石濟(jì)客運(yùn)專線德州至濟(jì)南西客站段分期建設(shè)的可行性研究

楊德修,董方志

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300251)

1 石濟(jì)客運(yùn)專線項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目概況

石家莊至濟(jì)南鐵路客運(yùn)專線位于華北平原中部,橫貫我國華北地區(qū),連接河北、山東兩省省會(huì)石家莊市、濟(jì)南市,線路全長323 km。是我國“四縱四橫”快速客運(yùn)網(wǎng)太(原)青(島)客運(yùn)專線的重要組成部分,是西北與華北地區(qū)、華東北部地區(qū)客運(yùn)交流主通道。目前太青客運(yùn)專線太原至石家莊段、濟(jì)南至青島段已經(jīng)開通運(yùn)營。

石濟(jì)客運(yùn)專線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：速度目標(biāo)值250 km/h；最小曲線半徑4 000 m；線間距4.6 m；有砟軌道；C2列控系統(tǒng)。

1.2 德州至濟(jì)南通道概況(圖1)

山東省德州市至濟(jì)南市間距離約115 km,該通道內(nèi)鐵路有既有京滬線及2011年7月投入運(yùn)營的京滬高速鐵路,石濟(jì)客運(yùn)專線的引入,使該鐵路通道形成了高速、城際和普速鐵路的6線格局,其中石濟(jì)客運(yùn)專線德州至濟(jì)南西段有75 km以25 m線間距基本并行京滬高速鐵路左側(cè)。因此,石濟(jì)客運(yùn)專線研究初、近期能否充分利用京滬高速鐵路的富裕能力分期建設(shè),大幅降低初近期工程投資,成為石濟(jì)客運(yùn)專線項(xiàng)目建設(shè)必須要系統(tǒng)研究論證的關(guān)鍵問題。以下從該通道能力、滿足運(yùn)輸需求、分期建設(shè)的技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)合理性等方面進(jìn)行系統(tǒng)的分析論證。

圖1 德州至濟(jì)南鐵路通道示意

2 通道內(nèi)運(yùn)輸能力需求分析

2.1 石濟(jì)客運(yùn)專線在快速鐵路網(wǎng)中的地位和作用

石濟(jì)客運(yùn)專線連接河北、山東兩省省會(huì)石家莊市、濟(jì)南市,是《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2008年調(diào)整)》(發(fā)改基礎(chǔ)[2008]2901號(hào))“四縱四橫”客運(yùn)專線中連接華北和華東地區(qū)的“一橫”——“太原—石家莊—青島客運(yùn)專線”的中段,也是國務(wù)院批準(zhǔn)的《綜合交通網(wǎng)中長期發(fā)展規(guī)劃》中青島—拉薩綜合運(yùn)輸大通道的組成部分。本線向西可與石太客運(yùn)專線、京鄭客運(yùn)專線相連,并通過石太客運(yùn)專線連接大西客運(yùn)專線和太中銀鐵路,向東與京滬高速鐵路、膠濟(jì)客運(yùn)專線銜接,構(gòu)筑連接西北與華北、華東北部地區(qū)客運(yùn)交流的主通道,形成連接?xùn)|西、溝通南北的高效便捷、快速安全的客運(yùn)網(wǎng)絡(luò),在全國快速鐵路網(wǎng)中起著重要作用。

2.2 德州至濟(jì)南間城際鐵路規(guī)劃

山東半島城鎮(zhèn)群已列入國家確定的“三圈”、“四群”調(diào)度范圍,其中濟(jì)南都市圈東北臨渤海,北接京津冀地區(qū),東與山東半島城市群緊密相連,西與中原城市群遙相呼應(yīng),不僅是山東半島城市群與廣大腹地的銜接地區(qū),也是連接京津冀與長江三角洲兩大經(jīng)濟(jì)圈的重要地域,更是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的重要組成部分,地緣優(yōu)勢(shì)十分突出。

根據(jù)《山東半島城鎮(zhèn)群城際鐵路規(guī)劃》和《濟(jì)南都市圈城際鐵路網(wǎng)規(guī)劃》研究結(jié)果,規(guī)劃的濟(jì)南至德州城際由通道內(nèi)的石濟(jì)客運(yùn)專線所替代。石濟(jì)客運(yùn)專線功能定位是一條以長途跨線客流為主、兼顧沿線城際客流的客運(yùn)專線鐵路,并在德州至濟(jì)南間新設(shè)平原、禹城、齊河三站,功能上兼顧了濟(jì)南至德州的城際鐵路。

2.3 研究年度德州至濟(jì)南通道客貨運(yùn)量預(yù)測(cè)(表1、表2)

研究年度德州至濟(jì)南段有京滬高速鐵路、石濟(jì)客運(yùn)專線、既有京滬鐵路。根據(jù)石濟(jì)通道客貨運(yùn)量預(yù)測(cè)及各線功能定位,考慮石濟(jì)客運(yùn)專線德濟(jì)段承擔(dān)絕大部分石家莊及以遠(yuǎn)與濟(jì)南及以遠(yuǎn)長途跨線快速客流及沿線城際客流,京滬高速鐵路德濟(jì)段承擔(dān)天津及以遠(yuǎn)與濟(jì)南及以遠(yuǎn)長途跨線快速客流,既有線承擔(dān)少量短途普速客流。

表1 研究年度石濟(jì)鐵路通道各區(qū)段旅客列車對(duì)數(shù) 對(duì)/d

表2 研究年度石濟(jì)通道各區(qū)段貨流密度 萬t

2.4 通道內(nèi)運(yùn)輸能力分析

(1)德州—濟(jì)南段六線格局運(yùn)輸能力分析

根據(jù)前期研究成果,京滬高速鐵路的運(yùn)輸組織模式采用本線旅客列車和跨線旅客列車共線運(yùn)行的客運(yùn)專線模式。其中,本線列車采用最高運(yùn)行速度300 km/h及以上的動(dòng)車組(高速1),跨線列車部分采用最高運(yùn)行速度300 km/h的動(dòng)車組(高速1),初期運(yùn)行部分最高運(yùn)行速度200 km/h的動(dòng)車組(高速2),近、遠(yuǎn)期跨線列車全部采用最高運(yùn)行速度300 km/h的動(dòng)車組(高速1)。

京滬高速鐵路列車最小運(yùn)行間隔近、遠(yuǎn)期均采用3 min；天窗時(shí)間360 min,能力使用系數(shù)取0.9時(shí),京滬高速鐵路德州—濟(jì)南段設(shè)計(jì)通過能力見表3。

表3 京滬高速鐵路德州至濟(jì)南段設(shè)計(jì)通過能力

由表3可知,研究年度近期德州—濟(jì)南段新建石濟(jì)客運(yùn)專線、京滬高速鐵路,與既有京滬線構(gòu)成六線方案的情況下,京滬高速鐵路近、遠(yuǎn)期分別承擔(dān)140、188對(duì)列車,區(qū)間通過能力滿足要求。

(2)德州—濟(jì)南段四線格局運(yùn)輸能力分析

研究年度近期,德州—濟(jì)南段新建京滬高速鐵路,與既有京滬線構(gòu)成德州—濟(jì)南段四線格局,京滬高速鐵路德濟(jì)段將承擔(dān)旅客列車233對(duì)/d(包括200 km/h的跨線列車41對(duì)),既有京滬線開行普速旅客列車3對(duì)/d。

經(jīng)計(jì)算,京滬高速鐵路德州至濟(jì)南段在僅運(yùn)行高速1列車的前提下,使用能力為208對(duì)/d,輸送能力遠(yuǎn)不能滿足233對(duì)/d旅客列車的運(yùn)輸需求,即從區(qū)間通過能力的角度出發(fā),近期德州—濟(jì)南通道若采用四線格局方案,線路區(qū)間通過能力不能滿足運(yùn)量需要。

根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)及增長,研究年度到2017年,京滬高速鐵路運(yùn)行旅客列車170對(duì),能力利用率接近100%,不能再承擔(dān)石濟(jì)客運(yùn)專線運(yùn)量,此時(shí)需建成石濟(jì)客運(yùn)專線德濟(jì)段,即石濟(jì)客運(yùn)專線德濟(jì)段最晚可以推遲至2017年建成。

3 德濟(jì)段開行城際列車需求性分析

京滬高速鐵路建成后,京滬通道將形成客貨分線運(yùn)輸格局,京滬高速鐵路采用本線旅客列車和跨線旅客列車混合運(yùn)行的客運(yùn)專線模式；既有京滬線將以承擔(dān)貨物運(yùn)輸為主,同時(shí)考慮到沿線旅客實(shí)際需要,開行少量普速旅客列車。

根據(jù)環(huán)渤海地區(qū)山東半島城市群城際鐵路規(guī)劃,德濟(jì)間規(guī)劃建設(shè)服務(wù)沿線的城際鐵路,德濟(jì)間若采用四線格局,城際列車僅能利用既有京滬線或京滬高速鐵路運(yùn)行。研究年度近期,京滬高速鐵路主要運(yùn)行本線及跨線高速1列車承擔(dān)長途直通客流,德州至濟(jì)南區(qū)間沒有設(shè)置車站,開行高速1列車難以滿足城際客流需求；既有京滬線主要承擔(dān)貨物運(yùn)輸,城際列車在既有線上運(yùn)行,存在運(yùn)輸速度低、客貨交叉干擾嚴(yán)重等缺點(diǎn),因此,為滿足沿線的城際客流的運(yùn)輸需求,石濟(jì)客運(yùn)專線在平原、禹城、齊河設(shè)置了車站,從功能上不僅滿足太青通道的直通旅客列車運(yùn)輸需求,且兼顧了濟(jì)南—德州的城際鐵路功能。

4 分期建設(shè)對(duì)京滬高速鐵路運(yùn)營產(chǎn)生的影響

京滬高速鐵路德濟(jì)段設(shè)計(jì)為300 km/h以上區(qū)段,在開通運(yùn)營后施工對(duì)其正常運(yùn)營影響很大。

如果石濟(jì)客運(yùn)專線德濟(jì)段分期實(shí)施,石濟(jì)客運(yùn)專線需要近期引入京滬高速鐵路德州東站的京滬場(chǎng),修建禹城線路所以解決天津、太原方向去往青島方向的高速列車。

遠(yuǎn)期施工時(shí),京滬車場(chǎng)東側(cè)增加石濟(jì)車場(chǎng),需對(duì)路基外側(cè)護(hù)坡進(jìn)行拆除幫寬,對(duì)運(yùn)營產(chǎn)生干擾；拆除禹城線路所,高速正線上近期修建的42號(hào)道岔(無砟軌道)將長期保留,不僅浪費(fèi)工程投資,釘閉側(cè)股的道岔將作為正線上的薄弱環(huán)節(jié)對(duì)正線運(yùn)營有安全隱患。

石濟(jì)客運(yùn)專線分別在德州東站北端,德州東站南端和濟(jì)南西客站北端3處跨越京滬高速鐵路?？缇€橋均采用100 m連續(xù)梁跨越京滬高速鐵路,在京滬高速鐵路開通之前,采用懸澆法施工,在京滬高速鐵路開通之后,則需要在京滬高速鐵路養(yǎng)護(hù)天窗期間或采用其他頂推、轉(zhuǎn)體等方法施工,必定增加工程投資并對(duì)其運(yùn)營安全帶來一定隱患。

5 分期建設(shè)造成的廢棄工程分析

5.1 德州東站廢棄工程

如果石濟(jì)客運(yùn)專線德濟(jì)段緩上,石濟(jì)客運(yùn)專線近期必須引入德州東站的京滬車場(chǎng),京滬高速設(shè)計(jì)規(guī)模為3臺(tái)5線,石濟(jì)客運(yùn)專線正線按上下行分別從京滬高速鐵路正線兩側(cè)引入車站,為了解決石濟(jì)立折車與京滬高速鐵路正線的交叉,需要設(shè)置石家莊方向立折車走行線引入高速車場(chǎng)上行場(chǎng),長度18.3 km。遠(yuǎn)期石濟(jì)、京滬高速分場(chǎng)設(shè)置,石濟(jì)車場(chǎng)位于京滬高速車場(chǎng)東側(cè)。

線路引入方案見圖2。

圖2 德州東站平面布置示意(石濟(jì)正線近期引入德州東站京滬場(chǎng)方案)

石濟(jì)客運(yùn)專線下行正線跨越京滬高速鐵路,近期可為單線跨越,但遠(yuǎn)期實(shí)施時(shí)須雙線跨越,為最大限度減少廢棄工程、節(jié)約遠(yuǎn)期投資及減少遠(yuǎn)期施工對(duì)運(yùn)營產(chǎn)生的不利影響,宜一次設(shè)計(jì)為雙線橋,因此本段近期應(yīng)修建為雙線橋。遠(yuǎn)期施工時(shí),近期下行正線至車站北咽喉約4.0 km線路廢棄。

近期修建的上行正線和立折車走行線,長度分別為18.3 km、18.4 km。遠(yuǎn)期隨著京滬高速客流增長,石家莊方向立折車應(yīng)在石濟(jì)場(chǎng)作業(yè),2條線作為正線和立折車走行線功能喪失,雖然可以作為西北方向車流折角運(yùn)輸?shù)耐?但隨著津保城際的修建,從運(yùn)行徑路上考慮,津保徑路比經(jīng)石濟(jì)轉(zhuǎn)京滬距離要短100 km左右,西北方向車流在德州東站不是主要車流,因此造成這兩條線事實(shí)上的廢棄。

綜上,廢棄線路共40.7單線km,工程投資約14.4億元。

5.2 分期實(shí)施將廢棄京滬高速鐵路禹城線路所

分期建設(shè)近期需在京滬高速鐵路禹城線路所出岔,修建客運(yùn)北環(huán)疏解線引入石濟(jì)客運(yùn)專線的濟(jì)南東客站。聯(lián)絡(luò)線自禹城線路所至濟(jì)南東客站線路長度為46.1 km。遠(yuǎn)期建設(shè)德濟(jì)段時(shí),造成疏解線廢棄工程下行正線6.46 km,上行正線6.47 km。禹城線路所廢棄,廢棄工程投資約6.3億元,另外近期設(shè)置高速道岔將長期閑置。

5.3 與京滬高速鐵路同步建設(shè)可以充分利用施工既有設(shè)施

德州至濟(jì)南段石濟(jì)客運(yùn)專線與京滬高速鐵路并行段內(nèi)共有梁場(chǎng)3處,如果同期建設(shè),便于石濟(jì)客運(yùn)專線在京滬梁場(chǎng)的基礎(chǔ)上改建使用,可以節(jié)省投資約0.35億元；如果遠(yuǎn)期建設(shè),需要新建制梁場(chǎng)。

綜上所述,德州至濟(jì)南段分期建設(shè)將造成21.05億廢棄工程。

6 分期建設(shè)投資效益分析

石濟(jì)客運(yùn)專線德州至濟(jì)南西段,工程投資107.54億元,按自有資金50%,貸款50%,長期貸款年利率按5.94%計(jì)算,按到2017年推遲4年建成,可以節(jié)省利息13.96億元,但推遲德濟(jì)段建設(shè)將造成21.05億元的工程廢棄,二者相比,分期實(shí)施石濟(jì)客運(yùn)專線德州至濟(jì)南西段增加投資7.09億元,且提前建成德濟(jì)段將帶來沿線無法估量的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

7 研究結(jié)論

(1)從通道能力適應(yīng)性方面,石濟(jì)客運(yùn)專線德濟(jì)段分期建設(shè)僅推遲4年就必須建成,增加投資7.09億元,且提前建成德濟(jì)段將帶來沿線無法估量的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

(2)分期建設(shè)無法解決近期德州至濟(jì)南的城際客流,對(duì)沿線社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來一定影響。利用京滬高速鐵路、既有京滬線均難以滿足德濟(jì)段開行城際列車的需要。

(3)分期建設(shè)會(huì)對(duì)業(yè)已開通運(yùn)營的京滬高速鐵路造成一定的不安全因素,增加未來施工的難度和不確定性。

(4)分期建設(shè)一定程度上浪費(fèi)了寶貴的土地資源,會(huì)對(duì)沿線城市規(guī)劃、發(fā)展帶來較大影響。

因此,石濟(jì)客運(yùn)專線德濟(jì)段應(yīng)同步建設(shè),一次建成,充分發(fā)揮太青客運(yùn)專線通道的優(yōu)勢(shì),為沿線社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更為便捷的服務(wù)。

[1] TB10621—2009/J971—2009，高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)[S].

[2] 鐵建設(shè)(2005)140號(hào)，新建時(shí)速200～250 km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定(上、下)[S].

[3] GB50091—2006，鐵路車站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] 發(fā)改基礎(chǔ)(2010)1919號(hào)，國家發(fā)展改革委關(guān)于新建石家莊至濟(jì)南鐵路客運(yùn)專線可行性研究報(bào)告的批復(fù)[Z].北京：國家發(fā)展和改革委員會(huì)，2010.