城际铁路地下站站场布置设计研究

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  摘 要:城际铁路运营于人口密度较高的城市圈,为满足公交化运营及配套城市规划等要求,其车站布置形式研究十分必要。尤其地下车站需结合运营组织、区间工程条件及施工工法等因素选择车站站型,统筹布置车站配线形式、折返方式和其他站线,实现工程的综合经济性。
  关键词:城际铁路;地下站;车站布置形式
  1、概述
  城际铁路是指在经济发达、人口稠密的城市群区域主要中心城市之间或在某一大城市轨道交通通勤范围内修建的具有高速度、公交化和运力大特点的客运轨道交通系统,主要用于承担城市群区域主要中心城市之间或大城市周边通勤客流为主的中短途客流运输。城际铁路车站分布原则本着方便旅客换乘、有利于吸引客流的需求,根据本线沿线居民分布、客流量、列车开行方案、运行方式、铺画的运行图及其设计需要能力和技术作业,结合地形、地貌、地质条件、城市规划等综合研究确定。
  2、城际铁路车站功能定位
  2.1城际铁路与传统客运铁路车站的区别
  (1)服务区域。城际铁路区别于传统的长大干大线铁路,线路长度较短,服务范围通常为城市群或都市圈范围内;干线铁路线路长度较长,主要服务于各省市之间的中长距离客货运输。
  (2)敷设方式。城际铁路线路敷设形式多采用地下或高架形式,涉及到大型的维修工区与车辆段选择地面敷设形式;长大干线铁路的主要敷设方式是路面或高架形式,由于服务区域的特点不同,城际铁路穿梭于城市群中,而长大干线线位一般行走于山野中,因此从工程投资及城市发展的角度出发导致了此处的区别。
  (3)运营方式。城际铁路采用高密度、小编组、公交化的运输模式,站间距离较小,速度低于高速铁路,与普速铁路接近,其列车开行方案以满足高峰小时最大断面客流为前提,可以根据日客流量的变化调整发车间隔;长大干线铁路中站间距离较大,客货流大,客流受节假日影响较大,在节假日前后形成明显高峰,其他时间客流相对平稳,开行方案为相对固定的时刻表运营。
  2.2城际铁路与城市轨道交通车站的区别
  (1)服务区域。城际铁路主要承担区城市群域内的客流,并兼顾城市组团内部的客流,以商务、公务出行为主,平均站间距离在4~10km左右;城市轨道交通主要服务单个城市内居民的日常生活出行,完全以客流为导向设置线位走向,出行距离较短,平均站间距离在1km左右。
  (2)设计标准。城际铁路的速度目标一般在120-200km/h,车辆类型一般选用CRH6,按8对编组,考虑安全停车距离,车站有效长较长,工程投资较大;城市轨道交通的速度目标一般在80km/h左右,车辆类型一般选用A、B型车,4辆编组,车站有效长短,车站规模相对较小。
  (3)运营方式。城际铁路与城市轨道交通在开行方式上都表现出高密度、小编组、公交化,然而城际铁路城际铁路运输组织模式相对复杂些,某些线路除开行大站快车和站站停两种列车交路外,还与其他线路开行跨线列车交路;城市轨道交通为满足上述要求,虽然线网各线之间存在一定的跨线客流,但绝大部分线路采用较为简单的运输组织模式,以换乘方式为主,一般不组织跨线交路。
  3城际铁路车站设计技术标准
  基于以上对城际铁路特性的分析,为区别于长大干大线铁路及城市轨道交通的设计规范,2014年12月29日发布了《城际铁路设计规范》,于2015年3月1日起实施此规范,统一城际铁路的设计标准。
  (1)正线数目:双线;
  (2)速度目标值:120-200km/h;
  (3)机车类型:CRH6城际动车组
  (4)正线线间距:4.0-4.2m;
  (5)车站正线间距:无渡线间距4.2米,有渡线间距4.6米,地下站设隔离墙间距5米;
  (6)正线曲线半径:根据设计速度从120-200km/h,曲线半径一般条件900-2200米,困难条件为800-2000;
  (7)车站最小曲线半径:车站宜设在直线上,困难条件曲线半径不应小于相应路段设计速度最小半径,且不小于600;
  (8)正线最大坡度:30‰;
  (9)车站坡度:地下站2‰,高架及地面站0‰;
  (10)站台长度:CRH6型列车,8辆编组,列车长度为199.5,取200米,考虑停车余量,站台长度为210米;
  (11)到发线有效长度:在站台长度210米基础之上,考虑測速测距误差、司机确认停车点距离及动车组过走防护距离,取值为≥95米,故发线有效长度确定为:210+95x2=400米;
  (12)牵引种类:电力
  (13)行车指挥系统:调度集中
  (14)列车运行控制方式:采用CTCS-2+ATO自动控制系统
  4城际铁路车站的布置形式分析
  根据城际铁路服务区域的特点,为减少对城市交通和城市规划的影响,城际铁路车站敷设方式一般按照城市中心区域采用地下站形式,市郊区域车站顺着城市道路高架的形式布置,而对配备综合维修工区及车辆段的车站宜采用地面站的敷设形式。
  从车站性质及列车作业种类角度,包括中间站,始发(终到)站,枢纽站等类型,依次分析各类型车站宜采用的车站布置形式。
  4.1中间站
  城际铁路中间站主要办理列车的通过、停车作业,从运输组织角度看中间站还分为一般中间站、有越行功能中间站和有折返作业的中间站。
  4.1.1一般中间站
  一般中间站办理列车通过及旅客乘降作业的车站,这类车站一般无配线,布置形式分为岛式及侧式两种。
  (1)岛式车站布置形式为站台在两正线之间,站台与正线间距1.8米,站台宽度根据客流密度、安全退避距离、进出通道及结构物宽度计算为8.5-10.5米,在考虑工程经济的基础上,按照建筑布置可以相应加宽站台宽度,具体布置形式见图1。岛式车站可为旅客提供便捷的乘降服务,上下旅客可共用乘降设施,缩减工程规模,地下车站适合采用岛式布置,该站型地下布置合理,车站与区间工程施工衔接顺畅。   (2)侧式车站布置形式为设置两个站台布置与正线两侧,如图2所示。侧式站台与正线间距1.8米,考虑将乘降设施外挂站台外,站台宽度最小可为5米。该布置形式一般适用于高架及地面车站,优点是用地省,工程规模小;缺点是两站台旅客乘车容易混淆。
  4.1.2有越行功能中间站
  这类车站可以同时办理不同速度目标值列车的相关业务,有同時开行大站快车(含跨线车)和站站停列车的条件,车站可以办理旅客乘降作业与旅客列车越行作业。城际铁路越行站一般设置到发线2条,布置形式有单岛四线、双岛四线和侧式2台夹4线的布置形式。
  (1)单岛四线
  单岛四线车站设置两条到发线,两正线外包,两到发线间设置一个岛式站台,如图3所示。该布置形式适用于无折返、无调车作业的地下车站,进入车站区间段正线间距较大,分洞施工互相影响小,施工安全系数较高,缺点在于增设渡线后车站明挖范围在车站主体范围基础上加长很多,工程造价激增,站型适用范围小。
  (2)双岛四线
  双岛四线两正线位于车站中心,两站台被两条到发线包围,分别临靠正线及到发线,如图4所示。该站型有四个站台面,车站能力大,使用灵活;可实现大站停列车越行站站停列车的运行需要,在不被越行的情况下站站停列车可自由停靠在正线或越行线上,而且可以共用一个站台,乘客上下车方便,运营组织灵活;仅在需要越行的情况下,站站停列车才停靠在越行线上。但该站型到发线有效长长、建筑体量较大、需设置四侧屏蔽门、工程投资较大。该站型适合地面及高架站布置,用于地下敷设时,适用于区间采用大孔径单洞盾构。
  (3)侧式2台夹4线
  侧式2台夹4线正线位于车站中心,两侧依次布置站线及侧式站台,站台面仅临靠两侧到发线,如图5所示。该站型优点在于车站车站体量较双岛四线小,占地小;缺点在于站台分向设置,客流组织不灵活。双侧式站型可实现大站停列车越行站站停列车的运行需要,但由于站台布置为侧式,停站列车必须停靠在越行线上乘客才可上下车,开行站站停列车时,采用该方案将恶化站站停列车的运营条件,所有停靠列车均需过岔运行;但对大站停列车运行比较有利,可以在正线高速通过。该站型到发线有效长短、建筑体量较小、可仅设置两侧屏蔽门、工程投资较省。该站型适合地面及高架站布置,
  三种站型用于地下站时的特点及适用情况见表1
  4.1.3有折返作业的中间站
  城际铁路中一些大城市间甚至城市内某些大站点因为区段客流密度较大,需要开行一定数量的小交路列车,以进站端(上行方向)行车小交路为例讨论地下中间站的布置形式。
  (1)站前折返
  当区间线路采用大孔径单洞施工时,进站段折返采用站前折返的方式较为合理。站前折返即在进站方向段设置八字折返渡线,八字渡线设置的原则是有利于顺接返发行车布置,如图6所示。
  (2)站后折返
  当车站设置存车线时,地下站方案采用正线外包站线,区间采用小孔径双洞施工,采用站后折返的方式较为合理,如图7所示。
  4.2始发(终到)站
  始发(终到)站为某线路的起点(终点)站,始发(终到)站一般会设置车辆段,当车站为地下站时,车辆段由于规模较大,车辆走行线纵断面会一路上坡从地下钻出地面,采用地面敷设方式,本文以始发站为列介绍站型,如图8所示。
  5结束语
  车站布置形式不仅决定了车站作业能力和效率,对地下车站而言也决定了车站工程的可实施性。因此地下车站的车站布置形式除满足旅客流线要求与运输要求外,应同时以线路区间施工条件为基础,与车站结构工程、线路区间工程和施工工法相协调,实现工程经济合理性。
  参考文献
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  [4]伍丽蓉.城际轨道交通车站布置形式的综合优化研究[B].铁道运输与经济,2012(7):77-82.
  作者简介
  于承鑫;学历:毕业学校,中南大学,毕业时间:2012;所学专业:交通运输工程,职称:工程师,现任职:专业设计人员;专业技术领域或研究方向:铁路车站站场设计。
  (作者单位:铁道第四勘察设计院集团有限公司)
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