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西延高速鐵路引入西安鐵路樞紐方案研究

2019-07-10 01:41
關(guān)鍵詞:聯(lián)絡(luò)線東站北站

張 明

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司線路運(yùn)輸處,西安 710043)

1 西安鐵路樞紐概況

西安鐵路樞紐目前銜接鄭西高速鐵路(鄭州—西安北)、西寶高速鐵路(西安北—寶雞南)、西成高速鐵路(西安北—成都)、大西高速鐵路(大同南—西安北)4條高速鐵路,銜接隴海線(連云港—蘭州)、包西線(包頭—西安)、西康線(西安—安康)、寧西線(南京—西安)、西平線(西安—平?jīng)?、侯西線(侯馬—西安)、咸銅線(咸陽—銅川)7條干線,以及1條支線和1條貨運(yùn)外環(huán)線[1-3]。樞紐內(nèi)現(xiàn)有各類車站48處。其中,西安站、西安北站為主要客運(yùn)站,新豐鎮(zhèn)站為編組站,新筑站為集裝箱中心站,其余均為中間站。

1.1 西安站現(xiàn)狀

西安站位于既有隴海線上,地處西安市區(qū)內(nèi),目前正在進(jìn)行改擴(kuò)建,改擴(kuò)建后車站總規(guī)模9臺18線(含正線2條),其中3臺6線辦理動車作業(yè),新建北站房及高架候車室[4-5]。在西安站東面還建客車機(jī)務(wù)段、客車車輛段。西安—灞橋段增建客車三、四線,以解決區(qū)段內(nèi)能力緊張的問題,同時滿足高速與普速列車分線運(yùn)營的需求。

1.2 西安北站現(xiàn)狀

西安北站地處城市北側(cè)[6-7],銜接鄭西高速鐵路、西寶高速鐵路、西成高速鐵路、大西高速鐵路及銀西高速鐵路(銀川—西安北),按照1站3場總規(guī)模18臺34線建成,由南至北依次布置鄭西、西寶場8臺15線,西成、大西場6臺12線,銀西城際場4臺7線。東端設(shè)寶雞—太原上行旅客列車疏解線,鄭州—成都下行旅客列車疏解線,銀川—鄭州上、下行旅客列車疏解線及太原方向下行立折疏解線;西端設(shè)成都—鄭州上行旅客列車疏解線。

1.3 西安鐵路樞紐內(nèi)高速鐵路銜接客運(yùn)站現(xiàn)狀

目前區(qū)域內(nèi)在建及運(yùn)營通車的鄭西高速鐵路、西寶高速鐵路、西成高速鐵路、大西高速鐵路、銀西高速鐵路5條高速鐵路正線均引入西安北站,輔線均引入西安站。(1)鄭西高速鐵路:東西方向的鄭西高速鐵路主線從西安北站東端引入,與西寶高速鐵路貫通。設(shè)聯(lián)絡(luò)線經(jīng)隴海線窯村站引入西安站。(2)西寶高速鐵路:東西方向的西寶高速鐵路從西安北站西端引入[8]。(3)西(安)成(都)高速鐵路:東北—西南方向的西成高速鐵路主線引入西安北站,與大西正線貫通,輔線設(shè)聯(lián)絡(luò)線經(jīng)隴海線三橋站引入西安站。(4)大西高速鐵路:大西高速鐵路輔線設(shè)聯(lián)絡(luò)線經(jīng)臨潼東站及窯村站利用隴海線引入西安站[9]。(5)銀西高速鐵路:西北方向在建銀西高速鐵路主線引入西安北站,輔線經(jīng)茂陵站利用隴海線引入西安站[10]。

1.4 西安市城市規(guī)劃概況

西安市城市總體布局采用“一城、一軸、一環(huán)、多中心”的市域城鎮(zhèn)空間布局。其中“一城”是主城區(qū),“一軸”是沿隴海線為主軸的城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展軸,“一環(huán)”是以關(guān)中環(huán)線為紐帶的城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展集群帶,“多中心”是主城區(qū)外圍的中心城鎮(zhèn),包括4個組團(tuán)、3個新城和4個縣城。關(guān)中城市群城際鐵路網(wǎng)規(guī)劃形成以西安為中心、寶雞—西安—渭南為主軸,形成“輻射+環(huán)”狀路網(wǎng)的城際鐵路網(wǎng)。軌道交通規(guī)劃由23條軌道交通線路組成,將形成棋盤+放射形結(jié)構(gòu)。城市道路規(guī)劃將形成“一高、一繞、兩軸、三環(huán)、六縱、七橫、八射線加旅游環(huán)線”的道路網(wǎng)格局。以上交通規(guī)劃實(shí)施將覆蓋市區(qū)內(nèi)各個區(qū)域,并形成對外暢通的高效便捷的路網(wǎng)格局。

1.5 西安樞紐原總圖規(guī)劃內(nèi)容

在原總圖規(guī)劃中,既有西安北站、西安站、阿房宮站,擴(kuò)建西安站及紡織城站,與規(guī)劃的新西安南站形成“三主兩輔”客運(yùn)站布局。西安、西安北、新西安南站為主要客運(yùn)站,阿房宮、紡織城站為輔助客運(yùn)站。

1.6 西安鐵路樞紐高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

根據(jù)國家高速鐵路路網(wǎng)規(guī)劃,目前西安鐵路樞紐內(nèi)有1條在建和4條運(yùn)營的高速鐵路,隨著規(guī)劃的包西高速鐵路、西武高速鐵路、西渝高速鐵路等線路相繼建成,將有8條不同方向的高速鐵路引入西安鐵路樞紐。從構(gòu)成路網(wǎng)通道上分析,鄭西高速鐵路—西寶高速鐵路形成東西方向陸橋客運(yùn)通道,西延高速鐵路(包西高速鐵路的南端組成部分)—西渝高速鐵路形成南北方向包(銀)海客運(yùn)通道,大西高速鐵路—西成高速鐵路形成東北—西南方向客運(yùn)通道,銀西高速鐵路與西武高速鐵路貫通,將形成西北—東南方向銀武客運(yùn)通道,屆時8個方向的4條主通道將在西安鐵路樞紐共同形成“米”字形高速鐵路網(wǎng)絡(luò)。西安鐵路樞紐高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃如圖1所示。

圖1 西安鐵路樞紐高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

1.7 西安鐵路樞紐客運(yùn)布局需要解決的問題

目前,東西方向、東北至西南方向高速鐵路主要引入西安北站。在南北方向、西北至東南方向的主通道上,需要設(shè)置1個主要的客運(yùn)站,才能滿足城市規(guī)劃和客流便捷出行的需求。在此基礎(chǔ)上,研究樞紐內(nèi)主要客運(yùn)站的布局與分工,以及各條線路之間、各客運(yùn)站之間如何聯(lián)接,以實(shí)現(xiàn)樞紐內(nèi)互聯(lián)互通的功能。

2 高速鐵路引入西安鐵路樞紐方案研究

2.1 西延高速鐵路、西渝高速鐵路引入西安鐵路樞紐宏觀走向方案

西延高速鐵路、西渝高速鐵路為包(銀)海客運(yùn)通道的重要組成部分,設(shè)計時速350 km[11-12]。自延安向南,通過西安鐵路樞紐經(jīng)安康至重慶,形成南北向高速鐵路通道,并在西安鐵路樞紐內(nèi)與西武高速鐵路相銜接。結(jié)合城市規(guī)劃、樞紐布局和重要旅客集散地的分布,從包(銀)海客運(yùn)通道在樞紐內(nèi)布線及主要客運(yùn)站的引入方面考慮,提出3個宏觀走向方案[13]。西延、西渝高速鐵路引入西安鐵路樞紐方案示意如圖2所示。

圖2 西延、西渝高速鐵路引入西安鐵路樞紐方案示意

(1)東方案:該方案經(jīng)港務(wù)區(qū)從城市東側(cè)引入西安鐵路樞紐。西延高速鐵路從銅川沿210國道向南,經(jīng)富平閻良、高陵,跨越渭河沿東繞城高速公路布線,向南引入西安東站(原紡織城站改建),與西渝高速鐵路相接至小峪口。同時設(shè)置引入西安北站和引入西安站聯(lián)絡(luò)線工程。西安—韓城城際鐵路在富平閻良站接軌,經(jīng)三原、涇陽、咸陽機(jī)場T5航站樓后,與銀西高速鐵路銜接,利用其引入西安北站。

(2)西方案:該方案經(jīng)咸陽機(jī)場從城市西側(cè)引入西安鐵路樞紐。西延高速鐵路從銅川沿包茂高速公路向南,經(jīng)三原、涇陽、咸陽機(jī)場,在渭河橋前與銀西高速鐵路相銜接,利用銀西高速公路引入西安北站。同時西延高速鐵路正線向南跨越渭河,沿西繞城高速公路布線,經(jīng)西成高速鐵路阿房宮站,折向東新設(shè)新西安南站,與西渝高速鐵路相接,向南至小峪口。西安—韓城城際鐵路在富平閻良并站設(shè)置,需要在城市東側(cè)新建城際線路,經(jīng)高陵引入西安站、西安北站、紡織城站和西安南站,同時實(shí)施西端富平閻良—機(jī)場城際聯(lián)絡(luò)線。

(3)中方案:該方案沿包茂高速公路從城市中部引入西安鐵路樞紐。西延高速鐵路從銅川沿包茂高速公路向南,引入西安北客運(yùn)站。該方案繼續(xù)向南延伸條件較差,線路走向曲折,且與樞紐內(nèi)其他高速鐵路連通不便,路網(wǎng)協(xié)調(diào)性差,不利于形成南北快速客運(yùn)大通道。因此,該方案予以舍棄。

通過對東、西2個方案進(jìn)行比較,從通道整體上看,東方案線路短順,設(shè)計時速高,運(yùn)營時間短,易于構(gòu)建高速鐵路南北大通道。主通道在城市東側(cè)通過富平縣等大的經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn),城際鐵路在城市西側(cè)兼顧機(jī)場航空的客流,布局合理。在運(yùn)輸組織上,東方案連通西安東站,距離城區(qū)近,主要承擔(dān)南北向客流的主客運(yùn)站,同時銜接西安北站與西安站,可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)發(fā)車和跨線徑路暢通的功能。西方案通過規(guī)劃的西安南站,遠(yuǎn)離城區(qū),線路不能和西安站連通,實(shí)現(xiàn)延安至寶雞、鄭州等方向的跨線列車方面有缺陷。在工程方面看,東方案比西方案線路短27.1 km,投資節(jié)省約54.4億元;因此,從通道布局、運(yùn)輸組織以及工程投資方面分析,西延高速鐵路、西渝高速鐵路引入西安鐵路樞紐建議采用東方案,將西安東站調(diào)整為通道南北向主客運(yùn)站。

2.2 銀西高速鐵路與西武高速鐵路在樞紐內(nèi)的銜接貫通方案

西武高速鐵路經(jīng)商洛、十堰至武漢,其方向位于西安鐵路樞紐東南,在樞紐內(nèi)銜接?xùn)|南方位的車站最為合理,可供選擇的主要客運(yùn)站為西安東站與西安南站。從西武高速鐵路引入西安鐵路樞紐主要客運(yùn)站、并且與銀西高速鐵路形成通道關(guān)系而言,從整個西安鐵路樞紐總圖研究有2個銜接貫通方案可供比選。(1)方案Ⅰ:從在建的銀西高速鐵路引進(jìn)西安北站銀西場后向東延伸,經(jīng)港務(wù)區(qū)、港務(wù)區(qū)東站再引入西安東站,后向東南出線至武漢方向,其中港務(wù)區(qū)東—西安東段與包(銀)海客運(yùn)通道共走廊建設(shè)。(2)方案Ⅱ:銀西高速鐵路從西北側(cè)跨渭河橋后向南,經(jīng)阿房宮、規(guī)劃的新西安南站折向東南,往武漢方向延伸。西安鐵路樞紐總布置如圖3所示[14-15]。

圖3 西安鐵路樞紐總布置平面示意

(1)工程及正線長度比較。按照銀西高速鐵路渭河橋同一起點(diǎn)至樞紐東南向同一終點(diǎn)計算,經(jīng)西安東站的方案Ⅰ運(yùn)營長度約73.8 km,其中利用渭河橋經(jīng)西安北至港務(wù)區(qū)段25.6 km,新建線路長約48.2 km;經(jīng)規(guī)劃西安南站的方案Ⅱ運(yùn)營長度約76.6 km,全部為新建工程,從比較工程量及工程投資的角度看,方案Ⅰ優(yōu)于方案Ⅱ。

(2)車站作業(yè)關(guān)系比較。方案Ⅰ:一是引進(jìn)西安站、西安北站的聯(lián)絡(luò)線順暢,與包(銀)??瓦\(yùn)通道引進(jìn)西安及西安北站的聯(lián)絡(luò)線可共用;二是武漢方向、重慶方向與蘭州方向的徑路溝通便利,可經(jīng)過西安、西安北站2個主要客運(yùn)站;三是即使緩建西安南站,也不影響通道功能及相關(guān)車站作業(yè)條件。方案Ⅱ:即使修建了西安南站,為了與其他通道溝通,還需要同時修建引入西安站和紡織城站(不改建)的聯(lián)絡(luò)線,而引入西安站工程還無法實(shí)施,并且從新西安南站至銀西高速鐵路的渭河橋段除非與城際鐵路共線,否則功能單一,初期投資效益差。

因此,從工程及運(yùn)輸方面分析,建議銀西高速鐵路采用方案Ⅰ,即從西安北站向東引出延伸,折向南從樞紐東側(cè)經(jīng)西安東站,與西武高速鐵路正線貫通,形成西北至東南方向的客運(yùn)通道。

3 西安鐵路樞紐客運(yùn)站布局及聯(lián)絡(luò)線設(shè)置

3.1 客運(yùn)站布局及分工調(diào)整

經(jīng)以上研究可知,東西方向、東北至西南方向高速鐵路主要引入西安北站,南北向、東南方向的高速鐵路引入西安東站最為合理。在西安鐵路樞紐范圍內(nèi),結(jié)合西延、西渝、西武高速鐵路的引入,客運(yùn)站布局進(jìn)行調(diào)整,西安北站、西安站、西安東站與阿房宮站及規(guī)劃的新西安南站形成“四主一輔”客運(yùn)站布局。其中,西安站、西安北站、西安東站、新西安南站為主要客運(yùn)站,阿房宮站為輔助客運(yùn)站。按照其位置和銜接線路,各站基本分工如下[16]。

(1)西安北站。以承擔(dān)東西向、北向動車組列車始發(fā)終到作業(yè)為主,鄭西—西寶方向陸橋通道動車組列車通過作業(yè),以及西成高速鐵路至鄭西高速鐵路、大西高速鐵路、包西高速鐵路動車組列車通過作業(yè)等。

(2)西安站。近期(2020年)以承擔(dān)普速旅客列車和區(qū)域中短途城際動車組列車始發(fā)終到作業(yè)為主,同時承擔(dān)西寶高速鐵路至西武高速鐵路、西渝高速鐵路、包西高速鐵路動車組列車通過作業(yè)。遠(yuǎn)期(2030年)樞紐東向、北向普速旅客列車始發(fā)終到作業(yè)逐步遷移至西安東站辦理[17]。

(3)西安東站。近期以承擔(dān)南向、東南向旅客列車始發(fā)終到作業(yè)及跨線列車作業(yè)為主。遠(yuǎn)期規(guī)劃增加辦理樞紐東向、北向普速旅客列車始發(fā)終到作業(yè)。

(4)新西安南站。以關(guān)中城際動車組列車始發(fā)終到作業(yè)為主,規(guī)劃遠(yuǎn)期承擔(dān)部分西南向、東南向動車組列車作業(yè)。

(5)阿房宮站。樞紐西部輔助客運(yùn)站。

3.2 樞紐東側(cè)相關(guān)聯(lián)絡(luò)線設(shè)置

對于城市西側(cè)南北方向主要規(guī)劃為城際鐵路,相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)線功能不再論述。主要論述樞紐東側(cè)的各主要聯(lián)絡(luò)線的設(shè)置。

按照上述客運(yùn)站的布局及分工,東西向已建和在建的高速鐵路線路均引入西安站和西安北站。南北向的西延高速鐵路、西武高速鐵路和西渝高速鐵路主線均位于樞紐東側(cè),而且引入西安東站。因此,需要對西安樞紐東側(cè)線路進(jìn)行梳理,修建聯(lián)絡(luò)線以滿足各通道引入西安北站和西安站的條件,從而實(shí)現(xiàn)樞紐內(nèi)線路“互聯(lián)互通、高普分線、通道貫通、徑路順暢”的目的。樞紐東側(cè)引入西安北站與西安站主要聯(lián)絡(luò)線示意如圖4所示。

圖4 樞紐東側(cè)引入西安北站與西安站主要聯(lián)絡(luò)線示意

3.2.1 西延高速鐵路引入西安北站聯(lián)絡(luò)線方案

為了滿足始發(fā)列車和跨線列車的作業(yè)需求,西延高速鐵路引入西安北站需要實(shí)施以下聯(lián)絡(luò)線工程:(1)從西延正線耿鎮(zhèn)線路所至港務(wù)區(qū)聯(lián)絡(luò)線,該段為西延高速鐵路進(jìn)入西安北站銀西場并且與成都方向溝通的共線段,上、下行單線合計長約13.268 km;(2)從港務(wù)區(qū)至銀西場聯(lián)絡(luò)線兼西安—武漢方向高速鐵路正線,雙線長約11.50 km;(3)溝通港務(wù)區(qū)至西成場上下行聯(lián)絡(luò)線兼動車組列車走行線,其中上行線約7.84 km(單線),下行線約10.68 km(單線);考慮西安北站布局現(xiàn)狀,港務(wù)區(qū)至西寶場聯(lián)絡(luò)線無法實(shí)施,因而延安至寶雞方向的跨線列車無法在西安北站開行。

3.2.2 銀西高速鐵路與西武高速鐵路聯(lián)絡(luò)線方案

銀西高速鐵路與西武高速鐵路在西安鐵路樞紐東側(cè)貫通,港務(wù)區(qū)至銀西場線路已經(jīng)與西延高速鐵路引入西安北站聯(lián)絡(luò)線合并設(shè)置,由于樞紐內(nèi)的線路相互交錯、關(guān)系復(fù)雜,因而將港務(wù)區(qū)東至港務(wù)區(qū)站8.03 km長的聯(lián)絡(luò)線不可分修段落納入西延高速鐵路一并實(shí)施。

西安東站至港務(wù)區(qū)東站間遠(yuǎn)期預(yù)測運(yùn)量為150對/d,從樞紐格局和列車對數(shù)方面分析,該段宜按照4線規(guī)模規(guī)劃,近期實(shí)施西延高速鐵路正線,銀西高速鐵路與西武高速鐵路的聯(lián)絡(luò)線在豁口線路所至西安東站段,結(jié)合引入西安站聯(lián)絡(luò)線修建,與西延高速鐵路四線并行一次建成,正線長11.892 km;遠(yuǎn)期延伸至港務(wù)區(qū)東站[18]。

3.2.3 西延高速鐵路引入西安站聯(lián)絡(luò)線方案

西延高速鐵路引入西安站聯(lián)絡(luò)線從港務(wù)區(qū)站南端歇駕寺線路所引出,折向西接入既有隴海線動車線最終引入西安站;該工程歇駕寺線路所至隴海線灞橋站東端上下行聯(lián)絡(luò)線長13.469 km(單線),改建隴海線3.385 km。

3.2.4 西武、西渝高速鐵路引入西安站聯(lián)絡(luò)線(西南方向聯(lián)絡(luò)線)方案

由于西安北站寶雞方向與延安方向徑路不通,寶雞方向與武漢、重慶方向的通過列車作業(yè)需要經(jīng)西安站再實(shí)現(xiàn)溝通。此外西武高速鐵路與西安站溝通后,也可滿足西安站始發(fā)安康、商洛方向省內(nèi)城際列車的需求。由于遠(yuǎn)期預(yù)測寶雞與武漢方向的旅客列車對數(shù)基本是寶雞—重慶方向的2倍,因而西武、西渝高速鐵路引入西安站的聯(lián)絡(luò)線自銀西高速鐵路至西武高速鐵路聯(lián)絡(luò)線上設(shè)豁口線路所引出,上下行線分別接軌既有隴海線(動車線),利用隴海三四線引入西安站。上、下行聯(lián)絡(luò)線單線合計長4.611 km。相應(yīng)引起既有西康線田灞聯(lián)絡(luò)線的局部改建工程,與引入西安站聯(lián)絡(luò)線工程同步實(shí)施[19]。

3.2.5 西渝高速鐵路引入臨潼東方向聯(lián)絡(luò)線(東南方向聯(lián)絡(luò)線)方案

從安康—鄭州、太原方向的跨線列車,在西安東站辦理作業(yè),需要通過臨潼東站接入鄭西高速鐵路與大西高速鐵路。因此,在包(銀)??瓦\(yùn)通道與隴海鐵路交叉處設(shè)趙西線路所,引出聯(lián)絡(luò)線工程,與既有隴海線動車線相接引入臨潼東站,溝通太原(鄭州)方向與武漢、重慶方向的跨線徑路。上下行聯(lián)絡(luò)線單線合計3.068 km。

4 結(jié)語

在高速鐵路通道引入路網(wǎng)性、地區(qū)性鐵路樞紐設(shè)計中,首先按照主要客運(yùn)站的選址應(yīng)與城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)的原則,研究樞紐內(nèi)的客運(yùn)布局的合理性;其次要從線路宏觀走向上研究,多方面分析比較,選擇樞紐內(nèi)合理的主客運(yùn)站引入方案。再次考慮線路與樞紐內(nèi)其他客運(yùn)站的銜接,設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)線,以實(shí)現(xiàn)開行跨線列車與多點(diǎn)發(fā)車的功能;引入的主要客運(yùn)站與樞紐分工應(yīng)相符,與其他主要客運(yùn)站應(yīng)銜接流暢,特別是8條高速鐵路均與西安站聯(lián)通,保證始發(fā)車和跨線車的便捷開行,達(dá)到樞紐內(nèi)線路互聯(lián)互通,運(yùn)輸組織靈活流暢。最后結(jié)合主客運(yùn)站其他線路的引入及其相互交流關(guān)系,研究確定車站的布置形式,設(shè)置相應(yīng)的疏解線路。

西延高速鐵路引入西安鐵路樞紐方案,在系統(tǒng)研究樞紐客運(yùn)站布局與分工的基礎(chǔ)上,從宏觀走向到具體工程逐層地進(jìn)行梳理研究,調(diào)整客運(yùn)站布局和分工,選擇出功能完善的引入方案,對其他樞紐項目具有指導(dǎo)意義和借鑒作用。

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