閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路西端與銀西高速鐵路接軌方案研究

顏 文

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 線路運(yùn)輸院，陜西 西安 710043)

1 閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路設(shè)計(jì)分析

1.1 閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路需求

閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路位于陜西關(guān)中北部地區(qū)，是關(guān)中城市群城際鐵路網(wǎng)的重要組成，其線路起于擬建西延高速鐵路櫟陽站，從櫟陽站西安端咽喉引出，經(jīng)西安市臨潼區(qū)、高陵區(qū)、咸陽市三原縣、涇陽縣、西咸新區(qū)空港新城、秦漢新城、西安市經(jīng)開區(qū)至終點(diǎn)渭河橋，并預(yù)留向南延伸至阿房宮站條件，正線全長(zhǎng)61.415 km[1]。閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路建成后將構(gòu)建一條連接機(jī)場(chǎng)、西安北、新西安南之間的快速交通走廊，輻射外圍組團(tuán)和對(duì)外交通網(wǎng)，滿足沿線地區(qū)旅客的城際鐵路客流出行需要，同時(shí)引入咸陽機(jī)場(chǎng)，進(jìn)一步豐富了機(jī)場(chǎng)客流集散的交通方式[2]，與機(jī)場(chǎng)高速公路、西安北至機(jī)場(chǎng)線等共同構(gòu)成機(jī)場(chǎng)綜合疏運(yùn)體系，為旅客提供多元化出行和“無縫”換乘，極大地提高了旅客出行質(zhì)量和效率。

根據(jù)國家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》《陜西省“十三五”鐵路網(wǎng)規(guī)劃》[3-4]及西安鐵路樞紐總圖規(guī)劃，閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路要實(shí)現(xiàn)西安鐵路樞紐內(nèi)與銀西高速鐵路(銀川—西安)、西成高速鐵路(西安—成都)、西渝高速鐵路(西安—重慶)及西武高速鐵路(西安—武漢)的互聯(lián)互通[5-7]，可以銜接西安北、咸陽機(jī)場(chǎng)、銀川、成都、重慶及武漢等方向的客流，對(duì)發(fā)揮西安樞紐和路網(wǎng)運(yùn)輸機(jī)動(dòng)靈活性具有重要作用。依據(jù)西安樞紐總圖規(guī)劃及城市總體規(guī)劃，根據(jù)陜西省政府會(huì)議確定的閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路西端需要加快實(shí)現(xiàn)鐵路樞紐內(nèi)與銀西高速鐵路互聯(lián)互通需求和兩線接軌。

閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路西端接軌方案的選擇受到線路功能定位、西安樞紐總圖規(guī)劃及運(yùn)輸組織和經(jīng)濟(jì)性等因素的影響，同時(shí)，由于閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路向西經(jīng)銀西高速鐵路可達(dá)寶雞、慶陽、銀川方向，向東經(jīng)銀西高速鐵路可達(dá)西安北方向，通過城際鐵路和銀西高速鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的連接可通達(dá)西安市區(qū)及眾多關(guān)中地區(qū)，促進(jìn)與區(qū)域中心城市西安的相互聯(lián)系、相互融通。

1.2 閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路設(shè)計(jì)

閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路位于關(guān)中城際鐵路核心圈層西安鐵路樞紐內(nèi)，可以與關(guān)中城際鐵路網(wǎng)中多條城際鐵路線路及鐵路樞紐內(nèi)多條高速鐵路線實(shí)現(xiàn)聯(lián)通，向東通過西韓城際鐵路(西安—韓城)可連通渭南北部及侯馬、太原方向，向北通過西延高速鐵路(西安—延安)溝通陜北地區(qū)，向西經(jīng)銀西高速鐵路可達(dá)彬縣、扶風(fēng)、法門寺，向南經(jīng)西成高速鐵路可至阿房宮、戶縣、成都地區(qū)，是關(guān)中城際鐵路承東啟西，連接南北的重要城際鐵路客運(yùn)通道，同時(shí)也是西安咸陽國際機(jī)場(chǎng)的客流集疏運(yùn)線，通過本線可極大地方便西安主城區(qū)、關(guān)中經(jīng)濟(jì)圈各城市、各大景區(qū)的旅客進(jìn)出西安咸陽航空港，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)空鐵聯(lián)運(yùn)，更大范圍上體現(xiàn)機(jī)場(chǎng)綜合交通樞紐的優(yōu)勢(shì)。

閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路西端東接西延高速鐵路櫟陽站，西至石何楊村與銀西高速鐵路兩側(cè)并行共建石何楊線路所至渭河橋南岸，經(jīng)高陵北、三原南、涇陽、咸陽機(jī)場(chǎng)車站4處(其中咸陽機(jī)場(chǎng)為地下車站，設(shè)置空港新城、石何楊線路所)，利用銀西高速鐵路引入西安北站，實(shí)現(xiàn)城際鐵路西端與銀川、西安方向的互通，新建正線長(zhǎng)61.415 km(其中櫟陽右線繞行段2.450 km，石何楊右繞疏解線長(zhǎng)6.704 km，與銀西線共建四線渭河橋工程4.252 km)。共設(shè)置橋梁13座總長(zhǎng)41.625 km，隧道1座長(zhǎng)8.61 km，橋隧總長(zhǎng)50.235 km，橋隧比81.80%。設(shè)計(jì)速度250 km/h，采用雙線設(shè)計(jì)，車型選用CRH型動(dòng)車組，列車運(yùn)行控制方式采用自動(dòng)控制CTCS-2級(jí)，行車指揮方式為綜合調(diào)度集中。根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)，初、近、遠(yuǎn)期櫟陽至咸陽機(jī)場(chǎng)段跨線城際鐵路客流量分別為309萬人/a、549萬 人/a、1 023萬 人/a，咸 陽 機(jī) 場(chǎng) 至 石 何楊 段 客 流 量 分 別 為418萬 人/a、680萬 人/a、1 247萬人/a，開行動(dòng)車組列車對(duì)數(shù)櫟陽至咸陽機(jī)場(chǎng)段分別為15對(duì)/d、22對(duì)/d、44對(duì)/d，咸陽機(jī)場(chǎng)至石何楊段分別為21對(duì)/d、30對(duì)/d、55對(duì)/d，遠(yuǎn)景年輸送能力為單向1 500萬人次。

閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路作為關(guān)中城市群城際鐵路網(wǎng)的重要組成、機(jī)場(chǎng)客流集疏運(yùn)線及區(qū)域路網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線，其主要功能是承擔(dān)關(guān)中城際內(nèi)組團(tuán)(以西安為中心，包括西安至韓城、西安至法門寺、西安至潼關(guān)、西安鐵路樞紐南環(huán)線、渭南至蒲城等城際鐵路)間的城際鐵路客流、機(jī)場(chǎng)客流，以及中長(zhǎng)途跨線客流。其建設(shè)對(duì)打造“大西安”長(zhǎng)安主軸的城市群空間結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)富平、閻良、涇陽、三原、西咸新區(qū)等城市組團(tuán)建設(shè)起著先導(dǎo)和引領(lǐng)作用。同時(shí)，結(jié)合關(guān)中城市群構(gòu)建的“輻射+環(huán)”狀城際鐵路網(wǎng)與陜西省“米”字型高速鐵路網(wǎng)，閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路作為關(guān)中城際鐵路網(wǎng)、國鐵路網(wǎng)中的“共用聯(lián)絡(luò)線”，可實(shí)現(xiàn)城際鐵路網(wǎng)的東連西通、國鐵網(wǎng)的南聯(lián)北接，對(duì)于增強(qiáng)城際鐵路線網(wǎng)北部輻射能力，增加樞紐和路網(wǎng)運(yùn)輸機(jī)動(dòng)靈活性具有重要作用。西安鐵路樞紐總布置示意圖如圖1所示。線路與銀西高速鐵路接軌后完善了西安樞紐由西安北、西安、西安東、新西安南和阿房宮站構(gòu)成的“四主一輔”客運(yùn)布局，增強(qiáng)了路網(wǎng)便捷靈活性。

圖1 西安鐵路樞紐總布置示意圖Fig.1 General layout of Xi’an railway hub

新建鐵路接軌方式一般有引入既有車站、新建車站接軌和區(qū)間接軌等[8]，根據(jù)西安鐵路樞紐總圖規(guī)劃，閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路要實(shí)現(xiàn)樞紐內(nèi)與銀西高速鐵路、西成高速鐵路、西延高速鐵路的互聯(lián)互通。其次，通過對(duì)接軌點(diǎn)、路網(wǎng)規(guī)劃及既有線干擾等關(guān)鍵因素進(jìn)行深入分析，結(jié)合城際鐵路引入西安鐵路樞紐相關(guān)通道能力、對(duì)主要客運(yùn)站的影響、動(dòng)車運(yùn)用所的能力情況以及銀西高速鐵路的建設(shè)進(jìn)度等方面的論證結(jié)果，西安或西安北接軌對(duì)既有線干擾過大、工程實(shí)施難度較大且車站作業(yè)量飽和，區(qū)間接軌或咸陽北塬接軌聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度及工程投資較大且不符合路網(wǎng)整體規(guī)劃。通過計(jì)算西安北至石何楊段通道能力，銀西高速鐵路初、近期按5 min、遠(yuǎn)期按4 min追蹤間隔組織行車，石何楊線路所引入銀西高速鐵路能力影響按6 min/對(duì)考慮，研究年度線路能力均可滿足運(yùn)輸需求且運(yùn)輸路徑最短、工程設(shè)置條件較好，因此，本線選擇在城際鐵路西端石何楊線路所接軌銀西高速鐵路。

根據(jù)西安鐵路樞紐總圖規(guī)劃[4]，閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路與銀西高速鐵路的接軌方案，考慮沿線經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)的分布，按照就近原則接入，以保證接軌線路短、工程投資小，同時(shí)盡可能考慮西安咸陽國際機(jī)場(chǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃情況，整合高速鐵路客運(yùn)設(shè)施，充分利用高速鐵路資源，提高運(yùn)輸服務(wù)頻率及質(zhì)量[8-9]。線路通過在渭河北岸設(shè)聯(lián)絡(luò)線實(shí)現(xiàn)閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路與銀西高速鐵路、西成高速鐵路的互通?？紤]到渭河河道資源緊張，防洪壓力較大，結(jié)合銀西高速鐵路的建設(shè)進(jìn)度，按照接軌線位的不同研究2個(gè)備選方案，即城際鐵路正線位于銀西高速鐵路兩側(cè)四線橋接軌方案(方案Ⅰ)和城際鐵路位于銀西高速鐵路西側(cè)四線橋接軌方案(方案Ⅱ)。

2 城際鐵路西端與銀西高速鐵路接軌方案設(shè)計(jì)

2.1 方案設(shè)計(jì)

（1）方案Ⅰ。該方案為城際鐵路位于銀西鐵路兩側(cè)共建渭河四線橋方案。線路自咸陽機(jī)場(chǎng)站向南引出，跨越福銀高速公路后上、下行分繞并疏解至銀西高速鐵路兩側(cè)，上行線上跨銀西高速鐵路后分方向與銀西高速鐵路接軌，增(共)建石何楊線路所引入西安鐵路樞紐，出線路所并行共建渭河四線橋至城際鐵路近期工程終點(diǎn)，四線橋南端預(yù)留城際鐵路延伸條件，將來城際鐵路南疏解上跨銀西高速鐵路后向南延伸。方案I示意圖如圖2所示。旅客列車通過石何楊線路所完成徑路轉(zhuǎn)換，各線均可同時(shí)引入西安北站和阿房宮站、新西安南站。

圖2 方案Ⅰ示意圖Fig.2 Schematic diagram of scheme I

該方案渭河橋四線部分長(zhǎng)3.72 km，孔跨布置與銀西高速鐵路施工圖一致，主河槽采用1聯(lián)(3×60 m) + 2聯(lián)(4×60 m) + 2聯(lián)(3×60 m)鋼混組合連續(xù)梁，南北兩岸河堤分別采用51 m + 110 m +51 m連續(xù)梁，四線橋下部基礎(chǔ)及墩身按整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，上部橋面按四線橋施做，線間距離分別為5.3 m，4.6 m，5.3 m?？紤]機(jī)場(chǎng)方向與法門寺、銀川方向溝通需要，設(shè)置城際鐵路空港新城站至銀西高速鐵路(法門寺城際鐵路)龔家灣線路所(增設(shè))之間的聯(lián)絡(luò)線，上、下行合計(jì)6.169 km。為滿足設(shè)石何楊車站站坪坡度和兩線并行等高的要求，需調(diào)整銀西高速鐵路CK14+100 ～ CK18+500段縱斷面4.4 km，引起銀西高速鐵路工程投資增加合計(jì)約0.55億元，其中，鐵路四線橋抬高增加投資0.43億元，銀西高速鐵路CK17+217 ～ CK17+650段路改橋增加投資約0.09億元，銀西廢棄工程投資約0.023億元。該方案正線長(zhǎng)8.38 km，其中共建四線橋長(zhǎng)3.77 km，雙線橋長(zhǎng)2.36 km，單線橋長(zhǎng)4.6 km。新建銀西聯(lián)絡(luò)線上、下行合計(jì)6.169 km。該方案影響銀西線段落長(zhǎng)度約4.4 km，方案靜態(tài)投資33.15億元。

（2）方案Ⅱ。該方案為城際鐵路位于銀西高速鐵路西側(cè)并行共建渭河四線橋方案。線路自咸陽機(jī)場(chǎng)站向南引出，跨越福銀高速公路、銀西高速鐵路后至其西側(cè)，與其并行設(shè)四線橋跨渭河，在渭河北岸設(shè)置聯(lián)絡(luò)線引入西安鐵路樞紐，南端預(yù)留城際鐵路延伸條件。方案Ⅱ示意圖如圖3所示。

受區(qū)域文物、既有交通設(shè)施、企事業(yè)單位控制，機(jī)場(chǎng)至西安北方向與銀川至新西安南方向只能聯(lián)通一個(gè)方向。機(jī)場(chǎng)至西安北方向有在建城市軌道交通銜接，三原、涇陽等衛(wèi)星城市至西安的公路交通較為發(fā)達(dá)，富平閻良及以遠(yuǎn)的列車可經(jīng)西延高速鐵路接入西安北站。該方案銀西高速鐵路維持原設(shè)計(jì)平、縱斷面不變，渭河橋四線部分長(zhǎng)3.636 km，孔跨布置與銀西高速鐵路施工圖及方案I一致，下部基礎(chǔ)按整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，橋墩和上部橋面按兩幅雙線橋施做，線間距離分別為4.6 m，9.0 m，4.6 m。為了實(shí)現(xiàn)城際鐵路和銀西高速鐵路接軌、互聯(lián)互通的目標(biāo)，設(shè)置銀西高速鐵路(銀川方向)龔家灣線路所至城際鐵路新西安南方向聯(lián)絡(luò)線，城際鐵路機(jī)場(chǎng)方向至銀西高速鐵路銀川方向的聯(lián)絡(luò)線，以滿足機(jī)場(chǎng)方向與法門寺、銀川方向溝通的需要。由于對(duì)銀西高速鐵路平縱斷面無影響，銀西高速鐵路無廢棄工程。該方案正線長(zhǎng)8.645 km，其中共建四線橋長(zhǎng)3.636 km，雙線橋總長(zhǎng)5.009 km，該方案聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度合計(jì)11.63 km，靜態(tài)投資34.99億元。

圖3 方案Ⅱ示意圖Fig.3 Schematic diagram of scheme II

2.2 方案比選

根據(jù)各方案設(shè)計(jì)情況，從工程設(shè)置、對(duì)銀西高速鐵路的影響及運(yùn)輸組織等方面對(duì)2個(gè)方案進(jìn)行分析。方案綜合比較表如表1所示。

表1 方案綜合比較表Tab.1 Comprehensive comparison of schemes

根據(jù)表1方案比選內(nèi)容，借用雷達(dá)圖的形式和基本原理，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一量綱后構(gòu)建五維雷達(dá)圖進(jìn)行方案比選。五維雷達(dá)圖方案比選如圖4所示。由圖4可見，五維雷達(dá)圖是一個(gè)形狀不規(guī)則的閉環(huán)，能夠清楚地反映出各個(gè)線路方案的“姿態(tài)”，便于進(jìn)行對(duì)照比較，直觀地顯示各方案在不同指標(biāo)下的優(yōu)劣程度。

圖4 五維雷達(dá)圖方案比選Fig.4 Scheme comparison and selection through 5-D radar map

從圖4可以看出，點(diǎn)的位置越靠外，則該方案下某指標(biāo)在比較中的優(yōu)劣度越低；而越靠?jī)?nèi)，則優(yōu)劣度越高。以正線投資指標(biāo)為例，方案Ⅱ相應(yīng)點(diǎn)的位置最靠外，表明方案Ⅰ優(yōu)于方案Ⅱ。同時(shí)從圖4上還可直觀地看到，方案Ⅰ與方案Ⅱ在正線投資和聯(lián)絡(luò)線投資方面的差異較大，對(duì)方案的決策影響最大，應(yīng)予以重點(diǎn)考慮。

根據(jù)比較結(jié)果，方案Ⅰ雖然對(duì)銀西高速鐵路產(chǎn)生部分廢棄工程，但方案Ⅰ銀西高速鐵路與閻機(jī)城際鐵路的各個(gè)方向均可相互連通，樞紐運(yùn)輸組織靈活，功能性強(qiáng)，線路長(zhǎng)度短，工程投資省，推薦采用方案Ⅰ。

3 結(jié)束語

閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路是實(shí)現(xiàn)際鐵路網(wǎng)與國家高速鐵路網(wǎng)互聯(lián)互通，構(gòu)建西安咸陽國際機(jī)場(chǎng)綜合交通樞紐，完善西安樞紐客運(yùn)徑路布局，增強(qiáng)路網(wǎng)便捷靈活性的需要。結(jié)合西安鐵路樞紐線網(wǎng)規(guī)劃和樞紐總圖等，還應(yīng)加強(qiáng)閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路至銀西高速鐵路銀川方向聯(lián)絡(luò)線設(shè)置預(yù)留的研究，將承擔(dān)寶雞以西方向至機(jī)場(chǎng)、延安方向的客流，方便機(jī)場(chǎng)客流乘降，減少旅客出行時(shí)間，增加路網(wǎng)的機(jī)動(dòng)靈活性，增強(qiáng)客流吸引能力，提高閻良至機(jī)場(chǎng)城際鐵路的經(jīng)濟(jì)效益。