杭州鐵路樞紐杭州北聯(lián)絡(luò)線建設(shè)方案優(yōu)化研究

翁 露 沈 維

(中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司計(jì)劃統(tǒng)計(jì)部,上海 200040)

1 概述

鐵路樞紐聯(lián)絡(luò)線在鐵路樞紐范圍內(nèi)具有重要作用,合理規(guī)劃鐵路樞紐聯(lián)絡(luò)線,對提高樞紐內(nèi)運(yùn)輸組織靈活性、緩解城市交通壓力、營造安全可靠的客貨運(yùn)輸環(huán)境具有重要意義。

目前,對樞紐內(nèi)聯(lián)絡(luò)線已有較多研究,劉杰分析濟(jì)南站至濟(jì)青高鐵建設(shè)必要性,提出以黃臺接軌方案,未實(shí)現(xiàn)濟(jì)南鐵路樞紐內(nèi)濟(jì)南站與濟(jì)南東站之間互聯(lián)互通[1];馬健對西寧鐵路樞紐內(nèi)西寧站和西寧貨站現(xiàn)狀進(jìn)行分析,考慮樞紐內(nèi)既有現(xiàn)狀改建的限制性因素,決定采用上、下行聯(lián)絡(luò)線分別接軌西寧貨站[2];馬偉叁認(rèn)為既有杭州鐵路樞紐存在客運(yùn)站辦理旅客列車能力不足和動車組檢修設(shè)施與整備能力不足等問題,提出規(guī)劃建設(shè)杭州西站,樞紐內(nèi)多條線路設(shè)置聯(lián)絡(luò)線,實(shí)現(xiàn)多條大通道的互聯(lián)互通,并形成雙環(huán)的格局[3]。

杭州北聯(lián)絡(luò)線是杭州鐵路樞紐內(nèi)聯(lián)通新建杭州西站和既有杭州站、杭州東站的連接線,按照已批復(fù)的杭州北聯(lián)絡(luò)線線位方案,雖能實(shí)現(xiàn)樞紐內(nèi)新建杭州西站與既有杭州站、杭州東站互聯(lián)互通,但依然存在遠(yuǎn)期區(qū)段能力不足、運(yùn)輸組織不靈活等問題。 為更好地滿足規(guī)劃杭州北聯(lián)絡(luò)線功能定位,需對已批復(fù)杭州鐵路樞紐中規(guī)劃的線位方案進(jìn)行優(yōu)化,還需考慮以下問題:①根據(jù)湖杭鐵路相關(guān)批復(fù),滬乍杭鐵路、杭州北聯(lián)絡(luò)線勾莊線路所及以西等臨近湖杭鐵路的線下工程均已按原批復(fù)線位實(shí)施,優(yōu)化線位方案應(yīng)盡可能利用已實(shí)施工程,減少廢棄工程;②優(yōu)化方案應(yīng)在《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》《長江三角洲地區(qū)多層次軌道交通規(guī)劃》《杭州鐵路樞紐規(guī)劃(2016～2030 年)》基礎(chǔ)之上,進(jìn)行充分的研究論證,盡量與上位規(guī)劃相符;③按原批復(fù)方案,線路在既有宣杭線南側(cè)走行,征地拆遷相對較小,優(yōu)化方案應(yīng)進(jìn)一步考慮征地拆遷費(fèi)用,重點(diǎn)分析項(xiàng)目投入產(chǎn)出。 根據(jù)運(yùn)量預(yù)測、市域列車開行需求等因素[4],結(jié)合在建湖杭鐵路、杭州西站、杭州西動車所,統(tǒng)籌考慮滬乍杭鐵路、杭臨績鐵路等相關(guān)規(guī)劃線路,重點(diǎn)分析杭州鐵路樞紐總圖(見圖1)和杭州北聯(lián)絡(luò)線線位方案,從工程投資、運(yùn)輸組織、線路及場站能力等角度進(jìn)行研究,以期獲得最優(yōu)方案。

圖1 杭州鐵路樞紐總圖規(guī)劃布置示意

2 建設(shè)方案研究

2.1 杭州鐵路樞紐概況

杭州鐵路樞紐主要承擔(dān)浙江省內(nèi)外及長三角與我國南部地區(qū)的客貨運(yùn)交流運(yùn)輸,是全國19 個鐵路綜合交通樞紐之一[5]。 該樞紐銜接寧杭高鐵、杭甬高鐵、滬昆高鐵、杭黃高鐵、滬昆線、宣杭線、蕭甬線等7 條干線鐵路,上海、南京、宣城、黃山、金華、寧波等6 個方向。 樞紐東北方向由滬昆線、滬昆高鐵銜接上海樞紐,東向由蕭甬線、杭甬高鐵銜接寧波樞紐,西南方向由滬昆線、滬昆高鐵銜接南昌樞紐,西北方向由宣杭線銜接蕪湖樞紐,北向由寧杭高鐵銜接南京樞紐。 目前,杭州樞紐辦理客運(yùn)業(yè)務(wù)的主要車站為3 個,即杭州、杭州東、杭州南站。 杭州站位于市中心,是杭州最早建成的車站之一,站臺規(guī)模5 臺11 線,主要辦理各方向普速客車始發(fā)終到、少量普速客車通過作業(yè)及部分滬杭高鐵和寧杭高鐵城際客車始發(fā)終到作業(yè)。 杭州東站是樞紐內(nèi)規(guī)模最大的客站,站臺規(guī)模18 臺34 線,自東向西分別布置普速場、滬杭場和寧杭場,主要辦理杭甬、滬杭、杭長、寧杭高鐵的始發(fā)終到動車,上海、南京方向往金華、寧波方向全部高鐵通過客車作業(yè),上海方向往金華、寧波方向大部分普速通過客車作業(yè)。 杭州南站為原蕭山站,在2020 年7 月改擴(kuò)建后重新投入運(yùn)營,站臺規(guī)模7 臺21 線,自西向東布置為普速場、杭甬場和滬昆場,因杭州南站附近沒有配套動車所和普速鐵路車輛段,因此,主要辦理列車通過作業(yè)。 樞紐內(nèi)配套動車所僅有艮山門動車運(yùn)用所,設(shè)于杭州東站和杭州站之間,動車所按南、北兩場布置,滿線存放能力29 列。目前,樞紐內(nèi)在建的項(xiàng)目主要有湖杭鐵路、杭溫鐵路(桐廬至義烏段)、艮山門動車所擴(kuò)建工程等。 規(guī)劃年度杭州樞紐銜接滬昆、寧杭、杭甬、杭黃、商合杭高鐵,杭紹臺、杭溫、杭臨績、滬乍杭、滬杭城際、寧杭二通道及滬昆線、宣杭線、蕭甬線等14 條鐵路,上海、南京、合肥、宣城、黃山(績溪)、金華、寧波、溫州8 個方向,依靠錢江二橋(雙線)、錢江鐵路新橋(四線)、桐廬鐵路橋(兩線、預(yù)留四線)及江東越江隧道(兩線)銜接各方向干線鐵路和城際鐵路,樞紐總圖格局最終形成“一個主軸(既有滬昆、寧杭深通道)、兩條輔助通道(城市東、西兩翼的杭州西通道和江東通道)、五座客站(杭州站、杭州東站、杭州西站、杭州南站、錢塘站)”,客貨順列、并列組合式的大型放射狀環(huán)形樞紐,見圖1。

杭州西站是湖杭鐵路新建車站,總規(guī)模為11 臺20 線,自北向南分別布置杭臨績場、湖杭場[6-7],其中杭臨績場規(guī)模5 臺9 線,湖杭場規(guī)模6 臺11 線,建成后主要承擔(dān)湖杭、杭溫、滬乍杭、杭臨績、寧杭二通道及部分滬杭城際、杭黃鐵路列車。 在杭州西站西北方向設(shè)杭州西動車運(yùn)用所,呈南北兩級兩場縱列式布置,總規(guī)模為檢查庫線12 條,存車線60 條[8]。 2022 年隨著湖杭鐵路項(xiàng)目開通,樞紐內(nèi)杭州西站、杭州西動車運(yùn)用所將同步投產(chǎn)。 杭州西站平面布置見圖2。

圖2 杭州西站平面布置示意

2.2 運(yùn)量預(yù)測

研究年度杭州樞紐隨著多條高速鐵路、城際鐵路的引入,鐵路旅客發(fā)送量占全社會份額將有一定增長,特別是城際客流份額將有較大幅度提升[9]。 預(yù)測杭州市2035 年鐵路客運(yùn)量為1.5 億人次,鐵路客運(yùn)量約占全社會客運(yùn)量市場份額的33.3%。 鐵路客運(yùn)量中省內(nèi)客運(yùn)量為8 055 萬人,約占鐵路總客運(yùn)量的53.7%。 預(yù)測杭州市2045 年鐵路客運(yùn)量為1.75 億人次,鐵路客運(yùn)量約占全社會客運(yùn)量市場份額的34.3%。 鐵路客運(yùn)量中省內(nèi)客運(yùn)量為9 880 萬人,約占鐵路總客運(yùn)量的56.5%[10]。

2019 年4 月杭州樞紐辦理旅客列車361 對,其中始發(fā)終到85 對,通過276 對[11]。 根據(jù)旅客列車年輸送人數(shù)和預(yù)測的樞紐旅客發(fā)送量,以及行政區(qū)域間旅客交流量,預(yù)測杭州鐵路樞紐2035 年辦理客車907對,其中始發(fā)車487 對,通過車420 對;2045 年辦理客車1 004 對,其中始發(fā)車573 對,通過車431 對(見表1)。

表1 杭州鐵路樞紐旅客列車對數(shù)對/d

根據(jù)杭州鐵路樞紐運(yùn)量預(yù)測及車站分工[12],研究年度近遠(yuǎn)期杭州北聯(lián)絡(luò)線主要承擔(dān)杭州西站始發(fā)少量的臺州方向列車,杭州站始發(fā)部分臨安方向列車,臨安方向與寧波方向間通過列車,以及樞紐內(nèi)市域列車。杭州北聯(lián)絡(luò)線及相關(guān)線路客列車對數(shù)見表2。

表2 杭州北聯(lián)絡(luò)線及相關(guān)線路列車對數(shù) 對/d

2.3 規(guī)劃線位方案分析

(1)方案Ⅰ:勾莊線路所接軌、宣杭鐵路南側(cè)走行方案

根據(jù)已批復(fù)的杭州鐵路樞紐總圖規(guī)劃[13],杭州北聯(lián)絡(luò)線方案為勾莊線路所接軌、宣杭鐵路南側(cè)走行方案,即杭州北聯(lián)絡(luò)線從勾莊線路所滬乍杭鐵路側(cè)向出岔,分方向外包滬乍杭鐵路,之后折向東行,上行線相繼上跨湖杭鐵路、滬乍杭鐵路后左右線并行,隨后線路繼續(xù)沿宣杭鐵路南側(cè)東行,上跨老宣杭鐵路(已拆除),于宣杭鐵路南側(cè)上跨京杭大運(yùn)河,然后繼續(xù)沿宣杭鐵路南側(cè)折向南行,終至寧杭高鐵預(yù)留杭州東線路所。 線路方案見圖3。

圖3 勾莊線路所接軌宣杭鐵路南側(cè)走行方案

按照該方案,杭州北聯(lián)絡(luò)線線路長約12.8 km,工程實(shí)施后,西面(杭州西站端)近期可以利用杭州北聯(lián)絡(luò)線,經(jīng)滬乍杭鐵路至杭州西站杭臨績場及杭州西動車所,東面(杭州北站端)接入杭州北站附近寧杭高鐵區(qū)間預(yù)留杭州東線路所,實(shí)現(xiàn)杭州西站、杭州西動車所與杭州東站、杭州站聯(lián)通的目標(biāo)。 按照該方案行車徑路,初期除需實(shí)施杭州北聯(lián)絡(luò)線外,還需同步實(shí)施滬乍杭鐵路勾莊線路所至杭臨績場12.3 km 線路、杭臨績鐵路2.8 km 線路、動走線3 道2.2 km 線路及其他不可分修部分線下工程。

(2)存在問題

①初期需同步實(shí)施工程較多,投資較大。 樞紐內(nèi)杭州東站、杭州站不能經(jīng)湖杭鐵路直接連接杭州西站湖杭場及動車所,初期需新建勾莊線路所至杭州西杭臨績場線路和動走線,才能引入杭州西站杭臨績場及動車所。②杭州北聯(lián)絡(luò)線與杭州西站湖杭場無法溝通,運(yùn)輸組織靈活性不強(qiáng)。 湖杭鐵路不能直接引入杭州站、杭州東站,對于杭州東始發(fā)宣城方向車流,只能通過杭州西站折角運(yùn)輸[14]。 ③市域列車只能在杭臨績場辦理,根據(jù)運(yùn)量預(yù)測,勾莊線路所至杭臨績場區(qū)間近/遠(yuǎn)期辦理客車對數(shù)123/148 對(不考慮市域列車)和148/178 對(考慮市域列車25/30 對),遠(yuǎn)期通過能力不足。

2.4 優(yōu)化方案分析

根據(jù)本項(xiàng)目作為杭州鐵路樞紐主要客站間聯(lián)絡(luò)線的功能定位,同時(shí)需兼顧后期市域列車開行功能,綜合考慮本線地理位置處于城區(qū)、沿線線位控制因素較多、線路長度較短等多方面因素,本線速度目標(biāo)值為160 km/h。

優(yōu)化方案中,線路從勾莊線路所滬乍杭鐵路側(cè)向出岔,外包滬乍杭鐵路至北東聯(lián)絡(luò)線郭家線路所,在京杭大運(yùn)河?xùn)|側(cè)增設(shè)滬乍杭鐵路俞家塘線路所,俞家塘線路所與郭家線路所區(qū)間按照四線建設(shè),出俞家塘線路所后折向南終至杭州北站附近預(yù)留的杭州東線路所。 該方案維持原批復(fù)杭州西站及聯(lián)絡(luò)線布置方案,增設(shè)滬乍杭鐵路俞家塘線路所,通過湖杭、滬乍杭、杭州北聯(lián)絡(luò)線實(shí)現(xiàn)杭州西站、杭州西動車所與杭州東站、杭州站聯(lián)通的目標(biāo)。 從近遠(yuǎn)期工程結(jié)合的角度,考慮跨京杭大運(yùn)河按照初期四線橋或者初期兩線橋、近期四線橋建設(shè)研究2 個方案。

(1)方案Ⅱ-1:增設(shè)俞家塘線路所,三四線并行方案

杭州北聯(lián)絡(luò)線從勾莊線路所引出后外包滬乍杭鐵路,至北東聯(lián)絡(luò)線郭家線路所,之后與滬乍杭鐵路四線并行,上跨京杭大運(yùn)河、既有寧杭高鐵后,增設(shè)俞家塘線路所。 初期除實(shí)施杭州北聯(lián)絡(luò)線杭州東線路所至俞家塘線路所段約7 km 線路外,還需同步實(shí)施滬乍杭鐵路俞家塘線路所至勾莊線路所段約6 km、3 處線路所相關(guān)渡線等線上線下工程及杭州北聯(lián)絡(luò)線俞家塘線路所至勾莊線路所約7 km 及其他不可分修部分線下工程。 線路方案見圖4。

圖4 增設(shè)俞家塘線路所三四線并行方案

(2)方案Ⅱ-2:增設(shè)俞家塘線路所,三四線拉開方案

為盡量減少初期工程,并考慮杭州與滬乍杭鐵路拉開間距,初期杭州北聯(lián)絡(luò)線利用1 座兩線橋上跨京杭大運(yùn)河,杭州北聯(lián)絡(luò)線俞家塘線路所至勾莊線路所線下工程可暫緩實(shí)施,待近期滬乍杭鐵路能力不足時(shí)再擇機(jī)建設(shè)。

(3)方案比選

方案Ⅱ-1 和方案Ⅱ-2 經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較見表3,由表3 可知,方案Ⅱ-2 較方案Ⅱ-1 雖然初期減少同步實(shí)施工程,節(jié)省投資,但存在以下不足:①三四線拉開25m 間距后,導(dǎo)致線路夾心地增加,不符合土地集約利用相關(guān)政策;②京杭大運(yùn)河為世界文化遺產(chǎn),從施工角度看,方案Ⅱ-1 采用1 座四線橋上跨,僅需進(jìn)行1 次施工,對京杭大運(yùn)河生態(tài)環(huán)境影響較小[15];③方案Ⅱ-2 近期采用3 座橋梁上跨京杭大運(yùn)河,工程投資大,擠占過河通道資源。 綜合比選后,推薦方案Ⅱ-1。

表3 方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

2.5 優(yōu)勢分析

(1)工程投資

方案Ⅱ-1 較方案Ⅰ初期實(shí)施工程少,工程投資小。 按照方案Ⅱ-1,初期利用湖杭鐵路接入杭州西站湖杭場,可暫緩實(shí)施滬乍杭鐵路勾莊線路所至杭州西站杭臨績場及動走線,初期可節(jié)省投資約9 億元。

(2)客車徑路

通過新設(shè)俞家塘線路所,方案Ⅱ-1 客車徑路更加暢通。 對于杭州東始發(fā)宣城方向車流,方案Ⅱ-1 可通過杭州北聯(lián)絡(luò)線、滬乍杭鐵路、北東聯(lián)絡(luò)線聯(lián)通,徑路暢通,不需通過杭州西折角運(yùn)輸,湖杭鐵路也可通過北東聯(lián)絡(luò)線、杭州北聯(lián)絡(luò)線直接去往杭州站、杭州東站,樞紐內(nèi)客車徑路更加靈活。

(3)區(qū)間線路、車站能力

方案Ⅰ杭州北聯(lián)絡(luò)線與湖杭場無法溝通,市域列車只能在杭臨績場辦理,根據(jù)運(yùn)量預(yù)測,勾莊線路所至杭臨績場區(qū)間近/遠(yuǎn)期辦理客車148 對/178 對(考慮市域列車25 對/30 對),遠(yuǎn)期通過能力不足。 方案Ⅱ-1 市域車可在杭臨績場和湖杭場辦理,兩場能力相對均衡,區(qū)間湖杭鐵路和滬乍杭鐵路近/遠(yuǎn)期辦理客車132 對/157 和134 對/160 對(考慮市域列車),北東聯(lián)絡(luò)線可分流杭州東至宣城方向客車11 對/16 對,遠(yuǎn)期能力較方案Ⅰ有所緩解。

綜上,方案Ⅱ-1 較方案Ⅰ更為合理,在初期工程投資、運(yùn)輸組織靈活性、區(qū)間通過能力等方面均具有明顯優(yōu)勢。

3 建設(shè)時(shí)序分析

根據(jù)施工組織安排,湖杭鐵路將于2022 年7 月建成,杭州西站、杭州西動車所也將同時(shí)投入使用。 從杭州鐵路樞紐功能來看,由于杭州西站與既有杭州站、杭州東站沒有便捷通道相連,樞紐內(nèi)的互聯(lián)互通尚未實(shí)現(xiàn),制約樞紐作用的發(fā)揮。

3.1 加快本項(xiàng)目建設(shè)有利于充分發(fā)揮杭州西站運(yùn)輸能力

2022 年湖杭鐵路開通時(shí),由于滬蘇湖鐵路(計(jì)劃2024 年8 月開通)、杭溫鐵路一期和二期(計(jì)劃2024 年6 月開通)尚未建成,滬乍杭鐵路、杭臨績鐵路等尚未開展前期工作,富陽西站至富陽站的連接線也未啟動,杭州西站僅能北向接商合杭鐵路,南向接杭黃鐵路,湖杭鐵路及杭州西站的能力未能充分發(fā)揮,加快本項(xiàng)目及相關(guān)工程建設(shè)可更好發(fā)揮杭州西站運(yùn)輸能力。

3.2 加快本項(xiàng)目建設(shè)有利于更好發(fā)揮杭州西動車所作用

目前,浙江省境內(nèi)僅有杭州艮山門動車所,動車檢修運(yùn)用能力極為緊張,需加快推進(jìn)杭州艮山門動車所改擴(kuò)建工程,擬于2022 年開工建設(shè),建設(shè)期間將需要周邊動車所的支持。 杭州西動車所能力近期為6 線檢查庫、28 條存車線,能力富余,加快實(shí)施杭州北聯(lián)絡(luò)線及相關(guān)工程,則杭州西動車所可為杭州站、杭州東站提供動車組配套服務(wù),更好發(fā)揮杭州西動車所作用,也可為艮山門動車所改擴(kuò)建工程實(shí)施創(chuàng)造有利條件。

3.3 加快本項(xiàng)目建設(shè)有利于增強(qiáng)樞紐內(nèi)運(yùn)輸組織靈活性

本項(xiàng)目及相關(guān)工程實(shí)施后,將銜接杭州西站與杭州站、杭州東站,進(jìn)而杭州西站連通杭甬、杭紹臺,杭州站、杭州東站連通杭臨績、湖杭及寧杭二通道等,本線可承擔(dān)杭州西始發(fā)寧波、臺州方向列車,杭州站始發(fā)臨安方向列車,及臨安方向與寧波方向間通過列車,樞紐內(nèi)運(yùn)輸組織更加靈活。

4 結(jié)語

杭州是長三角重要的區(qū)域性中心城市,“十四五”時(shí)期是杭州“亞運(yùn)會、大都市、現(xiàn)代化”發(fā)展的重要窗口期,加強(qiáng)樞紐互聯(lián)互通、提高運(yùn)輸機(jī)動靈活性是杭州鐵路樞紐“十四五”發(fā)展的主導(dǎo)趨勢。 立足杭州鐵路樞紐規(guī)劃布局、杭州北聯(lián)絡(luò)線及相關(guān)線路運(yùn)輸需求,從解決規(guī)劃線位存在區(qū)段通過能力不足、運(yùn)輸組織不夠靈活等問題出發(fā),提出新增俞家塘線路所、三四線并行的優(yōu)化方案,并從工程投資、運(yùn)輸組織、線路區(qū)間能力分析論證其可行性。 按照提出的優(yōu)化方案,杭州北聯(lián)絡(luò)線及其相關(guān)工程的建設(shè)可更好實(shí)現(xiàn)新建杭州西站銜接既有杭州站、杭州東站的互聯(lián)互通,有利于充分發(fā)揮好杭州西站運(yùn)輸能力,為湖杭、杭溫、杭臨績等新線引入杭州站、杭州東站提供便利,同時(shí),為日后杭州開行市域列車創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)設(shè)施條件,對杭州鐵路樞紐與城市布局的空間引導(dǎo)和功能耦合具有重要意義。