所接軌、新建站與既有站接軌。工程實踐中，可根據客流運輸需求對幾種基本形式組合使用，新建高速鐵路與既有鐵路接軌基本形式見圖2。

圖2 新建高速鐵路與既有鐵路接軌基本形式

(1)線路所與線路所接軌：在既有鐵路區(qū)間和新建高速鐵路區(qū)間分別設線路所，利用聯(lián)絡線實現新建鐵路與既有鐵路接軌。由于無砟軌道改建技術難度較大，當既有鐵路為無砟軌道時，該方案一般不宜采用。

(2)線路所與既有站接軌：在新建高速鐵路區(qū)間設線路所，利用聯(lián)絡線與既有鐵路某一接軌站聯(lián)通，新建線路所主要實現車流方向貫通，跨線列車在既有鐵路接軌站辦理相關作業(yè)。

(3)新建站與線路所接軌：在既有鐵路區(qū)間設線路所，利用聯(lián)絡線與新建高速鐵路某一車站聯(lián)通，新建站盡量保證主要車流方向線路貫通[10]，跨線列車在該站辦理相關作業(yè)。

(4)新建站與既有站接軌：新建高速鐵路車站利用聯(lián)絡線與既有鐵路某一接軌站聯(lián)通，實現新建鐵路與既有鐵路接軌。這種形式適用于既有站能力基本飽和的鐵路地區(qū)，跨線列車在新建車站辦理相關作業(yè)。但一般車站距離較近，客站分布過于集中。

2.2 接軌站引入方式

新建高速鐵路引入接軌站，引入方式可歸納為方向別合場引入、燕尾式合場引入、方向別外包引入、線路別分場引入4種基本形式[11]。工程實踐中，可根據運輸需求、聯(lián)絡線設置、高鐵引入條數等因素的變化進行調整，新建高速鐵路接軌站引入方式見圖3。

圖3 新建高速鐵路接軌站引入方式

方向別合場引入方案適用于跨線車流較多、通過停站車流比例較高的車站。既有高鐵站正線為無砟軌道，改建困難，利用到發(fā)線接軌也具有較大優(yōu)勢；燕尾式合場引入方案一般適用于單線接軌站發(fā)展為雙線接軌站的既有線改造工程；方向別外包引入方案適用于始發(fā)終到及通過車流為主、跨線車較多的車站；線路別分場引入方案適用于始發(fā)終到及通過車流為主、跨線車較少的車站。確定接軌站引入方式后，需考慮車流方向、平行進路、反向行車、安全隔開設備[12]、既有設備等因素對接軌站布置方案進行細化。

3 案例分析

平漯周高鐵項目位于河南省中南部，自西向東銜接平頂山、漯河、周口，正線長度194.87 km，是一條兼具路網與城際功能的高速鐵路，是大陸橋走廊支線南京經平頂山至洛陽段的組成部分，設計速度目標值350 km/h。本項目在路網上兼具高鐵、城際的雙重屬性，與多條不同標準的高鐵、城際鐵路互聯(lián)互通，合理確定速度目標值是本項目的研究重點和難點；根據區(qū)域高速鐵路網和河南省城際網規(guī)劃，周口地區(qū)內應考慮本線延伸至商丘條件，結合客流特點、線路走向、既有車站分布、城市總體規(guī)劃，地區(qū)接軌方案和聯(lián)絡線設置方案也是本項目的研究重點和難點。

3.1 周口鐵路地區(qū)概況

周口市位于河南省東南部，地區(qū)內鄭阜高鐵及漯阜鐵路分別自城市東北、西南側穿過。周口站和周口東站為地區(qū)內主要客運站。其中周口站位于周口市西南部，主要辦理普速列車的客貨運作業(yè)，周口東站位于周口市東北側，主要辦理高速鐵路客運作業(yè)，周口地區(qū)既有鐵路布置見圖4。

圖4 周口地區(qū)既有鐵路布置

3.2 地區(qū)客運量分析

地區(qū)近、遠期開行城際、高鐵動車組列車分別為143對/d(始發(fā)47對/d，通過96對/d)、192對/d(始發(fā)77對/d，通過115對/d)；本線客車近、遠期分別為60對/d(始發(fā)13對/d，通過47對/d)、78對/d(始發(fā)20對/d，通過58對/d)。地區(qū)車流以通過車流為主，近、遠期占總車流比例分別為67.1%、59.9%，始發(fā)車主要為鄭州方向，通過車流以鄭阜高鐵車流、本線至鄭阜高鐵阜陽方向跨線車流為主，少量為本線與周商城際間的通過車流，周口地區(qū)分方向客車對數見表1。

表1 周口地區(qū)分方向客車對數 對/d

3.3 地區(qū)接軌方案研究

(1)研究思路

根據地區(qū)既有鐵路和客站分布、城市總體規(guī)劃、線路總體走向[13]，并結合本線功能定位和地區(qū)車流特點，本線引入周口地區(qū)研究了周口東站接軌方案(方案Ⅰ)、西華接軌方案(方案Ⅱ)、淮陽南站接軌方案(方案Ⅲ)。其中，淮陽南接軌方案又分別研究了經周口站方案(方案Ⅲ-1)和新設周口南站方案(方案Ⅲ-2)[14-15]，周口鐵路地區(qū)接軌方案示意見圖5。

圖5 周口鐵路地區(qū)接軌方案示意

(2)方案說明

西華站接軌方案(方案Ⅱ)雖然新建線路長度略短，但列車自漯河西站運行至周口東站走行距離遠，運行時分長，乘客體驗及服務水平降低。且既有西華站為2臺4線車站(含正線2條)，改擴建條件差。本線引入后，西華站北咽喉無平行進路，到發(fā)線需調整為單方向進路，運輸組織不靈活，增加運營管理難度?；搓柲险窘榆壭略O周口南站方案(方案Ⅲ-2)周口南站距離周口市區(qū)較遠，旅客出行不便，不利于吸引客流，線路走向與城市規(guī)劃不符；同時，既有淮陽南站為2臺4線車站(含正線2條)，無改擴建條件，本線引入后，淮陽南站到發(fā)線需調整為單方向進路，車站北咽喉無法設置平行進路，運輸組織不靈活，增加運營管理難度。上述兩方案經分析后予以舍棄。

①周口東站接軌方案(方案Ⅰ)平漯周高鐵自漯河西站引出向東走行進入周口地區(qū)，于周口市西側商水縣王崗村設周口西站，出站后線路沿商南高速北側走行跨安羅高速匝道，至鄭阜高鐵折向東南，跨越鄭阜高鐵和商南高速后并行鄭阜高鐵走行至周口東站與鄭阜高鐵分場并站。平漯周至鄭阜聯(lián)絡線自姚莊線路所引出，方向別外包鄭阜高鐵接軌于周口東站鄭阜場。

規(guī)劃周口至商丘城際鐵路自周口東站平漯周場南端引出，行經周口機場，向東北方向去往鄲城、商丘方向。

②淮陽南站接軌經周口站方案(方案Ⅲ-1)：平漯周高鐵經漯河自西側引入地區(qū)，上跨G329、商南高速后向東，并行漯阜鐵路北側走行，于既有周口站漯阜場北側新設平漯周車場，出站后折向東南，跨越大廣高速東行至正線終點王莊線路所，聯(lián)絡線方向別外包鄭阜高鐵接軌于淮陽南站。

規(guī)劃周口至商丘城際鐵路自王莊線路所與本線貫通引出，跨鄭阜高鐵后經規(guī)劃周口機場設站，出站后向東至商丘方向。

(3)方案比較及推薦意見

對周口東站接軌方案(方案Ⅰ)和淮陽南站接軌-經周口站方案(方案Ⅲ-1)進行比較，兩方案工程投資及優(yōu)缺點分析見表2。

表2 周口鐵路地區(qū)接軌方案優(yōu)缺點比較

由表1可知，方案Ⅰ可充分利用既有周口東站到發(fā)線能力，遠期共用既有維修車間及存車場，市政設施無需重新配套，盡可能減少新建工程；新建周口西站，最大程度吸引商水縣客流，方便群眾出行；本線接軌于周口東站，便于旅客出行和換乘；與周口市高鐵片區(qū)規(guī)劃契合，市政配套設施健全。故推薦周口東站接軌方案(方案Ⅰ)。

(4)接軌站設計說明

周口東站為鄭阜高鐵的中間站，站房位于線路西側，既有車站規(guī)模為3臺8線(含正線2條)，到發(fā)線有效長均滿足670 m，站內設450 m×12.0 m×1.25 m中間站臺3座。車站布置有綜合維修車間及動車組存車場。新建平漯周場為盡端式，同步實施2臺6線車場線下路基、橋涵、旅客地道工程，并開通臨靠鄭阜場的1臺2線，其他預留股道及相關工程暫不實施。

本方案接軌形式為線路所與既有站接軌，接軌站引入方式為方向別合場引入。平漯周鄭阜聯(lián)絡線于姚莊線路所以42號道岔側向引出，方向別接軌于周口東站鄭阜高鐵場，以滿足本線至鄭阜高鐵跨線列車開行條件。

4 結語

對高速鐵路引入既有鐵路地區(qū)接軌方案進行了歸納整理，基于工程實踐系統(tǒng)總結了高速鐵路引入既有鐵路地區(qū)接軌方案的主要影響因素、接軌基本形式、接軌站引入方式等內容。結合平漯周高鐵周口地區(qū)實例，研究了周口東站接軌方案(方案Ⅰ)、西華接軌方案(方案Ⅱ)、淮陽南站接軌方案(方案Ⅲ)3個方案，考慮線路長度、工程投資、客運格局、運營管理、工程實施、旅客出行等因素分析了不同接軌方案的適用條件及優(yōu)缺點。研究表明，方案Ⅰ可充分利用既有周口東站到發(fā)線能力，遠期共用既有維修車間、存車場，市政設施無需重新配套；新建周口西站可最大程度吸引商水縣客流；接軌周口東站便于旅客出行、換乘；與周口市高鐵片區(qū)規(guī)劃契合。故推薦采用周口東站接軌方案(方案Ⅰ)。