江苏南沿江城际铁路及通苏嘉甬铁路引入张家港站方案研究

2021-09-10 07:22吕叶
交通科技与管理 2021年16期

吕叶

摘 要:江苏南沿江城际铁路以及通苏嘉甬铁路均为设计速度为350 km/h的高速铁路,两条铁路在张家港地区交汇,并共同引入沪苏通铁路张家港站。本文在分析张家港地区铁路客流需求的基础上,从铁路运输组织方案、与城市规划协调性、工程实施条件以及工程投资等多方面综合研究比选,提出两条高速铁路应采用线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案,引入张家港站。

关键词:江苏南沿江城际铁路;通苏嘉甬铁路;张家港站;引入方案;比选研究

江苏南沿江城际铁路(后简称南沿江铁路)为设计速度350 km/h的客运专线铁路,全线位于江苏省境内、长江下游南岸,线路起于南京市南京南站,途径句容、常州、江阴、张家港、常熟市,最终引入沪苏通铁路太仓站,线路全长279 km,是继沪宁城际铁路、京沪高速铁路后,长三角核心区域内串接南京都市圈、苏锡常都市圈与上海都市圈的第三条高速铁路客运专线通道。

通苏嘉通铁路同样为设计速度350 km/h的客运专线铁路,线路起于南通市南通西站,后自南通跨江南下,途径张家港、常熟、苏州、嘉兴,后跨杭州湾进入宁波境内并引入宁波站,线路全长332 km,是我国沿海高速铁路通道的重要组成部分。

南沿江铁路与通苏嘉甬铁路,与既有沪苏通铁路均引入张家港地区,并共同引入张家港站,以張家港站为枢纽节点,形成“X”型铁路布局,衔接南京、南通、苏州、上海四个方向。

1 概述

1.1 张家港市城市总体规划

张家港市地处长江下游南岸,江苏省东南部,为江苏省苏州市下辖的县级市,北濒长江,与南通、如皋、靖江相望;南近太湖,与无锡、苏州相邻;东连太仓,距上海98公里,南京200公里;西接江阴、常州。张家港市总面积986.73平方千米,常住人口126.03万人。张家港市2019年实现地区生产总值(GDP)2850亿元,同比增长6.0%,地区生产总值位于全国百强县(市)第三名。2020年10月,被评为全国双拥模范城(县)。

张家港市域空间规划,拟形成“一城、双核、五片”的空间结构:“一城”指张家港作为高度城市化地区,呈现整体发展的空间结构特征,整个张家港就是一个城市。“双核”指杨舍城区和金港城区,是市域内主要的居住和公共服务中心。“五片”指杨舍城区、金港城区和锦丰片区、塘桥片区、乐余片区。

1.2 张家港地区铁路概况

张家港地区目前建有1条沪苏通铁路,沪苏通铁路已于2020年7月1日开通运营。沪苏通铁路为设计速度200 km/h的国家I级客货共线铁路,在张家港境内设张家港北站以及张家港站。此外,张家港地区在建南沿江铁路以及通苏嘉甬铁路(南通西至张家港段),南沿江铁路、通苏嘉甬铁路与既有沪苏通铁路均引入张家港站,上述3条铁路,以张家港站为中心,在张家港地区形成“X”型的铁路布局。

张家港站为张家港地区主要客运站,车站最高聚集人数为2 500人。张家港站站房按照线侧下式方案布设,站房面积为11 000平方米,位于既有沪苏通场西侧。张家港站既有沪苏通车场规模为2台5线(含正线2条),设550 m×12 m×1.25 m站台2座,并预留南沿江铁路与通苏嘉甬铁路引入条件。张家港站沪苏通车场按照站台区高架咽喉区落地方案敷设。

1.3 张家港地区铁路客运作业量

张家港站旅客年发送量初期为728万人/年,近期为987万人/年,远期为1 379万人。高峰小时发送量初期为1 795人/时,近期为2 109人/时,远期为2 720人/时。

张家港地区客车对数汇总表如下所示:

研究年度张家港地区主要衔接有沪苏通铁路、南沿江铁路、通苏嘉甬铁路,如上表所示,初、近、远期张家港地区通过客车总数分别为178对/日、230对/日、332对/日,张家港地区发往太仓及上海方向的始发客车对数分别为2对/日、3对/日、4对/日。

张家港地区以通过车流为主,南沿江铁路通过客车初期69对,近期96对,远期126对;通苏嘉甬铁路在张家港站往太仓方向远期有30对客车;通苏嘉铁路跨南沿江铁路往江阴方向初、近、远期分别有2、6、7对客车;沪通铁路在张家港站的通过客车初期52对、近期60对、远期73对。

通苏嘉铁路往上海方向存在客车交流,由于通苏嘉铁路与南沿江铁路均为高速铁路,功能定位类似、客流性质相同、速度目标值接近,故本次设计考虑通苏嘉铁路往上海方向客车通过南沿江铁路运行,利用跨线车通过南沿江铁路往上海方向。

2 地区引入方案说明及研究比选

根据前文所述,张家港地区除既有沪苏通铁路之外,还将引入南沿江铁路以及通苏嘉甬铁路,上述三条铁路将共同引入张家港站。考虑到南沿江铁路、通苏嘉甬铁路建设时序滞后与沪苏通铁路,因此,南沿江铁路、通苏嘉甬铁路引入张家港站的方案将基于张家港站沪苏通场的设计及施工方案进行研究。

根据张家港站沪苏通场的原设计方案以及预留条件,首先可以考虑南沿江铁路通苏嘉甬铁路方向别,东西两侧外包引入张家港站沪苏通场方案。同时,也可以考虑南沿江铁路与通苏嘉甬铁路线路别,从沪苏通场一侧引入的方案。但由于张家港站站房,在预留南沿江及通苏嘉甬铁路引入空间后,按照设于沪苏通场西侧设计实施,若南沿江铁路与通苏嘉甬铁路线路别东侧引入,将使张家港站站房与沪苏通场之间闲置大量土地空间,因此本次研究仅针对线路别方案进行西侧引入的研究。根据南沿江铁路与通苏嘉甬铁路正线的疏解关系,线路别引入方案又可分为线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案,以及线路别南沿江铁路居中,通苏嘉甬铁路两侧布置方案。

综上所述,本文研究的南沿江铁路与通苏嘉甬铁路引入张家港站3个方案构成如下图所示:

2.1 方案说明

2.1.1 方案I:方向别引入张家港站方案

方向别引入张家港站方案中,南沿江铁路与通苏嘉甬铁路方向别引入张家港站沪苏通场两侧,分设城际上行场、城际下行场。三条铁路引入张家港站后,沪苏通铁路双线居中,由里往外依次布设南沿江铁路和通苏嘉甬铁路。

该方案张家港站总规模为4台12线(含正线6条,到发线6条),并设置基本站台1座,侧式站台1座,中间岛式站台2座,同时设置综合维修工区1座。该方案城际场由于外包沪苏通场,因此城际场不再新设综合维修工区,而是利用沪苏通场综合维修工区进行补强。此外,张家港站南端咽喉区,分别设置两条上下行城际场与沪苏通场的场间联络线,实现城际场与沪苏通场往上海方向的互联互通。方向别引入张家港站方案如下图所示:

2.1.2 方案II:线路别引入张家港站方案

如前文所述,线路别引入张家港站方案,又可分为线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案,以及线路别南沿江铁路居中,通苏嘉甬铁路两侧布置方案。

(1)方案II-1:线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案。该方案中,南沿江铁路与通苏嘉甬铁路从沪苏通场西侧引入,两条铁路正线采用插花式布置,即自东向西依次布置通苏嘉甬铁路下行线、南沿江铁路下行线、通苏嘉甬铁路上行线、南沿江铁路上行线。

该方案张家港站总规模为4台13线(含正线6条,到发线7条),并设置基本站台1座,中间岛式站台3座,且分别设置沪苏通场与城际场综合维修工区共2座。

此外,该方案在张家港站城际场南京端咽喉区,有条件设置通苏嘉甬铁路南通方向与南沿江铁路南京方向的折返径路,实现通苏嘉甬铁路与南沿江铁路北~西方向的客车折返作业。综上,线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案如下图所示:

(2)方案II-2:线路别南沿江铁路居中,通苏嘉甬铁路两侧布置方案。该方案中,南沿江铁路与通苏嘉甬铁路同样从沪苏通场西侧引入,两条铁路构成的城际场中,南沿江铁路正线居中,通苏嘉甬铁路正线分居两侧布设,即自东向西依次布置通苏嘉甬铁路下行线、南沿江铁路下行线、南沿江铁路上行线、通苏嘉甬铁路上行线。

该方案张家港站总规模与方案II-1相同,为4台13线(含正线6条,到发线7条),并设置基本站台1座,中间岛式站台3座,且分别设置沪苏通场与城际场综合维修工区共2座。

同样地,该方案在张家港站城际场南京端咽喉区,也有条件设置通苏嘉甬铁路南通方向与南沿江铁路南京方向的折返径路。综上,线路别南沿江铁路居中,通苏嘉甬鐵路两侧布置方案如下图所示:

2.2 方案比选研究

2.2.1 运输组织

线路别与方向别引入张家港站方案,均可以实现南沿江铁路与通苏嘉的顺向互联互通。

相比线路别方案,方向别方案由于在上海端咽喉区布设有南沿江铁路与沪苏通铁路正线之间的场间连接渡线,因此可以在张家港站实现南沿江铁路、通苏嘉铁路与沪苏通铁路的跨线运输。但由于南沿江铁路与沪苏通铁路在张家港以东共通道走行,按照南沿江铁路与沪苏通铁路客运通道功能定位,沪苏通铁路更多地在张家港至上海区段承担中速城际客流,因此南沿江铁路与通苏嘉甬铁路往上海方向并无过多跨线列车运营需求。

另一方面,由于方向别方案,沪苏通车场居中,上下行城际场间,无条件设置折返径路,而线路别两个方案则具备折返径路。因此,针对通苏嘉甬铁路南通方向往南沿江铁路南京方向的北~西客流,方向别方案仅能通过换乘满足上述客流需求,而线路别方案则可通过折返径路在张家港站开行折返列车。

综上所述,从运输组织方面分析,线路别方案能够更好地满足张家港地区的客流运输需求。

2.2.2 与城市规划协调性

方向别引入方案,在由于在张家港站两端疏解区线路疏解方案更复杂,产生的线间夹心地面积较线路别方案增加较多,从而对城市规划产生较为不利的影响。但另一方面,线路别引入方案,需要新增一座城际场综合维修工区,综合维修工区将产生新征用地。

总体而言,虽然线路别方案需新建城际场综合维修工区引起额外占地,但综合维修工区位于车站西北侧外围,占地面积相对较小且地块规整。而方向别方案将在张家港站两端疏解区产生大量夹心地无法有效利用。因此,在与城市规划协调性方面,线路别更具优势。

2.2.3 工程实施条件

从张家港站两端复杂疏解区的工程实施难度角度分析,方向别引入方案由于疏解区方案更复杂,线路交跨点较线路别引入方案增加3处,由于线路交跨点上跨线路桥梁架设高度高,且施工场地处于夹心地段空间受限,施工难度较大。

从张家港站各线别工程近远期工程结合角度分析,由于张家港站沪苏通场原施工图按照城际场方向别引入预留城际场工程,张家港站沪苏通场两侧站台外侧均考虑同步实施与站台相邻城际场到发线,因此实施方向别方案,能够更好地与沪苏通场原设计施工方案相结合,不会产生废弃工程。

而线路别引入方案,张家港站城际场从沪苏通场西侧引入,可有效利用沪苏通场最西侧同步实施的城际场到发线,但无法利用沪苏通场东侧同步实施城际场到发线,为了防止废弃工程,线路别引入方案,则考虑将城际场东侧同步实施的到发线改造为到发线兼动车存车线,因此线路别引入方案相较方向别引入方案,张家港站增加1线规模。

从线路平纵方案与线路运行条件角度分析,方向别引入方案以及线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案,南沿江铁路以及通苏嘉甬各引入线路均可按照350 km/h的速度标准布设平面线形,而线路别南沿江铁路居中,通苏嘉甬铁路两侧布置方案中,由于受南沿江铁路上行线与通苏嘉甬铁路上行线在张家港站北端疏解区交跨条件限制,该区段通苏嘉铁路上行线只能按照300 km/h的速度标准布设平面线形,进而需要限速。

综上所述,从工程实施条件分析,方向别方案虽然近远期结合更好,但是疏解区复杂,工程实施难度大。线路别方案工程实施难度相对较小,虽然为了避免废弃工程在沪苏通场西侧增加1条到发线,但一定程度上又增加了沪苏通场列车运行调度的灵活性。从线路别两个方案中进一步比较,线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案更具优势。

2.2.4 工程技术经济比较

将南沿江铁路DK201+000~DK218+000,通蘇嘉甬铁路TSJDK186+300~ TSJDK206+300上述里程范围内的南沿江铁路、通苏嘉甬铁路以及沪苏通场的增建工程均纳入工程技术经济比较。本文研究的三个方案的技术经济比较表如下所示:

由上述技术经济比较表所示,在工程技术经济比较范围内,方案II-1:线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案工程投资最省,投资总额为44.78亿元,方案II-2:线路别南沿江铁路居中,通苏嘉甬铁路两侧布置方案较方案II-1增加投资0.98亿元,总投资为45.76亿元,方案I:方向别引入方案投资最高,较方案II-1增加投资2.34亿元,总投资为47.12亿元。

方案I方向别引入方案,由于疏解区复杂,征地范围大,征拆数量多,且桥梁工程投资较大,因此投资最高。方案II线路别引入方案中,方案II-2相较方案II-1,张家港站北端疏解区增加了一次南沿江铁路上行线与通苏嘉甬铁路上行线的交跨,因此该区段疏解区绕行长度略有增加,产生了更多夹心地,因此征地拆迁费用及桥梁工程费均有所增加。

2.3 方案优缺点分析及推荐意见

根据前文对南沿江铁路与通苏嘉甬铁路引入张家港站的三个方案的比选研究可知,总体来看,三个方案均可以实现通苏嘉甬铁路与南沿江铁路的顺向互联互通,但线路别两个方案可以进一步实现通苏嘉通铁路南通方向往南沿江铁路南京方向的折返联通径路,可满足张家港地区研究年度南通方向至南京方向的少量北~西方向客流的运输需求。

方向别引入方案在张家港站两端疏解区复杂,夹心地多,不利于张家港站邻近区域的城市规划且工程实施难度高,投资大,线路别方案在上述各方面均存在较明显优势。

在线路别两个方案的比较中,线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案,较线路别南沿江铁路居中,通苏嘉甬铁路两侧布置方案,工程投资更低,且线型条件更好,可满足南沿江铁路与通苏嘉甬铁路在张家港站两端疏解区350 km/h速度标准的行车条件。

综上所述,本次研究推荐南沿江铁路及通苏嘉甬铁路引入张家港站,采用线路别南沿江、通苏嘉甬铁路插花式布置方案。

3 结语

江苏南沿江城际铁路以及通苏嘉甬铁路,是位于长三角核心经济区内的横纵两条高标准骨干高速铁路。上述两条高速铁路在张家港地区交汇并引入张家港站,是多条高速铁路同时引入在建或既有车站的较为典型的案例。本文在充分掌握车站所在地社会经济特征以及铁路客流需求的前提下,将铁路运输组织方案、城市规划方案、工程实施条件、近远期工程建设时序、工程投资金额等多方面因素有机结合,统筹考虑,研究推荐江苏南沿江城际铁路以及通苏嘉甬铁路引入张家港站的综合最优方案,以进一步提升张家港地区,作为苏锡常都市圈东北部区域的铁路干线引入门户枢纽的区位优势。

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