鄢勇飛，車麗彬，吳 丹，張 燦，劉 盾

（武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430023）

0 引 言

受城市建設(shè)用地規(guī)模的發(fā)展限制，城市高鐵車站選址越來越偏向于城市的邊緣地帶。城市邊緣地帶的山坡、丘陵、河湖水系等形成了與平原地區(qū)不同的空間環(huán)境特征，使高鐵樞紐片區(qū)的地形條件更加復(fù)雜多樣，其道路及場(chǎng)地豎向規(guī)劃更應(yīng)綜合考慮鐵路線位，市政道路，場(chǎng)地排水、防洪，用地性質(zhì)，土石方平衡和城市景觀等方面的綜合要求。

以荊門高鐵西站片區(qū)路網(wǎng)及場(chǎng)地豎向規(guī)劃為例，對(duì)復(fù)雜地形條件下高鐵樞紐片區(qū)路網(wǎng)及場(chǎng)地豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要點(diǎn)、技術(shù)方法和流程進(jìn)行詳細(xì)研究，為相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考。

1 項(xiàng)目背景

1.1 高鐵片區(qū)地形

武荊宜高鐵是沿江高鐵的重要組成部分，其中武漢至宜昌段鐵路起于漢口火車站，止于宜昌北站，全長299 km，鐵路等級(jí)為高速鐵路，正線數(shù)目為雙線，設(shè)計(jì)速度350 km/h。鐵路沿線新建漢川北站、天門北站、鐘祥南站、荊門西站、當(dāng)陽西站、宜昌北站，平均站距約50 km。荊門西站是呼南高鐵、荊荊高鐵和沿江高鐵并站的一座大型高鐵樞紐站[1]。

荊門西站選址位于中心城區(qū)西側(cè)邊緣處，緊鄰漳河水庫,東側(cè)與城市外環(huán)線相接，距市中心8.4 km。

高鐵片區(qū)規(guī)劃用地整體屬于微丘地形，范圍內(nèi)呈北高南低走向，北邊為仙女山，山體最高點(diǎn)標(biāo)高為171.26 m，東西兩側(cè)為微丘臺(tái)地，標(biāo)高范圍110～153 m，中間內(nèi)凹延伸至車橋水庫，水面標(biāo)高108.32 m。漳河大道東西向橫穿高鐵片區(qū)，路面標(biāo)高118～144 m?，F(xiàn)狀焦柳鐵路于高鐵片區(qū)南側(cè)邊緣通過，軌頂標(biāo)高116～126 m。規(guī)劃高鐵線路呈南北向布設(shè)于高鐵片區(qū)西側(cè)邊緣，荊門西站中心設(shè)計(jì)標(biāo)高131.58 m。圖1 為片區(qū)現(xiàn)狀地形高程分析圖。

圖1 片區(qū)現(xiàn)狀地形高程分析圖

規(guī)劃范圍內(nèi)大部分為農(nóng)林用地和水域用地，零星分布村莊和還建小區(qū)。

1.2 高鐵片區(qū)路網(wǎng)及用地規(guī)劃

高鐵片區(qū)路網(wǎng)按照高鐵站客流快進(jìn)快出、多通道保障及站前交通組織分流的原則進(jìn)行布設(shè)。高鐵片區(qū)路網(wǎng)與現(xiàn)有漳河大道、西三環(huán)銜接,同時(shí)與高鐵片區(qū)周邊規(guī)劃地塊路網(wǎng)布局協(xié)調(diào),構(gòu)成“三橫三縱”骨架路網(wǎng)。高鐵片區(qū)道路網(wǎng)密度約為5.2 km/km2。根據(jù)鐵路建設(shè)形式和遠(yuǎn)期擴(kuò)容需要，預(yù)留穿鐵通道，減少后期改擴(kuò)建難度。

用地開發(fā)強(qiáng)度以中低強(qiáng)度為主，保留山體、水庫等自然基底，適度開發(fā)商業(yè)及居住用地，在鐵路沿線規(guī)劃物流倉儲(chǔ)及少量工業(yè)用地。

圖2 為高鐵片區(qū)規(guī)劃路網(wǎng)及用地示意圖。

圖2 高鐵片區(qū)規(guī)劃路網(wǎng)及用地示意圖

2 豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)流程

在自然地形場(chǎng)地上進(jìn)行豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)上位規(guī)劃及相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃進(jìn)行分析，明確主要控制因素。首先，在規(guī)劃路網(wǎng)總體框架下，結(jié)合場(chǎng)地自然地形地貌及道路縱坡、鐵路跨越、橋梁凈空、防洪設(shè)防、排水管道要求等控制因素，初步確定道路豎向控制點(diǎn)標(biāo)高；其次，根據(jù)場(chǎng)地規(guī)劃用地性質(zhì)及重要邊界進(jìn)行合理豎向分區(qū)，同時(shí)確定排水分區(qū)及主要排水走廊，合理選擇各分區(qū)地塊豎向布置形式及初平標(biāo)高；最后，依據(jù)規(guī)劃路網(wǎng)豎向控制標(biāo)高和地塊豎向初平標(biāo)高估算場(chǎng)地土方工程量，在滿足土方總體平衡、建設(shè)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理、工程實(shí)施基本可行以及政府部門建設(shè)要求的前提下，調(diào)整優(yōu)化道路標(biāo)高及地塊標(biāo)高，并相互交叉反饋，實(shí)現(xiàn)總體豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的合理可行。主要流程如圖3 所示。

圖3 路網(wǎng)及場(chǎng)地豎向規(guī)劃互反饋流程圖

3 路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)

3.1 縱坡和凈空要求

《城鄉(xiāng)建設(shè)用地豎向規(guī)劃規(guī)范》（CJJ 83—2016）要求：城鎮(zhèn)道路機(jī)動(dòng)車道規(guī)劃最小縱坡為0.3%，最大縱坡根據(jù)不同道路等級(jí)取值（見表1）；非機(jī)動(dòng)車道規(guī)劃縱坡宜小于2.5%；除用于雨水調(diào)蓄的下凹式綠地和滯水區(qū)之外，建設(shè)用地的規(guī)劃高程宜比周邊道路最低路段的地面高程或地面雨水收集點(diǎn)高出0.2 m 以上。結(jié)合規(guī)劃道路等級(jí)功能，規(guī)劃縱坡主干路按0.3%～5%、次干路按0.3%～6%、支路按0.3%～6%取值。

表1 道路規(guī)劃豎向坡度值

根據(jù)《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10098—2017）要求，高速鐵路與公（道）路相交時(shí)，宜采取高速鐵路上跨的方式，同時(shí)應(yīng)滿足公（道）路建筑限界要求。規(guī)劃階段的機(jī)動(dòng)車通行凈空可按5.0 m 控制，人行通道凈空按2.5 m 控制。由于規(guī)劃范圍內(nèi)鐵路采用路堤方式布設(shè)，因此規(guī)劃道路采用下穿鐵路方式預(yù)留通道。鐵路軌頂標(biāo)高為131.58 m，道路標(biāo)高按不小于軌頂以下9 m 控制。

根據(jù)《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11—2011）要求，城市橋梁設(shè)計(jì)宜采用100 a 一遇的洪水頻率，對(duì)特別重要的橋梁，設(shè)計(jì)洪水頻率可提高到300 a 一遇。水庫無通航要求，不通航河流的橋下凈空應(yīng)根據(jù)計(jì)算水位或最高流冰面加安全高度確定。高鐵片區(qū)西側(cè)為漳河水庫，該水庫為大（一）型水庫，正常蓄水位為123.50 m，設(shè)計(jì)洪水位為124.99 m,設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為500 a。高鐵片區(qū)中間為車橋水庫，屬于中型水庫，正常蓄水位為112.50 m，設(shè)計(jì)洪水位為114.28 m，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為50 a。結(jié)合周邊地形高程，規(guī)劃道路最低標(biāo)高按高于設(shè)計(jì)洪水位2.0 m 控制[2]，跨水庫橋梁底按高出設(shè)計(jì)水位2.0 m 控制。

3.2 排水要求

根據(jù)《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB 50318—2017）要求，排水管渠出水口內(nèi)頂高程宜高于受納水體的多年平均水位，有條件時(shí)宜高于設(shè)計(jì)防洪（潮）水位。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50014—2006）（2016 版）要求，管道管頂最小覆土深度宜為人行道下0.6 m，車行道下0.7 m。規(guī)劃區(qū)域與北片區(qū)相鄰，結(jié)合地形，部分雨水及污水可進(jìn)入北片區(qū)雨水及污水系統(tǒng)。高鐵線路以西地塊，根據(jù)地勢(shì)，片區(qū)西南角的雨水及污水可接入愛飛客大道的雨水及污水系統(tǒng)。高鐵線路以東區(qū)域，雨水經(jīng)過管道分段匯集后就近排入車橋水庫、仙女湖等水體。

3.3 周邊設(shè)施銜接

高鐵片區(qū)規(guī)劃路網(wǎng)銜接現(xiàn)有道路和漳河新區(qū)規(guī)劃路網(wǎng)。漳河大道改線后，西側(cè)與宏圖大道順接，東側(cè)與互通立交西側(cè)順接。雙堰路和楊柳路采用下穿西三環(huán)方式順接，香樟路和尉遲恭路采用上跨西三環(huán)方式順接。

4 場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)

4.1 場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)形式選擇

場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)形式一般分為平坡式、臺(tái)階式和混合式。當(dāng)自然地形坡度小于3%，且場(chǎng)地寬度較小時(shí)，宜采用平坡式布置；當(dāng)自然地形坡度大于3%，或自然地形坡度雖小于3%，但場(chǎng)地寬度較大時(shí)，宜采用臺(tái)階式布置；當(dāng)自然地形坡度有緩有陡時(shí)，可采用平坡式與臺(tái)階式結(jié)合的混合式進(jìn)行布置[3]。綜合考慮本片區(qū)地形條件及規(guī)劃用地性質(zhì)要求，高鐵用地范圍內(nèi)采用平坡式布置，其他建設(shè)用地按道路網(wǎng)格劃分單元，采用臺(tái)階式布置。

4.2 場(chǎng)地標(biāo)高確定

當(dāng)場(chǎng)地地形比較平緩時(shí)，可采用平均標(biāo)高；當(dāng)?shù)匦纹鸱兓^大時(shí)，可采用單向坡或多向坡，滿足場(chǎng)地排水要求。同時(shí)，場(chǎng)地標(biāo)高應(yīng)高于地下水位，應(yīng)充分利用自然地形，避免大填大挖，宜與自然地面盡量接近，在經(jīng)濟(jì)運(yùn)距內(nèi)盡量將填挖總量控制到最小，并接近平衡。

根據(jù)鐵路站房及站前廣場(chǎng)總體規(guī)劃，站前廣場(chǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)高為125.0 m，現(xiàn)有還建小區(qū)場(chǎng)地標(biāo)高為143.0 m。一般情況下，與道路相鄰的場(chǎng)地地坪規(guī)劃控制標(biāo)高應(yīng)高于周邊道路路面0.2 m 以上，場(chǎng)地標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計(jì)洪水位0.5 m 以上，以利于場(chǎng)地排水和防洪安全。

5 土方計(jì)算與調(diào)配

高鐵片區(qū)規(guī)劃階段的土方計(jì)算主要受土方量規(guī)模和開發(fā)成本等因素影響，需要滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性等要求，實(shí)現(xiàn)總體上的土方基本平衡。土方計(jì)算一般采用方格網(wǎng)法計(jì)算，方格網(wǎng)間距可根據(jù)地塊大小及地形走勢(shì)等適當(dāng)選取。

5.1 合理豎向分區(qū)

結(jié)合自然地形、規(guī)劃用地性質(zhì)及開發(fā)時(shí)序等因素，對(duì)地塊豎向分區(qū)進(jìn)行合理劃分。每個(gè)分區(qū)盡量與開發(fā)期相近的鄰近地塊合理調(diào)整，避免土方長距離調(diào)運(yùn)。高鐵片區(qū)土方調(diào)運(yùn)距離控制在1 km 左右，將片區(qū)分為7 個(gè)豎向分區(qū)單元，如圖4 所示。

圖4 場(chǎng)地豎向分區(qū)及豎向規(guī)劃示意圖

5.2 填挖基本要求

（1）因地制宜。復(fù)雜地形條件下的土方計(jì)算應(yīng)綜合考慮場(chǎng)地地勢(shì)高低條件、運(yùn)輸條件及開發(fā)成本等因素。針對(duì)不同豎向分區(qū)地形特點(diǎn)及用地性質(zhì)，選取合適的控制標(biāo)高計(jì)算土方總量。

（2）少挖少填。當(dāng)?shù)貕K相對(duì)高差較小時(shí)，應(yīng)少填少挖，以實(shí)現(xiàn)土方總量最小、填挖基本平衡，并節(jié)約運(yùn)輸成本。

（3）多挖少填。由于填方區(qū)域地基不易穩(wěn)定，建、構(gòu)筑物基礎(chǔ)埋深加深，而挖方區(qū)域相對(duì)穩(wěn)定，可降低后期開發(fā)工程量和造價(jià)，因此應(yīng)盡量多挖少填。

（4）總體統(tǒng)籌。除了考慮場(chǎng)地平整土地的填挖方外，還要考慮土壤松散系數(shù)[4]，場(chǎng)地邊坡土方量，建、構(gòu)筑物等基礎(chǔ)的余土量和地下工程、鐵路、道路、管線地溝等余土量。

高鐵片區(qū)挖方主要位于東西兩側(cè)臺(tái)地A、B 地塊，填方主要位于環(huán)水體景觀用地D、H 地塊周邊，因此土方調(diào)配總體以東西兩側(cè)臺(tái)地內(nèi)部就地平衡為主，同時(shí)兼顧景觀用地造景用土需求。經(jīng)過場(chǎng)地標(biāo)高與道路標(biāo)高反饋計(jì)算，得到各分區(qū)土方工程量（見表2）。

6 結(jié) 語

（1）復(fù)雜地形條件下路網(wǎng)及場(chǎng)地豎向規(guī)劃應(yīng)綜合考慮鐵路、市政道路、地面排水防洪、用地性質(zhì)、土石方平衡、城市景觀和工程建設(shè)等方面的要求。

（2）道路及場(chǎng)地豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)互為交叉反饋，滿足土方總體平衡，工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)合理，實(shí)現(xiàn)總體豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的合理可行。

表2 場(chǎng)平工程土方量估算表