京沈客運專線引入北京鐵路樞紐設計方案研究

牛鳳鳴，趙長石

（鐵道第三勘察設計院集團有限公司 線路與站場樞紐設計處，天津 300142）

1 概述

1.1 京沈客運專線概述

京沈客運專線自北京鐵路樞紐星火站引出，向東北方向依次經過河北省承德市，遼寧省朝陽市、阜新市、錦州市，到達遼寧省沈陽市，正線長度696.8 km。該線為設計速度 350 km/h 的客運專線，位于華北和東北 2 個經濟區(qū)之間，是《 中長期鐵路網規(guī)劃 ( 2008 年調整 ) 》“四縱四橫”客運專線中北京—沈陽—哈爾濱客運通道的重要組成部分，也是《 綜合交通網中長期發(fā)展規(guī)劃 》中“五縱五橫”綜合運輸大通道滿洲里至港澳臺通道的重要組成部分；是溝通東北、華北、華東、中南等地區(qū)的重要通道，亦是聯結華北、華東、中南與東北經濟區(qū)的紐帶。京沈客運專線的建設對于滿足沿線旅客的出行需求，促進旅游業(yè)發(fā)展，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，加強北京、沈陽等發(fā)達城市對承德、朝陽、阜新、赤峰、通遼等地區(qū)的經濟輻射能力，加快區(qū)域合作，實現遼西和蒙東地區(qū)經濟社會協(xié)調發(fā)展具有重要作用。

1.2 北京鐵路樞紐概況

（1）樞紐現狀。北京鐵路樞紐銜接京滬 ( 北京—上海 )、京九 ( 北京西—九龍紅磡 )、京廣 ( 北京西—廣州 )、京原 ( 石景山南—原平 )、豐沙 ( 豐臺西—沙城 )、京包 ( 北京北—包頭 )、京通 ( 昌平—通遼 )、京承 ( 北京—承德 )、京哈 ( 北京—哈爾濱 )、大秦 ( 大同—秦皇島 ) 10 條鐵路干線，同時銜接京津城際鐵路 ( 北京南—天津 ) 和京滬高速鐵路 ( 北京南—上海虹橋 )、京廣客運專線 ( 北京西—廣州南 ) 3 條客運專線，規(guī)劃銜接京沈客運專線 ( 北京—沈陽 )、京九客運專線 ( 北京—九龍 ) 2 條客運專線，以及京張城際鐵路 ( 北京—張家口 )、京石城際鐵路 ( 北京—石家莊 )、京秦城際鐵路 ( 北京—秦皇島 ) 3 條城際鐵路，各干線間通過東南、東北、西北等環(huán)線相互連接，形成大型的輻射式環(huán)形鐵路樞紐。樞紐內既有車站 101 個，其中北京、北京西、北京南、北京北為客運站，豐臺西為路網性編組站，豐臺、雙橋、三家店為技術作業(yè)站，石景山南為工業(yè)站；在大紅門、百子灣、雙橋等站設有較大的貨場，其余均為中間站[1]。

（2）樞紐總圖規(guī)劃概況。《 中長期鐵路網規(guī)劃( 2008 年調整 )》對我國鐵路規(guī)劃的總規(guī)模有了較大幅度的調整，對北京鐵路樞紐路網規(guī)劃建設項目也進行了相應調整。北京鐵路樞紐規(guī)劃銜接京滬、京九、京廣、京原、豐沙、京包、京通、京承、京哈、大秦 10 條鐵路干線，京滬高速鐵路、京廣客運專線、京沈客運專線、京九客運專線 4 條高速鐵路，京津城際鐵路、京石城際鐵路、京秦城際鐵路、京張城際鐵路 4 條城際鐵路，還規(guī)劃銜接 S1 至S7 共 7 條市郊列車線路，最終將形成樞紐內、中、外 3 重鐵路環(huán)線構成的大型環(huán)狀放射形鐵路樞紐。北京鐵路樞紐總布置示意圖如圖 1 所示。

圖1 北京鐵路樞紐總布置示意圖

2 京沈客運專線引入北京鐵路樞紐方案研究

2.1 線路走向方案研究

2.1.1 線路走向方案

線路引入北京樞紐時，結合樞紐總圖規(guī)劃、北京市城市規(guī)劃及沿線既有鐵路、公路通道等控制因素，統(tǒng)籌考慮規(guī)劃的京唐城際鐵路、京張城際鐵路等項目，針對京沈客運專線引入北京樞紐的線路走向分別研究了以下 3 個方案[1]。京沈客運專線引入北京樞紐的線路走向方案示意圖如圖 2 所示。

（1）方案Ⅰ，即沿京承高速公路經星火、密云至興隆方案。線路自北京樞紐北京站向東引出至星火站，出站后線路向北沿京承高速公路通道至密云，線路折向東經興隆縣至方案終點。

（2）方案Ⅱ，即沿京密路經星火、密云至興隆方案。線路自北京樞紐北京站向東引出至星火站，出站后線路向北沿京密路通道至密云，線路折向東經興隆縣至方案終點。

（3）方案 Ⅲ，即經通州、平谷至興隆方案。線路自北京樞紐北京站向東引出，沿既有京哈鐵路通道經通州、平谷東經興隆縣至方案終點。

2.1.2 優(yōu)缺點分析

圖2 京沈客運專線引入北京樞紐的線路走向方案示意圖

（1）方案Ⅰ在五環(huán)內沿既有東北環(huán)線通道出五環(huán)后，主要沿京承高速公路通道經密云后至興隆縣，對北京市分割較小，沿線所經區(qū)域人口較密集、經濟發(fā)達，對沿線的順義、懷柔、密云區(qū)經濟拉動作用明顯，符合城市總體規(guī)劃；該方案的缺點是線路最長、工程投資最大。

（2）方案 Ⅱ 在五環(huán)內沿既有東北環(huán)線通道出五環(huán)后，主要沿京密路通道經密云后至興隆縣，沿線所經區(qū)域人口密集、經濟發(fā)達，對沿線的順義、懷柔、密云區(qū)經濟拉動作用明顯；該方案的缺點是沿線經過的居住區(qū)較密集，拆遷量巨大，而且沿線環(huán)境敏感點較多，環(huán)保要求高，不符合城市總體規(guī)劃。

（3）方案 Ⅲ 沿既有京哈鐵路通道至通州后，經平谷縣后至興隆縣，該方案在通州之前與規(guī)劃的京唐城際鐵路共通道，與方案Ⅰ和Ⅱ相比，沿線所經區(qū)域的人口、經濟發(fā)展情況較差，經濟據點相對較少，不符合城市總體規(guī)劃。該方案的優(yōu)點是線路長度最短，投資較省。

綜合上述技術經濟比較及優(yōu)缺點分析，方案Ⅰ雖然線路最長、投資最大，但符合城市總體規(guī)劃，能夠改善當地的交通條件，對當地經濟發(fā)展的帶動作用明顯，因而建議采用方案Ⅰ。

2.2 線路工程設計方案研究

線路工程設計方案應結合沿線地方規(guī)劃、建構筑物分布、地質條件等多種因素，進行技術經濟分析比選，確定安全可靠、技術經濟合理的設計方案?？紤]到北京市域范圍的土地資源珍貴，為了減少工程占地，該條線路的線下線路敷設方式采用以橋梁形式為主。對環(huán)境影響評價要求及不良地質地段的線路敷設方式應結合具體情況再研究確定。

2.2.1 建筑物密集區(qū)的線路敷設方式

線路自北京星火站出站后，并行既有東北環(huán)線東側向北，跨過五環(huán)路后，沿線居民區(qū)密集，緊鄰規(guī)劃的望京電子城，需要從長建駕校中間穿過，該段涉及的拆遷量較大，道路控制點繁多，環(huán)保、電磁干擾要求較高。為了滿足環(huán)保要求，減少對規(guī)劃的望京電子城的電磁干擾，控制拆遷范圍，盡可能地降低修建線路的社會穩(wěn)定風險等級。經綜合分析，該段線路宜采用隧道方式通過，隧道 ( 雙洞單線 ) 長為 8.1 km，可以采用明挖 + 盾構 + 暗挖的組合施工方法，盾構機需 4 臺，從而減少線路施工對周邊區(qū)域的影響，確保工程的可實施性。

2.2.2 沿線特殊地質地段線路工程設計

方案Ⅰ與高麗營地裂縫在京沈客運專線DK50 + 782—DK51 + 082 段和D1K35+887 附近 ( 位于北六環(huán)前 1 km 左右 ) 2 次交叉。高麗營地裂縫屬于復合型地裂縫，受斷裂活動的控制，具有長期活動的趨勢。該地裂縫位于唐自頭村北一帶，西起京承高速公路，呈北東向延伸至西王路村及北六環(huán)以外，長度超過 1.8 km，線路走向大致為 NE60°至 NE75° 左右。該地裂縫沿黃莊-高麗營斷裂發(fā)育，其走向、產出的位置與該斷裂基本一致。為了確保工程的可行性，針對地裂縫的特點研究適宜的工程措施。

（1）京沈客運專線在 DK50 + 782—DK51 + 082段穿越高麗營地裂縫，由于該段線路沒有控制線路高程的制約因素，因而該段線路可以采用對不均勻沉降不敏感、可調節(jié)性強的地基基礎 ( 路基方式 ) 和上部結構形式 ( 有砟軌道 ) 通過該處斷裂，路基填高約 6 m。

（2）京沈客運專線在 D1K35 + 887 附近穿越高麗營地裂縫，受地裂縫前約 1 km 左右的六環(huán)路影響，研究下穿六環(huán)和上跨六環(huán) 2 個方案：①下穿六環(huán)方案，該方案以隧道形式自六環(huán)互通路基段下穿，之后結合地方規(guī)劃條件，上跨順沙路后在高麗營二村西側、白馬路互通匝道北側設順義西高架站，該方案經過地裂縫處路肩標高與地面基本持平，適合以路基形式通過，滿足地裂縫處以柔性結構通過的要求，同時滿足結合地方城市規(guī)劃；②上跨六環(huán)方案，該方案采用橋梁形式上跨北六環(huán)，為了縮小跨點處的高度，結合高壓天然氣管線位置，需要將線位遠離京承高速公路互通匝道，自六環(huán)無互通處跨越，受橋梁孔跨及縱斷面的要求，京沈客運專線上跨地裂縫處路基高度達 13 m 左右，不易于控制線路沉降，而且受白馬路互通匝道的影響，順義西站的站位只能設于白馬路互通匝道的東側，將增加京沈客運專線與京承高速公路間的夾角地，不滿足地方城市規(guī)劃。綜上所述，京沈客運專線在穿越 D1K35 + 887 處地裂縫時高程適合以路基形式通過，建議采用下穿六環(huán)方案，即以隧道形式穿過六環(huán)路。京沈客運專線在六環(huán)路段下穿方案的縱斷面設計圖如圖 3 所示。

3 結束語

圖3 京沈客運專線在六環(huán)路段下穿方案的縱斷面設計圖

為了做到既與當地城市規(guī)劃有機結合，又能降低對周邊環(huán)境的影響，京沈客運專線引入北京樞紐采用線路最長、投資最多，但是滿足城市總體規(guī)劃要求的線路走向方案。由此可見，一方面，規(guī)劃限制對于鐵路線路方案走向具有舉足輕重的作用；另一方面，合理的線位選擇可以促進規(guī)劃的實施和發(fā)展[2]。線路在穿越地裂縫時，采用對不均勻沉降不敏感、可調節(jié)性強的地基基礎 ( 路基方式 ) 和上部結構形式 ( 有砟軌道 )，從而確保工程的安全性。因此，在進行客運專線選線前，應充分搜集地方的規(guī)劃資料，在技術可行的前提下，合理選擇線路走向，科學布設車站，有機結合線路方案與地方規(guī)劃，讓客運專線在促進地方經濟發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。針對地裂縫等不良地質條件，在選線時應首先考慮繞避，如果無法繞避時，應采取預留變形量、加強結構剛度、使用可調高支座和可調扣件等工程措施；同時，應建設工程和地裂縫監(jiān)測預警系統(tǒng)，以確保工程實施的安全與可靠。

[1] 鐵道第三勘察設計院集團有限公司. 北京至沈陽鐵路客運專線可行性研究報告[R]. 天津：鐵道第三勘察設計院集團有限公司，2009.

[2] 校立帆，董葉超. 蒙西至華中煤運通道荊門地區(qū)引入方案探討[J]. 鐵道運輸與經濟，2013，35(13)：119-121.