多条高铁引入既有客运站车站布置图型研究——以成达万高铁为例

丁大朋

(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 100055)

1 概述

《中长期铁路网规划》(2016年修编)在“四横四纵”高速铁路网的基础上，构建以“八纵八横”高铁干线为骨架、区域连接线衔接、城际铁路网补充的高速铁路网，在这张网络的节点位置形成多个“米字型”高速铁路枢纽及数量更多的“十字型”高速铁路枢纽[1]。“十字型”高速铁路枢纽指衔接4个及以上方向，有2条及以上高速铁路干线、多条区域铁路连接线衔接或城际铁路补充的客运枢纽[2]。受路网变化影响，相当一部分地级市所在的枢纽(地区)已有既有城际铁路解决地区部分方向的高速客运作业，规划的高速铁路干线引入时，结合城市规划、人口体量、方便换乘及跨线运输[3]等因素，宜尽量引入既有城际客运站[4]。本文主要研究多条高速铁路引入地级市既有客站车站改建布置图型。

2 多条高铁引入枢纽特征

多条纵向和横向高速铁路引入地级市铁路枢纽一般呈十字交叉形态，构建“十字型”高速铁路枢纽，纵横向铁路可为“八纵八横”铁路干线也可为区域城际铁路[5]，偶尔还会形成多线共通道格局，多线共通道将涉及各线别的具体作业分工[1，6]。例如，在万州铁路枢纽，沿江通道[7]横贯东西、包海通道纵穿南北，沿江通道由成达万铁路和郑万铁路构成，包海铁路由渝万高铁和渝西高铁至万州联络线构成，另有渝万城际与渝万高铁共通道引入枢纽，沿江通道与包海通道呈十字交叉，形成典型的“十字型”高速铁路枢纽。

3 多条高铁引入枢纽客流特点

城市区位、城市体量、衔接线路功能定位等因素直接影响“十字型”高速铁路枢纽的客流特点，客流特点对客站的站型选择起着至关重要的作用[8]。从城市区位分析，城市是否处于交通枢纽位置、是否为区域经济中心影响客流规模及客流交换量；从城市体量分析，人口和经济体量通过客流集聚性影响着客流规模[9]；从衔接线路功能定位分析，衔接的是高铁干线还是区域城际连接线或城际铁路影响着客流是始发终到或是通过。地级市的“十字型”高速铁路枢纽多为客流通过型枢纽，其客流大多以通过车流为主，兼有部分跨线车流但往往占比不大，始发终到车流多以衔接的至省会城市的城际车流为主。以万州铁路枢纽为例，万州区是成渝城市群沿江城市带区域中心城市[10]，2018年常住人口为165万人，地区通过客流约占比72%，主要为沿江通道、包海通道；城际客流约占比28%，主要为重庆方向，可以看出衔接的沿江通道和包海通道就是以通过车流为主，衔接的渝万城际铁路则以至重庆的始发终到车流为主。

4 多条高铁引入铁路枢纽既有客站案例分析

考虑本次研究对象为地级市“十字型”高速铁路枢纽，以万州铁路枢纽作为案例对多条高铁引入方案进行分析，并结合万州枢纽既有客运站作业分工，重点对高速铁路引入枢纽万州北站的改建方案进行论证。

4.1 城市概况

万州区位于长江上游地区、重庆东北部，处三峡库区腹心，是成渝城市群沿江城市带区域中心城市，2018年常住人口为165万人，规划到2020年，万州将建成超百万人口的重庆第二大城市[11]。城区依山就势，主要分布在175～350 m高程范围，沿江至山呈坡台地分布，属典型山地城市[12]。

4.2 既有、在建及拟建铁路概况

4.2.1 既有铁路概况(图1)

万州铁路枢纽既有铁路有达万铁路、宜万铁路及渝万城际铁路。达万铁路与宜万铁路在万州站贯通，万州站为地区内唯一的区段站兼客货运站[13]，担当衔接线路货车解编作业和旅客列车的始发、终到作业；渝万城际设万州北站办理高速客运作业。

图1 既有万州铁路枢纽概况

4.2.2 在建及拟建铁路概况

在建郑万高铁：线路设计行车速度为350 km/h，于万州北站贯通渝万城际铁路，在车站东南侧设动车组存车场，拟于2021年底建成通车。

规划铁路：重庆至万州高铁(即渝万高铁)；成都经达州至万州高速铁路(即成达万高铁)；渝西高铁万州至安康段(即渝西高铁)。此外还规划有重庆至宜昌高铁(渝宜高铁)，可有效缓解万州枢纽远期东出能力不足问题[14]。

4.2.3 万州北站概况

车站设到发线7条(含正线)，安全线4条，维修车间、牵引变电所、配电所各1处。车站设450 m×12.0 m×1.25 m基本站台1座，450 m×10.5 m×1.25 m岛式中间站台2座[15]。在建郑万高铁自车站东端咽喉引入万州北站，站房同侧郑州端在建存车场1处，近期设存车线4条，预留4条，大机停留线2条。车站内分布多处双线及多线桥，东端出站孔家梁大桥与在建天成隧道桥隧相连，目前天城隧道已贯通(图2)。

图2 既有万州北站示意

4.3 枢纽客运量

研究年度内，随着郑万高铁、渝万高铁、渝西高铁(万州至安康段)、成达万高铁等的建成通车，万州地区旅客列车对数近、远期分别达239对/d、249对/d。各年度地区旅客列车对数见表1。成达万高铁以至郑万高铁通过车流为主，兼有部分始发终到车流，无转线车流；渝万高铁以至郑万高铁车流为主，渝万高铁至渝西高铁车流次之，兼有部分始发终到车流；渝万城际以始发终到车流为主，兼有少量至渝西高铁及郑万高铁的通过车流。通过车流情况分析可知，渝万高铁宜与渝西高铁贯通，重点解决渝万高铁和成达万高铁如何连通郑万高铁问题[15]。

表1 万州地区客车交流 对/d

4.4 引入万州北站改建方案

根据万州枢纽3条规划高铁客流交流方向，渝万高铁引入万州枢纽需与渝西高铁西安、在建郑万高铁郑州方向交流，成达万高铁引入万州枢纽需与在建郑万高铁郑州方向沟通，引入枢纽方案需综合3条高铁统筹研究。综合成达万、渝万高铁及渝西高铁的功能定位、区间线路走向、枢纽车流特征、枢纽总图格局及城市规划等因素分析后，考虑采用成达万高铁、渝万高铁及渝西高铁均引入万州北站方案(图3)，该方案可维持枢纽两客站格局，有效减少联络线设置[13]。

图3 万州枢纽总平面布置示意

4.4.1 车站布置图型概括性分析

多条高铁引入同一车站适宜采用的站型可归纳为3种，并站分场、合场外包及方向别混场(图4)[16-18]。从运输组织方面分析，并站分场较适用于多条高铁以通过及始发终到车流为主、跨线交换车流较少的情况；合场外包较适用于多条高铁以通过及跨线交换车流为主、始发终到车流较少的情况；方向别混场方案较适用于多条高铁跨线交换车流较多、通过停站车流比例较高、始发终到车流较少的情况。从工程方面分析，一般工程情况下方向别混场工程最小、并站分场次之、合场外包最大[19]。

4.4.2 改建万州北站方案研究

考虑既有万州北站车站规模、桥隧工程、客运车流等因素，以主要客流方向贯通、充分利用既有工程、充分利用既有车场能力及保证郑万高铁如期通车为原则，根据车站布置图型概括性分析结论，改建方案在合场外包(方案Ⅰ)、分场(方案Ⅱ)及混场(方案Ⅲ)的基础上进行了混合式站型研究，合场外包方案分别研究了成达万合场外包渝万(城)与渝万(高)分场方案(方案Ⅰ-1)、渝万(高)合场外包成达万与渝万(城)分场方案(方案Ⅰ-2)及渝万(高)合场外包渝万(城)与成达万分场方案(方案Ⅰ-3)三个子方案；分场方案为成达万、渝万(高)及渝万(城)三场并场方案(方案Ⅱ)；混场方案为成达万、渝万(高)混场与渝万(高)、渝万(城)混场两场并场方案(方案Ⅲ-即渝万高铁双接两场)。

图4 多条高铁引入同一车站布置图型示意

成达万合场外包渝万(城)与渝万(高)分场方案(方案Ⅰ-1)(图5)：成达万高铁合场外包既有渝万城际场，新增3台4线，城际场规模6台9线；渝万高铁新建高速场，高速场规模2台4线；车站总规模8台13线。渝万高铁、成达万高铁与郑万高铁上、下行线160 km/h连通；渝万高铁与渝西高铁350 km/h贯通，与郑万高铁连通；渝万城际与郑万高铁贯通。

图5 成达万合场外包渝万(城)与渝万(高)分场方案

渝万(高)合场外包成达万与渝万(城)分场方案(方案Ⅰ-2)(图6)：渝万高铁合场外包成达万高铁新建高速场，并与既有渝万城际场并场布置，高速场规模5台9线；渝万城际场维持既有3台5线；车站总规模8台14线。成达万与郑万高铁350 km/h贯通；渝万高铁与渝西高铁350 km/h贯通，通过成达万与郑万高铁160 km/h连通；渝万城际与渝西高铁和郑万高铁连通。

渝万(高)合场外包渝万(城)与成达万分场方案(方案Ⅰ-3)(图7)：渝万高铁合场外包既有渝万城际，于既有渝万城际车场新增2台3线，城际场规模5台8线；于渝万车场北侧新设成达万高速场，新建高速场规模2台4线；车站总规模7台12线。渝万城际与郑万高铁250 km/h贯通，与渝西高铁连通；渝万高铁与渝西高铁250 km/h贯通，与郑万高铁160 km/h连通；成达万160 km/h侧向接入郑万高铁。

成达万、渝万(高)及渝万(城)三场并场方案(方案Ⅱ)(图8)：渝万高速场、成达万高速场与既有渝万城际场自北向南并场布置，两高速场分别为2台4线，既有城际场3台5线，车站总规模7台13线。成达万铁路与郑万高铁上下行线350 km/h贯通；渝万高铁与渝西高铁350 km/h贯通，与郑万高铁160 km/h连通；渝万城际与郑万高铁80 km/h连通，与渝西高铁连通。

图6 渝万(高)合场外包成达万与渝万(城)分场方案

图7 渝万(高)合场外包渝万(城)与成达万分场方案

图8 成达万、渝万(高)及渝万(城)三场并场方案

图9 成达万、渝万(高)混场与渝万(高)、渝万(城)混场两场并场方案

成达万、渝万(高)混场与渝万(高)、渝万(城)混场两场并场方案(方案Ⅲ)(图9)：于既有渝万城际场北侧新设成达万、渝万高铁高速场，渝万高铁、成达万高铁混场布置，高速场规模4台7线；渝万高铁双接城际场，新增1台1线，城际场规模4台6线；车站总规模8台13线。渝万城际与渝西高铁250 km/h贯通，与郑万高铁连通；渝万高铁与郑万高铁、渝西高铁160 km/h连通；成达万铁路与郑万高铁350 km/h贯通。

4.4.3 万州北站布置图型研究结论(表2)

通过分析比较，若考虑充分利用既有城际场富余能力，减少对已实施的既有工程改建，可考虑采用成达万合场外包渝万(城)与渝万(高)分场方案(方案Ⅰ-1)；若考虑各方向高标准贯通，可考虑采用成达万、渝万(高)及渝万(城)三场并场方案(方案Ⅱ)或渝万(高)合场外包渝万(城)与成达万分场方案(方案Ⅰ-2)；具体实施方案将结合国家战略再行分析确定。

表2 方案综合分析

5 结语

对多条高铁引入站型布置方案进行了多方案的分析比选，通过对不同要因的取舍，对分场、合场外包及方向别混场三大系列方案又分别研究了相应的延伸方案，从不同角度出发，提出了针对性的参考性意见。

结合案例本次提出了5种站型，并分析了各自的适用范围及关键优势，是对类似多条高铁引入枢纽项目的归纳与总结，不同的城市特点及枢纽规划铁路情况也各异，需综合考虑既有设施利用[20]、运输组织、工程可实施性等因素区别采用或进行进一步延伸研究。《中长期铁路网规划》[2]中枢纽节点众多，希望能够对路网枢纽后续项目的规划研究提供借鉴和指导作用。