三亞新機(jī)場空港高速鐵路方案研究

周天星 張春艷 向偉玲 劉爽陽

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

三亞鳳凰機(jī)場現(xiàn)有設(shè)計(jì)保障能力僅為650萬人次/年，2016年旅客吞吐量已突破1 700萬人次，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過航站樓能力。每年冬季旅游旺季期間，航站樓內(nèi)外人滿為患，旅客候機(jī)環(huán)境不佳，航班準(zhǔn)點(diǎn)率難以保障，且存在較大安全隱患，越來越不適應(yīng)城市發(fā)展需要。三亞新機(jī)場將在新一輪的發(fā)展中迎來重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，逐步從單一服務(wù)三亞當(dāng)?shù)芈糜蔚暮娇者\(yùn)輸節(jié)點(diǎn)，提升為服務(wù)瓊南、南海地區(qū)的戰(zhàn)略性綜合交通樞紐，功能定位、運(yùn)輸規(guī)模和地面交通集散保障體系也將進(jìn)行變革和提級躍升[1]。三亞新機(jī)場選址于三亞市西側(cè)紅塘灣，距三亞市區(qū)約30 km。新機(jī)場建成投入使用后，若過度傾向于機(jī)動(dòng)化交通，勢必增加三亞市區(qū)與崖城方向的交通壓力，濱海一線東西通道瓶頸問題將更加突出。空港高速鐵路和市域鐵路引入機(jī)場將最大限度化解這一矛盾，依托空港高鐵和海南鐵路網(wǎng)，新機(jī)場可快速連接全省大型客運(yùn)樞紐點(diǎn)，為游客雙向流動(dòng)提供便捷通道，促進(jìn)全島一體化發(fā)展；依托市域鐵路可提高新機(jī)場與市區(qū)間的交通效率及服務(wù)水平，支撐城市空間向東西兩翼拓展。

1 大型填海機(jī)場空鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)

1.1 日本關(guān)西國際機(jī)場

日本關(guān)西國際機(jī)場是阪神地區(qū)的主機(jī)場，主要引入了2條鐵路，一條為JR機(jī)場快線，另一條為南海快速鐵路，如圖1所示。通過機(jī)場支線接入JR線和南海線貫通運(yùn)營，最終接入大阪站和新大阪站。關(guān)西國際機(jī)場與陸上的地面運(yùn)輸依靠海上聯(lián)絡(luò)橋連接，橋體采用雙層設(shè)計(jì)，上層是6車道的高速公路；下層是復(fù)線的鐵路，是JR西日本關(guān)西機(jī)場線與南海電鐵機(jī)場線的一部分；終點(diǎn)站關(guān)西機(jī)場車站與機(jī)場主體相連，提供班次密集的接駁服務(wù)。

圖1 關(guān)西國際機(jī)場

1.2 韓國仁川國際機(jī)場

仁川國際機(jī)場距離首爾市52 km，離仁川海岸15 km，引入了1條鐵路專線串聯(lián)機(jī)場、黔巖火車站、金浦機(jī)場和首爾高速鐵路站，開行普通列車(KTX)和直達(dá)列車(A-REX)，如圖2所示。普通列車經(jīng)停11個(gè)站點(diǎn)，其中9個(gè)站點(diǎn)可與首爾地鐵換乘。直達(dá)列車從首爾機(jī)場直達(dá)首爾高鐵站，中途無?？?。仁川國際機(jī)場與陸上由2座大橋連接，1座為仁川大橋，1座為永宗大橋。機(jī)場鐵路通過永宗大橋連接仁川國際機(jī)場與首爾地區(qū)。大橋分上下兩層，上層為公路，下層中間部分為鐵路。

圖2 仁川國際機(jī)場

1.3 經(jīng)驗(yàn)啟示

(1)交通方式多元化，滿足不同層次乘客的需要

大型機(jī)場的進(jìn)場交通逐漸向以軌道交通為主體的公共交通方式轉(zhuǎn)變。為滿足不同層次乘客的交通需求，目前世界上100多個(gè)機(jī)場已建有各種類型的軌道交通線路，包括普通鐵路、城市軌道(地鐵、輕軌、市郊鐵路)、城際鐵路(地區(qū)鐵路)，以及高速鐵路等各種類型，還有為數(shù)不多的磁懸浮等特色軌道交通。

(2)填海建造的機(jī)場應(yīng)布局至少3條集散通道

包括鐵路與軌道系統(tǒng)、高速公路系統(tǒng)等多種交通方式。其中年客運(yùn)吞吐量在4 000萬以上填海機(jī)場，均采用2條城市道路及多條軌道連接陸域。

(3)空鐵聯(lián)運(yùn)已成為國內(nèi)外大型樞紐機(jī)場的發(fā)展趨勢

機(jī)場通過引入高速鐵路線路或統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各種運(yùn)輸方式提供聯(lián)程運(yùn)輸?shù)饶Ｊ?，?shí)現(xiàn)旅客在高速鐵路與航空之間高效中轉(zhuǎn)，大大節(jié)約時(shí)間成本與費(fèi)用，提高旅客運(yùn)輸效率和服務(wù)水平[2-4]。

(4)空港市域鐵路應(yīng)盡量深入城市內(nèi)部，加強(qiáng)與大型樞紐的銜接

機(jī)場乘客對出行總時(shí)間要求較高，為縮短機(jī)場乘客出行時(shí)間，與其他交通方式相比具備一定的競爭力，空港市域鐵路起點(diǎn)應(yīng)盡量深入城市中心，起點(diǎn)最好位于大型客流集散點(diǎn)、重要商務(wù)功能區(qū)等，提高運(yùn)輸效率。

(5)填海機(jī)場跨海通道跨海聯(lián)絡(luò)橋結(jié)構(gòu)多為雙層

填海機(jī)場跨海通道必須設(shè)置跨海聯(lián)絡(luò)橋銜接機(jī)場島和后方陸域，可設(shè)1座或多座，作為機(jī)場對外地面運(yùn)輸?shù)闹魍ǖ??？绾Ｂ?lián)絡(luò)橋的結(jié)構(gòu)多為雙層，上層公路，下層鐵路。

2 三亞新機(jī)場空鐵聯(lián)運(yùn)發(fā)展戰(zhàn)略

(1)區(qū)域?qū)用?/p>

空鐵聯(lián)運(yùn)擴(kuò)展機(jī)場腹地，立足瓊南，輻射全省。環(huán)島高速鐵路直接引線接入航站樓，構(gòu)建三亞新機(jī)場“機(jī)場+高鐵”無縫銜接的集疏運(yùn)體系。通過空鐵聯(lián)運(yùn)，整合全島旅游資源，將航空與高速鐵路、景區(qū)、酒店等深度融合。

(2)市域?qū)用?/p>

市域鐵路服務(wù)三亞中心城區(qū)，構(gòu)建綠色快捷接駁體系。規(guī)劃市域鐵路快線接入航站樓，串接機(jī)場和三亞中心城區(qū)主要功能組團(tuán)，實(shí)現(xiàn)市域客流快速點(diǎn)對點(diǎn)疏解，進(jìn)一步減輕地面交通系統(tǒng)壓力。

(3)航站區(qū)層面

集約利用土地資源，無縫銜接航站樓。圍繞軌道交通車站，集約用地，構(gòu)建以人為本、以流為主，銜接緊密、無縫換乘的航站區(qū)綜合交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空側(cè)、陸側(cè)旅客無縫銜接，服務(wù)多層次旅客出行需要。

3 三亞新機(jī)場空港高速鐵路方案研究

結(jié)合環(huán)島高速鐵路線路平縱斷面設(shè)計(jì)方案、車站分布、工程條件以及新機(jī)場與高速鐵路線路的相互位置關(guān)系[5-7]，本次新機(jī)場高速鐵路接軌方案主要研究了崖州-鳳凰機(jī)場站區(qū)間接軌及鳳凰機(jī)場站接軌2個(gè)方案[1]，如圖3所示。

圖3 高速鐵路接軌方案比選示意圖

3.1 崖州-鳳凰機(jī)場區(qū)間接軌方案

線路在崖州站-鳳凰機(jī)場站區(qū)間雙向T型接軌，接軌點(diǎn)里程為DK 345+000和DK 334+800，分別設(shè)文門線路所和南濱線路所。兩側(cè)疏解線在布山水庫南側(cè)設(shè)布山線路所后向南跨海南環(huán)線高速公路及G225，跨海經(jīng)臨空國際旅游商貿(mào)區(qū)，至三亞新機(jī)場航站樓前設(shè)站。文門線路所-新機(jī)場線路全長17.35 km，三亞方向右疏解線長5.23 km。崖城方向下行聯(lián)絡(luò)線長7.24 km,上行聯(lián)絡(luò)線長8.77 km，可解決列車折角問題。

空港高速鐵路的接入需對三亞站進(jìn)行改建，站場北側(cè)增設(shè)到發(fā)線1條，站臺1座，動(dòng)車所內(nèi)增設(shè)動(dòng)車存車線2條，如圖4所示。

圖4 三亞站站場改擴(kuò)建示意圖

3.2 鳳凰機(jī)場站海口端接軌方案

線路自鳳凰機(jī)場站?？诙艘觯鐖D5所示，沿海南西環(huán)高速鐵路西行至布山水庫西側(cè)，之后向南跨海南環(huán)線高速公路及G225，跨海經(jīng)臨空國際旅游商貿(mào)區(qū)，至三亞新機(jī)場航站樓前設(shè)站，線路正線全長27.25 km。

圖5 鳳凰機(jī)場站站場改擴(kuò)建示意圖

三亞站改建方案與崖州-鳳凰機(jī)場區(qū)間接軌方案相同，站場北側(cè)增設(shè)到發(fā)線1條，站臺1座，動(dòng)車所內(nèi)增設(shè)動(dòng)車存車線2條。

3.3 空港高速鐵路推薦接軌方案

經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合比較，鳳凰機(jī)場站接軌方案線路長度較文門線路所出岔方案長約9.9 km，工程投資較大。且僅能解決瓊南方向客流，東方方向列車須折角運(yùn)輸進(jìn)入新機(jī)場。因此，本次研究新機(jī)場高速鐵路接軌方案推薦崖州—鳳凰機(jī)場站區(qū)間接軌方案。線路在崖州站-鳳凰機(jī)場站區(qū)間雙向T型接軌，分別設(shè)文門線路所和南濱線路所。兩側(cè)疏解線在布山水庫南側(cè)設(shè)布山線路所后向南跨海南環(huán)線高速公路及G225，跨海經(jīng)臨空國際旅游商貿(mào)區(qū)，至三亞新機(jī)場航站樓前設(shè)站。

3.4 空港高速鐵路與市域鐵路的關(guān)系

統(tǒng)籌考慮運(yùn)力、服務(wù)范圍、服務(wù)時(shí)間、投資、軌道交通功能定位等多方面因素后，建議三亞新機(jī)場采用空港高速鐵路+市域鐵路雙引入機(jī)場的方式，實(shí)現(xiàn)空鐵聯(lián)運(yùn)的同時(shí)，保證發(fā)車密度，方便乘客快速集散。結(jié)合線路功能定位、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)方案、車站分布、工程條件以及與空港高速鐵路線路的相互位置關(guān)系，確定市域鐵路線路方案[8]，如圖6所示。三亞新機(jī)場空港市域鐵路推薦方案線路起自三亞大東海北側(cè)鹿回頭廣場，沿鳳凰路北行經(jīng)三亞火車站，轉(zhuǎn)向西經(jīng)鳳凰鎮(zhèn)、鳳凰南至肖旗港，轉(zhuǎn)西北穿平安嶺隧道后與海西鐵路并行，設(shè)天涯海角站，沿海西鐵路西行，經(jīng)紅塘灣、南山東經(jīng)臨空國際旅游商貿(mào)區(qū)設(shè)小島站，然后進(jìn)入三亞新機(jī)場在航站樓前設(shè)地下車站，線路新建雙線長40.8 km，遠(yuǎn)期預(yù)留延伸至亞龍灣條件。該方案線路方案靈活順直，可盡大程度服務(wù)沿海村鎮(zhèn)的地方客流，且線路深入三亞市區(qū)，可更好的為市區(qū)群眾出行服務(wù)。

圖6 空港高速鐵路與市域鐵路布置關(guān)系

空港高速鐵路主要服務(wù)對象為海南省區(qū)域客流，支撐三亞新機(jī)場區(qū)域樞紐機(jī)場功能，市域鐵路則主要服務(wù)三亞中心城區(qū)主要功能組團(tuán)。兩線在進(jìn)入機(jī)場時(shí)，本著集約利用通道資源的原則，與進(jìn)島公路共通道敷設(shè)。軌道交通引入方案出行便捷性比較如表1所示。

表1 軌道交通引入方案出行便捷性比較

從乘客出行徑路和出行時(shí)間分析，高速鐵路+市域鐵路雙制式引入新機(jī)場，可最大程度的滿足不同來源的客流，且旅客換乘次數(shù)較少，出行時(shí)間較短。構(gòu)建“高速鐵路+市域鐵路”雙引入機(jī)場的軌道交通系統(tǒng)符合三亞新機(jī)場樞紐功能發(fā)展需要。

3.5 空港高速鐵路與公路通道的關(guān)系

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及交通量的持續(xù)增長，公鐵合建橋梁在內(nèi)陸大江大河上大量采用，其設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)也日趨成熟，對于同時(shí)有鐵路和公路交通規(guī)劃需求的區(qū)域，公鐵合建橋梁已成為非常具有競爭力的選擇。根據(jù)對世界上離岸型海上機(jī)場聯(lián)絡(luò)橋配置情況的研究，跨海聯(lián)絡(luò)橋的幾種常用結(jié)構(gòu)如下[9]。

(1)單層公路橋

該結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)橋只有1層公路橋面，適用于業(yè)務(wù)量較小的機(jī)場，該結(jié)構(gòu)無法將軌道交通直接接入機(jī)場。使用該結(jié)構(gòu)的機(jī)場一般會(huì)將航站樓、停機(jī)坪等設(shè)在陸地一端，人工島上只有跑道區(qū)。旅客經(jīng)陸域通道到達(dá)航站樓后乘坐機(jī)場巴士進(jìn)入登機(jī)區(qū)。為保證方便快捷的運(yùn)送旅客，機(jī)場可以建造2座或多座這樣的公路橋。澳門國際機(jī)場聯(lián)絡(luò)橋是該結(jié)構(gòu)的典型代表。

(2)單層公、鐵合建橋

該結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)橋是將單層的公路橋和鐵路橋并排分別設(shè)置，共用橋墩及基礎(chǔ)，如圖7所示。如機(jī)場凈空高度要求較高，就可選用該模式。名古屋中部機(jī)場是該結(jié)構(gòu)的典型代表。

(3)雙層公鐵復(fù)式橋

該結(jié)構(gòu)是單座橋梁分上下兩層，上層為公路橋，下層為鐵路橋。該模式結(jié)構(gòu)合理、投資少，是目前跨海聯(lián)絡(luò)橋最常用的模式，如圖8所示。但選用該模式時(shí)應(yīng)注意橋梁設(shè)計(jì)高度不影響機(jī)場凈空高度。關(guān)西國際機(jī)場、香港國際機(jī)場均采用該結(jié)構(gòu)模式。

公鐵合建橋梁方案海域占用范圍較公鐵分修橋梁小的多，可共用橋墩和基礎(chǔ)，大幅降低工程投資；從基礎(chǔ)施工來說，公鐵合建工程量和施工難度較??；從景觀性來講，公鐵合建橋墩布置合理，景觀性較好。因此，推薦公鐵合建橋梁方案。進(jìn)一步，通過對公鐵合建分層方案和平層方案進(jìn)行比較，分層方案工程修建對海洋環(huán)境的影響、波浪對橋梁結(jié)構(gòu)的影響、橋梁抗風(fēng)、抗震、對應(yīng)海域施工方案研究等大型橋梁修建過程中須進(jìn)行的相關(guān)科研工作可一次性合并進(jìn)行，避免了重復(fù)工作，從而引起投資成本的提高；各項(xiàng)審批程序，包括陸地、海洋用地范圍、航空、軍事等方面的審批等可同步進(jìn)行，避免了多次重復(fù)工作；便于島上用地規(guī)劃一次性完成，分修、分期完成可能會(huì)對島上現(xiàn)有各區(qū)域功能規(guī)劃方案造成影響。經(jīng)研究及實(shí)例驗(yàn)證，通過橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，公鐵合建分層方案也可滿足機(jī)場凈空和海域通航要求。因此，本次研究推薦空港高速鐵路與公路通道采用公鐵合建橋梁分層方案。

圖7 平層公鐵合建橋梁斷面(cm)

圖8 雙層公鐵合建橋斷面(m)

4 結(jié)束語

三亞新機(jī)場遠(yuǎn)期規(guī)劃4條跑道，規(guī)劃旅客吞吐量7 000萬人次，空港高速鐵路研究是在三亞新機(jī)場打造為國家區(qū)域樞紐機(jī)場、面向亞太地區(qū)國際旅游門戶機(jī)場的背景下提出。空港高速鐵路的接軌方案、運(yùn)輸組織、建設(shè)及運(yùn)營管理模式以及與市域鐵路線路間的關(guān)系都是影響新機(jī)場空港高速鐵路的關(guān)鍵因素，須多方協(xié)調(diào)進(jìn)一步深化研究確定。為便于項(xiàng)目的審批立項(xiàng)，建議將本項(xiàng)目納入到海南省鐵路網(wǎng)規(guī)劃及三亞市市域鐵路網(wǎng)規(guī)劃中。