郑州南站平面布置方案研究

左 武

(中铁第四勘察设计院集团有限公司线站处,武汉 430063)

1 郑州铁路枢纽客运系统概况

既有京广客专、徐兰客专，在建郑万铁路、郑阜铁路、郑济铁路、郑太铁路(其中郑焦段为城际铁路已建成)共同构成了郑州铁路枢纽客运系统“m”字形格局；城际铁路：既有郑开城际、郑焦城际、郑机城际，在建新郑机场至郑州南站城际铁路，郑开城际延长线，规划郑州至登封至洛阳、郑州至许昌、郑州至新乡等城际铁路构成了枢纽城际网络；普速铁路的京广铁路、陇海铁路相交于城市中心，并设郑州站。

规划郑州铁路枢纽客运系统形成以郑州站、郑州东站、郑州南站为主要客站，郑州西站、大关庄站、中牟站、郑州北(客)站等为辅助客站的“三主多辅”客运格局。三大主要客站通过联络线实现互联互通，满足径路灵活性需要。郑州站位于中心城区，地理位置优越，服务于中心城区，车站规模为7台13线(含正线，下同)，受既有条件限制无扩建条件，以办理普速客车为主，兼顾客专动车和城际客车；郑州东站位于郑东新区，服务于东部城区，车站规模为16台32线，为高架车站，已建成，无扩建条件，以办理客专动车为主，兼顾城际客车；郑州南站位于航空港区，服务于南部城区，车站拟建规模为16台32线，为高架车站，以办理城际动车为主，兼顾客专动车。

2 郑州南站概况

2.1 车站衔接线路

郑州南站位于郑州市东南的航空港综合实验区，距离郑州市区约40 km，距离新郑机场约7 km，车站近期衔接线路主要有新郑机场至郑州南站城际铁路、郑万铁路、郑阜铁路、郑州至登封至洛阳城际铁路，并预留鲁南高铁接入条件。新郑机场至郑州南站城际铁路为郑机城际延长线，线路自新郑机场站南端引出，与郑州至登封至洛阳城际铁路贯通于城际场。郑万铁路自郑州东站徐兰场引出后向南，于航空港综合试验区北部预留大关庄站，贯通郑州南站，南部与在建郑万铁路区间正线相接。郑阜铁路自郑州南站郑阜场引出后向南与在建郑阜铁路区间正线相接，预留正线向北延伸，沟通郑州站条件。

2.2 客运量及特点

根据枢纽客站分工，预测近/远期郑州站旅客发送量分别为3 830万人、4 890万人，郑州东站分别为4 080万人、6 250万人，郑州南站分别为840万人、1 160万人。

近期，郑州南站办理的客车对数为314对，其中始发车161对；远期，郑州南站办理的客车对数为432对，其中始发车233对。郑州南站存在合肥—西安、合肥—北京、合肥—太原、重庆—太原、登封—太原、登封—开封、重庆—徐州、重庆—北京、重庆—济南、许昌—开封跨线车流，跨线车流较多，且相对分散。郑州南站各车场作业量见表1。

表1 郑州南站各车场作业量 对

2.3 平面布置方案影响因素

郑州南站平面布置需考虑多方面因素，首先，需满足正线贯通需要和6个方向同时到发需要，车站布置需设置必要的平行径路以及跨线动车的径路；其次，本站立折作业车较多，要考虑兰考方向、郑登洛城际、郑机城际动车的立折作业；再次，需满足重庆、阜阳方向动车进入郑州站径路条件；最后鲁南高铁需预留引入高速车场条件；同时，为方便鲁南高铁上城际动车的开行，需设置沟通城际车场径路。

3 郑州南站平面布置方案研究

城际铁路由于其出资模式，运营管理模式等与国铁不同，郑州南站平面布置方案不考虑国铁车场与城际场的合场布置，主要考虑车站郑万场与郑阜场间的车站平面布置方案。对车站布置而言，修建联络线能解决干线部分旅客列车上下线问题，以便最大限度地释放干线能力[1]。对于有第三方向客运专线接轨，接入方案还与线路作用、运输组织、行车密度等密切相关[2-5]，既要考虑到与城市交通的有机结合、方便旅客乘降，又要节省工程投资[6]。通过综合比选，确定车站最佳的平面布置图型。

3.1 方案说明

3.1.1 分场布置方案(图1)

郑州南站是典型的组合式图型[7]。郑万场、郑阜场分场与城际场并站布置，城际场位于西侧、郑阜场位于中间，郑万场位于东侧。郑阜铁路在郑州南站南端站外约8 km处外包郑万正线方向别设寺后线路所，与郑万铁路连接后引入郑阜场，并设置郑阜上下行联络线进入城际场，郑万、郑阜客车均可以利用机场城际进入郑州站。近期在郑州南站郑阜场东侧的两条到发线接入郑万场，在南端设郑万下行正线与郑阜下行间42号渡线，郑阜铁路利用郑万铁路进入郑州东站；远期在郑万铁路西线路别设置郑州南站至大关庄站三、四线和大关庄至既有京广线联络线引入郑州站。预留兰考方向线路引入郑万场，并设置立折线，沟通东北至西南方向径路，同时预留上下行联络线引入城际场条件。

根据车站作业量，车场总规模16台32线(含正线，下同)，其中郑万场5台10线，郑阜场4台9线，城际场7台13线。

动车所设于车站东南侧，客专动车所设动车出入线3条，城际动车所设动车出入线2条。

图1 郑州南站分场方案布置示意

经计算，郑州南站郑万场咽喉能力利用率近期为59%、远期为67%，郑阜场咽喉能力利用率近期为49%、远期为68%，城际场咽喉能力利用率近期为69%、远期为76%，寺后线路所咽喉能力利用率近期为61.3%、远期为88.5%，均可以满足运输需求。

3.1.2 合场布置方案(图2)

城际场与客专场分场并站布置，郑万铁路和郑阜铁路接入客专场。郑阜铁路上下行正线外包郑万场，郑阜铁路按方向别疏解后，上下行以反向曲线外包居中的郑万场，在其两侧分别设郑阜上、下行车场。郑阜铁路在郑州南站南端站外约8 km处外包郑万正线方向别设寺后线路所，设置郑阜上下行联络线进入城际场，近期郑万、郑阜客车均可以利用机场城际进入郑州站，郑阜铁路利用郑万铁路进入郑州东站，远期在郑万铁路西线路别设置郑州南站至大关庄站三、四线和大关庄至既有京广线联络线引入郑州站。预留兰考方向线路引入郑万场，并设置立折线，沟通东北至西南方向径路，同时预留上下行联络线引入城际场条件。

根据车站作业量，车场总规模16台32线，其中客专场9台19线，城际场7台13线。

动车所设于车站东南侧，客专动车所设动车出入线2条，城际动车所设动车出入线2条。

图2 郑州南站合场布置方案示意

经计算，郑州南站客专场咽喉能力利用率近期为79%、远期为88%，城际场咽喉能力利用率近期为69%、远期为76%，可以满足运输需求。

3.2 技术经济比较

郑州南站国铁部分分场与合场方案技术经济比较如表2所示。

表2 郑州南站车场布置方案工程技术经济比较

3.3 优缺点分析

从正线运营条件角度分析：分场方案郑万、郑阜正线在车站范围均为直线通过，郑阜正线在站内技术标准为250 km/h，动车出入无需切割正线，运营条件好。合场方案受缩小咽喉长度采用较小曲线半径影响，需降低郑阜正线在站内技术标准至80 km/h，部分动车出入需切割郑阜正线，影响正线通过能力，运营条件较差。

从车站作业角度分析：本站始发车较多，其中以立折作业的始发车为主。分场方案郑万、郑阜车场作业各自独立，干扰小；合场方案始发车立折作业对通过车、到达车流均存在严重的交叉干扰影响，根据测算，合场方案远期咽喉能力利用率为88%，严重影响车站高峰期密集到发。分场方案高峰小时接发能力北端咽喉为18对、南端咽喉为16对；合场方案高峰小时接发能力北端咽喉为15对、南端咽喉为13对。

从对区间能力影响角度分析：合场方案站坪长度较长，车站北端咽喉区相较分场方案加长670 m，车站南端咽喉区相较分场方案加长652 m，按照18号道岔侧向80 km/h计算，列车通过两端咽喉展长部分行车时间将增加，很大程度上影响了车站发车间隔，进而影响了线路通过能力。

从对在建工程影响分析：目前郑万铁路航空港特大桥桥墩已经建成，新郑机场至郑州南站城际铁路正在建设。由于合场方案咽喉较长，北端咽喉道岔区已经伸入郑万铁路在建航空港特大桥0.7 km，航空港特大桥需废弃桥墩22个，浪费工程投资约1 400万元。分场方案对郑万铁路、郑阜铁路、城际铁路在建工程均无影响。

从工程投资角度分析：合场方案工程投资相较分场方案节省1.64亿元。

从运营管理角度分析：分场方案车场衔接方向较为单一，作业量相对较小，运营管理难度较小；合场方案车场衔接方向较多，车场作业量大，运营管理难度较大。

从信号控制角度分析：分场方案信号设备分场控制，设备购置费较高，设备控制规模较小，设备维护及故障影响范围小；合场方案设备配置简化，无场间联系，设备购置费降低，但系统设备控制规模扩大，设备维护及故障影响范围扩大。

3.4 方案推荐意见

郑州南站合场方案虽然工程投资节省，但对已建成工程影响大，郑阜铁路站内正线技术标准低，运营条件差，远期车站咽喉能力紧张，车站始发立折作业车与通过、到达作业车交叉干扰大，线路区间通过能力受影响，咽喉区长度增加导致影响区间发车间隔，进一步影响了区间通过能力[8-14]，设备维护及信号故障后影响范围大。分场方案运营条件好、交叉干扰少，对区间能力无影响，对在建工程无影响，运维管理难度小。因此，推荐采用郑州南站分场布置方案。

4 研究结论

郑州南站按国铁的郑万场、郑阜场分场布置，再与城际场横列式布置，车场总规模16台32线。近期为沟通郑州站方向径路，设置郑阜上下行联络线引入城际场；远期随着城际动车的公交化运行，郑机城际铁路区间能力将无法满足需要，郑阜场北端预留双线延伸至郑州站进而沟通太原方向径路条件。为满足鲁南高铁客专动车开行条件，鲁南高铁方向别引入郑万场，并设置立折联络线；为满足城际动车开行需要，鲁南高铁设联络线沟通城际场。

特大型车站的平面布置较为复杂，平行进路设置与咽喉布置，跨线车流与联络线设置，分场、合场布置形式等都对车站功能将产生重大影响。若车站布置不合理，将对工程投资、运营管理、车站甚至线路能力产生重大影响。因此，特大型车站的设计除满足系统功能需求和运输需要外，还应便于运营管理，方便旅客乘降，并应根据需要预留进一步发展条件[15，16-18]。

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