尹贻新，孙洪斌
(1.济青高速铁路有限公司，济南 250014；
2.山东铁路投资控股集团有限公司，济南 250014)
“十三五”期间，我国铁路交通建设硕果累累，铁路通车里程达14.6万km，其中高铁运营里程约3.8万km。铁路的建成通车，极大地方便了沿线居民出行，也深刻影响着城市的发展与规划。随着铁路路网愈加稠密，铁路设计过程中，新建铁路线路方案选择和接轨站改建方案设计难度越来越大。针对新建铁路引入枢纽线路及站场改建方案，国内外许多学者及工程技术人员从多个角度进行了探讨。刘超[1]运用层次分析法结合模糊综合评价法，系统建立了铁路接轨方案评价体系及评价指标。魏建威[2]针对铁路经过规划经济区并同时穿越国道、高速公路及多条铁路的复杂情况，对多种方案不利因素进行了分析归纳并提出了解决方案。Huang等[3]利用计算机辅助技术，探讨应用实时、动态、三维建筑物信息模型进行线路设计的可行性，并与传统线路选择方法进行了对比。谢金梅[4]从主要货流方向、接轨站条件、工程费、运营费及城市规划等诸多影响因素方面，对线路接轨方案进行研究，经过技术经济比选，最终确定合理的接轨方案。Blum等[5]通过分析高铁与航空等运输方式之间的相互促进作用，高铁对区域、城乡的影响，提出高铁建设方案。武巍等[6]采用铁路网规划的选线方法，通过对方案的比选、评估确定最优选线方案。Shad等[7]利用TOPSIS法从经济、社会及环境角度对现有车站情况、发展定位进行分析评价，从而确定最终站场改建方案。侯磊[8]通过分析中兰客运专线和兰州西站现状，结合兰州西站站场布置及高速场和普速场之间跨线联络线设置条件，提出中兰客运专线引入兰州西站方案。Ye等[9]以建设绿色工程评价标准为基础，考虑铁路建设特点，在此基础上提出铁路绿色方案评价方法。朱珂雨[10]在总结国内外关于绿色铁路相关研究结果的基础上，提出了沿海地区高速铁路环境线路方案选择的内涵、技术发展、流程及高速铁路建设中的环境保护对策。Ambrosino等[11]利用线性规划模型，尤其是整数线性规划模型，对线路、枢纽选址问题进行了研究。卿三惠等[12]基于对铁路重大工程地质问题的研究和认识，在初选线路后，结合技术条件、重要经济区位、自然资源开发等进行综合论证，选择最佳路线方案。
当前的铁路引入枢纽方案研究，主要根据常用的评价体系和评价指标，对方案的经济性、可行性进行评价，从而确定线路和接轨站改建方案。然而铁路项目尤其是高速铁路建设具有投资多、建设周期长、后期改建成本高及实施难度大等特点，项目建成通车后对局部交通网乃至区域交通格局都将产生重大而深远的影响。因此，在确定高速铁路线路引入枢纽方案时，必须根据国家中长期铁路网规划、地方综合交通规划、城市发展布局等对区域铁路网格局进行预测，充分考虑本项目建成后与国家铁路网的通达性、行车组织的合理性及旅客出行的便利性等因素。基于此，文中根据以往的评价指标并考虑枢纽既有铁路现状、在建铁路进展及规划铁路走向等对潍烟铁路引入潍坊枢纽线路方案、接轨站改建方案的影响进行详细分析，通过综合比选确定推荐方案。
潍烟铁路位于山东省东北部沿海地区，线路自潍坊枢纽引出后呈西南-东北走向，新建正线长度为235.48 km，设计速度350 km·h-1。潍烟铁路是山东省综合交通网规划中北部沿海高铁通道的重要线路，承担城际铁路功能，可与山东半岛以外国家铁路网互联互通，也是规划渤海跨海通道的后方通路。项目建设可推进区域资源共享、实现区域协调发展，对强化烟台、威海地区对外客运通道、完善综合交通运输体系、促进沿线旅游经济高质量发展具有重要意义。
2.1 枢纽既有铁路概况
潍坊地区铁路路网稠密，铁路交通四通八达，胶济铁路、胶济客专、济青高铁、德大铁路等8条铁路均在潍坊地区通过。潍坊枢纽内客运业务主要由胶济客专潍坊站、济青高铁潍坊北站承担。枢纽内货运业务主要由胶济铁路潍坊站、德大铁路大家洼站、大莱龙铁路昌邑北站等承担。潍坊枢纽如图1所示。
图1 潍坊铁路枢纽
1)潍坊站。潍坊站位于潍坊市区内，站场规模为4台12线，其中货运场5条到发线、客运场3台7线，设存车线4条，为胶济客专中间站。
2)潍坊北站。潍坊北站为济南至青岛高铁客运站，车站规模为4台12线，预留京沪二通道站场规模为3台8线，总规模为7台20线。通过设置联络线连通东营至青岛、烟台方向，临沂至济南、烟台方向。
2.2 在建铁路概况
1)黄大铁路。黄大铁路起点为朔黄铁路黄骅南站，线路自西北侧引入潍坊枢纽，并行既有德大铁路引入大家洼站，为Ⅰ级电气化铁路。黄大铁路是环渤海铁路通道的重要组成部分，建成后可增强路网的机动性和灵活性，完善陆海联运。
2)潍莱铁路。潍莱铁路起点为济青高铁潍坊北站，接入青荣城际铁路莱西北站，为设计速度350 km·h-1的高速铁路，项目于2018年1月开工，建设工期36个月。
2.3 规划津潍、潍新铁路
在已建成的国家高速铁路网基础上，2016年国务院批准了《中长期铁路网规划》，提出打造以“八纵八横”主通道为骨架的国家高速铁路网，津潍铁路系规划高速铁路骨架之沿海通道与京沪二通道的共线段落。津潍铁路东营至潍坊段落，结合沿线工业园区与自然保护区的分布、地方站位诉求以及绕避地质沉降区的要求，对线路方案进行了比选，推荐潍坊滨海设站方案。潍烟铁路引入潍坊枢纽按推荐的东营至潍坊段线路方案考虑。东潍段路线方案如图2所示。
图2 津潍铁路东潍段线路方案
3.1 潍坊城市规划
潍坊市位于山东省北部沿海地区，是山东半岛城市群的重要城市之一，2020年规划中心城区人口为175万人，城市建设用地控制在203 km2。潍坊市提出打造以潍坊中心城市为主，昌乐、滨海新城等五城区为辅，东南部及西部区县为两翼的经济新格局。近年来潍坊市将近郊区和北部滨海新城列为主要发展对象，尤其将滨海新城列为发展的重中之重，培育其为潍坊城市发展的主要增长点，并规划高速铁路、高速公路引入，完善建设多层次、多功能的交通体系。潍坊作为山东半岛地区通往山东内陆腹地之锁钥，已构建了公路、铁路、航空、水运俱全的综合运输格局。
3.2 铁路运量分析
潍烟铁路客流预测主要依据区域经济、交通发展规划及客运市场分析，参照沿线地区经济概况、人口、生活水平与出行习惯及其他交通方式客流调查，拟定吸引区未来的经济结构和交通路网，研究预测客流的产生与吸引，进行项目客流的合理分担预测。潍烟铁路连接潍坊滨海新区、昌邑市以及烟台的莱州市、招远市、龙口市、蓬莱市、烟台市区等地区，间接吸引威海地区客流，其中沿线途经地区人口近1 000万人，主要承担沿线地区的旅客运输任务，还承担少量烟台、威海地区与济南及以远的旅客交流。根据山东省城际铁路和济南都市圈铁路网规划以及相关项目研究，新线建成后衔接青荣城际、津潍铁路，客运通道效应将充分发挥，铁路客运服务水平将大大提升，客运量将迅猛增长。
年度通道客运量分为趋势运量、转移运量和诱增运量三部分，经过运量分析[13-17]，预测潍烟通道客运量初期、近期、远期分别为784万人、1 196万人、1 636万人。根据客流密度、不同客流成分的流量、流向及对应等级的旅客列车年输送能力，合理确定区段客车对数及枢纽内列车开行方案。
潍坊枢纽主要为通过车流，只有少部分始发终到列车。近/远期办理始发终到动车组列车18/23对，办理通过动车组列车269/329对(不含胶济客专通过车组)，其中通过动车组列车主要为济青高铁本线车流，其次为本线津潍铁路及烟台方向车流和济南至莱西方向车流。潍坊枢纽客车交流如图3所示。
图3 潍坊枢纽客车交流
根据津潍铁路线路走向，结合潍坊城市规划及综合运输布局、经济发展规划和既有客运站能力、客车交流特点等相关控制因素[18-22]，潍烟铁路引入潍坊地区提出两个线路方案，分别为潍坊滨海接轨线路方案(简称“方案Ⅰ”)和昌邑南接轨线路方案(简称“方案Ⅱ”)。其中潍坊滨海接轨线路方案考虑自然保护区控制因素，又分别研究了中穿自然保护区潍坊滨海接轨线路方案(简称“方案Ⅰ(a)”)和绕避自然保护区潍坊滨海接轨线路方案(简称“方案Ⅰ(b)”)。引入潍坊枢纽线路方案如图4所示。
图4 引入潍坊枢纽线路方案
4.1 线路方案Ⅰ(a)
线路走行于潍坊北部沿海，跨越胶莱河，距昌邑市北侧约14 km处设昌邑北站，出站后向西走行，跨越潍河、大莱龙铁路，在荣乌高速公路北侧与之并行，以隧道形式穿越自然保护区后向西走行，接轨于津潍铁路潍坊滨海站。研究范围内潍烟铁路长79.28 km，工程投资117.58亿元。
4.2 线路方案Ⅰ(b)
为彻底消除穿越自然保护区安全隐患，研究了线路绕避自然保护区方案。线路由枢纽东北侧引入，先后跨越胶莱河、大莱龙铁路、荣乌高速公路，于昌邑市北侧约10 km设昌邑北站，出站后折向西，走行于自然保护区南侧，绕避自然保护区后折向西北走行，接轨于津潍铁路潍坊滨海站。该方案线路与潍莱铁路并行段长度较长且距离较近，路网格局较差。研究范围内潍烟铁路长84.802 km，工程投资120.42亿元。
4.3 线路方案Ⅱ
线路由枢纽东北侧引入，于平度市西北侧约37 km设平度西站，出站后继续向西南，先后跨越泽河、荣乌高速公路、胶莱河后折向南，接轨于潍莱铁路昌邑南站。研究范围内潍烟铁路长57.146 km，工程投资81.15亿元。
4.4 线路方案比选
方案Ⅱ，新建线路长度最短，工程投资最少，同时绕避了自然保护区、不均匀沉降区域。经工程经济性、运营安全性及路网通达性综合比较并结合地方城市规划[23-26]，推荐采用潍莱铁路昌邑南站接轨方案。各方案优缺点分析如表1所示。
表1 线路方案优缺点分析
昌邑南站是在建潍莱铁路中间站，车场规模为2台4线，车站路基已填筑至设计高程，边坡防护大部分完成，大里程桥梁结构及无砟轨道板已施工完成，尚未铺轨。
考虑到运输组织、接轨站发车能力、潍莱铁路施工完成情况及开通时间要求等因素，分别对区间接轨方案(简称“方案Ⅰ”)、区间接轨增设到发线方案(简称“方案Ⅱ”)、站内莱西端接轨增设到发线方案(简称“方案Ⅲ”)和站内潍坊端接轨增设到发线方案(简称“方案Ⅳ”)进行研究分析。
5.1 接轨站改建方案Ⅰ
潍烟铁路于接轨站东北侧引入后采用42号道岔在潍莱铁路区间正线接轨，设置走行线接入站内到发线。车站规模不变，车站莱西端咽喉区相应改建，站台端部至胶莱河特大桥区段路基两侧帮填。胶莱河特大桥15个墩、14孔梁需改建为路基，站内路基两侧需帮填，已施工完成的部分边坡防护工程需拆除改建。改建后站场平面布置如图5所示。
图5 接轨站改建方案Ⅰ平面布置
5.2 接轨站改建方案Ⅱ
潍烟铁路于接轨站东北侧引入后采用42号道岔在潍莱铁路区间正线接轨，设置走行线接入站内到发线。车站规模增加2条到发线改为2台6线，将原宽为8 m的侧式站台改为宽为12 m的岛式站台。大小里程咽喉区均需进行改建，站房向北侧调整。胶莱河特大桥15个墩、14孔梁需改建为路基，站内路基两侧需帮填，已施工完成的部分边坡防护、站台挡墙等需拆除改建。改建后站场平面布置如图6所示。
图6 接轨站改建方案Ⅱ平面布置
5.3 接轨站改建方案Ⅲ
潍烟铁路于接轨站东北侧引入后采用42号道岔在站内莱西端接轨，设置走行线接入站内到发线。车站规模增加2条到发线改为2台6线，将原450 m×8 m的侧式站台改为482 m×12 m的岛式站台。大小里程咽喉区均需进行改建，站台需整体向潍坊方向平移154 m。站内路基两侧需帮填，已施工完成的部分边坡防护、站台挡墙等需拆除改建。改建后站场平面布置如图7所示。
图7 接轨站改建方案Ⅲ平面布置
5.4 接轨站改建方案Ⅳ
潍烟铁路于接轨站东北侧引入后与站内到发线贯通，车站小里程端咽喉区设道岔与潍莱铁路正线连通。车站规模增加2条到发线改为2台6线。侧式站台改为宽14 m岛式站台，临靠正线侧设置站台屏蔽门，站台需向潍坊端平移约60 m。大小里程咽喉区改建，站房向北侧调整。该方案胶莱河特大桥无需改建，站内路基两侧需帮填，已施工完成的部分边坡防护等需拆除改建。改建后站场平面布置如图8所示。
图8 接轨站改建方案Ⅳ平面布置
5.5 方案比选
从运输组织、潍莱铁路改建工程量、乘客出行便捷性及对潍莱铁路正常开通影响等角度进行分析，方案Ⅳ运输组织灵活，拆除改建工程量小，方便乘客出行，且不影响潍莱铁路铺轨及正常开通，故推荐采用。各方案优缺点分析如表2所示。
表2 接轨站改建方案优缺点分析
1)潍烟铁路引入潍坊铁路枢纽推荐方案与《山东省综合交通网中长期发展规划》相契合，优化了鲁东地区铁路网结构，行车组织灵活，可实现多方向与国家铁路网连通，完善了烟台、威海地区对外客运通道。
2)高速铁路引入枢纽方案需考虑城市发展规划、枢纽布局、综合交通规划等多种因素，是一个综合性、系统性问题，涉及到路网通达性、行车组织协调性、工程投资经济性、施工难易程度等问题，需进行综合研究后确定。
3)高速铁路建设要站在全局角度分析路网结构，充分考虑后期线路的发展规划，提前进行路网规划、布局。新建线路应根据规划预留后期线路的接轨条件，避免后期线路接轨引起既有工程大拆大建，造成浪费。
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