多線引入的高速鐵路始發(fā)站圖型布置研究

李軍營,韓國興

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

引言

目前高速鐵路多線引入始發(fā)站布置方案的確定，多是結(jié)合車站所在樞紐(地區(qū))的位置、地形地貌、車站引入線路的性質(zhì)和數(shù)量、車站工作量及旅客列車開行方案、車站到發(fā)線規(guī)模、車站性質(zhì)及運(yùn)營要求等[1]，依經(jīng)驗(yàn)確定，無系統(tǒng)研究理論支撐，現(xiàn)行規(guī)范中也僅有1個(gè)兩條高鐵交匯的始發(fā)站圖型[2]，決策時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生車站布置不合理，運(yùn)營后點(diǎn)線能力不協(xié)調(diào)、前瞻性不夠等問題。隨著高速鐵路路網(wǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大和完善，高速鐵路多線引入既有站或新建車站的情況將越來越多，及時(shí)總結(jié)高鐵多線引入車站的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在理論上豐富和提升，指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，為相關(guān)規(guī)范的修編提供支撐，是非常必要的。

1 影響站型布置的因素

1.1 引入線路的特征

引入線路的特征方面，對影響高速鐵路多線引入車站布置的主要因素有鐵路類型、正線及其他引入線路數(shù)目[3]、設(shè)計(jì)速度、到發(fā)線有效長度、列車運(yùn)行控制方式及運(yùn)營維護(hù)體制等，歸根到底還是鐵路類型這一關(guān)鍵指標(biāo)，鐵路類型一旦確定，相應(yīng)的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其他指標(biāo)相應(yīng)也確定下來。

1.2 線路的車流特征

多線引入的車站均為路網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)所處路網(wǎng)位置的不同以及所在樞紐或地區(qū)的不同，導(dǎo)致車站車流特征也有較大的差別。路網(wǎng)端部或主要樞紐的大型客站一般以始發(fā)車流為主，路網(wǎng)中間的節(jié)點(diǎn)多以通過車流為主。以到發(fā)為主的車站，在車站布置時(shí)需要考慮立即折返客車及早晚高峰時(shí)段進(jìn)出動(dòng)車段所的徑路[4]。以通過為主的車站，需考慮通過客車高速通過因素；有跨線客車的車站，需結(jié)合跨線客車量，合理安排跨線客車徑路[5]。

1.3 不同建設(shè)主體或不同運(yùn)營主體

鐵路項(xiàng)目建設(shè)主體或運(yùn)營主體的不同，可能會(huì)存在固定資產(chǎn)分割，分線、分車場運(yùn)營管理的需求，是影響車站布置的因素之一[6]。

1.4不同的建設(shè)時(shí)序

我國高速鐵路網(wǎng)有一個(gè)逐步形成的過程，隨著路網(wǎng)的發(fā)展和加密，新建線路引入既有站時(shí)，出于受車站周邊控制因素以及對既有運(yùn)營影響的考慮，可能會(huì)對車站布置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以適應(yīng)新線的引入[7]。

2 多線引入的高速鐵路始發(fā)站站型布置

2.1 始發(fā)站布置圖型定義

2.1.1 分場布置圖型

2條及以上鐵道線路引入一座車站，線路各自正線貫通、車場及咽喉區(qū)獨(dú)立布置[8]，一條線路的正線行車不能直接進(jìn)入到另外一條線路的車場[9]。典型的布置示意見圖1～圖4。

圖1 車場間無溝通分場布置示意

圖2 車場間共用到發(fā)線分場布置示意

圖3 車場間設(shè)聯(lián)絡(luò)線分場布置示意

圖4 多個(gè)車場的分場布置示意

2.1.2 合場布置圖型

2條及以上鐵道線路引入一座車站，只有一個(gè)共用的車場，咽喉區(qū)集中布置[10]，部分線路正線貫通、部分線路正線可不貫通，一條正線的行車經(jīng)過共用的車場能夠直接轉(zhuǎn)入到另外一條正線上。典型的布置示意見圖5、圖6。

圖5 方向別合場布置示意

圖6 線路別合場布置示意

2.1.3 分場與合場混合布置圖型

3條及以上鐵道線路引入一座車站，其中2條線路的車場合場布置，再與另外線路的車場分場布置。典型的布置示意見圖7。

圖7 分場與合場混合布置始發(fā)站示意

2.1.4 盡端式布置圖型

車站位于正線終端，全部辦理始發(fā)、終到列車，采用單咽喉布置型式，或結(jié)合客車段所位置，與客車段所形成貫通線式布置[11]。典型的布置示意見圖8、圖9。

圖8 單咽喉盡端式布置始發(fā)站示意

圖9 貫通線式布置始發(fā)站示意

2.1.5 多層式布置圖型

多條線路引入站區(qū)，一條或幾條線路的車場與其他線路的車場位于不同的高程，且車場基線大致平行的布置型式，如北京鐵路樞紐豐臺站。典型的布置示意見圖10。

圖10 北京鐵路樞紐豐臺站多層布置示意

2.2 國內(nèi)始發(fā)站設(shè)置情況分析

研究對《高速鐵路站場與樞紐關(guān)鍵技術(shù)研究》附件《全國高速鐵路多線引入車站布置圖集》收集的96個(gè)始發(fā)站樣本進(jìn)行分析，相關(guān)影響因素分析見表1。

表1 車站布置相關(guān)影響因素分析 個(gè)

由表1可以看出，96個(gè)車站樣本中分場、合場、混合布置、盡端式布置、多層布置分別有46、27、21、1、1個(gè)車站，占比分別為47.9%、28.1%、21.9%、1.05%、1.05%，分場布置車站個(gè)數(shù)占樣本車站約達(dá)一半。分場、合場、混合布置位于省會(huì)或直轄市和地級市均基本相當(dāng)，可見所處城市性質(zhì)不是車站布置的重要影響因素。分場、合場、混合布置3種布置位于“八縱八橫”交匯點(diǎn)和骨干網(wǎng)與其他線路交匯合計(jì)超一半以上。5種布置圖型中引入線路特征中含有普速鐵路均占比較高。分場和合場布置兩種以始發(fā)終到為主和以通過為主的車站個(gè)數(shù)均相當(dāng)，混合場布置以通過為主的車站個(gè)數(shù)遠(yuǎn)大于以始發(fā)終到為主。除個(gè)別車站建設(shè)、運(yùn)營主體不同外，其余建設(shè)、運(yùn)營主體均相同。分場、混合布置的車站分步建成的占比較高，合場布置車場同步建成的占大多數(shù)。

2.3 始發(fā)站圖型特點(diǎn)及適應(yīng)性

2.3.1 分場布置

(1)特點(diǎn)

①引入各正線可相對高標(biāo)準(zhǔn)通過車站，正線間相互獨(dú)立，互不干擾，養(yǎng)護(hù)維修可獨(dú)立進(jìn)行[12]。

②各車場咽喉區(qū)獨(dú)立，咽喉區(qū)較短，行車交叉干擾少。

③正線間及車場咽喉間存在夾心地，用地較同規(guī)模合場布置多。

④車場聯(lián)鎖終端獨(dú)立，可分別位于不同調(diào)度區(qū)。

(2)適應(yīng)性

①車站引入線路為2條，分別為普速鐵路和高速鐵路，以辦理通過車為主小型始發(fā)站，鑒于兩線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，為便于運(yùn)營管理的情況，如漢中站(圖11)、盤錦站、吉林站、連云港站。

圖11 漢中站平面布置示意

②車站引入線路為2條，分別為城際、高速鐵路，或均為高速鐵路，以辦理各方向始發(fā)終到客車為主大型始發(fā)站[13]，為縮短咽喉區(qū)長度，使車站能力適應(yīng)區(qū)間能力[14]，如武漢站、合肥南站(圖12)、杭州西站。

圖12 合肥南站平面布置示意

③車站引入線路為3條及以上，以辦理各方向始發(fā)終到車為主大型始發(fā)站，若引入線路有普速鐵路，普速鐵路宜單獨(dú)設(shè)場；高速(或城際)鐵路辦理立折車作業(yè)較多時(shí)，宜分別設(shè)置車場[15]，如杭州東站(圖13)、南京南站。

圖13 杭州東站平面布置示意

④當(dāng)正線行車量為大于120對/d，跨線客車不大于15對/d，場間聯(lián)絡(luò)線設(shè)置困難或聯(lián)絡(luò)線工程投資較大的情況，可采用場間共用到發(fā)線分場布置，如長沙南站(圖14)、南寧東站。

圖14 長沙南站平面布置示意

⑤當(dāng)正線行車量較大，跨線客車對數(shù)大于15對/d時(shí)，可采用場間設(shè)置聯(lián)絡(luò)的分場布置，如武漢站(圖15)、廈門北站。

圖15 武漢站平面布置示意

2.3.2 合場布置

(1)特點(diǎn)

①一般1條正線中穿貫通車站，其他正線疏解引入，正線間共用咽喉區(qū)，咽喉區(qū)相對分場布置長，咽喉區(qū)平面交叉干擾多[16]。

②正線間夾心地相對較少，用地較相同規(guī)模的分場布置少。

③車站聯(lián)鎖終端為各引入正線共用，各正線在車站段屬于一個(gè)調(diào)度區(qū)。

(2)適應(yīng)性

①僅有第三方向鐵路引入的高速鐵路始發(fā)站，如溫州南站(圖16)、贛州西站。

圖16 溫州南站平面布置示意

②全部或絕大部分列車均要進(jìn)站停車，除兩兩相連的貫通正線外，與其他線路間跨線列車不是很多，并且受地形條件所限時(shí)，如深圳北站(圖17)、潮州站、西麗站。

圖17 深圳北站平面布置示意

③高速鐵路引入樞紐既有主要客站改建時(shí)，如福州站、烏魯木齊站、合肥站、漢口站。

2.3.3 分場與合場混合布置

(1)特點(diǎn)

①車站一般引入正線不小于3條(5個(gè)方向)，規(guī)模較大。

②車場間為分場，部分線路間采用合場。多為隨著新線引入逐步建設(shè)形成。

③站內(nèi)合場布置車場到發(fā)線條數(shù)相對不足，咽喉區(qū)較長，特別是銜接動(dòng)車段(所)端咽喉區(qū)能力一般為車站能力最緊張的咽喉。

(2)適應(yīng)性

①車站引入正線不少于3條(5個(gè)方向)規(guī)模較大的始發(fā)站，如雄安站、成都東站、太原南站。

②新線引入既有站，既有站增加車場或到發(fā)線困難，新建線路選擇與既有分場布置車站共用車場，或者新線單獨(dú)新建車場的情況[17]，如鄭州東站(圖18)、福州南站。

圖18 鄭州東站平面布置示意

2.3.4 盡端式布置

(1)特點(diǎn)

可深入城市中心附近。單咽喉布置型式客車到發(fā)和進(jìn)出段作業(yè)均集中在一個(gè)咽喉區(qū)，嚴(yán)重影響車站能力。貫通線式布置型式，客車到發(fā)和進(jìn)出段分別在兩端咽喉區(qū)作業(yè)。

(2)適應(yīng)性

盡端式始發(fā)站僅適用于均為始發(fā)、終到列車，且處在鐵路線路終端的客運(yùn)站[18]，如上海南站(圖19)。

圖19 上海南站平面布置示意

2.3.5 多層式布置

(1)特點(diǎn)

有多條線路引入，車場位于不同的高程，可充分利用土地資源和立體空間資源，車站及站房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，投資較貴。

(2)適應(yīng)性

結(jié)合樞紐總圖規(guī)劃、城市規(guī)劃，在土地資源緊張，車站周邊控制因素較多時(shí)[19]，經(jīng)綜合工程經(jīng)濟(jì)比選后采用，如北京豐臺站(圖10)。

3 結(jié)語

隨著“八縱八橫”高速鐵路路網(wǎng)的建設(shè)，高速鐵路多線引入既有或新建始發(fā)站的情況將越來越多，其規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)性強(qiáng)，一旦實(shí)施更改困難的巨型工程。在始發(fā)站規(guī)劃和設(shè)計(jì)中可根據(jù)各種圖型的特點(diǎn)和適應(yīng)性，結(jié)合車站銜接的線路特征、客流特征、建設(shè)主體情況，以及車站所處區(qū)域的地形、地貌及相關(guān)控制因素，進(jìn)行綜合性工程經(jīng)濟(jì)比選確定車站的具體布置。