陳劍偉

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 武漢 430063）

在城市軌道交通項目中，線路是機車車輛和列車運行的基礎(chǔ)，其設(shè)計主要是合理運用相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過方案比選，確定線路走向、車站分布，并通過平、縱、橫斷面沒計，用坐標(biāo)、高程精確地確定線路位置。在線路設(shè)計過程中需重點研究線站位方案及其在設(shè)計過程中應(yīng)采取的途徑、步驟、手段與行為方式。以下對城市軌道交通線路設(shè)計的特征、內(nèi)容及方法、技術(shù)路線等進(jìn)行歸納總結(jié)，以提高線路設(shè)計質(zhì)量及工作效率，促進(jìn)城市軌道交通又快又好發(fā)展。

1 線路設(shè)計特征

1.1 總體性

線路設(shè)計要做到統(tǒng)籌全局，把握總體方案，主要處理好以下5個方面的關(guān)系，選擇出綜合最優(yōu)的方案。

（1）城市總體規(guī)劃。既與城市總體規(guī)劃保持一致，又補充完善城市總體規(guī)劃。

（2）城市綜合交通銜接。應(yīng)與城市其他交通方式融為一體，做好綜合交通接駁與換乘。

（3）內(nèi)外部接口協(xié)調(diào)。線路設(shè)計有賴于各專業(yè)、各系統(tǒng)的相互配合，需加強內(nèi)外部接口協(xié)調(diào)。

（4）工程可實施性。線站位方案需結(jié)合施工工法、征地拆遷、交通疏解等因素綜合考慮可實施性。

（5）工程經(jīng)濟(jì)性。降低工程綜合造價，減少運營成本。

1.2 復(fù)雜性

線路設(shè)計是一項涉及多專業(yè)、多部門集體協(xié)調(diào)、研究的復(fù)雜性系列工程。首先，要全面研究有關(guān)的線路資料，徹底了解所設(shè)計地鐵在城市軌道交通系統(tǒng)中的走向、換乘關(guān)系、功能定位、站點分布；分析沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料。其次，對現(xiàn)場進(jìn)行踏勘核對工作，掌握沿線道路、建筑物、交通、地下管線情況。落實規(guī)劃線位的可實施性，找出控制線位的控制點，綜合協(xié)調(diào)線位與站位的匹配。最終提出優(yōu)化線位、站位的可能性，擬定車站和區(qū)間的施工工法及結(jié)構(gòu)類型［1］。

線路初步方案擬定后，經(jīng)業(yè)主同意后，廣泛與市規(guī)劃、環(huán)保、交通管理、文物、園林、重要建筑物業(yè)主征求意見，進(jìn)行協(xié)調(diào)。并根據(jù)協(xié)調(diào)意見對線路進(jìn)行調(diào)整，以最終穩(wěn)定線位及站位。當(dāng)然以上工作不是一蹴而就，需要多次踏勘、多次協(xié)調(diào)后才能最終達(dá)到線路方案的穩(wěn)定。

1.3 階段性

城市軌道交通線路設(shè)計是在線網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對擬建線路的平面和豎向位置，通過不同的設(shè)計階段，逐步由淺入深進(jìn)行研究與設(shè)計，達(dá)到最佳確定線路在城市三維空間的準(zhǔn)確位置，見圖1。

圖1 各設(shè)計階段線路研究深度

2 線站位方案研究

2.1 研究技術(shù)路線

在城市軌道交通線站位方案研究時，從許多影響因素比較分析各個比較方案，利用計算機平、縱、橫斷面輔助設(shè)計等方法逐步確定最終推薦方案。線站位方案研究的技術(shù)路線見圖2。

圖2 線站位方案研究技術(shù)路線

2.2 線站位方案研究重點

線路走向和站位分布基本確定了項目建設(shè)規(guī)模、列車設(shè)計最高速度、與路網(wǎng)中相交線路的換乘關(guān)系和位置，與其他公共交通的銜接位置。線站位方案比較是為了使工程更滿足經(jīng)濟(jì)、適用、安全、舒適要求，另一方面也是為了滿足工程的功能需求，體現(xiàn)工程設(shè)計“以人為本”的主導(dǎo)思想，亦可通過最優(yōu)的線路方案對沿線各功能組團(tuán)和衛(wèi)星城的地塊進(jìn)行集成和整合，實現(xiàn)軌道交通強大的社會效益功能。

線站位方案比選研究時，結(jié)合計算機輔助設(shè)計，通過總體策劃、踏勘、收集與整理基礎(chǔ)資料等方法及步驟，從多方面進(jìn)行綜合比較研究，確定最優(yōu)方案。依據(jù)在各個城市軌道交通選線過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)，影響線站位方案的主要因素見表1［2－4］。

表1 線站位方案比較研究影響因素及研究重點

例如在杭州地鐵5號線過錢塘江段線站位方案比選時，對利用既有錢江四橋過江方案及新建隧道方案從線路長度及條件、最小曲線半徑、地質(zhì)條件、運營條件、客流服務(wù)水平、對既有交通的影響、工程造價等因素進(jìn)行了綜合比較，考慮到橋梁過江方案對周圍環(huán)境及景觀影響甚大，運營維護(hù)困難，而且需對既有錢江四橋橋梁進(jìn)行局部改造，影響既有過江交通，而且在經(jīng)濟(jì)上沒有明顯的優(yōu)勢，因此最終推薦采用隧道過江方式。

3 線路設(shè)計的主要內(nèi)容

3.1 平面設(shè)計

平面設(shè)計需在穩(wěn)定的線網(wǎng)方案前提下開展，否則無功而返。例如在2011年長沙線網(wǎng)修編過程中，新線網(wǎng)中8號線穿越了岳麓山風(fēng)景名勝區(qū)，涉及到橘子洲核心景區(qū)、麓山核心景區(qū)，非核心景區(qū)有石佳嶺景區(qū)、大學(xué)歷史文化風(fēng)貌保護(hù)區(qū)、城市景觀控制區(qū)、新民學(xué)會等，見圖3。為了保護(hù)岳麓山風(fēng)景名勝區(qū)，在進(jìn)行第二輪建設(shè)規(guī)劃編制之前，對新線網(wǎng)由進(jìn)行了微調(diào)，其中8號線不再向西過江穿越岳麓山風(fēng)景名勝區(qū)，而改為向東進(jìn)入星馬片區(qū)。

圖3 長沙軌道交通與岳麓山景區(qū)關(guān)系

3.2 縱斷面設(shè)計

線路的縱斷面設(shè)計是在平面設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行，同時又是對平面設(shè)計的檢驗和調(diào)整，由此最終確定線路在城市三維空間的位置。主要內(nèi)容包括：確定敷設(shè)方式和過渡段、分析控制點、方案設(shè)計、坡度計算及制圖等。特別要注意在縱斷面設(shè)計時應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件，盡量避開或少穿越不良地質(zhì)層，降低施工和運營風(fēng)險。如武漢3號線過漢江區(qū)間，結(jié)合地質(zhì)特征經(jīng)多方案比選，最終推薦縱斷面見圖4，盡最大可能地避開不良地層。

圖4 武漢地鐵2號線過江段縱斷面圖

3.3 橫斷面設(shè)計

城市軌道交通工程有地下、地面和高架敷設(shè)形式，其中地面和高架敷設(shè)形式對地面道路有著很大影響，因此需要結(jié)合道路進(jìn)行橫斷面設(shè)計。在地面道路中的橫向布置，應(yīng)結(jié)合道路兩側(cè)建筑情況，與既有或規(guī)劃地面道路相結(jié)合。高架橋工程在道路中的布置一般有路中、路側(cè)或機非隔離帶等幾種情況。對一些不能與既有或規(guī)劃道路相配合的地段，需要結(jié)合高架橋工程對地面道路進(jìn)行改造或?qū)Φ缆芬?guī)劃進(jìn)行修改。

3.4 輔助線設(shè)計

輔助線是為保證地鐵線路的正常運營，實現(xiàn)列車的合理調(diào)度，并滿足非正常情況下（事故、故障和災(zāi)害）組織臨時運行和維修作業(yè)所設(shè)置的線路。在線位、站位穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，根據(jù)運營方案要求，必須落實線路配線布局，包括聯(lián)絡(luò)線、折返線、停車線、出入段（場）線、單渡線等設(shè)置，才能保證車站規(guī)模穩(wěn)定。因配線不當(dāng)而調(diào)整會造成大量車站設(shè)計返工，如在蘇州4號線及其支線接軌方案中，綜合考慮4個配線方案，見圖5。最后為了減少車站廢棄工程，預(yù)留遠(yuǎn)期延伸條件，結(jié)合客流特征方便同站臺換乘，推薦采用了最后一個方案。

圖5 蘇州軌道4號線紅莊站支線接軌方案

3.5 調(diào)線調(diào)坡設(shè)計

調(diào)線調(diào)坡又稱線路平面和縱斷面調(diào)整。調(diào)線調(diào)坡設(shè)計是在對車站和區(qū)間竣工斷面進(jìn)行測量的基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)構(gòu)侵入限界的情況，在不降低線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對局部地段的線路平縱斷面進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，作為修改軌道設(shè)計的依據(jù)和鋪軌前施工整體道床的基準(zhǔn)，以滿足行車的限界要求，從而保證運營安全。

4 結(jié)語

在城市軌道交通系統(tǒng)設(shè)計中，線路設(shè)計具有總體性、復(fù)雜性、階段性等特點，其設(shè)計水平的高低直接關(guān)系到整個地鐵設(shè)計質(zhì)量及工程投資的高低，因此需綜合考慮各影響因素，認(rèn)真進(jìn)行線站位方案研究，并積極與各市政部門對接，逐步穩(wěn)定線站位方案，最終確定科學(xué)合理、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的有利于運營的線路方案。

［1］陳罄超.地鐵工程中的線路設(shè)計［J］.地下鐵道新技術(shù)文集，2003（1）：1－5.

［2］楊問春，吳小萍，崔秀龍.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案優(yōu)選評價方法研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報：交通科學(xué)與工程版，2013，37（1）：127－130.

［3］沈景炎.城市軌道交通線網(wǎng)總體規(guī)劃的研究與評價［J］.都市快軌交通，2003（5）：1－7.

［4］徐振廷.城市軌道交通線路選線設(shè)計［J］.交通科技，2009（4）：96－98.