趙 路

(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 北京 102600)

1 概述

1.1 淮安地區(qū)樞紐總圖

規(guī)劃年度淮安樞紐新長(zhǎng)銜接徐宿淮鹽、連淮揚(yáng)鎮(zhèn)、新長(zhǎng)、宿淮等鐵路和寧淮、沂淮城際鐵路引入的放射性鐵路樞紐，客運(yùn)系統(tǒng)形成淮安東、淮安兩站格局，并滿(mǎn)足鹽城方向到南京、鎮(zhèn)江方向客車(chē)直通及旅客乘降條件。

1.2 連鎮(zhèn)、徐鹽鐵路引入車(chē)站方案

根據(jù)淮安地區(qū)樞紐總圖方案，新建連鎮(zhèn)、徐鹽鐵路引入淮安地區(qū)結(jié)合地方規(guī)劃及有關(guān)意見(jiàn)采用城市東部新建通道引入方案，考慮連鎮(zhèn)、徐鹽兩項(xiàng)目建設(shè)時(shí)序接近，為避免重復(fù)建設(shè)、節(jié)省工程投資、集約土地資源，設(shè)計(jì)推薦采用淮安地區(qū)四線(xiàn)并行段落鐵路同步設(shè)計(jì)、同步施工方案。 四線(xiàn)并行段線(xiàn)路走行于京滬高速公路與省道233 之間交通走廊，采用連鎮(zhèn)外包徐鹽方向別引入新建淮安東站，連鎮(zhèn)、徐鹽鐵路四線(xiàn)并行段線(xiàn)路長(zhǎng)度約23 km[1]。

1.3 線(xiàn)間距選擇原則

根據(jù)《鐵路線(xiàn)路設(shè)計(jì)規(guī)范》，“正線(xiàn)線(xiàn)間距是鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)重要指標(biāo)，根據(jù)鐵路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度確定區(qū)間正線(xiàn)最小線(xiàn)間距數(shù)值，區(qū)間直線(xiàn)地段兩單線(xiàn)鐵路并行引入車(chē)站時(shí)的最小線(xiàn)間距應(yīng)根據(jù)信號(hào)機(jī)布置情況計(jì)算確定”[2]。

對(duì)于新建高速鐵路并行既有高鐵情況，需考慮既有高速鐵路橋梁、路基基礎(chǔ)工后沉降、不均勻沉降及運(yùn)營(yíng)安全影響，同時(shí)壓縮兩條鐵路間距離，以節(jié)省用地[3]。

對(duì)于新建兩條高速鐵路四線(xiàn)并行段落同向運(yùn)行不同線(xiàn)路間最小線(xiàn)間距尚無(wú)要求，對(duì)于同期同步實(shí)施的項(xiàng)目，應(yīng)按項(xiàng)目一次實(shí)施考慮選擇線(xiàn)間距[4]。 目前國(guó)內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范明確“三線(xiàn)及四線(xiàn)區(qū)間的第二線(xiàn)與第三線(xiàn)的線(xiàn)間距不應(yīng)小于5.3 m”。 如何確定新建高鐵橋梁四線(xiàn)間最小線(xiàn)間距方案是本文研究重點(diǎn)。

2 四線(xiàn)并行段線(xiàn)間距方案研究

連鎮(zhèn)、徐鹽鐵路為設(shè)計(jì)時(shí)速250 km 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，直線(xiàn)段最小線(xiàn)間距設(shè)計(jì)為4.6 m，兩鐵路并行引入淮安東站。 淮安東站為路基段，兩端均為橋梁，橋梁梁部采用箱梁，局部跨越公路、河道采用大跨度連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。 四線(xiàn)并行段總體設(shè)計(jì)方案采用連鎮(zhèn)左線(xiàn)、徐鹽左線(xiàn)、徐鹽右線(xiàn)、連鎮(zhèn)右線(xiàn)“2 ＋2”雙線(xiàn)＋雙線(xiàn)、“1 ＋2 ＋1” 單線(xiàn)＋雙線(xiàn)＋單線(xiàn)結(jié)合的布置形式，區(qū)間采用“2 ＋2”兩個(gè)雙線(xiàn)橋并置方案，進(jìn)出車(chē)站端受車(chē)站平面布置影響采用“1 ＋2 ＋1”的兩個(gè)單線(xiàn)橋＋一個(gè)雙線(xiàn)橋布置方案。 本次對(duì)“2 ＋2”方案四線(xiàn)間最小線(xiàn)間距進(jìn)行研究，連鎮(zhèn)下行線(xiàn)(Ⅲ線(xiàn))與徐鹽下行線(xiàn)(Ⅰ線(xiàn))、連鎮(zhèn)上行線(xiàn)(Ⅳ線(xiàn))與徐鹽上行線(xiàn)(Ⅱ線(xiàn))為同向運(yùn)行不同線(xiàn)路，徐鹽下行線(xiàn)(Ⅰ線(xiàn))、徐鹽上行線(xiàn)(Ⅱ線(xiàn))線(xiàn)間距影響雙線(xiàn)橋并置方案，四線(xiàn)間線(xiàn)間距直接影響曲線(xiàn)并行段總體設(shè)計(jì)方案。

2.1 方案研究的思路及內(nèi)容

對(duì)于“2 ＋2”線(xiàn)路平面布置方案，三四線(xiàn)與一二線(xiàn)之間最小線(xiàn)間距結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，對(duì)同向運(yùn)行不同線(xiàn)路最小線(xiàn)間距采用4.6 m 和5.3 m 方案進(jìn)行論證分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范及規(guī)定，確定四線(xiàn)并行段線(xiàn)間距平面布置方案。

對(duì)于“2 ＋2”方案雙線(xiàn)橋并置段一線(xiàn)與二線(xiàn)間最小線(xiàn)間距，考慮運(yùn)營(yíng)維護(hù)及施工影響等因素結(jié)合橋梁上下部結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)行研究確定。

綜合線(xiàn)路平面布置及橋梁工程設(shè)計(jì)研究情況，確定四線(xiàn)并行段“2 ＋2”方案線(xiàn)間距方案。

2.2 同向運(yùn)行不同線(xiàn)路最小線(xiàn)間距

2.2.1 國(guó)外關(guān)于線(xiàn)間距的研究

國(guó)外高速鐵路的線(xiàn)間距D、交會(huì)列車(chē)相鄰側(cè)壁凈間距Y 和運(yùn)行速度Vmax之間的關(guān)系見(jiàn)表1[5]。

表1 國(guó)外高速鐵路D、Y 值與Vmax的關(guān)系

從表1 可知，確定線(xiàn)間距標(biāo)準(zhǔn)的靈活性較大。線(xiàn)間距小，它的會(huì)車(chē)壓力波最大，對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛的設(shè)計(jì)和制造提出了很高的要求，但可以節(jié)省土建工程投資；線(xiàn)間距加大，雖然對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛的氣密性、門(mén)窗等設(shè)計(jì)要求相對(duì)降低，但土建投資較高。 但對(duì)于同向運(yùn)行不同線(xiàn)路間線(xiàn)間距無(wú)明確研究意見(jiàn)。

2.2.2 國(guó)內(nèi)關(guān)于線(xiàn)間距的研究

根據(jù)鐵科院國(guó)家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目《高速鐵路線(xiàn)橋隧設(shè)計(jì)參數(shù)選擇的研究》報(bào)告和《京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》，結(jié)合國(guó)外高速鐵路D、Y 值與Vmax的關(guān)系，確定不同設(shè)計(jì)行車(chē)速度高速鐵路正線(xiàn)最小線(xiàn)間距：250 km/h、300 km/h、350 km/h 的高速鐵路最小線(xiàn)間距分別為4.6 m、4.8 m、5.0 m。 從建成運(yùn)營(yíng)的京津城際、鄭西客專(zhuān)、武廣客專(zhuān)、京滬高速等高速鐵路運(yùn)營(yíng)實(shí)踐看，上述線(xiàn)間距標(biāo)準(zhǔn)是合理的。

根據(jù)中外高速鐵路線(xiàn)路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析[6]，國(guó)外高鐵列車(chē)相鄰側(cè)壁凈距見(jiàn)表2。

表2 各國(guó)列車(chē)相鄰側(cè)壁凈距比較

從表2 可以看出，對(duì)于同一速度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，我們鐵路線(xiàn)間距最大，德國(guó)、法國(guó)次之，日本最小。 車(chē)體凈距是影響列車(chē)交匯空氣壓力波的主要影響因素之一。

根據(jù)研究[7]，泰國(guó)曼谷至清邁高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速為300 km，正線(xiàn)線(xiàn)間距采用4.8 m。 與相鄰機(jī)場(chǎng)快線(xiàn)方向別并行引入曼谷地區(qū)采用四線(xiàn)橋方案，考慮兩線(xiàn)最小線(xiàn)間距滿(mǎn)足建筑限界要求(直線(xiàn)地段半寬2.44 m)，適當(dāng)考慮富余量，兩線(xiàn)最小正線(xiàn)線(xiàn)間距采用5 m。

根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果，時(shí)速250 km 以下客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)(城際鐵路)建筑限界最大半寬為2 200 mm，該建筑限界輪廓能夠適應(yīng)現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)要求[8]，對(duì)于同向運(yùn)行不同線(xiàn)路之間最小線(xiàn)間距，在考慮可能存在反向行車(chē)的情況下，最小線(xiàn)間距不小于正線(xiàn)線(xiàn)間距4.6 m。 三線(xiàn)及四線(xiàn)區(qū)間的第二線(xiàn)與第三線(xiàn)的線(xiàn)間距按規(guī)范要求不應(yīng)小于5.3 m。 故對(duì)連鎮(zhèn)下行線(xiàn)與徐鹽下行線(xiàn)線(xiàn)間距4.6m 和5.3m 線(xiàn)間距方案進(jìn)行比較分析。 4.6 m 和5.3 m 線(xiàn)間距方案見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 4.6 m 線(xiàn)間距方案(單位:cm)

圖2 5.3 m 線(xiàn)間距方案(單位:cm)

2.2.3 同向運(yùn)行不同線(xiàn)路最小線(xiàn)間距研究

(1)從車(chē)輛構(gòu)造方面分析

高速鐵路的線(xiàn)間距，主要受列車(chē)交會(huì)運(yùn)行時(shí)的氣動(dòng)力作用控制，要滿(mǎn)足列車(chē)承受會(huì)車(chē)壓力波的要求。兩同向線(xiàn)路間線(xiàn)間距速差較不同向線(xiàn)路間速差范圍值小，會(huì)車(chē)風(fēng)壓較不同向線(xiàn)路小。 連鎮(zhèn)、徐鹽鐵路以方向別并行引入車(chē)站，上、下行列車(chē)運(yùn)行為同方向，按車(chē)體寬度3.1 m 考慮壓力波影響低于對(duì)向行車(chē)。 當(dāng)列車(chē)同行并行運(yùn)行時(shí)速差在0 ～250 km/h 間，列車(chē)受到的啟動(dòng)阻力隨線(xiàn)間距增大而明顯減小[9]，因此，從車(chē)輛構(gòu)造和空氣壓差阻力方面考慮，線(xiàn)間距可在4.6 m 基礎(chǔ)上進(jìn)一步縮減。

(2)從建筑限界方面分析

在兩同向運(yùn)行線(xiàn)路間無(wú)信號(hào)機(jī)、僅設(shè)置信號(hào)標(biāo)志牌，作業(yè)通道、電纜槽、線(xiàn)路標(biāo)志等分別設(shè)置于線(xiàn)路外側(cè)，線(xiàn)間無(wú)設(shè)備時(shí)，最小線(xiàn)間距采用4.6 m 能夠滿(mǎn)足建筑限界要求。

(3)從運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面分析

考慮同向線(xiàn)路在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中特殊情況下存在反向運(yùn)行的可能性，最小線(xiàn)間距不小于4.6 m。在兩線(xiàn)天窗點(diǎn)不同步的情況下，為滿(mǎn)足大機(jī)養(yǎng)護(hù)作業(yè)要求，最小線(xiàn)間距可不小于4.6 m。

(4)從橋梁技術(shù)方面分析

目前國(guó)內(nèi)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)系列梁圖簡(jiǎn)支箱梁圖適用于4.6 m、4.8 m 及5.0 m 線(xiàn)間距雙線(xiàn)橋梁，正線(xiàn)線(xiàn)間距4.6 m 雙線(xiàn)橋梁采用“通橋(2009)2229”標(biāo)準(zhǔn)系列梁圖簡(jiǎn)支箱梁，單線(xiàn)橋梁部采用“通橋(2008)2211”標(biāo)準(zhǔn)系列梁圖簡(jiǎn)支箱梁，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁一般采用“通橋(2008)2261A 系列連續(xù)梁”。

尚無(wú)線(xiàn)間距5.3 m 雙線(xiàn)橋橋梁通用圖。 通過(guò)小幅修改既有的通用設(shè)計(jì)圖和施工設(shè)備，能夠滿(mǎn)足5.3 m 非標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)間距簡(jiǎn)支箱梁的使用需求[10]。

(5)從工程經(jīng)濟(jì)性方面分析

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)支箱梁共計(jì)439 孔，按梁場(chǎng)預(yù)制架設(shè)方案，4.6 m 線(xiàn)間距較5.3 m 線(xiàn)間距方案可節(jié)約用地15 畝、節(jié)省投資270 萬(wàn)元，橋梁工程每孔梁可投資約8 萬(wàn)元、共計(jì)節(jié)省約3 512 萬(wàn)元，總計(jì)節(jié)約投資約3 782 萬(wàn)元。

(6)從現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范及規(guī)定方面分析

《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確正線(xiàn)與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)、動(dòng)走線(xiàn)并行地段線(xiàn)間距不應(yīng)小于5.0 m，正線(xiàn)與普速鐵路并行地段線(xiàn)間距不應(yīng)小于5.3 m，高速鐵路外包既有線(xiàn)或既有線(xiàn)外包高速鐵路線(xiàn)間距需考慮養(yǎng)護(hù)維修因素的影響，滿(mǎn)足營(yíng)業(yè)線(xiàn)施工安全管理、維修規(guī)則等管理規(guī)定的要求。 關(guān)于新建高速鐵路不同線(xiàn)路間線(xiàn)間距設(shè)計(jì)規(guī)范中無(wú)具體要求。

根據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》、《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》，三線(xiàn)及四線(xiàn)區(qū)間的第二線(xiàn)與第三線(xiàn)的線(xiàn)間距不應(yīng)小于5.3 m。

(7)研究意見(jiàn)

綜上，從車(chē)輛構(gòu)造、建筑限界、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、橋梁技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性等方面分析，同向運(yùn)行不同線(xiàn)路間最小線(xiàn)間距原則上可采用4.6 m，且具有一定經(jīng)濟(jì)性，從技術(shù)上、理論上能夠滿(mǎn)足鐵路運(yùn)輸及安全要求。

但受目前現(xiàn)行技術(shù)政策影響，需執(zhí)行相關(guān)規(guī)范、規(guī)定不得小于5.3 m，故本次研究同向運(yùn)行不同線(xiàn)路最小線(xiàn)間距按5.3 m 考慮。 由此“2 ＋2”方案連鎮(zhèn)下行與徐鹽下行線(xiàn)、連鎮(zhèn)上行線(xiàn)與徐鹽上行線(xiàn)最小線(xiàn)間距按5.3 m 設(shè)計(jì)。

2.3 并置橋梁段最小線(xiàn)間距研究

“2 ＋2”方案中，連鎮(zhèn)徐鹽下行線(xiàn)設(shè)計(jì)為一座5.3 m 線(xiàn)間距非標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支箱梁橋，連鎮(zhèn)徐鹽上行線(xiàn)設(shè)計(jì)為一座5.3 m 線(xiàn)間距非標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支箱梁橋，采用預(yù)制架設(shè)方案。 需進(jìn)一步研究?jī)呻p線(xiàn)橋間最小間距及徐鹽下行線(xiàn)與上行線(xiàn)最小線(xiàn)間距，確定線(xiàn)路平面布置方案。

圖3 兩雙線(xiàn)橋線(xiàn)間距 示意(單位:cm)

兩雙線(xiàn)橋并置間距受橋梁梁部、承臺(tái)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸及施工安全距離影響，在同步設(shè)計(jì)、施工的情況下，最小間距選擇以節(jié)約用地、施工方案可實(shí)施性為原則，依據(jù)梁橋最小間距確定徐鹽下行線(xiàn)與上行線(xiàn)間最小線(xiàn)間距。 線(xiàn)間距關(guān)系見(jiàn)圖3。

2.3.1 梁部間距研究

對(duì)于“2 ＋2”兩雙線(xiàn)橋方案，線(xiàn)間距5.3 m 雙線(xiàn)橋梁采用“連鎮(zhèn)施橋(參)40”參考圖。

線(xiàn)間距5.3 m 雙線(xiàn)梁寬12.9 m，外側(cè)線(xiàn)路中心距離橋梁邊緣3.8 m，遮板距離梁部外側(cè)0.14 m，兩橋遮板緊貼時(shí)，徐鹽下行線(xiàn)與上行線(xiàn)最小線(xiàn)間距7.88 m，考慮橋梁架設(shè)等因素兩橋之間最小線(xiàn)間距取值8 m。 雙線(xiàn)橋并置梁部見(jiàn)圖4。

圖4 雙線(xiàn)橋并置梁部示意(單位:cm)

2.3.2 橋梁承臺(tái)間距確定

根據(jù)梁部結(jié)構(gòu)最小間距情況下采用最小線(xiàn)間距8 m 反算驗(yàn)證承臺(tái)間距。 32 m 簡(jiǎn)支箱梁雙線(xiàn)橋承臺(tái)寬度設(shè)計(jì)為10.5 m，兩雙線(xiàn)橋承臺(tái)邊緣最小距離為2.8 m。 40 m 連續(xù)梁段橋梁4 線(xiàn)承臺(tái)寬度為24.8 m。綜合考慮橋梁上下部結(jié)構(gòu)，兩橋之間最小線(xiàn)間距取值8 m。 32 m、40 m 連續(xù)梁承臺(tái)示意圖見(jiàn)圖5、圖6。

圖5 32 m 簡(jiǎn)支梁承臺(tái)示意(單位:cm)

圖6 40 m 連續(xù)梁承臺(tái)示意(單位:cm)

四線(xiàn)并行段“2 ＋2”雙線(xiàn)橋并置方案綜合考慮梁部結(jié)構(gòu)、承臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸及架設(shè)條件，從集約用地、降低工程投資、工期、施工難度角度考慮，徐鹽下行線(xiàn)、徐鹽上行線(xiàn)最小線(xiàn)間距采用8 m。

2.4 研究意見(jiàn)

綜合以上研究，新建線(xiàn)路四線(xiàn)并行段線(xiàn)間距方案需統(tǒng)籌線(xiàn)路平面設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)條件、橋梁工程設(shè)計(jì)及施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等因素綜合考慮進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，本次研究四線(xiàn)并行段在采用“2 ＋2”布置方案時(shí)，同行運(yùn)行不同線(xiàn)路間最小線(xiàn)間距即三線(xiàn)與一線(xiàn)、四線(xiàn)與二線(xiàn)間最小線(xiàn)間距采用5.3 m，一線(xiàn)與二線(xiàn)最小線(xiàn)間距采用8 m。 研究成果已應(yīng)用于實(shí)際工程中，目前該段線(xiàn)路已于2019 年12 月開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，工程運(yùn)營(yíng)效果良好。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)鐵路規(guī)劃建設(shè)的速度進(jìn)一步加快，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)時(shí)序科學(xué)合理確定建設(shè)方案，對(duì)引入地區(qū)方案要分類(lèi)、分層次研究，對(duì)于不能在現(xiàn)階段解決的問(wèn)題要從規(guī)劃層面預(yù)留出解決方案[11]。 對(duì)于新建線(xiàn)路四線(xiàn)甚至多線(xiàn)引入樞紐地區(qū)互聯(lián)互通建設(shè)方案以及地區(qū)內(nèi)預(yù)留規(guī)劃線(xiàn)路引入同步實(shí)施工程，如何確定多線(xiàn)并行段線(xiàn)路線(xiàn)間距方案是總體設(shè)計(jì)中的重難點(diǎn)。 鐵路選線(xiàn)工作綜合性強(qiáng)、科學(xué)性高、牽扯面廣、涉及到多學(xué)科的綜合應(yīng)用。 鐵路選線(xiàn)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，采取全方位的發(fā)展戰(zhàn)略，協(xié)調(diào)好鐵路選線(xiàn)與其他方面的關(guān)系等，從而為我國(guó)鐵路運(yùn)輸事業(yè)做出貢獻(xiàn)[12]。

對(duì)于同向運(yùn)行不同線(xiàn)路間線(xiàn)間距應(yīng)結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，進(jìn)一步研究現(xiàn)行規(guī)范的適應(yīng)性，研究?jī)?yōu)化減小線(xiàn)間距的可行性。 對(duì)于三四線(xiàn)與一二線(xiàn)甚至五六線(xiàn)等多線(xiàn)引入并行段最小線(xiàn)間距需進(jìn)一步深入研究確定合理方案，以節(jié)約用地、降低工程投資，建設(shè)環(huán)保型現(xiàn)代化鐵路。 筆者認(rèn)為應(yīng)在現(xiàn)行高鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中明確新建鐵路四線(xiàn)并行段落同期同步實(shí)施[13]情況下三四線(xiàn)與一二線(xiàn)之間線(xiàn)間距設(shè)計(jì)原則，對(duì)同向運(yùn)行線(xiàn)路線(xiàn)間距進(jìn)行縮減，以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)方案。