集大高速铁路引入大同铁路枢纽方案研究

张小虎，李小波

（1.中铁工程设计咨询集团有限公司 线路站场设计研究院，北京 100055；2.中国铁道科学研究院集团有限公司 运输及经济研究所，北京 100081）

集大高速铁路(乌兰察布—大同南)位于内蒙古自治区乌兰察布市和山西省大同市境内，线路北起内蒙古自治区乌兰察布市，途径土贵乌拉、丰镇，向南至山西省大同市，设计速度为350 km/h。北端与在建的张呼铁路(张家口南—呼和浩特东)相连，南接在建大张铁路(大同南—怀安)和大西客运专线(大同—西安)大同—原平段。集大高速铁路是国家高速铁路网中呼南通道的重要组成部分[1]，是蒙西地区与山西省区际旅客交流的高速铁路通道，也是蒙西地区与晋北、雄安新区、冀中南、华东等地区旅客交流的便捷通道，是一条以承担中长途客流为主，兼顾城际和旅游客流的高速铁路。项目的建设对打通呼南通道北段高速客运通道，形成蒙西地区快速出区通道，完善区域路网具有重要意义[1-3]。因此，集大高速铁路引入大同铁路枢纽方案对线路总体走向和点线能力，以及大同铁路枢纽客运格局具有重要意义。

1 概况

1.1 大同铁路枢纽概况

（1）既有概况。大同铁路枢纽衔接北京、太原、秦皇岛、包头、准格尔等方向，主要由京包铁路(北京北—包头)、大秦铁路(韩家岭—柳村南)、大准铁路(大同东—薛家湾)、北同蒲铁路(大同—太原)等铁路干线，另有口泉支线(平旺—口泉)、云岗支线(大同南—云冈)、湖大铁路(湖东—大同东)等铁路支线组成，枢纽内衔接的各线均为电气化铁路，各线构成环状的枢纽布局，是全国重要的铁路枢纽之一。枢纽内共有车站20座，大同站为枢纽主要客运站，大同西站及湖东站为编组站，口泉站为工业站，平旺站为主要货运站，云岗支线上各站均为煤矿专用线集配站，大同东站为大准铁路交接站[4-5]。

（2）在建铁路。大同铁路枢纽在建铁路有大张铁路和大西客运专线大同至原平段。大张铁路速度目标值为250 km/h，线路自张呼铁路怀安站接轨引出，在大同枢纽内新建大同南客运站，并设动车存车场，出站后向南并行于北同蒲三四线东侧，终至米庄线路所；大西客运专线大同至原平段速度目标值为250 km/h，预留300 km/h条件，线路自在建大张铁路设计终点米庄线路所引出。

（3）枢纽总图格局。大同铁路枢纽衔接大张铁路、大西客运专线、京包铁路、大秦铁路、大准铁路、北同蒲铁路等铁路干线，西部有口泉支线、云冈支线及相关联络线，东部有湖大线连接大准铁路、京包铁路和大秦铁路。随着大张铁路、大西客运专线的引入，大同枢纽总图形成以下格局。

客运系统：在建大同南站为主要客运站，既有大同站为辅助客运站，形成一主一辅格局。

解编系统：大同西站为编组站，主要承担枢纽地区车流的解编作业；湖东站为煤炭列车技术作业站，主要承担大秦线煤炭列车的组合和分解技术作业；口泉站为工业站，根据煤炭集运要求进行改扩建；云冈西、里八庄、韩家岭站为枢纽内煤炭主要基地站，根据煤炭集运要求进行改扩建；大同东站为大准线交接站。

货运系统：既有平旺货场为综合性货场；大同西货场为集装箱、零担货场；规划解家庄综合性货场；规划里八庄危险品货场。

引入线、联络线及疏解线：结合城市发展要求，规划枢纽北部疏解区相关联络线、疏解线；规划口泉支线至南环联络线；规划预留湖东至聚乐堡联络线。

1.2 大同铁路枢纽客运量及客流特点

集大高速铁路客运量研究年度分别为近期2035年、远期2045年。

目前，枢纽内仅开行普速旅客列车，随着大张铁路、大西客运专线大同至原平段的建成，以及集大高速铁路的引入，大同铁路枢纽旅客列车将大幅增加，预测近期、远期枢纽旅客列车总对数将分别达到157对/d、195对/d，主要以动车客流为主。动车组列车近期、远期分别为129对/d、168对/d，其中始发终到近、远期分别为61对/d、71对/d，主要发往太原、张家口和乌兰察布方向；通过列车近、远期分别为68对/d、97对/d，太原—乌兰察布方向为主；始发终到车流与通过车流对数相当。集大高速铁路近、远期承担的客车对数为近期52对/d、远期70对/d，主要为乌兰察布与太原方向的通过车流。大同铁路枢纽旅客列车交流表如表1所示。

表1 大同铁路枢纽旅客列车交流表 对/dTab.1 Datong Railway Hub passenger trains exchange form

2 引入大同铁路枢纽方案研究

2.1 引入方案比选

大张铁路建成后，枢纽内将形成大同站和大同南站2站客运格局。枢纽内有至张家口方向及乌兰察布方向的始发终到列车，大同站位于城区，城市配套设施完善，居民出行便捷，首先，应研究集大高速铁路引入大同站方案，由于大同站被机务段、客整所及密集城市建筑所包围，改扩建条件差，直接引入大同站拆迁量巨大；如果利用京包线引入大同站，集大高速铁路动车作业将与京包线的货车作业在站内交叉，而且既有大同站两端均为小半径曲线，将严重限速，还需要修建至大张铁路的联络线。站前道路交通系统规模较小，设施陈旧，集疏运能力有限，集大高速铁路引入后需要对站前道路及城市交通系统进行大规模改建；根据大同市城市总体规划，城市未来发展方向主要为御河以东，大同站位于城市西北侧边缘，引入大同站与城市规划不符。综上所述，引入大同站方案实施性较差。其次，应研究引入在建大同南站方案。集大高速铁路大部分车流为至太原方向的通过车，结合线路总体走向、车流特点、城市总体规划、既有和在建铁路设施分布等因素，集大高速铁路引入大同铁路枢纽分别研究了东侧经新荣引入方案(方案Ⅰ)、东侧经丰镇东引入方案(方案Ⅱ)和西侧引入方案(方案Ⅲ)，经技术经济综合比选后确定合理的引入方案。集大高速铁路引入大同铁路枢纽方案示意图如图1所示。

2.1.1 引入方案说明

（1）方案Ⅰ：该方案考虑尽量多经过沿线经济据点，充分利用枢纽客运设施，线路经过大同市新荣区，并引入在建大同南站线路自比较起点经土贵乌拉西站、丰镇西站，之后向南跨越二广高速，至新荣区西侧设新荣站，于赵家窑水库饮用水源保护区西侧折向东，上跨京包铁路及大准铁路，在大同东站东侧向南走行于省道S30与湖大线之间，然后方向别外包大张铁路正线，利用大张铁路大同南站预留条件接入大同南站东端咽喉。该方案比较范围内正线长86.418 km，右线绕行6.721 km，桥隧总长60.184 km，桥隧比64.62%，静态投资约88.46亿元。

（2）方案Ⅱ：该方案考虑新建线路短直，并充分利用枢纽客运设施，线路经丰镇后取直引入大同铁路枢纽大同南站。线路自比较起点经土贵乌拉西站，先后上跨二广高速、京包铁路、大准铁路后，沿京包铁路西侧设丰镇东站，出站后继续南行至狐山先后上跨国道208、京包铁路、御河、大准铁路，沿二广高速、大准铁路走廊南行，利用大张铁路预留条件从东端引入大同南站。该方案比较范围内正线长76.073 km，桥隧总长49.434 km，桥隧比59.71%，静态投资约76.28亿元。

（3）方案Ⅲ：该方案考虑呼南通道运输径路短直，便于大同市西部矿区人口密集区旅客出行，在大同市西南部新设云冈站后直接接入大西客运专线。线路经土贵乌拉西站、丰镇西站、新荣站，出站后走行于大同煤矿东侧引入市区，并行大秦铁路设云冈站，出站后上跨北同蒲铁路向南，外包大张铁路正线至米庄线路所并入大西客运专线，为满足集大高速铁路在大同铁路枢纽内的始发、终到及立折车作业需求，充分利用在建大张铁路的动车设施，另在米庄线路所南端修建环形疏解线。该方案比较范围内正线长86.145 km，桥隧总长66.583 km，桥隧比69.48%，静态投资约90.45亿元。

图1 集大高速铁路引入大同铁路枢纽方案示意图Fig.1 Schematic diagram of linking Jining-Datong line to Datong Railway Hub

2.1.2 优缺点分析

（1）方案Ⅰ。优点：线路经过大同市新荣区并设站，利于带动新荣区经济发展，便于新荣区旅客出行；引入在建大同南站，能充分利用车站预留的客运设施和城市配套设施；大同南站距离主城区近，城市配套设施较为完善，旅客出行便利，利于吸引大同市城区客流；枢纽内形成两站格局，枢纽内各高铁客运业务集中在大同南站办理，人员和设备集中，便于运营管理和节约运营成本；立折车可利用动车运用所走行线进行转线，避免对咽喉区正线的切割。缺点：该方案线路经新荣后再引入大同南站，乌兰察布—太原方向通过车流在枢纽内运输径路较长，大同南站东端引入线路需限速，运输质量较差；车站距离矿区、云冈石窟风景区较远，城市西部旅客出行不便；新建线路较长，桥隧比较高，工程投资较大。

（2）方案Ⅱ。优点：新建线路长度短，运输经路短，工程投资省；其他优点同方案Ⅰ。缺点：线路不经过新荣区，丰镇市与大同市间无经济据点，对沿线经济发展带动作用较方案I小；大同南站距离矿区、云冈石窟风景区较远，城市西部旅客出行不便。通过车流运输径路较方案Ⅲ长，且在大同南站东端也需限速，运输服务质量稍差。

（3）方案Ⅲ。优点：线路经新荣区并设站，可以带动新荣区发展；新客站位于矿区人口密集区，距离云冈石窟风景区较近，城市西部旅客出行较便利；呼和方向经大西客运专线至太原方向的通过车流运输径路较短，不需要限速运行。缺点：新建正线及联络线较长，拆迁工程量大，工程投资高，实施难度大；云冈站距离主城区较远，对大同市主城区旅客吸引能力较差；枢纽内形成三站格局，人员和设备分散，运营管理不便；始发终到及立折作业需通过米庄联络线绕行，走行距离远，运行时间长；新建云冈站，需要新建城市配套设施，城市配套设施工程投资大。

综上所述，方案Ⅱ虽然新建线路较长，通过车流运输径路较远，但具有经过经济据点多，充分利用枢纽客运设施和城市配套设施，便于运营管理，旅客出行便捷，吸引客流能力强，工程投资较省等优点，因而推荐方案Ⅱ，即东侧经新荣引入方案。

2.2 大同南站能力适应性分析

大同南站位于大同市南侧，是大张铁路的终点站，出站后向南至米庄线路所附近与大西客运专线贯通。车站按4台9线7站台面规模布置，设旅客地道2处，动车运用所1处及综合维修车间1处。大同南站预留集大高速铁路东端引入的接轨条件，接轨时不需要对咽喉区进行改建。

大同南站近、远期办理的通过列车对数为68 对/d、97对/d，始发终到及立折列车近、远期作业对数为61对/d、71对/d，近、远期到发线规模满足作业需求。因此，集大高速铁路引入后大同南站不考虑增加到发线，为满足本线始发终到作业的存车需求，在动车运用所内增加存车线1条[6-7]。

车站近、远期的立折列车可利用动车运用所走行线进行折返，动车运用所咽喉区通过能力满足作业需求，远期咽喉区能力紧张时，再适时修建折返疏解线。

3 结束语

集大高速铁路弥补了呼南通道乌兰察布至大同段的空白，对助力京津冀协同发展、“一带一路”倡议、加速山西省融合京津冀协同发展、开发沿线旅游资源、带动沿线经济发展、精准扶贫都具有重要意义和作用，是蒙西地区与晋北、雄安新区、冀中南、华东等地区旅客交流的便捷新通道。集大高速铁路引入大同铁路枢纽方案研究，对确定线路总体走向、促进国家高速铁路网的尽早完善有重要作用。集大高速铁路引入大同铁路枢纽有助于蒙西地区快速出区通道的形成，促进蒙西地区与京津冀、华中、华东、华中等地区的中长途旅客交流及沿线经济的发展[8-12]。