深珠城際線路方案研究

李雨澤

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京 102600）

0 引言

深珠城際（見圖1）東接深惠城際，西連南中珠城際、珠斗城際、廣珠城際等多條線路，是連接珠海和深圳的重要軌道交通線路，是加快珠海深度融入深圳都市圈、緊抓“雙區(qū)驅(qū)動”戰(zhàn)略、構(gòu)建深珠合作示范區(qū)的關(guān)鍵線路，是一條構(gòu)建深珠1 小時交通圈，快速聯(lián)系深港發(fā)展極和珠澳發(fā)展極的城際鐵路。線路自深惠城際前保地下站引出，以海底隧道及跨海大橋形式跨越伶仃洋終至珠海后環(huán)站，總長37.7km。

圖1 深珠城際（高鐵）位置示意圖

深珠通道是粵港澳大灣區(qū)城際鐵路網(wǎng)中跨江通道的組成部分，由于跨江、跨海工程投資大，而且通道資源寶貴，因此通道格局一旦形成就很難進行改擴建，故研究并合理選擇既能夠有效節(jié)省工程投資又能夠滿足運輸需求，提高區(qū)域內(nèi)鐵路運輸質(zhì)量的通道建設(shè)方案是此次研究的重點。

1 運量預(yù)測

該項目通過與相關(guān)線路互聯(lián)互通，可實現(xiàn)珠海高新區(qū)、香洲老城區(qū)、南灣（保稅區(qū)）、橫琴、鶴州、斗門、金灣等多個城市核心及組團與深圳前海、西麗等地快速交流，客流以服務(wù)兩地間通勤、商務(wù)等性質(zhì)為主。深珠城際初、近、遠(yuǎn)期全日客運量分別為9.48 萬人次、13.45 萬人次和17.71 萬人次，如表1所示。

表1 深珠城際客流指標(biāo)匯總表

2 建設(shè)方案

2.1 深珠鐵路通道預(yù)測運量

客運量：根據(jù)運量預(yù)測，深珠鐵路通道的客運量見表2。

由表2可以看出，深珠鐵路通道的客運量較大，且城際客流占比較高。

表2 深珠鐵路通道預(yù)測客運量表

貨運量：目前，珠西北向鐵路貨物運輸主要依靠廣珠鐵路-京廣鐵路，東向與珠江東岸東莞、深圳的貨物運輸需經(jīng)廣珠鐵路在廣州北站折角運輸至廣深鐵路，西向與沿海地區(qū)的貨物運輸主要依靠江茂鐵路-廣珠貨線。廣珠貨線江門北至高欄港現(xiàn)狀開行貨物列車22 對/日（20 對直區(qū)，2 對摘掛），通過能力利用率為73.2%，能力尚有一定富余。廣深鐵路Ⅲ、Ⅳ線通過能力利用率71.6%，能力尚有一定富余[1]。

研究年度隨著廣珠貨線江門南至高欄港段增二線、柳廣鐵路、廣州樞紐東北貨物外繞線、廣深第二高鐵等的建設(shè)，廣珠貨線能力將有大幅提升；廣深鐵路Ⅲ、Ⅳ線的客車將有部分轉(zhuǎn)移至廣深第二高鐵，屆時通過能力將有一定富余。同時，隨著粵港澳大灣區(qū)鐵路網(wǎng)的完善，珠西地區(qū)對外貨物運輸格局將得到優(yōu)化調(diào)整，北向貨物運輸主要依靠廣珠貨線-京廣鐵路；東向貨物運輸主要依靠廣珠貨線-廣州樞紐東北貨物外繞線-廣深鐵路Ⅲ、Ⅳ線；西向貨物運輸主要依靠廣珠貨線-江茂鐵路、廣珠貨線-柳廣鐵路。根據(jù)運量預(yù)測，深珠通道可承擔(dān)粵西沿海、云桂、西南地區(qū)與珠江東岸、粵東、閩間的貨物交流，但鐵路貨運量不大，可由廣珠貨線-廣州樞紐東北貨物外繞線-廣深鐵路Ⅲ、Ⅳ線承擔(dān)。

綜上，從運輸經(jīng)濟性、運輸組織安全性統(tǒng)籌考慮，綜合分析確定深珠鐵路通道不承擔(dān)貨物運輸。

2.2 通道鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)前述分析，深珠通道內(nèi)鐵路客運量運輸需求旺盛且無法被替代；而鐵路貨運需求較小，并可以通過公路、水運等方式替代；故該通道鐵路宜按客運專線標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

2.3 鐵路通道格局

根據(jù)《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》（TB 10621—2014）和《城際鐵路設(shè)計規(guī)范》（TB 10623—2014），高速鐵路、城際鐵路的正線數(shù)目均宜采用雙線。由客流預(yù)測結(jié)果可知，研究年度深珠鐵路通道內(nèi)中、長途客流約占35%，城際客流約占65%，城際客流占比較高?？紤]到城際客流與中、長途客流出行需求不同，此次研究分別對雙線格局及四線格局（高鐵與城際分別采用兩線格局）進行對比分析。

2.3.1 能力適應(yīng)性分析

深珠鐵路通道能力適應(yīng)性分析見表3。

表3 深珠鐵路通道能力分析表 單位：對/日

由表3可以看出，深珠鐵路通道雙線格局時，運輸能力初期可以滿足運輸需求，近期能力已經(jīng)飽和，遠(yuǎn)期能力不足且缺口較大。從能力適應(yīng)性角度分析，深珠鐵路通道宜按城際、高速分線建設(shè)，即采用四線格局。

2.3.2 功能定位

城際功能：城際是粵港澳大灣區(qū)城際鐵路網(wǎng)中跨江通道的組成部分；是建設(shè)深珠合作示范區(qū)，推動珠江口東西兩岸融合互動發(fā)展的重要交通基礎(chǔ)設(shè)施；是一條構(gòu)建深珠半小時交通圈，快速聯(lián)系深港發(fā)展極和珠澳發(fā)展極的快速鐵路；以大灣區(qū)城際客流為主。

高鐵功能：高鐵是粵桂兩省高質(zhì)量發(fā)展的重大交通基礎(chǔ)設(shè)施，是大灣區(qū)對外通道的重要組成部分；與路網(wǎng)高速鐵路銜接后構(gòu)成“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中沿海通道的組成部分；以長途客流為主兼顧城際客流。

從滿足功能定位和不同層次客流的出行需求分析，深珠鐵路通道宜按城際、高速分線建設(shè)。

2.3.3 路網(wǎng)協(xié)調(diào)性

由于功能定位的不同，城際鐵路和高速鐵路銜接的路網(wǎng)不同，其建設(shè)、運營管理模式也存在一定差異。目前，粵港澳大灣區(qū)高速鐵路網(wǎng)已獨立運營，城際鐵路網(wǎng)正向著自成體系、獨立運營的方向發(fā)展。故為了促進不同鐵路系統(tǒng)的有效銜接，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高路網(wǎng)協(xié)調(diào)性和運輸組織效率，有利于運營管理界面劃分，深珠鐵路通道宜按城際、高速分線建設(shè)。

2.3.4 通道資源

深珠通道是珠西地區(qū)重要的跨江通道，通道資源稀缺且鐵路通道格局一旦形成后就無法進行改擴建。從有利于長遠(yuǎn)發(fā)展、充分發(fā)揮通道資源的角度分析，深珠鐵路通道應(yīng)留有充分發(fā)展空間，按四線格局建設(shè)。

研究結(jié)論：綜上所述，根據(jù)通道的預(yù)測運量、功能定位、能力適應(yīng)性、通道資源等分析，城際鐵路主要承擔(dān)大灣區(qū)內(nèi)部的客運交流，滿足公交化、便捷、舒適的運輸服務(wù)任務(wù)；高速鐵路主要承擔(dān)長途客流兼顧部分城際客流，負(fù)責(zé)大灣區(qū)對外的溝通任務(wù)。因此，此次研究暫推薦深珠鐵路通道按城際+高鐵的四線格局建設(shè)。

3 線路走向方案

3.1 越伶仃洋段線路走向方案

深圳前保至珠海段線路需跨越珠江口，區(qū)間海域?qū)掗?、高等級航道眾多、保護區(qū)覆蓋面積廣、海底地形起伏較大。結(jié)合航道、海洋管線分布，海底地形情況及修筑人工島引起海洋演變的影響，研究了南線、中線、北線三個方案，如圖2所示。

圖2 越伶仃洋段線路走向方案示意圖

3.1.1 方案說明

（1）南線方案

線路自規(guī)劃深惠城際前保地下站引出，沿臨海大道以隧道形式向西走行下穿媽灣港入海，在孖洲西南側(cè)2.5km 處設(shè)人工島，下穿伶仃洋航道后以橋梁工程上跨橫門東水道，下穿淇澳島、橫門西水道，在后環(huán)設(shè)站與規(guī)劃珠斗城際相連。線路長37.742km，橋梁長度9.38km，隧道長度28.362km，橋隧比100%。比較范圍內(nèi)深珠高鐵線路長度41.300km。主要工程投資368.66 億元，其中 城 際164.81 億元，高鐵203.85 億元。

（2）中線方案

線路自前保站引出，以隧道形式下穿媽灣港入海，經(jīng)孖洲南側(cè)向西北穿行，至小礬石島東側(cè)設(shè)人工島出地，下穿伶仃洋航道后以橋梁形式上跨橫門東水道，下穿淇澳島、橫門西水道至方案比較終點后環(huán)站。線路長38.772km，橋梁長度8.475km，隧道長度30.297km，橋隧比100%。比較范圍內(nèi)深珠高鐵線路長度41.625km。主要工程投資373.38 億元，其中城際168.34 億元，高鐵205.04 億元。

（3）北線方案

線路自前保站引出，以隧道形式下穿媽灣港入海，繞避大鏟島、孖洲至小礬石島北側(cè)設(shè)人工島，下穿伶仃洋航道后以橋梁形式上跨橫門東水道，下穿淇澳島、橫門西水道至方案比較終點后環(huán)站。線路長39.220km，橋梁長度8.415km，隧道長度30.805km，橋隧比100%。比較范圍內(nèi)深珠高鐵線路長度41.800km。主要工程投資375.31 億元，其中城際169.66 億元，高鐵205.65 億元。

三種方案經(jīng)濟比較表如表4所示。

表4 越伶仃洋段線路方案技術(shù)經(jīng)濟比較表

3.1.2 優(yōu)缺點分析

（1）從人工島選址角度分析

人工島選址直接影響越伶仃洋段線路走向，三個島址方案分別對應(yīng)南線方案、中線方案、北線方案，如圖3所示。

圖3 人工島島址方案示意圖

（a）從島址水深、地質(zhì)情況角度分析

南線方案島址位置水深在2.6～7.2m，島址范圍水深差大；中線方案島址位置水深在2.6～2.8m，但西側(cè)存在水深30m 的深坑，對島的穩(wěn)定性存在影響；北線方案島址位置處于淺灘，水深在3.3～3.6m，水深條件良好。綜合比較，中線方案人工島島址范圍平均水深最小，南線方案人工島島址范圍平均水深最大，從而影響筑島的工程量，南線方案人工島筑島工程量最大。三個人工島均位于礬石淺灘中部，該段地層沉積韻律一致，地質(zhì)條件基本相當(dāng)。上部以5～15m 淤泥層為主，下部以15～30m 砂層及粉質(zhì)黏土為主，穩(wěn)定性較好可作為地基處理的持力層。

（b）從對港口、航道的影響角度分析

南、中、北島址方案距離伶仃航道、孖洲修造船基地分別對應(yīng)為 16.9km、2.3km，5.3km、2.5km，4.7km、3.1km，對周邊水域流速的影響范圍不大，主要位于島址工程區(qū)局部范圍，對周邊港口、航道均無明顯直接影響。

（c）從對錨地的影響角度分析

南線方案人工島島址方案位于深圳西部港區(qū)孖洲西危險品錨地現(xiàn)有及規(guī)劃范圍內(nèi)，人工島的建設(shè)占用錨地0.326km2，項目實施前需與港口部門對接，對錨地范圍進行調(diào)整。中線方案人工島島址方案未占用深圳西部港區(qū)現(xiàn)有或規(guī)劃錨地范圍，距規(guī)劃錨地約200m，距離較近，在項目施工過程中會對錨地的船舶錨泊產(chǎn)生一定的影響。北線方案人工島島址方案未占用深圳西部港區(qū)現(xiàn)有或規(guī)劃錨地范圍，距規(guī)劃錨地約850m，距離較遠(yuǎn)，對錨地的船舶錨泊無明顯直接影響。

（d）從筑島后對周邊流場的影響角度分析

人工島改變了周邊水流運動方向，主要沿島邊緣流動。經(jīng)數(shù)模計算，挑流作用下，人工島東西兩側(cè)流速有一定程度增大；阻水作用下，人工島南北兩側(cè)流速有一定程度減小?？傮w來看，就流速變化，北線方案變化最大、中線方案變化最?。痪陀绊懛秶?，則是南線方案最小。

（e）從筑島后對地形沖刷的影響角度分析

人工島工程實施后，沖刷區(qū)基本集中在人工島周邊局部范圍。經(jīng)數(shù)模流場及流速計算，南線方案平均最大沖刷深度介于2.1～3.1m 之間；中線方案平均最大沖刷深度介于0.9～1.9m 之間；北線方案平均最大沖刷深度介于2.9～3.8m 之間。中線方案地形沖刷變化影響最小[2]。

（f）從人工島對海底輸氣管線的影響角度分析

海底輸氣管線為西氣東輸二線廣深支干線香港支線段，全段長19.67km，管道直徑813mm。

南線方案人工島位于海底輸氣管線以東，相距約480m；中線方案人工島位于海底輸氣管線以西，相距約340m；北線方案人工島位于海底輸氣管線以西，相距約1100m。

南線方案西側(cè)水流影響范圍是三個方案中最大的，且與海底輸氣管線相鄰較近，海底輸氣管線處于人工島水流影響最大區(qū)域，其上部海床面在人工島挑流作用下沖刷深度在3.1m（尚未考慮波浪影響）。北線和中線方案，海底輸氣管線沿線海床面最大沖刷深度分別為0.7m 和0.9m，影響程度小于南線方案。

綜上，通過對人工島位置的水深、地質(zhì)情況分析，以及人工島對周邊港口、航道、錨地、流場、沖刷和海底輸氣管線的影響分析，北線方案人工島位置優(yōu)于另外兩島位置，島址水深條件良好，且對周邊環(huán)境影響小。南線及中線人工島島址方案相當(dāng)。

（2）從人工島工程量及投資角度分析

三個方案人工島面積一致，但島址所在海底地形不同，筑島體積及筑島防護面積不同。

南線方案人工島島址位置水深2.6～7.2m，筑島體積約173.2 萬m3；中線方案人工島島址位置水深在2.6～2.8m，筑島體積約118.7 萬m3；北線方案人工島島址位置水深在3.3～3.6m，筑島體積約168.4 萬m3。

故從人工島工程量角度分析南線方案工程量最大，北線次之，中線最小。

（3）從高鐵工程及投資角度分析

僅從高鐵工程角度分析，三個方案工程難度相當(dāng)、線路長度及工程投資相近。

（4）從城際工程及投資角度分析

三個方案工程難度相當(dāng)，南線方案線路順直，長度37.742km，速度可達(dá)250km/h，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高。中線、北線方案線路較曲折，中線方案線路長度38.772km，北線方案線路長度39.22km，速度均為200km/h，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低。

從城際鐵路線路長度工程投資角度分析，南線方案、中線方案、北線方案依次增大。

三種方案的優(yōu)缺點如表5所示。

表5 優(yōu)缺點分析對照表

（5）研究結(jié)論

南線方案城際、高鐵線路總體長度短，工程難度低，工程投資較省。筑島后對海底管道有沖刷，但沖刷深度不大。穿越錨地部分需與相關(guān)部門協(xié)調(diào)，對錨地范圍進行調(diào)整。綜上分析，推薦南線方案。

3.2 伶仃洋通道建設(shè)方案

考慮伶仃洋海域通道資源的稀缺性、伶仃洋通道巨大的工程體量及通道內(nèi)高鐵、城際、公路工程實施先后順序的不確定性，研究高鐵、城際分建方案，高鐵、城際合建及高鐵、城際、公路合建三個方案。

3.2.1 方案說明

（1）方案I（高鐵、城際分建方案）

深珠城際自深惠城際前保地下站引出，沿臨海大道以隧道形式向西走行下穿媽灣港入海，越伶仃洋后下穿淇澳島、橫門西水道，在后環(huán)設(shè)站與規(guī)劃珠斗城際相連。前保至后環(huán)段線路長度37.319km，全線均為隧道工程，采用雙洞單線隧道結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)隧道最長掘進距離5350m，投資265.28 億元。

深珠高鐵以全隧道形式下穿伶仃航道、橫門東水道、淇澳島、橫門西水道至伶仃洋珠海岸，線路走向與深珠城際基本一致，線路全長37.8km，投資332.90 億元。高鐵、城際分建方案示意如圖4所示。

圖4 高鐵、城際分建方案示意圖

（2）方案II（高鐵、城際合建）

深珠城際自深惠城際前保地下站引出，沿臨海大道以隧道形式向西走行，下穿媽灣港入海，后下穿伶仃洋航道至航道西側(cè)人工島轉(zhuǎn)為橋梁工程，與深珠高鐵共建橋梁向西走行跨越橫門東水道至淇澳島，以隧道形式下穿淇澳島、橫門西水道，在后環(huán)設(shè)站與規(guī)劃珠斗城際相連。線路長度37.742km，橋梁段長度9.38km，隧道段長度28.362km。深珠城際主橋橋跨布置為（85+156+480+156+85）m，采用主跨480m 斜拉鋼桁梁方案，主橋全長962m。盾構(gòu)隧道最長掘進距離4830m，投資238.55 億元。

深珠高鐵除與深珠城際共橋梁通道區(qū)域外，剩余段落均采用隧道形式穿越，線路走向與深珠城際基本一致，線路全長37.977km，投資312.49 億元。

高鐵、城際合建方案示意如圖5所示。

圖5 高鐵、城際合建方案示意圖

（3）方案III（高鐵、城際、公路合建）

深珠高鐵、深珠城際、深珠高速公路分別以隧道形式下穿媽灣港入海，至大鏟島西側(cè)人工島后轉(zhuǎn)為橋梁工程。三線共建橋梁，向西跨越伶仃航道、橫門東水道至淇澳島，分建隧道下穿淇澳島、橫門西水道。深珠城際在后環(huán)設(shè)站與規(guī)劃珠斗城際相連；深珠高鐵以隧道形式接入珠海北站后向西進入中山市境內(nèi)；深珠高速公路以隧道形式繼續(xù)向南進入中山市境內(nèi)。

深珠城際前保至后環(huán)段線路長度38.309km，橋梁段長度20.025km，隧道段長度18.284km?？缌尕旰降?、橫門東水道采用公鐵路兩用橋，主跨為1600m 斜拉懸吊協(xié)作體系鋼桁梁方案，主橋全長2948m，投資212.21 億元。

深珠高鐵線路長度38.417km，投資300.08 億元。高速公路線路長度39.606km，投資486.78 億元。

高鐵、城際、公路合建方案示意如圖6所示。

圖6 高鐵、城際、公路合建方案示意圖

3.2.2 技術(shù)經(jīng)濟比較

技術(shù)經(jīng)濟比較如表6所示。

表6 技術(shù)經(jīng)濟比較表

3.2.3 優(yōu)缺點分析

從伶仃洋通道資源角度分析：

伶仃洋海域?qū)捈s40km，分兩槽三灘，呈北西走向。自東向西依次為東部淺灘（前海灣）、東槽（含礬石水道及大鏟水道）、中部淺灘（礬石淺灘）、西槽（伶仃水道）和西灘，其中礬石水道及孖洲南側(cè)挖沙坑內(nèi)普遍呈現(xiàn)淤積趨勢，中灘水域形成了新的挖沙坑，水下地形處于不穩(wěn)定狀態(tài)。此外海域內(nèi)還分布有濕地公園、白海豚國家資源保護區(qū)及后沙灣遺址等一系列環(huán)境及文物保護區(qū)，海域內(nèi)通道資源稀缺，應(yīng)優(yōu)先考慮合建方案，盡可能減少伶仃洋海域內(nèi)通道資源占用及減少對海域周圍自然資源的影響。

故從自然資源及環(huán)境因素角度分析方案III 最優(yōu)，方案II 次之。

從工程難度角度分析：

方案III：高鐵、城際、公路合建方案工程需建設(shè)主跨1600m 斜拉懸吊協(xié)作體系鋼桁梁公鐵兩用橋，主橋全長2948m。工程整體體量巨大，外部協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜，工程難度最大。方案I、方案II 工程難度相對較低。

從工程建設(shè)靈活性分析：

方案I：高鐵、城際分建方案，受各線建設(shè)時序影響小，工程建設(shè)相對獨立，靈活性最高。方案III：高鐵、城際、公路合建方案跨伶仃航道和橫門東水道采用公鐵合建橋梁，各線需同步建設(shè)，工程建設(shè)靈活性最低。方案II 工程建設(shè)靈活性適中。

從工程投資角度分析：

方案III 總體工程投資最省，方案II 次之，方案I 總體工程投資最大。

3.2.4 推薦意見

綜上分析，方案III 高鐵、城際、公路共建方案可有效節(jié)約伶仃洋海域通行資源，降低對海域周圍的自然環(huán)境影響，工程投資最低。方案I 人工島面積最大，對環(huán)境影響最大，工程投資最大?？紤]伶仃洋通道工程體量巨大，各工程建設(shè)的外部協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜，故此次研究暫推薦以鐵路功能為主的高鐵、城際合建方案II，后續(xù)結(jié)合伶仃洋通道相關(guān)技術(shù)的研究，進一步論證建設(shè)方案。

4 結(jié)語

本文基于深珠通道客流規(guī)模與出行需求特征的預(yù)測，研究了深珠城際的線路走向方案及建設(shè)方案，得出結(jié)論，即推薦按南線人工島方案并與高鐵合建的四線格局建設(shè)。項目功能定位明確，建設(shè)必要性充分，應(yīng)積極推進前期工作，深化越海工程等專題研究，爭取國家主管部門支持，盡早啟動建設(shè)，盡快形成通道能力。