新建鄭州至濟南高速鐵路鄭州至濮陽段

新建鄭濟高鐵鄭州萬灘公鐵兩用黃河特大橋--下層為濟鄭高鐵雙線和鄭新市域鐵路雙線,上層為設計時速100km/h雙向六車道的鄭新快速路,公鐵合建段長度為12.18公里,主橋采用7-112m簡支鋼桁梁+(112+6×168+112)m連續鋼桁梁。
項目概況
新建鄭州至濟南高速鐵路鄭州至濮陽段起自濮陽市濮陽東站,途經濮陽市、安陽市、省直管縣滑縣、鶴壁市、新鄉市、鄭州市,終至既有鄭州東站。正線全長197.28km,橋梁占比90.35%,全線共設7座車站,分別為濮陽東站、內黃站、滑浚站、衛輝南站、新鄉東站、新鄉南站、鄭州東站,主要技術標準為350km/h的高速鐵路。
全線勘察設計工作由中鐵工程設計咨詢集團有限公司負責,于2017年6月1日開工建設,2022年6月20日開通運營。
在鄭濟高鐵聯調聯試階段,我國自主研發的高速動車組CR450檢測列車,在本項目創造了明線單列時速435km、相對交會時速870km的世界紀錄,為我國高標準鐵路總體及線路設計積累了寶貴的技術經驗。
項目意義
新建鄭州至濟南高速鐵路是我國“八縱八橫”高鐵網中主通道的區域連接線,連接豫魯兩省省會鄭州市和濟南市,本項目的建設,形成我國東中部地區向西連接云南、新疆出境通道,也促進了中原城市群、山東半島城市群城際運輸的需要。本項目的開通運營,標志著河南省“米”字形高鐵網正式形成,對豫東北地區經濟發展具有重要的意義和作用。
重難點工程、技術難點與創新
一、技術難點
(一)引入鄭州鐵路樞紐方案復雜。鄭州樞紐是京廣、隴海兩大鐵路干線的交匯點,現為客貨并列式樞紐。隨著京廣高鐵、鄭西高鐵、鄭徐高鐵的引入和相關工程的實施,鄭萬、鄭合、鄭濟、鄭太等鐵路的相繼引入,高速客運系統形成“米”字型構架;隨著中原城際網相關線路的相繼建設,城際客運系統將形成“雙環形”城際線網??瓦\系統形成“三主一輔”客運格局,鄭州北為樞紐唯一編組站。隨著國民經濟的發展,中長期鐵路規劃和鄭州市城市總體規劃的調整,“米”字型高鐵網、中原城際網鐵路的規劃實施,原樞紐總圖規劃的“三主一輔”客運格局,難以適應國民經濟的發展和鐵路運輸的需要。在考慮相關規劃線路引入的條件下,合理調整樞紐總圖客運格局,結合運量特性、能力適應性、工程投資、與城市規劃的協調等方面分析,提出了“四主兩輔”的客運格局調整方案及分步實施建議,納入到新一輪的鄭州樞紐總圖規劃批復中。
(二)合理選擇黃河橋位方案及公鐵合建規模。根據線路走向,本研究區域內分布有京廣高鐵、京港澳高速公路兩座既有黃河橋,不僅要充分考慮區域內跨越黃河的現狀及規劃通道,還要結合鄭州樞紐地區引入方案、環境敏感區以及鄭州市城市規劃、綜合交通規劃等各方面因素;其次,新鄉市作為鄭州大都市區次級中心城市,應結合鄭州、新鄉市的經濟特征、運輸結構特點,精準預測合建公路旅客交流及交通量。因此,如何合理選擇同通道內公、鐵黃河橋位方案,研究公鐵合建的必要性,并合理的確定黃河橋的公、鐵合建規模是本項目的重難點。
(三)黃河橋主橋跨度大,速度標準高。近年來我國建成的鄭州京廣高鐵黃河大橋、濟南京滬高鐵黃河大橋、武漢京廣高鐵天興洲長江大橋、南京京滬高鐵大勝關長江大橋等多采用有砟軌道,需限速250km/h,存在重要大跨度鋼橋處,設計速度低于全線標準設計速度的這一長期困擾的問題。根據行車仿真模擬計算,黃河公鐵大橋主橋DK389+107至DK391+123段實際運行速度為350km/h,該橋為四線鐵路、公鐵兩用橋特大橋,采用主跨168m連續鋼桁梁橋,主橋全長2016m、溫度跨616m。如何解決本項目跨越黃河橋長聯大跨鋼桁梁橋上鋪設無砟軌道的技術難題,滿足350km/h不限速的要求,是本項目的重難點。
(四)合理選擇聯絡線設置及接軌方案,實現鄭州樞紐互聯互通,臨近既有運營高鐵要求高。鄭濟鐵路引入鄭州樞紐,需設置聯絡線實現與徐蘭高鐵、京廣高鐵間的互聯互通,對完善全國路網結構具有重要意義;引入新鄉樞紐新鄉東站,需合理確定與京廣高鐵合理的并場線間距,降低對既有京廣高鐵的影響。既有京廣、徐蘭高鐵為350km/h的高速鐵路,高峰時每5分鐘通過一趟高速列車,運輸十分繁忙,沉降控制要求極高。
(五)沿線經濟據點密集、控制因素眾多。鄭濟鐵路鄭州至濮陽段串聯5市、18縣(區),各類控制因素(城鎮規劃、建筑物密集區、環境敏感點、文物、不良地質、重大管線等)眾多。選線設計時應統籌考慮項目功能定位,繞避主要控制因素,同時兼顧更多的經濟據點。特別是安陽市滑縣、鶴壁市??h作為豫北地區的兩個人口大縣,分別為149萬人口、63萬人口,在城鎮布局方面,兩縣城區邊緣最近處相距僅6公里,結合這顯著的地理位置特點,如何做好滑縣??h站址的選擇,統籌均衡兩縣城市發展規劃,也更好的滿足兩縣旅客的出行需求。
(六)跨越既有鐵路、高速公路、國省道及城市道路多。沿線公鐵路網密集,本線跨越京廣、徐蘭高鐵等既有鐵路7次,跨越高速公路12處,國道11處,省道25處,城市道路50處,大跨等特殊結構多,尤其是線路引入鄭州樞紐楊莊疏解區,正線、聯絡線工程需同時跨越已運營的徐蘭高鐵及京港澳高速公路,跨度大,交角小,實施難度高。
二、創新點
(一)統籌考慮客站布局、點線能力及線路走向方案,合理布局、適度超前,有效解決車站能力和區間線路能力不足的問題,為鄭州樞紐“米”字型格局打下了堅實的基礎,也為樞紐總圖規劃的調整預留了條件。
(二)集約利用橋位資源、擴大通道運輸能力,提出了鄭濟鐵路、城市快速路、預留市域鐵路共用橋位方案,采用公鐵兩用、四線鐵路的合建規模,解決了區域內黃河橋位資源緊張的問題。
(三)提出了長聯大跨無砟軌道連續鋼桁梁橋關鍵技術,解決了跨越大江大河設計速度低于全線標準設計速度的問題,實現了黃河橋主橋大跨度鋼梁處速度350km/h,達到世界領先水平。
(四)為提高黃河大堤內跨越、防洪能力,開展了40m簡支箱梁預制架設工法的技術創新設計研究,實現了高速鐵路40m簡支箱梁整孔預制架設的規?;瘧?,形成了高速鐵路40m簡支梁簡支箱梁“預制、運輸、架設”快速施工成套技術,達到國內領先水平。
(五)創新了42號道岔插入既有高鐵運營線“橫移裝置、萬向輪”關鍵技術,解決了在臨線高鐵正常行車情況下,施工空間窄、交叉作業多、安全風險大的難點,確保了既有線運營安全。
(六)國內首次實現引入既有高鐵站并站路基采用“框架結構”的架空站臺結構形式,解決了既有高鐵路基沉降控制要求高的難點,有效控制了既有高鐵的路基沉降,確保了既有線運營安全。
(七)針對滑縣、??h居民出行的需求,對車站站位和布置進行創新研究,提出了滑縣、??h交界處“一座高鐵站,橫跨兩市兩縣”的研究思路,并首次采用雙站房、雙廣場設計,均衡考慮了兩縣人員的出行需求,取得了良好的社會經濟效應。
