基于“四網(wǎng)融合”的市域鐵路城區(qū)段線位方案研究

洪 健

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063)

隨著《長江三角洲多層次軌道交通規(guī)劃》的發(fā)布，提出共建軌道上的長三角，形成干線鐵路、城際鐵路、市域(郊)鐵路、城市軌道“四網(wǎng)融合”的軌道交通系統(tǒng)。已有學者展開相關研究，沙金碩從總體思路、線路布局、線路長度、敷設方式、與城區(qū)線網(wǎng)的關系、越行站設置等方面，分析了市域快速軌道交通線路設計特點[1]；段俊以行車條件、換乘條件、實施難度及工程投資等項目為比選目標，研究了市域快軌與城際鐵路銜接的線路設計方案[2]；王新宇根據(jù)不同方案間主要差異選取評價指標，合理確定新建線路引入樞紐方案[3]。以下在傳統(tǒng)研究思路的基礎上，結合蘇州相城區(qū)段線位特點和“四網(wǎng)融合”相關要求，對建設方案進行深入研究。

1 蘇虞張市域鐵路簡介

蘇虞張市域鐵路是《長江三角洲多層次軌道交通規(guī)劃》中十四五規(guī)劃建設項目，線路南起江蘇省蘇州市相城區(qū)，向北經(jīng)常熟市、至張家港后折向西至金港鎮(zhèn)，并分別在常熟市海虞鎮(zhèn)和張家港市金港鎮(zhèn)預留向東、向西延伸的條件[4]，線路走向見圖1。

圖1 蘇虞張市域鐵路線路走向

項目地處蘇錫常都市圈蘇州市域內，沿著該區(qū)域南北向發(fā)展軸走行，是構建區(qū)域多層次融合軌道交通網(wǎng)的重要“連桿”，聯(lián)系多條干線鐵路、城際鐵路、市域(郊)鐵路和城市軌道交通，是支撐蘇虞張一體化發(fā)展，構建蘇州市域45 min交通圈的重要交通基礎設施；同時也是實現(xiàn)江蘇南部沿江各城鎮(zhèn)組團便捷出行的都市圈城際沿江都市快線的重要組成部分。

2 蘇州相城區(qū)段概況

蘇州相城區(qū)段為蘇虞張市域鐵路第一個區(qū)間，該段線路為南北走向，起于蘇州市重要綜合交通樞紐蘇州北站，向北沿著通蘇嘉發(fā)展軸走行，經(jīng)蘇州高鐵新城，沿著昆承湖東側進入常熟市區(qū)。

2.1 沿線發(fā)展情況

相城區(qū)為蘇州市下轄區(qū)，位于蘇州市中心，東依陽澄湖和昆山，西銜太湖，北接無錫和常熟，南臨蘇州古城、蘇州工業(yè)園區(qū)和高新區(qū)。

根據(jù)相城區(qū)發(fā)展規(guī)劃，將構建以高鐵新城為城市核心，開發(fā)區(qū)、高新區(qū)和元和街道為城市副中心的“一核三副”城市發(fā)展框架，劃出“五大功能片區(qū)”，即：陽澄生態(tài)新區(qū)(高鐵新城)片區(qū)、國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)片區(qū)、省級相城高新區(qū)片區(qū)、元和高新區(qū)片區(qū)、省級陽澄湖生態(tài)旅游度假片區(qū)，見圖2。其中，高鐵新城規(guī)劃范圍東起聚金路、西至元和塘、南起太陽路、北至渭涇塘，核心區(qū)面積28.9 km2。

圖2 相城區(qū)城市空間結構

2.2 沿線通道分析

根據(jù)相關規(guī)劃，遠期蘇州至常熟通道內主要軌道交通方式有通蘇嘉甬高鐵、如通蘇湖城際、蘇虞張市域鐵路、城市軌道交通10號線。

(1)通蘇嘉甬高鐵

功能定位：城際和通道功能并重。

承擔客流：蘇北、蘇中地區(qū)與蘇南、上海地區(qū)的主要旅客交流；蘇錫常與浙東北以及上海與華東沿海地區(qū)的城際客流。結合項目位置，本線在張家港北站、常熟西站的停站率較低，且站點距離城區(qū)中心較遠，遠期客車帶流能力有限，不能滿足張家港、常熟至蘇州主城區(qū)的城際客流。

(2)如通蘇湖城際鐵路

功能定位：引領蘇錫常通協(xié)同發(fā)展的重要交通基礎設施；揚子江城市群都市圈城際網(wǎng)南北向骨干線路。

承擔客流：如東、南通市區(qū)、蘇州市區(qū)、長三角一體化示范區(qū)、湖州之間的中短距離城際客流。由于如通蘇湖城際鐵路走行于常熟東側(距離市中心直線距離17 km)，對蘇虞一體化帶動作用有限，且不能滿足常熟中心城區(qū)至蘇州城區(qū)的大量市域客流，無法實現(xiàn)市域南北向心聯(lián)系。

(3)蘇州軌道交通10號線

功能定位：作為市域南北連綿發(fā)展軸主要核心板塊間的線路，實現(xiàn)常熟等鄰近板塊與蘇州主城區(qū)1h內快速直達聯(lián)系。

承擔客流：常熟城區(qū)至蘇州主城區(qū)的通勤客流。

(4)蘇虞張市域鐵路

功能定位：蘇錫常都市圈城際軌道交通網(wǎng)的重要組成部分，促進蘇虞張一體化的重要市域軌道線，實現(xiàn)常熟至蘇州半小時交通圈，張家港至蘇州45 min交通圈。

承擔客流：張家港、常熟至蘇州主城區(qū)的市域客流，沿線地區(qū)至蘇州周邊城市的部分城際客流，以及常熟、張家港城區(qū)的部分通勤客流。

本著協(xié)調城市發(fā)展規(guī)劃，與國鐵、城際便捷換乘，與軌道交通互聯(lián)互通的原則[5]，在既有研究成果的基礎上，充分結合蘇州市軌道交通10號線、如通蘇湖城際、通蘇嘉甬高鐵以及沿線經(jīng)濟據(jù)點等因素，開展本段線位研究。

3 初、近期線路方案

3.1 共線可能性分析

(1)線路走向

①如通蘇湖城際鐵路

如通蘇湖城際鐵路(蘇州北至吳江段)于2019年在《江蘇省沿江城市群城際軌道交通建設規(guī)劃》(2019-2025年)中獲批，并于2021年完成工程可行性研究。為了充分穩(wěn)定蘇州北站引入方案，同步對沙家浜至蘇州北段開展研究，經(jīng)現(xiàn)場踏勘及廣泛征求意見，總體方案已基本穩(wěn)定。

線路具體走向如下：線路沿蘇嘉高速經(jīng)沙家浜向東引出，跨越G524國道后于辛莊鎮(zhèn)南側設辛莊站，后跨越蘇虞張公路后折向南，與通蘇嘉甬鐵路共通道穿越蘇相合作區(qū)，設漕湖站，出站后折向東跨越元和塘，沿京滬高鐵北側引入蘇州北站并場設置，出站后折向南穿越陽澄西湖后，沿大水涇跨越星港街后折向東至比較終點(見圖3)。

圖3 如通蘇湖蘇州北段線站位方案

②蘇虞張市域鐵路

本線為串聯(lián)蘇州、常熟、張家港3個城區(qū)的線路，根據(jù)其地理位置分布，線路總體方案存在以下3種可能：西線方案、東線方案以及Y形銜接常熟、張家港市區(qū)方案(見圖4)。

圖4 蘇虞張市域鐵路總體走向方案示意

③線路走向匹配性分析

由上述方案可知，本線與如通蘇湖城際鐵路在陽澄湖北至蘇州北段均為南北走向線路，走向基本接近。因此，從線路走向分析，兩線具備于該段共線條件。

(2)技術標準

如通蘇湖城際鐵路與蘇虞張市域鐵路的技術標準分別見表1、表2。

表1 如通蘇湖城際鐵路技術標準

表2 蘇虞張市域鐵路技術標準

由表1、表2可知，兩者系統(tǒng)制式、土建工程等方面相互兼容。因此，從技術標準分析，可以共線。

(3)規(guī)劃建設時序

依據(jù)國家已批復《長江三角洲地區(qū)多層次軌道交通規(guī)劃》相關要求，本項目與如通蘇湖城際鐵路均為十四五規(guī)劃建設項目，共線建設滿足規(guī)劃建設時序要求。

綜上所述，從線路走向、技術標準、建設時序等方面分析，本線與如通蘇湖城際存在共線可能；需進一步對其客流和線路能力進行分析[6-8]。

3.2 客流需求

通過建立揚子江城市群及上海、杭嘉湖地區(qū)的區(qū)域區(qū)際模型、蘇州市域模型，綜合預測得到本線與如通蘇湖城際鐵路共線后初、近、遠期客流預測結果，分別見圖5～圖7。

圖5 初期高峰斷面客流(單位：人次/h)

圖6 近期高峰斷面客流(單位：人次/h)

圖7 遠期高峰斷面客流(單位：人次/h)

由圖5～圖7可知，若本線與如通蘇湖城際鐵路共線，初近遠期早高峰共線段最大斷面客流量分別為0.74，1.15，1.63萬人次/h。其中，如通蘇湖城際鐵路在共線段的最大斷面客流量分別為0.35，0.50，0.74萬人次/h。

3.3 線路能力

(1)共線段線路能力

受兩線運輸組織方案共同影響，本線與如通蘇湖城際鐵路在共線段線路能力與列車?？糠桨?、區(qū)間運行速度、車輛加減速性能均相關。為最大程度釋放共線段能力，建議本線與如通蘇湖城際鐵路在共線段均采用站站停列車，最高速度不超過160 km/h。經(jīng)鋪畫運行圖，在開行4對/h大站快車情況下，還可開行10對/h站站停列車，即共線段高峰小時最大通過能力為14對/h。

(2)能力適應性分析

根據(jù)本線客流特點，遠期高峰小時最大斷面客流接近9 000 人/h，遠期全部采用4輛編組列車難以滿足運能要求，故考慮采用4/8輛編組列車混跑方案。根據(jù)研究成果，如通蘇湖城際鐵路各年度均采用4/8混跑方案，初、近、遠期采用8編組列車運行本線貫通交路，其余跨線交路以4輛編組為主。

根據(jù)客流預測結果，蘇州北站—陽澄湖北區(qū)段既是本線全線斷面客流最大的區(qū)段，也是如通蘇湖城際鐵路客流斷面不斷累積的區(qū)段，初、近、遠期共線段最大斷面客流分別為0.73,1.15,1.63萬人/h。

共線段遠期斷面客流量1.63萬人/h，結合兩線服務水平要求，遠期高峰時段設計開行列車10對/h，如通蘇湖城際鐵路設計開行列車8對/h，兩線高峰時段共開行18對/h，已超出共線段14對/h系統(tǒng)能力，難以滿足兩線運營要求。因此，本線遠期不宜與如通蘇湖城際鐵路共線，應適時新建蘇州北站至陽澄湖北區(qū)段線位。

共線段近期斷面客流量1.15萬人/h，根據(jù)兩線客流等級，采用4/8編組混跑，本線近期開行列車8對/h，如通蘇湖城際鐵路高峰時段開行列車6對/h，可以滿足共線段能力需求，且能夠提供較好的服務水平[9]。

(3)列車運行交路方案

根據(jù)客流預測結果，初、近期共線段分別開行列車13對/h、14對/h。本線初期高峰時段開行列車7對/h，采用4輛編組列車；近期高峰時段開行列車8對/h，其中4對4輛編組列車，4對8輛編組列車。如通蘇湖城際鐵路初、近期均開行列車6對/h，采用8輛編組列車。初、近期兩線高峰時段運行交路分別見圖8、圖9。

圖8 初期高峰時段本線與如通蘇湖城際共線段列車交路

圖9 近期高峰時段本線與如通蘇湖城際共線段列車交路

綜上所述，從線路走向、技術標準、建設時序分析，兩線存在共線的可能性；從客流需求、共線段線路能力分析，近期采用4/8編組混跑可滿足客流要求，且服務水平較高。遠期本線與如通蘇湖城際鐵路開行列車18對/h，已超出共線段14對/h最大能力，難以滿足兩線共線運營要求。

因此，推薦本線在初、近期與如通蘇湖城際鐵路在陽澄湖北至蘇州北站段共線；遠期結合客流需求增長，適時新建陽澄湖北至蘇州北站區(qū)段線路。

3.4 共線段建設方案及列車開行方案

(1)共線段線路方案

本線與如通蘇湖城際鐵路共線自蘇州北站向西引出，后線路向北經(jīng)漕湖東、向東經(jīng)辛莊南、陽澄湖鎮(zhèn)北上跨裴家莊塘后至常熟境內，共線段線路總長25.5 km，設站4座(含陽澄湖北站和蘇州北站)，見圖10。

圖10 共線段線路方案示意

(2)陽澄湖北站站型方案

陽澄湖北站為如通蘇湖城際鐵路車站，是本線接軌站，該站西端銜接如通蘇湖城際鐵路蘇州北站，東端銜接如東，北端銜接常熟，南端預留本線遠期延伸新建線路條件?？紤]車站需同時兼顧越行及停車功能需求[10-11]，本站采用雙島六線站型，見圖11。

圖11 陽澄湖北站站型方案示意(單位：m)

(3)共線列車開行方案

為盡量發(fā)揮共線段能力[12-14]，本線與如通蘇湖城際鐵路在共線段應按照相同的速度目標值運行，因此，建議兩線在共線區(qū)段均按照站站停運行。最高運行速度不超過160 km/h。具體開行方案見表3。

表3 共線段初、近期開行方案

4 遠期新建線路方案

根據(jù)前述蘇州以北段本線與如通蘇湖城際鐵路共線可行性分析結論，初近期兩線具備共線條件，遠期本線需新建線路工程。對于新建線路方案，根據(jù)蘇州地區(qū)鐵路總圖規(guī)劃及通蘇嘉甬高鐵線路走向，蘇虞張線研究了以下2個方案：從蘇州北站西側引出，共通道新建線路方案；從蘇州北站東側引出，獨立通道新建線路方案[15]。

4.1 共通道新建線路方案

(1)合理性分析

通蘇嘉甬高鐵設計速度為350 km/h，曲線半徑大，本線若與其共通道，新建線路會增加展長；另外，對于承擔該通道內相城區(qū)與常熟市組團客流，本線與如通蘇湖城際鐵路功能重疊，宜錯位布置。因此，從合理性分析，本線遠期宜采用獨立通道新建線路方案。

(2)可行性分析

通蘇嘉甬高鐵在納入國家鐵路網(wǎng)規(guī)劃伊始，相城區(qū)已預控引入蘇州北站通道。目前新增如通蘇湖城際鐵路引入。若本線與其共通道穿過相城區(qū)，則會侵占通道兩側已出讓土地，大幅增加征拆規(guī)模，大幅度調整規(guī)劃會對城市現(xiàn)狀及規(guī)劃造成嚴重破壞；且隨著城市建設發(fā)展，該段線路遠期可實施性低。因此，從可行性分析，本線遠期不宜與通蘇嘉甬高鐵共用通道。

綜上所述，本線遠期應采用獨立通道新建線路方案。

4.2 獨立通道新建線路方案

(1)構建思路

本線在蘇州市相城區(qū)內為南北走向，該區(qū)域溝通南北的道路主要有G524國道、澄陽路、相城大道，結合既有道路廊道，研究了以下方案：沿G524國道方案、沿澄陽路方案、沿相城大道方案[16]，見圖12。

圖12 蘇州相城區(qū)段線路方案示意

(2)方案說明

①沿G524國道方案

本段線路起于蘇州北鐵路樞紐，設高架站后向東引出，至G524國道附近轉向北，同時設過渡段由高架轉為地下，之后沿G524國道至珍珠湖路路口設渭塘鎮(zhèn)站，之后下穿愛格豪路設過渡段，繼而上跨蘇臺高速折向東，并行蘇臺高速北側至陽澄湖鎮(zhèn)北設陽澄湖北站，出站后繼續(xù)并行蘇臺高速—常臺高速北側至比較方案終點。本段線路全長19.90 km，其中地下線長7.91 km；設站3座，其中地下站1座，高架站2座。

②沿澄陽路方案

本段線路起于蘇州北鐵路樞紐，設高架站后向東引出，至澄陽路附近轉向北，同時設過渡段由高架轉為地下，沿澄陽路向北敷設，于珍珠湖路與澄陽路交叉口設渭塘鎮(zhèn)站，之后下穿愛格豪路設過渡段出地，上跨蘇紹高速折向東，并行蘇臺高速北側至陽澄湖鎮(zhèn)北設陽澄湖北站，出站后繼續(xù)并行蘇臺高速—常臺高速北側至比較方案終點。本段線路全長18.95 km，其中地下線7.03 km；設站3座，其中地下站1座，高架站2座。

③沿相城大道方案

本段線路起于蘇州北鐵路樞紐，設高架站后向西引出，至相城大道附近轉向北，沿相城大道向北敷設，于珍珠湖路與相城大道交叉口設渭塘鎮(zhèn)站，出站后繼續(xù)以高架線向北敷設，上跨蘇紹高速折向東，并行蘇臺高速北側至陽澄湖鎮(zhèn)北設陽澄湖北站，出站后繼續(xù)并行蘇臺高速—常臺高速北側至比較方案終點。本段線路全長19.28 km，均為高架線；設站3座，均為高架站。

(3)方案比選

①線路條件

沿G524國道方案存在限速曲線2處，最小限速曲線半徑R=500 m，限速100 km/h；沿澄陽路方案存在限速曲線半徑3處，最小限速曲線半徑R=400 m，限速80 km/h，且線形較為曲折；沿相城大道方案存在限速曲線半徑3處，最小限速曲線半徑R=500 m，限速100 km/h，見表4。以上3個方案的最小曲線半徑均位于蘇州北站出站后折向北的區(qū)段。

表4 新建線路方案限速情況統(tǒng)計

②客流吸引

沿G524國道方案走行于相城區(qū)渭塘鎮(zhèn)東側，線路東側為盛澤蕩景區(qū)與陽澄湖景區(qū)，客流吸引條件較好；沿澄陽路方案走行于渭塘鎮(zhèn)中部，沿線分布有成熟的商業(yè)廣場以及居住小區(qū)，客流吸引條件最好；沿相城大道方案走行于相城區(qū)渭塘鎮(zhèn)西側，線路東側以工業(yè)區(qū)為主，西側緊鄰元和塘，乘客換乘便捷性較差，客流吸引條件較差。早晚高峰客流吸引量示意見圖13、圖14。

圖13 早高峰客流吸引量示意

圖14 晚高峰客流吸引量示意

③城市規(guī)劃契合度

蘇州北站以北規(guī)劃打造陽澄生態(tài)新區(qū)(高鐵新城)片區(qū)見圖15，沿G524國道方案與沿澄陽路方案均走行于該規(guī)劃區(qū)域中心地帶，沿線規(guī)劃多為商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)，與城市規(guī)劃契合度較高。沿相城大道方案走行于該規(guī)劃區(qū)域邊緣，僅線路東側規(guī)劃有產(chǎn)業(yè)園及學校，與城市規(guī)劃契合度較低。

圖15 高鐵新城陽澄國際研發(fā)片區(qū)規(guī)劃

④工程實施條件

沿G524國道方案以地下敷設為主，線路通道條件較好，工程實施難度??；沿澄陽路方案沿澄陽路以地下敷設為主，由于澄陽路為規(guī)劃蘇州地鐵10號線通道，本線新建通道需沿路側走行，對沿線高層建、構筑物基礎會產(chǎn)生較大影響，工程實施條件較差；沿相城大道方案沿相城大道以高架敷設，相城大道紅線寬度最窄處僅15 m，線路通道條件較差。

⑤工程技術經(jīng)濟

以上方案的技術經(jīng)濟比較見表5。

表5 新建線路方案技術經(jīng)濟比較

由于沿G524國道方案和沿澄陽路方案在渭塘鎮(zhèn)以地下線敷設為主，并設有地下站，故主要工程投資較高。

綜上所述，雖然沿G524國道方案主要工程投資高，但該方案線路條件和客流吸引條件較好，與城市規(guī)劃契合度高，工程實施條件好。因此，蘇州相城區(qū)段獨立通道新建線路方案推薦沿G524國道方案。

5 結論

傳統(tǒng)鐵路選線以技術標準滿足要求、技術經(jīng)濟合理、行車安全、協(xié)調城市發(fā)展等為基本原則。市域鐵路線位選擇除滿足上述要求，還需符合相關政策文件的規(guī)定，加強市域(郊)鐵路規(guī)劃與國土空間、城市群和都市圈、多層次軌道交通、城市綜合交通體系、鐵路樞紐、城市軌道交通等規(guī)劃銜接，大力支持利用既有鐵路富余能力或對既有鐵路適當改造后開行市域(郊)列車，因地制宜規(guī)劃新建線路。

分初、近期及遠期兩個階段對蘇虞張市域鐵路蘇州相城區(qū)段線位方案進行研究。其中，從共線可能性、客流需求、線路能力等方面進行分析，初、近期推薦與如通蘇湖城際鐵路共線方案。考慮遠期共線段能力不足，采用獨立通道新建線路方案；從線路條件、客流吸引、城市規(guī)劃契合度、工程實施條件、主要工程投資等方面進行分析，遠期推薦沿G524國道新建線路方案。蘇州相城區(qū)段線位方案考慮了區(qū)域內通道資源的集約和節(jié)約，以及與干線鐵路、城際鐵路、城市規(guī)劃交通的網(wǎng)絡層次劃分、功能定位區(qū)分和一體高效銜接，是符合技術要求、契合城市規(guī)劃的方案。