李相君

中鐵第五勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 北京 102600

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模和城市人口數(shù)量都在不斷增加，對城市公共交通服務(wù)提出了更高的要求。在此背景下，很多城市都將運力大、時效性高的軌道交通系統(tǒng)作為了城市公共交通體系發(fā)展的重要方向。因此在城市軌道交通系統(tǒng)的線路選線設(shè)計中，設(shè)計人員必須充分了解線路效用以及城市發(fā)展規(guī)劃，以科學(xué)確定線路走向。同時在選線設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計規(guī)范，確保線路路用、敷設(shè)方式以及平縱斷面等設(shè)計科學(xué)合理，并要對不同設(shè)計方案進(jìn)行綜合性比較，以達(dá)到優(yōu)化城市軌道交通線路選線設(shè)計方案的目的。

1 城市軌道交通線路走向選擇因素

1.1 線路效用

在選擇城市軌道交通工程的線路走向時，設(shè)計人員應(yīng)準(zhǔn)確把握線路效用，確保軌道交通線路走向能夠滿足城市居民的實際出行需求，為城市居民的日常工作生活提供便利的出行服務(wù)，充分體現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)的服務(wù)功能。

1.2 城市道路的分布狀況

在城市軌道交通工程的線路走向選擇中，設(shè)計人員應(yīng)充分了解城市現(xiàn)有的道路分布情況以及城市道路交通發(fā)展規(guī)劃，在選擇軌道交通線路走向時應(yīng)盡量與具有較強(qiáng)可達(dá)性的城市主干道和快速道等城市主要道路相銜接，從而為軌道交通系統(tǒng)與其他交通方式之間的接駁提供便利，并起到吸引客流的效果[1]。

1.3 客流分布及方向

在城市軌道交通工程的線路走向選擇中，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合軌道交通系統(tǒng)在實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和實現(xiàn)社會效益兩方面的要求合理確定線路走向，充分了解軌道交通工程沿線的客流分布情況以及客流的主要方向，并盡量選擇客流量較大的位置設(shè)站。

1.4 隧道主體結(jié)構(gòu)施工方式

在城市軌道交通系統(tǒng)的選線設(shè)計中，設(shè)計人員還應(yīng)充分考慮隧道工程施工要求等影響因素。由于在隧道工程施工中，不同的施工方式會對工程造價以及城市交通等產(chǎn)生較大的影響。例如淺埋明挖法施工方式，其雖然工程造價相對較低，不過會嚴(yán)重影響城市地面交通的暢通性，不適合城市繁華區(qū)域的施工要求。與之相比，暗挖法對城市地面交通的影響相對較小，但對施工技術(shù)水平有較高的要求。因此設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)城市的具體經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)能力等因素合理選擇線路走向。

1.5 城市的經(jīng)濟(jì)實力

在城市軌道交通系統(tǒng)的選線設(shè)計中，設(shè)計人員還應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)實力，盡量避免由于軌道交通工程建設(shè)而進(jìn)行大規(guī)模拆遷，以減少資金的投入。同時在選擇線路走向時也應(yīng)充分考慮沿線地價等因素，以確保軌道交通系統(tǒng)建設(shè)成本與城市經(jīng)濟(jì)實力相適應(yīng)。

2 線路設(shè)計

在城市軌道交通系統(tǒng)的選線設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)城市交通的發(fā)展規(guī)劃等因素合理確定各設(shè)計要素，以提高選線設(shè)計的水平和質(zhì)量。

2.1 線路路由

在確定城市軌道交通線路路由時，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃以及經(jīng)濟(jì)水平等因素合理選擇具體的連接方式。例如當(dāng)主路與軌道交通的客流高度集中的集散點相重合時，應(yīng)選擇支路連接等方式對相關(guān)路網(wǎng)線路進(jìn)行銜接調(diào)整。在城市軌道交通工程的線路選線設(shè)計中，設(shè)計人員還應(yīng)加強(qiáng)對項目所在地區(qū)地方政府對其轄區(qū)內(nèi)不同區(qū)域的開發(fā)建設(shè)規(guī)劃的了解，并在此基礎(chǔ)上對線路路由設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化，使線路路由設(shè)計能夠與當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)相協(xié)調(diào)，從而充分發(fā)揮城市軌道交通的重要作用。

2.2 線路敷設(shè)方式

在城市軌道交通線路選線設(shè)計中，應(yīng)充分考慮工程造價以及城市景觀環(huán)境在美觀性等方面的要求，合理選擇線路敷設(shè)方式。例如地面線的施工成本相對較低，而高架線的占地面積小且對城市地面交通的影響相對較少，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合實際情況進(jìn)行合理的選擇[2]。近年來在隨著我國在城市軌道交通建設(shè)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)水平的不斷提高，在線路敷設(shè)設(shè)計中多采用地下線的設(shè)計方式，其不僅能夠減少對城市地面交通的干擾，而且對城市整體景觀的美觀度的影響也相對較低，因此成為了現(xiàn)代城市軌道交通設(shè)計中較為常用的敷設(shè)方法。

2.3 線路平縱斷面設(shè)計

2.3.1 線路平面設(shè)計

城市軌道交通工程的線路選線平面設(shè)計一般包括平面位置設(shè)計、車站型式設(shè)計以及車站站臺型式設(shè)計等多方面的內(nèi)容。

在城市軌道交通工程的線路設(shè)計中應(yīng)根據(jù)不同的鋪設(shè)方式確定線路平面位置。以高架線為例，其平面位置一般可根據(jù)不同的現(xiàn)有道路橫斷面情況以及規(guī)劃要求設(shè)置于車行道分隔帶或者綠化帶等位置，而輕軌等地面線平面位置則可設(shè)置在城市綠化帶線路上，或者是沿河以及沿鐵路線設(shè)置。而地鐵等地下線則通常應(yīng)位于路測的規(guī)劃道路紅外以外出、路中下方、人行道下方或者路測慢車道下方等。

同時在線路平面設(shè)計中還合理確定車站位置。一般車站可設(shè)置于路口之間、道路紅線外、偏路口以及跨路口等處[3]。車站位置與城市道路之間的關(guān)系可參見圖1所示。

圖1 城市道路與車站位置關(guān)系示意圖

其中，a所示的是車站位于跨路口；b表示的是車站位于偏路口；c表示的是車站位于兩個路口之間；而d表示的是車站位于道路紅線以外。

設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合客流量、地面交通接駁等因素合理選擇設(shè)站位置。通常，當(dāng)?shù)叵麓嬖谳^為復(fù)雜的管網(wǎng)設(shè)施且地面交通流量較大時應(yīng)選擇偏路口設(shè)站；而如為了吸引更大的客流量，可以采取兩路口間設(shè)站方式。在跨路口設(shè)站能夠交叉路口四個方向上的乘客提供便利，從而達(dá)到吸引較大的客流量的目的。此外，如工程區(qū)域拆遷量較小，且無法采用路面開挖方式施工時，則應(yīng)采取道路紅線外設(shè)站的設(shè)計方式。設(shè)計人員還應(yīng)合理確定車站站臺形式，并準(zhǔn)確控制線間距等重要設(shè)計參數(shù)。常見車站站臺型式可參見圖2所示。

圖2 常見車站站臺型式示意圖

其中，a所示的是車站的島式站臺型式；b表示的是車站的平行相對式站臺型式和側(cè)式上下重疊站臺型式；c表示的是車站的混合型島側(cè)站臺型式。在城市軌道交通工程的線路選線設(shè)計中，設(shè)計人員在選擇車站站臺型式時應(yīng)充分考慮其是否會影響線路平面順暢性以及其是否與區(qū)間線路位置之間存在沖突，確保車站站臺型式設(shè)計科學(xué)合理。

在確定線間距時，設(shè)計人員應(yīng)對道岔地段、并行地段以及車站地段等不同位置的線間距進(jìn)行綜合性分析，并按照設(shè)計規(guī)范要求進(jìn)行準(zhǔn)確的計算。在計算分析線間距時還應(yīng)充分考慮不同施工方式對線間距的不同要求等因素。如在城市軌道交通工程的線路敷設(shè)方式設(shè)計為地下線時，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合所采用的是明挖法或者盾構(gòu)法施工工藝要求來控制線間距，一般當(dāng)采用盾構(gòu)法時，其取值應(yīng)與隧道外輪廊直徑一致，或者略大；而如果在線路敷設(shè)設(shè)計時采用的明挖地下線法時，則應(yīng)按照中墻、柱的厚度與左右線與中墻、柱之間的限界標(biāo)準(zhǔn)之和來取值，且應(yīng)考慮施工誤差問題。當(dāng)線路敷設(shè)方式設(shè)計為地面線或者高架線方式時，其線間距取值應(yīng)滿足不同車型的通行要求。此外，車站段的線間距設(shè)計應(yīng)按照站臺寬度與站臺邊緣到左右線中心之間的距離之和來取值。

2.3.2 線路縱斷面的設(shè)計

在城市軌道交通線路的選線設(shè)計中還應(yīng)對線路最低點、線路坡度等因素進(jìn)行綜合分析，且應(yīng)加強(qiáng)對工程沿線區(qū)域地質(zhì)水文條件的了解，盡量規(guī)避不良地質(zhì)區(qū)域，以降低工程造價和施工技術(shù)難度。同時，設(shè)計人員還應(yīng)根據(jù)線路周邊區(qū)域建筑設(shè)施的分布情況提高選線設(shè)計的合理性。

2.4 輔助線的設(shè)計要點

輔助線也是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，輔助線主要包括折返線、停車線、安全性以及出入段線等。輔助性具有在運營車輛發(fā)生故障時為其提供待避空間、滿足城市軌道交通臨時調(diào)度需要以及為城市軌道交通線路的維護(hù)管理提供作業(yè)以及調(diào)度空間等功能，因此其線路選線的合理性對于軌道交通系統(tǒng)能否正常運行具有重要的作用。在輔助線的選線設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格遵守行車專業(yè)配線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合軌道交通系統(tǒng)的實際運營組織情況以及行車調(diào)度要求等進(jìn)行合理的線路選擇。輔助線的設(shè)計應(yīng)從便于停車、調(diào)度，折返方便、避免導(dǎo)致車站規(guī)模國發(fā)以及合理控制工程造價等角度出發(fā)，對配線布局進(jìn)行優(yōu)化，以確保城市軌道交通系統(tǒng)運行安全可靠。當(dāng)城市軌道工程條件有限時，在配線的設(shè)計中可以采用單停車線的設(shè)計方案。

2.5 方案比選

在城市軌道交通系統(tǒng)的線路選擇設(shè)計中，應(yīng)對不同設(shè)計方案進(jìn)行對比分析，以達(dá)到優(yōu)化線路設(shè)計的目的。

2.5.1 平面比選

在對不同城市軌道交通系統(tǒng)的選線設(shè)計方案進(jìn)行比選時，應(yīng)根據(jù)吸引客流量效果、不同交通方式接駁的便利性、對城市交通的實際影響程度、工程建設(shè)的施工技術(shù)難度、沿線區(qū)域的地質(zhì)條件、所涉及的拆遷量以及所產(chǎn)生的社會經(jīng)濟(jì)效益等對不同的線路平面設(shè)計方案進(jìn)行綜合性的對比分析，以優(yōu)化線路走向、線路長度等各相關(guān)設(shè)計參數(shù)，以優(yōu)化線路選線方案。

設(shè)計人員應(yīng)對不同軌道交通工程線路的平面設(shè)計方面對城市交通造成的影響程度進(jìn)行全面的分析，且應(yīng)根據(jù)不同車站和不同軌道交通線路區(qū)間內(nèi)所產(chǎn)生的不同影響采取具有針對性的交通疏解方法，以盡量降低新建城市軌道交通工程線路在建設(shè)過程中對現(xiàn)有城市交通的干擾。在平面比選中要以線路選線設(shè)計中所涉及不同城市區(qū)域的實際地形地貌特征以及地質(zhì)水文條件為基礎(chǔ)，客觀分析不同設(shè)計方案中所采用施工工藝的難度以及工程造價，并要合理確定沉落控制標(biāo)準(zhǔn)，以保證在城市軌道交通工程的線路選線設(shè)計的質(zhì)量。施工難度是城市軌道交通工程的線路選線設(shè)計平面比選中需要重點考慮的關(guān)鍵性要素之一。不同的線路設(shè)計方案由于在經(jīng)過的具體地段不同，因此不僅在工程地質(zhì)條件上存在一定的差異，而且還涉及到需要上跨或者下穿不同的構(gòu)筑物，因此其施工難度各不相同。在平面比選中應(yīng)盡可能避免下穿樓房或者橋梁工程基礎(chǔ)，以防止需要托換基礎(chǔ)所帶來的施工難度和工程造價增加。

同時，在平面比選中還應(yīng)以“以人為本”原則作為基本指導(dǎo)思想，確保在城市軌道交通工程線路的平面選線設(shè)計能夠為乘客提供便利，并可以達(dá)到吸引客流的目標(biāo)。設(shè)計人員還應(yīng)將施工干擾納入到平面比選的考量范圍中。例如當(dāng)在道路紅線內(nèi)設(shè)置線路，并采取明挖法施工時，就會產(chǎn)生較大的施工干擾；而當(dāng)在較差路口設(shè)置車站時，也會在客觀上導(dǎo)致施工干擾增加。設(shè)計人員還應(yīng)加強(qiáng)對軌道交通項目所在城市的交通組織方式的了解，并通過對各項影響要素的綜合分析來選擇更為適宜的線路平面設(shè)計方案。

此外，由于在城市軌道交通工程屬于公共城市交通，因此在其線路平面比選中還應(yīng)對不同設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性加以充分的考量，以提高線路選線所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。當(dāng)選擇不同的車站以及站臺型式時，其運營成本和管理方式也存在一定的差異，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合軌道交通項目所在城市的管理能力和經(jīng)濟(jì)條件等因素科學(xué)的選擇設(shè)計方案。在平面比選過程中還應(yīng)對不同方案中的線路長度以及條件等因素進(jìn)行綜合性分析，盡量降低拆遷量，從而實現(xiàn)對工程造價和工程實施難度的合理控制。

2.5.2 確定線路縱斷面以及線路方案

在城市軌道交通系統(tǒng)的選線設(shè)計比選中，還應(yīng)對其縱斷面設(shè)計方案進(jìn)行對比分析，以合理確定線路方案。對比縱斷面設(shè)計方案時，應(yīng)根據(jù)線路平面設(shè)計優(yōu)化線路敷設(shè)方式、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及跨越方式等設(shè)計要素，以全面提高城市軌道交通線路選線設(shè)計水平和質(zhì)量。例如，當(dāng)在城市軌道交通線路的選線設(shè)計中采用的是地下線方式時，往往會遇到需要下穿橋梁工程或者建筑工程的樁基，設(shè)計人員應(yīng)充分了解下穿段的工程條件，以采取相應(yīng)的設(shè)計方案。當(dāng)所選線路的縱斷面具備下穿的坡度條件以及基礎(chǔ)地基條件時，可以采取平面短直的線路設(shè)計方案，直接下穿。而當(dāng)工程條件不具備時，則應(yīng)在選線設(shè)計中繞開樁基。同時，如在城市軌道交通線路的選線設(shè)計中采用的是高架線方式，且需要經(jīng)過立交橋等市政設(shè)施時，設(shè)計人員也應(yīng)結(jié)合實際情況選擇采取下穿或者上跨的縱斷面設(shè)計方案，且應(yīng)與線路平面位置設(shè)計相協(xié)調(diào)。

2.6 技術(shù)接口的設(shè)計

城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)接口較為復(fù)雜，在設(shè)計中應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)規(guī)范，與各相關(guān)專業(yè)加強(qiáng)協(xié)調(diào)溝通，并要充分結(jié)合不同城市在軌道交通系統(tǒng)建設(shè)中的地方性指導(dǎo)意見以及行車組織特點等多種因素，提高技術(shù)接口設(shè)計的合理性和科學(xué)性，以保證城市軌道交通系統(tǒng)的正常運行。

3 結(jié)束語

在設(shè)計城市軌道交通工程線路時，設(shè)計人員應(yīng)全面了解城市發(fā)展規(guī)劃等相關(guān)信息，并結(jié)合城市道路以及客流的分布情況等合理選擇線路走向。同時，設(shè)計人員應(yīng)科學(xué)確定各項設(shè)計參數(shù)，以提高城市軌道交通工程線路路由、平縱斷面以及敷設(shè)方式等要素設(shè)計的合理性和可行性，并要對多個選線設(shè)計方案進(jìn)行對比優(yōu)選，確保城市軌道交通工程選線方案能夠?qū)崿F(xiàn)其線路效用，為廣大城市居民提供更加舒適便利的公共出行服務(wù)，并推動現(xiàn)代化城市建設(shè)的健康發(fā)展。