韩国高速铁路建设概况铁道科学研究院铁道建筑研究所2004年3月决策背景京釜通道地理情况韩国是个半岛国家,地形以山区为主、少数为山间谷地首都汉城直辖市是韩国第一大城市,也是政治、经济、文化的中心,位于南北走向半岛的西北部韩国第二大城市釜山直辖市位于半岛东南部,是最大的港口城市,南部地区的经济和贸易中心京釜通道运能情况由汉城经大田和大丘直辖市,至釜山的京釜走廊,是韩国人口密集、经济最为发达的地区京釜沿线集中了全国71%的人口,国民生产总值占全国的75%,客运量占全国的86%,货运量占全国的70%既有运输方式和运力内燃双线的京釜既有铁路(150km/h)、双向四车道的京釜高速公路和航空1989年统计表明,京釜通道的客货运量比运能高出37%1989年的数据显示,既有京釜铁路每天的客运量达到20万人次、货运量每年达35万个标准集装箱运能和运力分析既有铁路的运能如果能提高15%,则至2000年前后又将达到饱和状态由京釜通道运输紧张造成全国范围的交通拥挤和运输秩序混乱,使运输费用急剧上升,达到发达国家的1.6倍以上运输费用占国民生产总值的比例:美国为10.5%,日本为8.8%,韩国则达到17.5%运能和运力分析预计到2001年,由此产生的社会经济损失就达24000亿韩元预测至2011年,京釜通道的客运量将是1989年的1.7倍、货运量将是1989年的2倍,其中集装箱的运量是1989年的3.8倍整个京釜通道面临着扩能的迫切需要京釜通道扩能方案 建设新的高速公路 建设新的双线铁路(150km/h) 建设京釜高速铁路扩能方案的投资和效果比较方案高速公路 普通铁路 高速铁路投资比112客运能力(人次/日) 250000275000520000全程旅行时间 5h20 3h50 1h56 采用高速铁路的其他优点 高速机车车辆、通信信号等技术引进和国产化,提高国内高新技术的水平,促进国内科学技术的发展 建设高速铁路,促进国内土木工程界设计、施工和监理等技术水平的提高 促进沿线城市发展和国土的均衡开发 节约能源、减少对石油的依赖,减少环境污染、促进环境保护 整个通道运能大大提高,高速铁路日客运量达52万人次,既有铁路集装箱年运量达300万个标准箱以上,实现交通先行、不影响国民经济的发展韩国政府决定(1990年6月)京釜通道扩能采用方案建设京釜高速铁路建设原则及线路走向建设原则高速列车以及部分信号、通信和供电设备从国外引进线路、桥梁和隧道等土木工程立足于国内,自行设计、自行施工京釜高速铁路走向示意汉城京:釜山釜:基本情况京釜高速铁路自首都汉城,途经天安、大田、大丘、庆州,至南部港口城市釜山京釜高速铁路为高速客运铁路,全部运行高速旅客列车速度和运行时段高速列车最高运行速度为300km/h基础设施设计速度为350km/h从汉城至釜山全程运行1小时56分计划白天行车时段约为16小时,其他时段停止运行 自汉城起设计运行时分站名汉城天安大田大丘庆州釜山里程(km)096.3159.2 281.6330.2412.0行车时分034471h201h421h56建设进程及波折建设进程(一)二十世纪七十年代末,开始进行高速铁路各方面技术探索和信息收集1989年7月,政府成立专门机构,进行运量调查和分析,开展扩能方案的技术分析和调查,并进行技术勘察1990年6月,确定京釜通道扩能采用建设高速铁路的方案建设进程(二)1990年底,基本确定高速铁路的走向1992年3月,确定高速铁路细部走向1992年6月,确定了京釜高速铁路的建设计划,并选择天安站前后57.2km作为综合试验段先期开工1994年6月,与法国签定引进TGV高速列车、信号、通信和供电等技术的合同建设进程决策管理决定京釜高速铁路总体技术条件成立业主韩国高速铁路建设公司设计招标向韩国路内外设计单位进行招标,确定设计单位工程招标技术设计完成后,向韩国路内外施工、监理单位招标发生波折施工监理工作中邀请了外国的监理公司参加(德国DEC公司)德国技术人员在审查施工图、施工监理中发现设计文件存在技术问题建议业主邀请外国工程咨询公司对设计文件进行一次全面评估1994年6月,在与法国谈判中,发现高速列车和土木工程之间合理匹配、高速列车达标验收责任等问题没有系统考虑应对措施及对策支付高额费用聘请法国高速铁路咨询公司对京釜高速铁路土木工程设计文件进行全面技术评估法方评估结论法方提出了四十多本评估建议书韩国高速铁路原设计思想还停留在150200km/h水平对高速列车300km/m运行时的桥梁、路基和轨道等固定设施的动力响应没有进行充分研究并采取相应措施处理对策1997年,韩国高速铁路建设公团认同了法方评估结论对原设计文件进行修改和补充已开工的现场停工待图有些桥梁桩基废除或加固 后果(一)修改设计后土木工程造价大幅增加,比估算投资增加了202%,比预算投资增加了63%高速铁路建设工期大幅延长,由原计划的6年7个月延长到13年6个月后果(二)事件在韩国国内乃至世界引起震动政府决定追究高速铁路建设公团责任撤换公团理事长和大部分局长重新组建新的公团决策层计划的第二次调整受1998年亚洲金融危机影响,建设资金短缺,京釜高速铁路由全线一次建成改为分阶段进行汉城大丘间(281.6km),按第一次调整计划进行,2003年7月完成大丘釜山间(130.4km)高速铁路暂停,对既有线进行电化和平面改造最终运行方案汉城大丘,高速列车运行在新建的高速线上,最高速度为300km/h大丘釜山,高速列车运行在改造后的既有线上,最高速度为150km/h投资和工期调整情况阶阶段确定或调调整时间时间线线段投资资(亿韩亿韩 元)工期投资资确定依据估算1990.6汉汉城釜山412km5800092.698.126年7个月国外高速、普速铁铁路造价比,韩韩国普速铁铁路造价预预算1993.6汉汉城釜山412km107400比估算增8592.602.1210年7个月按第一次国内设计设计 、预预算编编制办办法编编制第一次调调整1997.9汉汉城釜山412km175028比估算增202比预预算增6392.605.1113年6个月根据修改设计编设计编 制,考虑虑以下因素:移动动设备设备 超预预算、部分车车站改地下、引入既有站改造、物价上涨涨第二次调调整1998汉汉城大丘281.6km按第一次调调整后投资计资计 划92.603.711年2个月大丘釜山130.4km停止高速建设设,对对既有线线改造9803.74年7个月最终工程概况全长412km路基延长110.8km,占27%桥梁148座,延长111.8km,占27%隧道83座,延长189.4km,占46%改造既有汉城站,新建汉城南、天安、大田、大丘、庆州、釜山车站 区段工区数区段延长长(km)控制工程情况总总工程量汉汉城天安567.4路基21.3路基土方436万m2桥桥梁26.2两座高架桥桥2166m、6287m桥桥梁24座隧道19.9四直隧道2780m隧道16座汉汉城南站天安大田973.2路基17.8路基土方528万m2桥桥梁28.7丰世桥桥6850m桥桥梁32座隧道26.7银银柱隧道4020m隧道16座天安站15.6万m2、五松轨轨道基地58.4万m2大田大丘12122.4路基22.9路基土方235万m2桥桥梁33.2 仁平高架桥桥3326m、洛东东江桥桥2714m桥桥梁10座隧道66.3上村隧道9975m、火信隧道6320隧道12座维维修基地14.1万m2一期工程概况技术条件总体技术条件基础设施350km/h,最高运行速度300 km/h运输方式:高速客运专线最小半径:7000mm(引入既有车站除外)最大坡度:25使用动力:25KV、AC运行设备:自动控制ATC、联动装置IXL、集中控制CTC渡线:2025km设一组八字渡线,全线16组维修基地:每3545km设一处维修基地平纵断面设计参数最大超高:180mm欠超高:一般3040mm、个别90mm缓和曲线:三次抛物线型缓和曲线,最小长度20003000h(h为超高)线间距:5.0m竖曲线半径:2000040000m轨道结构设计参数钢轨扣件:UIC60轨,跨区间无缝线路,PANDROL扣件轨枕:PC砼枕、长2.6m、重300kg,枕间距600mm道床:枕下厚350mm,道碴粒径22.463.0mm,肩宽0.5m,边坡1:1.75,两线间道碴填平,桥上道床厚包括桥面25mm橡胶垫护轨:桥隧等均不设护轨轨道类型:有碴轨道为主,长7km以上的隧道采用无碴轨道道岔:渡线、有通过列车的正线一般用侧向通过速度170km/h的46#可动心轨道岔,其余18#可动心轨道岔路基设计参数1设计荷载:UIC标准路基顶面宽:不分路堤和路堑均为14.0m路肩宽度:双侧均为1.5m路基顶面横向排水坡:4%路堤边坡:1:1.81:2.0,堤高大于5.0m时设平台路堑边坡:沙土及风化岩1:1.5,软质岩层1:1.2,硬质岩层1:0.8路基设计参数2边坡防护:以适应当地环境为原则,土质边坡植被防护。
路堑边坡较高时下部设1.52.0m高的砼挡墙,上部用土工网格固土、种草防护基床:总厚3.0m基床强化层厚0.50.95m;强化层上层厚0.2m,采用角砾石夹碎石填筑,最大直径为31.5mm;强化层下部厚0.30.75m,级配碎石填筑,最大直径125mm路堑地段在强化层下设中粗砂排水层,厚0.2m路基设计参数3路堤压实标准:路堤填筑分层夯实,厚度不超过0.3m路基面下3.0m范围内压实度K0.95,以下范围K0.90;强化基床层压实系数K0.97路基工后沉降:要求路基工后总参沉降小于7cm,初期年沉降速率小于3cm/年路基排水:采用天沟、侧沟和排水盲沟排水,排水盲沟设于路堤路肩下并通至集水井排出电缆沟槽:采用砼予制件制作电缆沟槽的沟身和沟盖,在路基面施工完后再开槽铺设路基横断面示意图路桥过渡段处理示意图桥梁设计参数1设计荷载:UIC荷载梁体:90%以上桥梁采用予应力砼连续双线单箱梁,标准跨度25m和40m两种跨公路和河流的少量非标准跨度桥梁,跨度40m时梁高3.5m(两跨一联),跨度25 m时梁高2.4 m(三跨一联)其余为跨越河流的钢桥和车站的刚构式桥桥墩:等截面中空圆形和矩形桥墩水中为圆形,直径6.6m;旱桥为双炬形柱桥梁设计参数2桥台:主要为空心耳墙式桥台,与台后填土间放置厚1015 cm的无砂混凝土渗水砖排水基础形式:一般采用60.9cm管柱桩基础、 912m圆形沉井基础和明挖基础桥面布置:总宽14.0m,设有接触网支架、维修养护通道、电缆槽、挡碴墙等,必要时设置声屏障支座:橡胶支座,固定墩盆式橡胶支座,活动墩板式橡胶支座,梁上设横向限位钢板桥梁设计参数3桥上轨道结构:砼桥上均为有碴轨道,道床厚度350,含25厚减振防水橡胶垫层,不设护轮轨接触网支柱:布置于维修通道内侧,在箱梁绑筋和浇注砼时予埋锚固螺栓,沿线路方向间隔40m一组布置,同时避开桥梁接缝其他:桥墩、桥台顶均不设围拦、吊篮、检查梯等设施。
梁体、桥墩(部分)、桥台均为中空,方便检查隧道设计参数断面:净空面积107洞门形式:采用斜切式洞门,斜切坡度1:1左右,一方面稳定可靠、美观,另一方面有利于减缓空气动力学效应轨道类型:长度7km以上采用无碴轨道,其余均为有碴轨道其他:不设避车洞,必要时设存放养路机械和工具的洞室,双侧排水沟,洞内接触网悬挂线夹地段隧道断面不扩大桥梁施工方法25m跨度箱梁采用PSM施工法:用意大利进口设备,现场预制、轮胎式运输车运输、架桥机整孔架设、简支变连续40m跨度箱梁采用FSM和MSS两种方法施工:墩台高度8m以下时用FSM满堂脚手方法施工;墩台高度较高时用MSS可移动脚手方法施工采用FSM和MSS工法施工,每孔梁施工时间约35天高架车站的施工方法高速铁路车站采用高架结构时,一般采用多层框架结构、纵横格子梁体系如天安高架站柱间距5.07.0m,纵向四跨一联,横向受铁路动荷载影响部分与不受影响部分分离设计,顶层布置股道和站台、雨棚等,下面作为车站办公用房或商业开发,顶板底面设置一层降噪吸音隔离层不变的原则建设高标准、世界一流高速铁路日。