高速铁路接轨方案研究——以平漯周高铁为例
时间：2023-06-30 17:10:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
角志达 吴 浩 崔光宇
(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)
随着我国高速铁路网的逐渐发展与完善，不同铁路线间的互联互通对提高路网灵活性、发挥路网能力起到越来越重要的促进作用。在高速铁路工程实践中，针对新建铁路起终点与后方通道衔接、铁路枢纽(地区)内不同线路间的联通等问题，均需全面研究既有铁路地区内的接轨方案。
铁路建设发展过程中，很多学者对高速铁路接轨方案的影响因素、车站布置进行了研究。刘杰根据铁路枢纽现状、总图规划、在建及拟建工程概况、客运作业量及城市总体规划分析了济南站至济青高速铁路联络线建设的必要性，并进行技术方案比选[1]；
丁大朋总结了混场、分场及合场外包三大系列布置方案[2]；
颜文通过阐述阎良至机场城际铁路的功能定位，在分析主要经济据点、沿线河流水系、机场现状及规划、环境敏感区等影响因素的基础上提出接轨方案，并通过五维雷达图比选出推荐方案[3]；
马云志构建适用于铁路接轨方案评价的指标体系，借助模糊综合评价方法，为接轨方案评价提供了一种新的思路[4]；
张超永对宁波枢纽接轨方案进行研究比选，综合考虑线路长度、线形条件、运行时分、工程投资等因素[5]。
鉴于以上背景，以平顶山至漯河至周口高速铁路(简称“平漯周高铁”)周口铁路地区为实例，结合地区既有铁路和客站分布、城市总体规划、线路总体走向等进行接轨方案研究比选，以期完善高速铁路接轨方案的研究思路，为后续相关项目的研究提供借鉴。
高速铁路引入既有铁路地区接轨方案研究是一个系统工程，需考虑技术、经济、环保、社会四个方面的因素，并结合项目实际情况进行综合比选，接轨方案的主要影响因素构成见图1。
图1 接轨方案的主要影响因素构成
1.1 技术因素
(1)客站格局：铁路地区内客运站的布局、位置及分工是接轨站选择的重点考虑因素，高铁客运作业在地区主客站集中办理有利于铁路运输组织，以及为旅客提供高质量的客运服务。
(2)线路走向及长度：接轨方案与线路走向密切相关，相互影响。接轨站的选择应符合高速铁路线路走向顺直的要求，同时针对不同接轨方案，也要对线路走向进行全面研究、比选。线路长度一般包括正线及联络线长度，分析线路长度应综合考虑新建及改建线路、近期及远期线路，兼顾经济据点的同时保证线路尽量短直。
(3)既有站接轨条件：接轨站应充分利用既有铁路设施，尽量减小车站改扩建对既有线运营的影响，全面考虑车站规模及能力、到发线有效长、车站改扩建条件、动车设施、施工难度、运输组织等因素。
(4)主要客流方向：接轨方案应保证主要客流方向运输组织顺畅，列车无需折角运行。根据不同方向运输需求，合理选择车站引入方式，明确接轨站联络线设置方案。
(5)路网功能：国家中长期铁路网规划是研究接轨方案的重要依据，接轨方案要充分考虑新建线路在路网中的功能定位、运输需求、对后方通道的影响、对路网能力的影响，并基于实现路网功能的优劣性进行方案比选。
1.2 经济因素
(1)工程投资：铁路工程建设投资规模大，成本控制至关重要，确定合理的接轨方案是控制投资的重要手段，既要结合不同方案的投资情况进行综合比选，也要对推荐方案进行局部优化，做好接轨方案的投资控制[6]。
(2)经济效益：接轨方案选择应考虑不同方案对地区产业聚集、城市规划发展、优化交通结构、吸引外来人口等因素的影响，结合铁路功能定位、城市发展方向、地区产业结构，实现铁路建设效益最大化。
(3)征地拆迁：接轨方案的选择应遵循节约用地、减少拆迁、避免重大拆迁的原则，提高方案的经济性。
1.3 环保因素
(1)环境敏感区：不同接轨方案的环境条件各异，合理的接轨方案应尽量绕避环境保护区、水源地保护区、风景名胜区、文物等环境敏感区，实现“以人为本、绿色环保”的选线理念。
(2)基本农田保护区：应对基本农田实行特殊保护，按照法律法规规定的要求和程序划定的特殊区域，开展接轨方案研究时应以少占用基本农田为原则优化线站位方案。
(3)节约能源：线路走向尽量顺直，以节省运行时分，降低动车组能耗；
接轨站咽喉区布置应简练、紧凑，咽喉区能力与区间、站内设备布置能力相协调，提高作业效率，减少能耗。
1.4 社会因素
(1)城市规划：不同接轨方案对既有铁路地区社会发展的促进作用有所不同，接轨方案应与地区城市规划相符，且尽量减少对规划区的切割，使铁路建设与城市规划有机融合，相辅相成[7]。
(2)综合交通网络：合理的接轨方案对构建、完善综合交通网络具有良好的促进作用，高速铁路与轨道交通、城市道路等交通系统应有效整合，有利于为广大旅客提供高水平的运输服务[8]。
(3)旅客出行：接轨方案应考虑旅客出行的便捷性，接轨站选择应契合旅客出行习惯，方便乘客便捷换乘。
(4)吸引周边客流：接轨站对周边的客流具有较强的吸引作用，多条铁路接轨的车站运输组织灵活、客运作业量大、交通便捷，可为周边区域带来较好的社会效益[9]。
1.5 小结
该指标体系包括定量指标和定性指标两类，其中线路长度、工程投资、经济效益、征地拆迁为定量指标，其余为定性指标。工程实践中，应结合项目实际情况进行指标选择，并利用优缺点分析比较表进行综合比选。
2.1 接轨基本形式
新建高速铁路与既有铁路接轨一般有如下几种基本形式：线路所与线路所接轨、线路所与既有站接轨、新建站与线路所接轨、新建站与既有站接轨。工程实践中，可根据客流运输需求对几种基本形式组合使用，新建高速铁路与既有铁路接轨基本形式见图2。
图2 新建高速铁路与既有铁路接轨基本形式
(1)线路所与线路所接轨：在既有铁路区间和新建高速铁路区间分别设线路所，利用联络线实现新建铁路与既有铁路接轨。由于无砟轨道改建技术难度较大，当既有铁路为无砟轨道时，该方案一般不宜采用。
(2)线路所与既有站接轨：在新建高速铁路区间设线路所，利用联络线与既有铁路某一接轨站联通，新建线路所主要实现车流方向贯通，跨线列车在既有铁路接轨站办理相关作业。
(3)新建站与线路所接轨：在既有铁路区间设线路所，利用联络线与新建高速铁路某一车站联通，新建站尽量保证主要车流方向线路贯通[10]，跨线列车在该站办理相关作业。
(4)新建站与既有站接轨：新建高速铁路车站利用联络线与既有铁路某一接轨站联通，实现新建铁路与既有铁路接轨。这种形式适用于既有站能力基本饱和的铁路地区，跨线列车在新建车站办理相关作业。但一般车站距离较近，客站分布过于集中。
2.2 接轨站引入方式
新建高速铁路引入接轨站，引入方式可归纳为方向别合场引入、燕尾式合场引入、方向别外包引入、线路别分场引入4种基本形式[11]。工程实践中，可根据运输需求、联络线设置、高铁引入条数等因素的变化进行调整，新建高速铁路接轨站引入方式见图3。
图3 新建高速铁路接轨站引入方式
方向别合场引入方案适用于跨线车流较多、通过停站车流比例较高的车站。既有高铁站正线为无砟轨道，改建困难，利用到发线接轨也具有较大优势；
燕尾式合场引入方案一般适用于单线接轨站发展为双线接轨站的既有线改造工程；
方向别外包引入方案适用于始发终到及通过车流为主、跨线车较多的车站；
线路别分场引入方案适用于始发终到及通过车流为主、跨线车较少的车站。确定接轨站引入方式后，需考虑车流方向、平行进路、反向行车、安全隔开设备[12]、既有设备等因素对接轨站布置方案进行细化。
平漯周高铁项目位于河南省中南部，自西向东衔接平顶山、漯河、周口，正线长度194.87 km，是一条兼具路网与城际功能的高速铁路，是大陆桥走廊支线南京经平顶山至洛阳段的组成部分，设计速度目标值350 km/h。本项目在路网上兼具高铁、城际的双重属性，与多条不同标准的高铁、城际铁路互联互通，合理确定速度目标值是本项目的研究重点和难点；
根据区域高速铁路网和河南省城际网规划，周口地区内应考虑本线延伸至商丘条件，结合客流特点、线路走向、既有车站分布、城市总体规划，地区接轨方案和联络线设置方案也是本项目的研究重点和难点。
3.1 周口铁路地区概况
周口市位于河南省东南部，地区内郑阜高铁及漯阜铁路分别自城市东北、西南侧穿过。周口站和周口东站为地区内主要客运站。其中周口站位于周口市西南部，主要办理普速列车的客货运作业，周口东站位于周口市东北侧，主要办理高速铁路客运作业，周口地区既有铁路布置见图4。
图4 周口地区既有铁路布置
3.2 地区客运量分析
地区近、远期开行城际、高铁动车组列车分别为143对/d(始发47对/d，通过96对/d)、192对/d(始发77对/d，通过115对/d)；
本线客车近、远期分别为60对/d(始发13对/d，通过47对/d)、78对/d(始发20对/d，通过58对/d)。地区车流以通过车流为主，近、远期占总车流比例分别为67.1%、59.9%，始发车主要为郑州方向，通过车流以郑阜高铁车流、本线至郑阜高铁阜阳方向跨线车流为主，少量为本线与周商城际间的通过车流，周口地区分方向客车对数见表1。
表1 周口地区分方向客车对数 对/d
3.3 地区接轨方案研究
(1)研究思路
根据地区既有铁路和客站分布、城市总体规划、线路总体走向[13]，并结合本线功能定位和地区车流特点，本线引入周口地区研究了周口东站接轨方案(方案Ⅰ)、西华接轨方案(方案Ⅱ)、淮阳南站接轨方案(方案Ⅲ)。其中，淮阳南接轨方案又分别研究了经周口站方案(方案Ⅲ-1)和新设周口南站方案(方案Ⅲ-2)[14-15]，周口铁路地区接轨方案示意见图5。
图5 周口铁路地区接轨方案示意
(2)方案说明
西华站接轨方案(方案Ⅱ)虽然新建线路长度略短，但列车自漯河西站运行至周口东站走行距离远，运行时分长，乘客体验及服务水平降低。且既有西华站为2台4线车站(含正线2条)，改扩建条件差。本线引入后，西华站北咽喉无平行进路，到发线需调整为单方向进路，运输组织不灵活，增加运营管理难度。淮阳南站接轨新设周口南站方案(方案Ⅲ-2)周口南站距离周口市区较远，旅客出行不便，不利于吸引客流，线路走向与城市规划不符；
同时，既有淮阳南站为2台4线车站(含正线2条)，无改扩建条件，本线引入后，淮阳南站到发线需调整为单方向进路，车站北咽喉无法设置平行进路，运输组织不灵活，增加运营管理难度。上述两方案经分析后予以舍弃。
①周口东站接轨方案(方案Ⅰ)平漯周高铁自漯河西站引出向东走行进入周口地区，于周口市西侧商水县王岗村设周口西站，出站后线路沿商南高速北侧走行跨安罗高速匝道，至郑阜高铁折向东南，跨越郑阜高铁和商南高速后并行郑阜高铁走行至周口东站与郑阜高铁分场并站。平漯周至郑阜联络线自姚庄线路所引出，方向别外包郑阜高铁接轨于周口东站郑阜场。
规划周口至商丘城际铁路自周口东站平漯周场南端引出，行经周口机场，向东北方向去往郸城、商丘方向。
②淮阳南站接轨经周口站方案(方案Ⅲ-1)：平漯周高铁经漯河自西侧引入地区，上跨G329、商南高速后向东，并行漯阜铁路北侧走行，于既有周口站漯阜场北侧新设平漯周车场，出站后折向东南，跨越大广高速东行至正线终点王庄线路所，联络线方向别外包郑阜高铁接轨于淮阳南站。
规划周口至商丘城际铁路自王庄线路所与本线贯通引出，跨郑阜高铁后经规划周口机场设站，出站后向东至商丘方向。
(3)方案比较及推荐意见
对周口东站接轨方案(方案Ⅰ)和淮阳南站接轨-经周口站方案(方案Ⅲ-1)进行比较，两方案工程投资及优缺点分析见表2。
表2 周口铁路地区接轨方案优缺点比较
由表1可知，方案Ⅰ可充分利用既有周口东站到发线能力，远期共用既有维修车间及存车场，市政设施无需重新配套，尽可能减少新建工程；
新建周口西站，最大程度吸引商水县客流，方便群众出行；
本线接轨于周口东站，便于旅客出行和换乘；
与周口市高铁片区规划契合，市政配套设施健全。故推荐周口东站接轨方案(方案Ⅰ)。
(4)接轨站设计说明
周口东站为郑阜高铁的中间站，站房位于线路西侧，既有车站规模为3台8线(含正线2条)，到发线有效长均满足670 m，站内设450 m×12.0 m×1.25 m中间站台3座。车站布置有综合维修车间及动车组存车场。新建平漯周场为尽端式，同步实施2台6线车场线下路基、桥涵、旅客地道工程，并开通临靠郑阜场的1台2线，其他预留股道及相关工程暂不实施。
本方案接轨形式为线路所与既有站接轨，接轨站引入方式为方向别合场引入。平漯周郑阜联络线于姚庄线路所以42号道岔侧向引出，方向别接轨于周口东站郑阜高铁场，以满足本线至郑阜高铁跨线列车开行条件。
对高速铁路引入既有铁路地区接轨方案进行了归纳整理，基于工程实践系统总结了高速铁路引入既有铁路地区接轨方案的主要影响因素、接轨基本形式、接轨站引入方式等内容。结合平漯周高铁周口地区实例，研究了周口东站接轨方案(方案Ⅰ)、西华接轨方案(方案Ⅱ)、淮阳南站接轨方案(方案Ⅲ)3个方案，考虑线路长度、工程投资、客运格局、运营管理、工程实施、旅客出行等因素分析了不同接轨方案的适用条件及优缺点。研究表明，方案Ⅰ可充分利用既有周口东站到发线能力，远期共用既有维修车间、存车场，市政设施无需重新配套；
新建周口西站可最大程度吸引商水县客流；
接轨周口东站便于旅客出行、换乘；
与周口市高铁片区规划契合。故推荐采用周口东站接轨方案(方案Ⅰ)。
