深圳至深汕合作區(qū)鐵路建設方案研究

張學東

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063)

鐵路選線需要從經濟、技術、環(huán)保及社會影響等多個層面進行綜合考慮。在勘察設計階段，需對多個線路方案進行深入比選，然后得出符合要求的推薦方案。

國內學者對眾多鐵路項目進行選線研究。劉兆生通過對深圳樞紐既有客運布局、客運量及客流分析，結合深圳市發(fā)展規(guī)劃，研究深圳樞紐第三主要客站選址問題[1]； 閆武對新建銀川至西安鐵路慶陽至西安段建設方案進行詳細研究[2]；楊建勛通過闡述敦煌鐵路通道現(xiàn)狀，分析敦煌鐵路通道能力適應性及方案設置。在此基礎上，提出蘭新高速鐵路銜接敦煌鐵路的通道建設方案[3]；蘇碧成根據(jù)機場總體規(guī)劃、既有設施條件，結合線路技術標準，研究與機場主航站樓無縫銜接的機場站位;采用合理的曲線半徑繞避機場環(huán)境敏感區(qū)，確定合理的線路走向方案[4]。

以下基于前人的研究，結合新建深圳至深汕合作區(qū)鐵路項目功能定位、沿線控制點分布情況及地區(qū)鐵路樞紐總圖規(guī)劃等，對接入深圳樞紐西麗站方案、龍山公墓段建設方案、坪山東段線路走向方案進行詳細研究。

1 項目概況

1.1 線路徑路和地理位置

新建深圳至深汕合作區(qū)鐵路(以下簡稱“深汕鐵路”)位于廣東省南部，起于深圳樞紐西麗站，經深圳市南山、龍華、羅湖、龍崗、坪山等區(qū)，惠州市，終至深汕合作區(qū)并引入廣汕鐵路深汕站[5-8]。深汕鐵路平面示意見圖1。

圖1 深圳至深汕合作區(qū)鐵路線路平面

1.2 沿海鐵路通道規(guī)劃

國家《中長期鐵路網規(guī)劃》中，沿海鐵路通道廣東段由廈門—深圳—湛江鐵路構成；《粵港澳大灣區(qū)(城際)鐵路建設規(guī)劃》中，沿海鐵路通道廣東段增加廈門—汕尾—廣州—湛江徑路，構成沿海鐵路廣東段經過深圳、廣州的雙通道。通道內廈深鐵路于2013年底建成通車，廣汕、廣湛鐵路在建，深茂鐵路深江段、深汕鐵路擬建，深珠城際鐵路規(guī)劃遠期建成。深圳沿海鐵路通道分別為經過深圳北、西麗的雙徑路(見圖2)。徑路一：廈深鐵路—深圳北—深茂鐵路；徑路二：深汕鐵路—西麗—深茂鐵路，遠期增加深珠城際鐵路進而構成深南鐵路通道。

圖2 廣東沿海鐵路雙通道格局示意

1.3 項目功能定位及修建意義

深汕鐵路可提升深圳東出鐵路通道品質，與廣汕、廣湛、南深等鐵路共同構建廣東沿海高鐵雙通道，是沿海高速鐵路通道的重要組成部分；是推動深汕特別合作區(qū)建設，助力粵港澳大灣區(qū)高質量發(fā)展的重要基礎設施；是以承擔深圳對外中長途客流、至深汕特別合作區(qū)城際客流為主，兼顧粵東地區(qū)城際客流的高速鐵路。

該項目的建設，是加強粵港澳與海西及長三角地區(qū)聯(lián)系、落實“一帶一路”國家倡議及推進粵港澳大灣區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略的需要；是優(yōu)化深圳樞紐對外鐵路通道、提升深圳東出鐵路通道品質的需要；是充分發(fā)揮深圳中國特色社會主義新時代先行示范區(qū)輻射帶動作用、提升深圳大灣區(qū)核心發(fā)展極地位、統(tǒng)籌推進交通強國范例建設的需要；是引導沿線地區(qū)社會經濟發(fā)展和城鎮(zhèn)布局規(guī)劃，推進深汕特別合作區(qū)建設的需要；是發(fā)揮藍色旅游資源優(yōu)勢，帶動沿海經濟帶旅游業(yè)快速發(fā)展的需要。

1.4 運量預測

(1) 運量預測和通道內線路分工

大灣區(qū)東向鐵路客運總量預測初期為5 272萬人，近期為7 113萬人，遠期為9 703萬人。粵港澳大灣區(qū)東向客運量分配后，深汕通道客運量初期為2 813萬人，近期為3 625萬人，遠期為5 372萬人。

深汕通道由深汕鐵路與廈深鐵路構成，其中，深汕鐵路承擔至省外中長途客流的70%、至粵東城際客流的25%，廈深鐵路承擔剩余通過客流；深汕鐵路承擔60%通道內沿線城際客流，廈深鐵路承擔剩余城際客流。

(2)建設方案選擇

為進一步提高沿?？瓦\通道技術標準，與其他已開工建設的福廈高鐵、廣汕高鐵、汕汕高鐵，以及廣深港高鐵、贛深高鐵、深茂鐵路等(設計速度多為250～350 km/h)的技術標準相協(xié)調匹配，以滿足大灣區(qū)內日益增長客流對鐵路運輸質量的高要求，與既有廈深線提供差異化服務，推薦按高標準的客運專線建設。

(3)速度目標值選擇

深汕鐵路是沿海高鐵通道的重要組成部分，在中長期鐵路網規(guī)劃的基礎上，結合廣東省及粵港澳大灣區(qū)相關規(guī)劃，東南沿海廣東段規(guī)劃建設廣汕高鐵、汕漳高鐵、廣湛高鐵、深茂鐵路(深圳至江門段)、深珠城際(遠期)等，除深茂鐵路深江段設計速度為250 km/h外，其余均為350 km/h。同時，本項目是沿海高速通道的重要組成部分，東接汕尾至汕頭鐵路(為在建鐵路)，速度目標值為350 km/h；本項目站間距為50～70 km，適合350 km/h的高速鐵路；通過比較，本項目250 km/h和350 km/h的速度目標值工程投資差異不大。因此，推薦350 km/h的速度目標值。

1.5 線路平縱斷面及自然地理特征

(1)線路平縱斷面

線路平縱斷面執(zhí)行TB10621—2014《高速鐵路設計規(guī)范》，旅客列車設計行車速度按350 km/h標準。

平面最小曲線半徑為7 000 m；圓曲線、夾直線長度一般地段為280 m，困難地段為210 m；正線線間距5.0 m?？v斷面坡段長度均不小于900 m；線路最大坡度為20‰，困難條件下最大坡度為30‰，豎曲線半徑采用25 000 m。

(2)自然地理特征

線路位于東南沿海丘陵地區(qū)，地貌以中低山、丘陵為主，局部分布堆積平原區(qū)，山脈多呈北北東-南南西走向，與海岸線大致平行。主要穿越大沙河、坪山河、淡澳河、明熱河、大安河等河流。

2 線路走向及線路方案研究

本項目的重難點是線路如何接入深圳樞紐西麗站，以及龍山公墓段建設方案、坪山東段線路走向方案如何選擇。結合項目功能定位、沿線控制點分布情況及地區(qū)鐵路樞紐總圖規(guī)劃，對以上方案進行研究。

2.1 引入西麗站接軌方案

規(guī)劃年度內，深圳樞紐為沿海通道(包括廈深鐵路、深茂鐵路)、京港澳通道(包括廣深港高鐵)、京港(臺)通道(包括贛深高鐵)交匯的節(jié)點，樞紐內三大高速鐵路通道構成“雙十字”結構布局；普速鐵路系統(tǒng)維持現(xiàn)狀，由廣深線、平南和平鹽鐵路構成“十字”樞紐格局；各條線路放射狀向外延伸，如圖3所示。

圖3 深圳鐵路樞紐總布置示意

深圳樞紐客運系統(tǒng)為三主(深圳北、西麗、深圳)四輔(福田、深圳東、深圳機場、深圳坪山)布局，普速客車集中到深圳東站辦理?；浉郯拇鬄硡^(qū)鐵路網規(guī)劃的廣深第二高鐵引入深圳機場站，再利用深茂鐵路及其聯(lián)絡線引入西麗站及深圳北站。深汕高鐵和深珠城際鐵路規(guī)劃引入西麗站，其余城際鐵路按自成系統(tǒng)，與國鐵通過綜合交通體系換乘[9-12]。

深圳鐵路樞紐總圖明確深汕鐵路引入西麗站。西麗站及相關工程站址具有唯一性，即在平南鐵路西麗站現(xiàn)址就地新建，車站規(guī)模為13臺25線，并得到可研審查認可。根據(jù)既有設施和相關工程控制條件，為引入西麗樞紐，研究自車站東咽喉南側引入方案和車站東咽喉北側引入方案兩個方案。

(1)方案說明

①方案Ⅰ

方案Ⅰ為深汕高鐵自車站東咽喉北側引入(見圖4)，線路自車站東側依次下穿平南鐵路、贛深高鐵、動走線，上跨大沙河后，引入西麗站，深汕高鐵與深茂鐵路北側貫通，比較范圍內線路長度4.4 km。

圖4 深汕高鐵自車站東咽喉北側引入方案示意

②方案Ⅱ

方案Ⅱ為深汕高鐵自車站東咽喉南側引入(見圖5)，線路自車站東側下穿平南鐵路和大沙河后引入至西麗站，深汕高鐵與深茂鐵路南側貫通，比較范圍內線路長度4.29 km。

圖5 深汕高鐵自車站東咽喉南側引入方案示意

(2)工程投資分析

工程投資分析見表1。

表1 接軌方案技術經濟分析

(3)比選意見

①車站東咽喉北側引入方案線路長度較東咽喉南側引入方案長0.11 km；深汕鐵路進出站線形轉折，平面采用2處600 m的小半徑曲線；縱坡需下穿贛深高鐵，采用一段29.5‰大坡道。②車站東咽喉北側引入方案中，贛深、深汕、平南3條正線及3條動走線共9線可共用原平南鐵路通道，拆遷量減少2.15萬m2，總投資費用少4.973億。故推薦采用車站東咽喉北側引入方案。

2.2 龍山公墓段橋隧方案比選

本段范圍內控制因素主要有碧新路與丹荷路立交互通、碧桂園龍崗儲備項目、龍山公墓、巖溶區(qū)等。統(tǒng)籌考慮線路穿越碧新路與丹荷路立交互通、積谷田片區(qū)、龍山公墓等的敷設方式，研究橋梁方案和隧道方案(見圖6)。

圖6 橋隧比選方案示意

(1)方案說明

① 隧道方案

該方案線路以全隧道形式下穿碧新路立交、積谷田片區(qū)及龍山公墓。線路全長11.8 km，其中，橋梁長1.932 km，隧道長9.49 km，橋隧比96.8%。

② 橋梁方案

該方案線路以橋梁形式上跨碧新路立交、積谷田片區(qū)及龍山公墓。線路全長11.828 km，其中，橋梁長5.084 km，隧道長5.48 km，橋隧比89.32%。

(2)方案比較

①從現(xiàn)狀及規(guī)劃的影響分析

橋梁方案線路以橋梁形式自丹荷路西北側通過，穿過規(guī)劃碧桂園儲備地塊，對其切割嚴重。同時，鐵路橋梁緊鄰規(guī)劃高層住宅，整個地塊邊界線需向北退讓并重新規(guī)劃，該方案對碧桂園龍崗儲備項目影響較大；隧道方案中，新建鐵路以隧道形式穿越碧桂園龍崗儲備項目地塊邊緣，可避免對儲備地塊切割，最大限度保證地塊的完整性。

②從工程地質和施工風險分析

本段巖溶發(fā)育強度中等，溶洞呈串珠狀發(fā)育。線路以橋梁方案通過灰?guī)r地帶，可通過采取拋填片(碎)石、鋼護筒等措施，來降低樁基施工對周邊建構筑物的影響。線路以隧道穿越灰?guī)r地帶，可采用靜壓式灌漿、投碎石后注漿加固等措施，對巖溶地層實施預處理，以確保盾構掘進的施工安全。從工程地質和施工風險分析，橋梁方案略優(yōu)于隧道方案，但通過加強巖溶處理措施，施工安全風險均可控。

③從對龍山公墓影響分析

龍山公墓緊鄰既有廈深鐵路北側，深汕鐵路與既有廈深鐵路于坪山站北側并站，勢必侵入龍山公墓范圍。橋梁方案中，線路以橋梁形式穿過南約片區(qū)后，繼續(xù)以橋梁形式穿越龍山公墓及其預留建設用地，需對部分公墓進行拆除還建，地方政府及公墓管理單位對此持反對意見；隧道方案中，線路以盾構法隧道自龍山公墓邊緣通過，埋深較大(最淺處約30 m)，避免了對既有公墓的拆除還建，方案的可實施性較強。

④從征拆方面分析

隧道方案更靠近沙荷路，能最大程度減少拆遷；橋梁方案除涉及到碧桂園更新單元大面積拆遷外，還涉及龍山永久公墓的搬遷，需在本項目考慮搬遷費用和搬遷方案，經與龍崗區(qū)民政局溝通，目前尚無較好解決方案。因此，從征拆方面分析，隧道方案明顯占優(yōu)。

⑤從工程實施對既有廈深鐵路影響分析

橋、隧方案均與廈深鐵路并行，其中，隧道方案比較范圍內采用盾構法施工，埋深20～40 m，與廈深鐵路平面距離為30～70 m，盾構法施工對橋梁影響相對較小。橋梁方案受既有廈深鐵路西側寶荷欣苑小區(qū)高層建筑(32層)控制，距離既有廈深鐵路橋梁水平凈距約20 m，同時受線路縱斷面影響，龍崗隧道出口段，需進行明挖施工長度約800 m，基坑深0～25 m，明挖施工對既有廈深鐵路影響相對較大。

⑥從工程投資分析

相較于隧道方案，橋梁方案拆遷增加2.09萬m2，拆遷投資增加3.13億元，龍山永久公墓安置增加1.0億元。由于減少了盾構法隧道，工程綜合投資減少約0.29億元。

綜上分析，雖然隧道方案工程投資略大，但減少了對南約積谷田片區(qū)成建制房屋的拆遷，避免了對碧桂園龍崗儲備地塊及龍山公墓的切割；同時，工程實施對既有廈深鐵路影響較小，隧道穿越巖溶地段的工程風險可控[13-16]，故推薦隧道方案穿越龍山公墓及南約積谷田片區(qū)。

2.3 坪山至合作區(qū)線路走向方案研究

結合客流吸引點分布、城市總體規(guī)劃、沿線控制點，研究了沿沈海高速公路方案、沿廈深鐵路方案、經大亞灣方案3個方案，見圖7。

圖7 坪山至深汕合作區(qū)線路走向方案示意

沿沈海高速方案線路經惠陽區(qū)主城區(qū)，征拆大，實施困難，與惠陽區(qū)總體規(guī)劃不符，線路長88.68 km，橋隧比89.1%，靜態(tài)投資183.91億元；經大亞灣方案客流吸引量小、投資多，線路長84.9 km，橋隧比91.2%，靜態(tài)投資185.62億元；沿廈深鐵路方案與廈深鐵路惠陽、惠東站并站，吸引客流能力強，線路最短，線路長84.3 km，橋隧比88.9%，靜態(tài)投資181.74億元。

綜上，沿既有廈深鐵路方案設站合理、投資較省、線路較短，與深圳市、惠州市城市規(guī)劃相符，沿線地方政府均支持該方案，故作為推薦方案。

2.4 小結

經研究比選，本線引入西麗站采用車站東咽喉北側引入方案，穿越龍山公墓段采用隧道方案，坪山至深汕合作區(qū)采用沿廈深鐵路方案。

3 結語

新建線路區(qū)間選線和接入樞紐是一個比較復雜的系統(tǒng)問題。其中，深圳樞紐西麗站接軌方案中，推薦車站東咽喉北側引入方案，優(yōu)點主要是本線與其他多條線共通道，減少通道用地，征拆少，且投資??；龍山公墓段方案中，推薦采用隧道方案，優(yōu)點主要是能減少片區(qū)成建制房屋的拆遷，避免對儲備地塊及龍山公墓的切割，工程實施對既有廈深鐵路的影響更??；坪山至深汕合作區(qū)段方案中，沿廈深鐵路方案線路短、投資省、沿線吸引客流能力較強，與城市規(guī)劃和深圳市及沿線地方意見相符，推薦為貫通方案。研究表明，新建鐵路引入城市樞紐和線路走向應結合項目功能定位及沿線城市控制點分布情況及地區(qū)鐵路樞紐總圖規(guī)劃等進行詳細研究。