張永平,林永全,朱筱紅
(1.中國鐵路北京局集團有限公司 唐山站,河北 唐山 063000;2.中國鐵路北京局集團有限公司貨運部,北京 100860)
京唐鐵路(北京城市副中心—唐山)正線全長148 km,跨越北京市通州區、河北省廊坊市、天津市寶坻區、河北省唐山市4個區域,同時連通承德、濱海、秦皇島等方向,沿途設燕郊、大廠、香河、寶坻南、鴉鴻橋、唐山機場等站,是環渤海及京津冀地區具有重要意義的一條城際高速鐵路。該鐵路于2019年1月正式開工建設,現中間站及區間設計均已完成并正在施工中,計劃于2022年9月底竣工并完成與唐山站的接軌[1]。
唐山站位于河北省唐山市路北區境內,中心里程位于津山線(天津—山海關) k261+701,津秦高速鐵路(天津—秦皇島) k130+725處,為電氣化區段一等客運站中間站,主要辦理津山線、津秦高速鐵路列車接發、旅客運輸等業務。唐山站為津秦高速鐵路與津山線的交匯點,高速、普速分場共站并列設置,自東向西依次為高速場(津秦場)、普速場,共7臺16線。唐山站設無站臺柱雨棚、旅客進出站的地下通道,候車室面積15 967 m2,為跨越線路站臺的高架模式,候車、廣播、引導等設備設施齊全。唐山站高速場、普速場的聯鎖系統各自獨立設計,車站北部設有客車存車庫(6條線路),用于停留普速客車底、動車組,并具備庫內上水功能。
1.2.1 唐山站高速場設備及作業情況
唐山站高速場(以下簡稱“高速場”)為分散自律CTC中心控制模式,由列車調度員集中操作指揮,車站設應急值守人員;遇特殊情況轉為非常站控模式時,使用DS6-K5B計算機聯鎖,轉由應急值守人員負責行車指揮。車場規模為3臺7線,其中2條正線不鄰靠站臺,用于辦理通過的高速鐵路列車,5條到發線均鄰靠站臺并設有雨棚,可辦理高速鐵路列車到發及旅客乘降業務;設450 m×12 m×1.25 m基本站臺1座、中間站臺2座。高速場圖定日均辦理高速鐵路列車57.5對/d(含動檢車2對/d),其中始發終到列車4對/d、通過列車8.5對/d、停車辦客45對/d。高速場施工及維修任務執行津秦高速鐵路垂直天窗,均安排夜間進行,每周5次,具體時間為0 : 30—4 : 30。
1.2.2 唐山站普速場設備及作業情況
唐山站普速場(以下簡稱“普速場”)采用EI32-JD計算機聯鎖,由車站值班員負責操作及行車指揮;車場規模為4臺9線,其中2條正線不鄰靠站臺,用于辦理通過的客貨列車(含超限列車),7條到發線均鄰靠站臺,可辦理列車到發及旅客乘降業務,唐山站普速場現狀如圖1所示。普速場設500 m×12 m×1.25 m基本站臺1座、中間站臺3座。存車線庫內停留普速動車組車底1列、普速旅客列車車底1列,由普速場值班員與調度所聯系,共同準備出入庫調車進路,其中動車組采用自走行模式,普速客車底入庫頂送、出庫牽引運行。普速場圖定辦理旅客列車67對/d,其中始發終到列車3對/d、通過列車3對/d、停車辦客61對/d;圖定辦理貨物列車60對/d,均為通過業務,基本上不辦理保留、待避等作業。施工及維修為V型天窗,每周2次(周一、周四),具體時間為:下行9 : 39—12 : 39,上行13 : 15—16 : 15。

圖1 唐山站普速場現狀Fig.1 Existing conventional yard of Tangshan Station
從唐山站現有布局來看,一是高速場可停靠站臺線路5條,其中下行2條、上行3條,在現有辦理57.5對/d高速鐵路列車的情況下,車站通過能力已較緊張,如果再加入京唐鐵路46對/d城際列車混跑,到發線及咽喉通過能力均不能滿足;二是受地理位置、車站結構和周邊限制,唐山站無法進行擴建和增容,股道間沒有預留線位,也難以增加到發線;三是如果從高速場3臺7線中劃撥出1臺2線用于京唐鐵路,那么高速場只剩余3條線路2座站臺用于??拷蚯馗咚勹F路上、下行列車,難以滿足需求。因此,在沒有大規模站改設計規劃的情況下,不建議京唐鐵路在高速場接軌[2-4]。
2013年津秦高速鐵路引入時,普速場已經按京唐鐵路引入設計方案一次建設到位,在車站北端預留京唐鐵路接軌點(機待線1、機待線2),在車站南端預留客車直通線接軌點(機待線4、站后折返線),京唐鐵路原接軌方案如圖2所示。具體方案為在現有普速場4臺9線不變的情況下,將其重新劃分為2部分,西側2臺4線為京唐城際場(以下簡稱“京唐場”) ,東側2臺5線為普速場;京唐鐵路利用普速場兩端預留的接軌點分別連接津山、唐曹鐵路(唐山—曹妃甸),并對兩端部分道岔進行改造[1]。

圖2 原接軌方案Fig.2 Former connection plan
原方案優點是施工改造工程量較少,京唐鐵路只需要跨越津山線北端接入唐山站普速場,僅需要對部分道岔進行簡單改造,即可直接將普速場部分線路改造為京唐場,基本不需要改動或擴建站房,施工難度小。但是,原方案缺點也比較明顯,對津山線旅客及貨物運輸方案產生重大影響,具體分析如下。
(1)旅客到發線路運用緊張。唐山站普速場每日辦理乘降作業的旅客列車61對/d,在現有4臺9線情況下,7條股道可以辦理旅客乘降,分工為固定上行2條、固定下行3條,2條上下行兼用。按照該方案劃分京唐場、普速場后,由于兩場線路不能混用,普速場將縮小為2臺5線,除去上行正線不鄰靠站臺外,僅4條到發線(含下行正線)可以辦理上、下行旅客乘降,導致線路運用緊張,影響各次到發旅客列車作業組織。此外,下行正線臨臺辦理客運作業,影響下行客貨列車的通過能力,在現有旅客列車密度下無法滿足使用需求。
(2)結合部問題影響大。按照該方案,普速場、京唐場線路兩端咽喉相互交叉,且共用1座站臺(8—9臺),在組織接發列車作業時,兩場列車進路、調車進路易產生交叉干擾,造成相互等待,安全風險較大。兩場列車同站臺乘降時,容易造成部分旅客誤乘對方場別列車的現象,客運人員引導組織存在困難。同時,兩場施工維修天窗時間不同,一場施工作業可能與另一場旅客乘降同時進行,存在行車和旅客人身的雙重安全隱患。兩場接觸網停送電時間不同步,給施工維修組織工作帶來較大困難。
(3)接發列車作業組織存在困難。津山線下行線超限貨物列車目前經普速場下行正線(XV道)通過。改造后,該股道劃入京唐場管轄,津山下行超限列車只能經京唐場XV道運行,或經津山上行線站內反向運行,運輸組織不暢,也存在較大行車安全隱患。京唐鐵路接軌后,兩場線路道岔交叉,聯鎖關系較為復雜,唐山站由非多方向變更為多方向,增加了錯辦列車方向的安全風險。
既有唐山站為高架站房跨越線路站臺,東西兩側為廣場建筑,京唐鐵路引入唐山站只能在現有線路站臺的規模基礎上進行,無法進行大規模擴建改造,因而通過現有接發列車、旅客乘降、維修施工等作業組織的經驗,展望京唐鐵路接軌后的各項作業發展,進行合理分工安排,按照“普速場、京唐場分場設置”的原則,分別提出3種接軌及車場劃分方案[5-7]。方案中各參數統一取值,京唐鐵路天窗時間T停暫取6 h,空費系數γ空取0.15,始發旅客列車作業取22 min、終到旅客列車作業取19 min、立折旅客列車作業取27 min。唐山站普速場津山線綜合維修天窗為V型天窗,T停取3 h、空費系數γ空取0.25,津山線普客停站到開作業取20 min、始發作業取45 min、終到作業取50 min、通過作業取7 min,津山線動車組到開作業取13 min、始發作業取22 min、終到作業取19 min、通過作業取3 min。
3.1.1 方案I (1臺2線方案)
該方案中,唐山站普速場既有XI道、12道劃歸京唐場,其中XI道改造為京唐場上行正線、12道改造為京唐場下行正線,XI道、12道均鄰靠同一座站臺(8—9臺),京唐場包含在普速場之中,建議方案I如圖3所示。京唐鐵路雙線跨越津山下行線與普速場北端接軌,南端暫時不進行改造。此時,京唐鐵路京唐場至曹妃甸列車(初期不開行,近期8對/d,遠期5對/d)仍利用津山線運行。京唐場方案I能力利用率如表1所示。普速場方案I能力利用率如表2所示。

表1 京唐場方案I能力利用率Tab.1 Capacity utilization of Beijing-Tangshan Yard in Plan I

表2 普速場方案I能力利用率Tab.2 Capacity utilization of the conventional yard in Plan I

圖3 建議方案IFig.3 Plan I
3.1.2 方案II (1臺2線方案)
該方案中,唐山站普速場既有8道、9道劃歸京唐場,其中8道改造為京唐場上行正線(Ⅷ道)、9道改造為京唐場下行正線(Ⅸ道),8道、9道均鄰靠同一座站臺(6—7臺),建議方案II如圖4所示。京唐鐵路接軌普速場北端不在原設計接軌點接軌,跨越津山上下行正線后直接與8道、9道北端接軌;南端同時進行施工改造,也不在預留接軌點與唐曹鐵路接軌,而是由8道、9道南端直接引出,跨越津山上、下行正線后通過客車直通線與唐曹鐵路接軌。京唐場方案II能力利用率如表3所示。普速場方案II能力利用率如表4所示。

表3 京唐場方案II能力利用率Tab.3 Capacity utilization of Beijing-Tangshan Yard in Plan II

表4 普速場方案II能力利用率Tab.4 Capacity utilization of the conventional yard in Plan II

圖4 建議方案IIFig.4 Plan II
3.1.3 方案III (2臺3線方案)
該方案中,唐山站普速場既有XIV道、XV道、16道劃歸京唐場,將10站臺、11站臺調整至XIV道、XV道間,確保XIV道、XV道、16道均臨靠站臺,建議方案III如圖5所示。京唐鐵路雙線在津山線西側并行在北端接軌,南端暫時不進行改造,京唐鐵路列車在京唐場辦理終到和始發作業,京唐鐵路去曹妃甸動車組列車(初期沒有,近期8對/d,遠期5對/d)仍利用津山線運行[8]。京唐場方案III能力利用率如表5所示。普速場方案III能力利用率如表6所示。

表5 京唐場方案III能力利用率Tab.5 Capacity utilization of Beijing-Tangshan Yard in Plan III

表6 普速場方案III能力利用率Tab.6 Capacity utilization of the conventional yard in Plan III

圖5 建議方案IIIFig.5 Plan III
3.2.1 方案優缺點分析
方案I的優點為:僅跨越1條正線,對現有車站布局改動較小,施工空間大、難度小、施工過渡簡單,可以滿足京唐鐵路初期運營需求。其缺點為:京唐場位于普速場上下行之間,相當于在普速場間插入一根“楔子”,兩場存在干擾、錯辦等事故風險;車底出入存車線調車進路一定程度上干擾兩場的接發列車進路;在列車密度(普速場—七道橋間客貨列車127對/d)不進行調整的情況下,京唐場至曹妃甸動車組與津山線既有列車共線運行無法適應區間通過能力。
方案II的優點為:全站站場由東到西形成津秦、京唐、普速3場橫列式布局,可同時組織作業,各場接發列車、旅客乘降不產生干擾;普速場北端原接軌點修建存車場聯絡線,不與京唐鐵路交叉,減少到發線占用時間;京唐鐵路運行至曹妃甸列車繞開七道橋站經客車直通線運行,徹底解決與津山線既有列車共線運行影響津山線通過能力問題。其缺點為:普速場南、北兩端同時組織跨越津山上下行線路的施工,工程量大、組織難度較大,施工資金投入將增加,且施工期間將不可避免地引起津山線客貨列車臨時調整運行,對唐山地區鐵路運輸秩序將產生較大影響。
方案III的優點為:京唐場與普速場完全分開,相互之間接發列車不產生交叉干擾,兩場旅客乘降不產生同臺作業,客車底出入存車線也實現物理隔離,3條股道均可辦理乘降作業,能夠滿足京唐鐵路運營初期的要求。其缺點為:站場改造影響較大,涉及股道的調整、咽喉區的改造、站臺的拆除與補建(含地道、檢票口等處的改造)。
3.2.2 方案比選
方案I雖然投資少、見效快,但后續產生瓶頸遺留問題較難解決,京唐鐵路、津山鐵路交叉干擾長期存在,且后期京唐場—曹妃甸動車組對普速場能力影響較大。方案II雖然投資大、難度高,但只要克服短時間整體施工帶來的局部影響,對確保行車及調車安全、后期運輸組織暢通、提升運輸效率比較有利。但是,僅1臺2線的站場設計,在滿足京唐動車組到開及折返的能力上略有不足。方案III投資及施工難度在方案I和II之間,京唐場2臺3線設計可以基本滿足京唐列車的到開與折返。京唐鐵路、津山鐵路實現分線運輸,對于提升唐山樞紐疏解能力、促進經濟發展必將起到重要作用。綜上分析,推薦方案III為優選方案,后期還可考慮對12站臺進行延長并在站臺西側增加1條盡頭式到發線以滿足京唐鐵路增量需求。
京唐鐵路引入唐山站,對現有唐山站到發能力、津山線輸送能力產生重要影響。在唐山站地理位置及擴展受限的情況下,推薦采用京唐場與普速場分場設置的2臺3線方案(方案III),將接軌引入唐山站工程與京唐鐵路建設同步實施,對今后規劃新線路引入既有大中型客運站,有一定的借鑒參考作用。