鄭州至濟南高速鐵路線路走向方案研究

劉　玲

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，陜西西安　710043)

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鄭州至濟南高速鐵路線路走向方案研究

劉玲

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，陜西西安710043)

Alignment Scheme on the Zhengzhou to Jinan High-Speed Railway

LIU Ling

摘要從經(jīng)過經(jīng)濟據(jù)點和吸引客流、線路長度及工程投資、功能定位及相關(guān)路網(wǎng)適應(yīng)性等方面，對鄭州至濟南高速鐵路四個線路走向方案進行綜合比選，推薦帶動地方經(jīng)濟能力強，吸引客流能力強，線路長度較短，工程投資適中的北方案，體現(xiàn)了平原地區(qū)高速鐵路選線中樞紐總圖規(guī)劃、主要政治經(jīng)濟據(jù)點布局和城市規(guī)劃、環(huán)保選線等因素的重要性。

關(guān)鍵詞高速鐵路線路走向綜合選線方案比選

1工程概述

1.1線路走向

鄭州至濟南高速鐵路地處河南、山東兩省，線路南起鄭州市，向北跨黃河后經(jīng)新鄉(xiāng)市、濮陽市后進入山東省，經(jīng)聊城市后到達終點濟南市，正線全長392.05 km。本項目是中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整中的重大干線鐵路，是鄭州“米”字形鐵路規(guī)劃的重要組成部分，其建設(shè)對構(gòu)建區(qū)域快速鐵路網(wǎng)具有積極意義。

鄭州至濟南高速鐵路已經(jīng)被中國鐵路總公司確定為2016年開展前期工作的重點項目，并已完成勘察設(shè)計招標(biāo)工作[1]。

1.2主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

鐵路等級：高速鐵路；

設(shè)計速度：350 km/h；

正線數(shù)目：雙線；

正線線間距：5.0 m；

最小平面曲線半徑：7 000 m；

最大坡度：20‰；

到發(fā)線有效長度：650 m；

列車運行控制方式：自動控制；

調(diào)度指揮方式：調(diào)度集中；

最小行車間隔：按3 min設(shè)計。

1.3本項目在路網(wǎng)中的作用

本線是國家現(xiàn)有縱橫交錯“棋盤形”高速鐵路客運網(wǎng)中的重要補充，連接鄭州、濟南兩大鐵路樞紐，路網(wǎng)中北端銜接京滬、太青高鐵，并接入京津冀城際圈，中部在聊城地區(qū)與規(guī)劃的京九高鐵相連，南端通過鄭州樞紐銜接鄭萬、鄭西、鄭武等高鐵。本項目開辟了鄭州和濟南兩個省會城市之間的最便捷客運路徑，鄭州至濟南比繞行到徐州縮短了近200 km，對緩解京滬線徐州—天津段運輸能力，完善國家客運網(wǎng)，優(yōu)化路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高客運網(wǎng)的機動靈活性具有重要作用。

2鄭州至濟南走向方案研究

2.1沿線自然特征

(1)地形地貌

沿線地處黃河沖積平原區(qū)，地形平坦，地面高程25～90 m。由于黃河的多次改道與決口泛濫，微地貌形態(tài)發(fā)育，主要包括緩平坡地、河灘高地、淺平洼地、決口扇形地、背河槽狀洼地及沙質(zhì)河槽地等。濟南地區(qū)局部分布剝蝕殘丘。

(2)水系

沿線為黃河水系，主要河流為黃河，自西向東橫貫全區(qū)。其余較大的河流均為黃河支流，包括魯河、衛(wèi)河、硝河、大公河、馬頰河、陡駭河、趙牛河等，同時沿線分布多處湖泊、濕地。

(3)地層及巖性

沿線分布第四系全地層，成因主要為沖積、洪積、湖積、殘積、沼澤沉積及風(fēng)積。全新統(tǒng)沖積、洪積、湖積、沼澤沉積層主要分布于黃河沖積平原區(qū)，以淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、粉土、粉細(xì)砂、中砂為主，層厚30～60 m，局部河流兩側(cè)分布有片狀風(fēng)積沙地，以粉、細(xì)砂為主；中、上更新統(tǒng)沖洪積層分布于黃河沖積平原區(qū)下部，以黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、黃土、砂類土為主，厚度大于100 m，局部山前地帶分布有中、上更新統(tǒng)殘積層，沖積層，以黏土為主。

(4)保護區(qū)及文物區(qū)

項目位于黃河下游地區(qū)，華北平原南部區(qū)域，地勢平坦開闊，人口分布稠密，自古以來就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達的區(qū)域，黃河沿線有豐富的自然景觀和人文景觀。

2.2方案簡介

鄭州至濟南基本呈西南至東北走向，航空距離約352 km，航空線北側(cè)分布有新鄉(xiāng)、濮陽、聊城等三個地級市，河南省的原陽、衛(wèi)輝、延津、滑縣、?？h、范縣、濮陽市，山東省的陽谷、東阿、莘縣、茌平、齊河等縣。南側(cè)分布有開封、菏澤、泰安等三個地級市，河南省的中牟、封丘、長垣、蘭考、臺前，山東省的鄄城、鄆城、梁山、東平、平陰、濟南市長清區(qū)等縣區(qū)。沿線各市縣經(jīng)濟概況見表1、表2。

表1　航空線北側(cè)城鎮(zhèn)基本概況

表2　航空線南側(cè)城鎮(zhèn)基本概況

本線作為鄭州至濟南間快速便捷的客運通道，其客流特點表現(xiàn)為以通過客流為主，同時沿線城際客流亦有很大發(fā)展?jié)摿?。從“服?wù)運輸”的角度出發(fā)，線路走向的選擇應(yīng)在充分考慮沿線城市分布、最大限度吸引客流的前提下，以線路短直為原則。根據(jù)沿線城市分布情況，結(jié)合路網(wǎng)規(guī)劃、工程地質(zhì)條件及工程設(shè)置等情況，研究了北、南、中及取直四大走向方案，方案示意見圖1。

(1)北方案

線路自鄭州東站引出，沿徐鄭高鐵東行至楊橋附近折向北跨越黃河，經(jīng)原陽后引入京廣高鐵新鄉(xiāng)東站，折向東北經(jīng)衛(wèi)輝、滑縣、?？h，結(jié)合城市規(guī)劃在濮陽市北側(cè)設(shè)站，經(jīng)清豐、范縣后進入山東境內(nèi)。經(jīng)莘縣后在聊城市西側(cè)設(shè)站，經(jīng)茌平后自濟南市南側(cè)沿京滬高鐵引入濟南西站。該方案線路全長392.05 km，共設(shè)車站12處(含鄭州東、濟南西)，平均站間距35.35 km；共設(shè)橋梁351.77 km(兩跨黃河)，橋梁比重89.7%，靜態(tài)工程投資488.57億元。

(2)取直方案

圖1　鄭州至濟南線路走向方案示意

線路自鄭州東站引出，沿徐鄭高鐵東行至楊橋附近折向北跨越黃河，經(jīng)原陽后折向東北，線路沿航空線取直，經(jīng)延津縣后在濮陽東南側(cè)設(shè)站，經(jīng)范縣、陽谷、臺前、東阿縣后跨越黃河，經(jīng)長清區(qū)后，沿濟南市南側(cè)引入濟南西站。線路全長378.45 km，共設(shè)車站12處(含鄭州東、濟南西)，平均站間距34.4 km；共設(shè)橋梁345.15 km(兩跨黃河)，橋梁比重91.2%，靜態(tài)工程投資480.63億元。

(3)中方案

線路自鄭州東站引出，沿徐鄭高鐵東行至楊橋附近折向北跨越黃河，經(jīng)原陽后折向東北，經(jīng)封丘、長垣后跨越黃河進入山東境內(nèi)。經(jīng)東明后，結(jié)合城市規(guī)劃在菏澤市西北側(cè)設(shè)站，經(jīng)鄄城縣后北行，第三次跨越黃河，經(jīng)河南省范縣后跨越金堤河，經(jīng)陽谷縣后接入北方案聊城站。該方案線路全長415.47 km，設(shè)車站13處(含鄭州東、濟南西)，平均站間距34.6 km；共設(shè)橋梁372.26 km(四跨黃河)，橋梁比重89.6%，靜態(tài)工程投資544.27億元。

(4)南方案

線路自鄭州東站引出，沿徐鄭高鐵東行經(jīng)中牟縣、開封市、蘭考縣后折向東北，在菏澤市東側(cè)新建菏澤站，經(jīng)鄆城、梁山、東平、平陰縣、濟南市長清區(qū)，自濟南市南側(cè)沿京滬高鐵西側(cè)引入濟南西站。線路全長396.30 km，設(shè)車站13處，平均站間距33.0 km。共設(shè)橋梁342.80 km，隧道2.78 km，橋隧比重86.5%，靜態(tài)工程投資485.47億元。

2.3方案綜合分析[2，7-9]

(1)地形地質(zhì)條件分析

沿線基本為黃河沖洪積平原區(qū)，地形平緩，村鎮(zhèn)密布，道路密集，僅濟南南部至平陰縣附近分布剝蝕殘丘。除南方案外，其余三個方案行經(jīng)地區(qū)基本為沖洪積平原區(qū)，南方案自平陰縣至濟南約60 km通過剝蝕殘丘區(qū)，地形略有起伏。從地形地質(zhì)條件方面分析，南方案地質(zhì)條件略好，其余三個方案地形地質(zhì)條件基本相當(dāng)。

(2)經(jīng)過經(jīng)濟據(jù)點和吸引客流分析

北方案經(jīng)過新鄉(xiāng)市、濮陽市和聊城市三個地級市和原陽縣、衛(wèi)輝市、滑縣、?？h、范縣、清豐、莘縣、陽谷、茌平等9個縣或縣級市，所經(jīng)城鎮(zhèn)人口總和2 700萬人。

中方案經(jīng)過菏澤市和聊城市兩個地級市和原陽、延津、長垣、東明、鄄城、范縣、陽谷、莘縣、茌平等10個縣，所經(jīng)城鎮(zhèn)人口總和2 450萬人。

取直方案線路在航空線附近布線，僅通過濮陽市一個地級市，經(jīng)延津、長垣、范縣、臺前、陽谷、東阿等6縣，所經(jīng)城鎮(zhèn)人口總和2 100萬人。

南方案通過開封和菏澤兩市，經(jīng)中牟、蘭考、定陶、鄆城、梁山、東平、平陰、肥城及濟南市長清區(qū)等9縣區(qū)，所經(jīng)城鎮(zhèn)人口總和2 420萬人。

通過以上分析，取直方案通過的地級市及縣城最少，沿線所經(jīng)城鎮(zhèn)人口總和也最少，中方案與南方案通過的地級市及縣城基本相當(dāng)，沿線所經(jīng)城鎮(zhèn)人口總和居中，而北方案分別通過三個地級市，經(jīng)過縣城數(shù)量也較多，沿線城鎮(zhèn)密布，所經(jīng)城鎮(zhèn)人口總和最多。各方案沿線城鎮(zhèn)分布情況表見表3。

表3　各方案沿線城鎮(zhèn)分布情況

(3)線路長度及工程投資分析

四個走向方案中，取直方案跨過黃河后基本沿航空線布線，線路最為順直，投資最省；中方案為盡可能兼顧沿線經(jīng)濟據(jù)點，線路最為曲折，線路長度最長，且四跨黃河，工程投資最高；北方案與南方案線路長度居中，北方案較南方案線路長度短4.25 km，但需在鄭州和濟南附近各跨越一次黃河，故工程投資較南方案增加3.10億元。各方案工程投資比較見表4。

(4)功能定位及相關(guān)路網(wǎng)適應(yīng)性方面分析

隨著在建高鐵的建成，該區(qū)域已基本形成縱橫交錯棋盤形客專網(wǎng)，但相鄰的省會城市鄭州、濟南間缺乏直接聯(lián)系高鐵，需經(jīng)徐州或石家莊繞行。京滬、京廣為我國最繁忙的客運通道，增開客車潛力有限。根據(jù)項目功能定位分析，項目為鄭州至濟南的最便捷通道，是西北、西南以及中南等地與山東半島及華北渤海灣地區(qū)交流的主要客運通道，是一條以中長途通道客流為主的區(qū)際客運鐵路專線，通道功能顯著。為最大發(fā)揮客運線路的功能，線路選線應(yīng)在順直的前提下盡可能多的靠近區(qū)域重要經(jīng)濟據(jù)點。

表4　線路走向方案經(jīng)濟比較

根據(jù)兩省城際網(wǎng)規(guī)劃，兩省分別規(guī)劃有鄭州—新鄉(xiāng)，濟南—聊城城際鐵路。新鄉(xiāng)、聊城地處平原，均為農(nóng)業(yè)大市，城鎮(zhèn)化水平較低，分別僅為47%和44%(全國平均水平55%)，經(jīng)濟據(jù)點布局較為分散，尚未形成顯著城市帶(群)。根據(jù)相關(guān)城際網(wǎng)規(guī)劃研究報告，兩項目遠期純城際客流均在700萬人左右，線路如按照北方案布設(shè)較為順直，且可在相當(dāng)長時期內(nèi)替代兩城際鐵路的功能，從而節(jié)省區(qū)域路網(wǎng)建設(shè)總投資。此外，北方案同時還可行經(jīng)尚未開通鐵路客運的濮陽市，為經(jīng)濟、交通更為落后的豫西北快速發(fā)展提供新的機遇，更好地體現(xiàn)鐵路發(fā)展兼顧公平性的發(fā)展思路。通過上述分析可知，從本線功能定位及相關(guān)路網(wǎng)適應(yīng)性方面比選，北方案較其余三個方案為優(yōu)。

2.4方案推薦意見

四個走向方案中，北方案和南方案較其余兩個走向方案優(yōu)勢明顯，均為較佳的走向選擇?？紤]到南方案所經(jīng)地區(qū)鄭州至蘭考段徐鄭高鐵在建，菏澤至聊城規(guī)劃有京九高鐵，菏澤至蘭考規(guī)劃有魯南城際鐵路，最終將形成該通道，而北方案布設(shè)較為順直，且可在相當(dāng)長時期內(nèi)替代鄭州至新鄉(xiāng)城際和濟南至聊城兩城際鐵路的功能，從而節(jié)省區(qū)域路網(wǎng)建設(shè)總投資。故本次研究暫推薦帶動地方經(jīng)濟能力強，經(jīng)過經(jīng)濟據(jù)點多，吸引客流能力強，可兼顧兩省規(guī)劃的城際功能，且線路長度較短，工程投資適中的北方案貫通，即鄭州—新鄉(xiāng)—濮陽—濟南作為推薦的線路走向方案。

3結(jié)束語

在鐵路工程設(shè)計與建設(shè)過程中，選線工作是關(guān)系到全局的總體性工作，綜合性強，牽涉面廣，科學(xué)性高，是一項復(fù)雜的工程[7]，高速鐵路因其投資巨大，影響范圍極廣，帶動作用極強，選擇合理的線路走向方案顯得更為重要。鄭州至濟南高速鐵路線路走向方案研究具有平原地區(qū)高速鐵路選線的一般特點，樞紐總圖規(guī)劃、主要政治經(jīng)濟據(jù)點布局和城市規(guī)劃、環(huán)保選線等因素的重要性往往高于其他因素。

參考文獻

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中圖分類號：U212.32

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-7479(2016)01-0078-04

作者簡介：劉玲(1983—)，男，2006年畢業(yè)于中南大學(xué)土木工程專業(yè)，工程師。

收稿日期：2015-12-03