京沈客运专线经由阜新草坪机场地区设计方案研究

赵长石

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

京沈客运专线经由阜新草坪机场地区设计方案研究

赵长石

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

京沈客运专线是国家《中长期铁路网规划》“四纵四横”客运专线主骨架的重要组成部分，是铁路“十二五”规划的重大项目，线路方案的走向受众多评价因素限制。对线路经由阜新市草坪机场方案进行研究，探讨了确定该区段线路走向的评价因素，包括穿越草坪机场净空要求、地形条件、周边构筑物、气候条件、工程经济性等，最终确定草坪机场线路走向及工程类型。

客运专线 净空 控制高程 隧道 路堑

1 京沈客专穿越草坪机场方案概况

北京至沈阳客运专线(以下简称京沈客专)地处华北地区的北京市、河北省和东北地区辽宁省，全长697 km。线路在辽宁省阜新境内自朝阳市向东经朱家洼子进入阜新市区，跨过锦阜高速后，沿环城路北侧设阜新北站，出站后跨过高林台汉城遗址，后自草坪机场北侧穿过，跨过在建阜盘高速公路、在建巴新铁路、既有新义铁路、大郑铁路、高新铁路后进入锦州境内。阜新站位是地方政府经多次论证后选定的。因此，围绕确定的站位，根据本线设计时速350 km标准开展本区域的方案研究。

2 京沈客专穿越草坪机场净空检算

2.1 草坪机场相关情况

草坪机场位于京沈客专线位南侧，跑道具备大机起降条件，有1号和2号两个飞机跑道。机场北侧至山脚下大片农田为机场的迫降用地，即京沈客专在此段范围完全自草坪机场的迫降场地内穿过。

2.2 空域控制高程检算的相关依据

根据国务院印发的《军用机场净空规定》(国发[2001]29号)：

(1)机场净空区是指为保证飞机起飞、着陆和复飞的安全，在机场周围划定的限制物体高度的空间区域，由升降带、端净空区、侧净空区构成，其范围和规格根据机场等级确定。

(2)升降带是以机场跑道中线为基准，两侧各100 m的中线平行线和两端各100 m处中线水平延长线的垂直线构成的场地，升降带上不应有对飞机活动构成危险的物体。

(3)端净空是从升降带端线的两端开始，与升降带边线水平延长线以水平面15%的扩散率扩展至3 000 m，并以此宽度延伸到机场净空区边线所构成的限制物体高度的区域，障碍物限制面起算高程为跑道端中点高程。端净空区障碍物限制面要求见表1。

(4)侧净空区是从升降带和端净空区限制面边线开始，至机场净空区边线所构成的限制物体高度的区域，障碍物限制面由过渡面、内水平面、锥形面和外水平面组成。侧净空区障碍物限制面要求见表2。

铁路线位为西南至东北走向，在草坪机场西侧跑道北端与北端近距导航台之间经过，穿过跑道两侧侧净空区域及北端端净空区域，与机场西侧跑道(以下简称1号跑道)中线延长线总体成38°角。

表1 端净空区障碍物限制面要求

表2 侧净空区障碍物限制面要求

考虑到机场对于飞行空域高程的控制要求，需要对此处线路平面位置、高程进行检算，其中机场跑道侧净空检算

(1)

式中H——飞机起算高程；

H1——检算点处侧净空要求的限高高程；

标准上，主流平台软件均支持业界成熟标准，除了通过私有协议兼容多种主流品牌的设备接入外，ONVIF和GB/T28181已经成为平台兼容前端以及不同品牌平台互联的主要依据。

l1——机场起飞点至检算点沿飞机起飞方向的纵向距离；

l2——检算点垂直飞机纵轴的横向距离。

机场跑道端净空检算

(2)

式中H2——检算点处端净空要求的限高高程；

l3——机场起飞点至检算点沿飞机起飞方向的纵向距离，第一段最大值为3 000 m；

以1号跑道主要控制点的端净空和侧净空检算为例进行说明(机场跑道起算点高程为170 m)，净高检算时，以靠近机场一侧右线铁路接触网杆外2 m处(接触网回流线位置)的位置为最不利位置检算，检算点为选择起算点水平侧净空、以水平面15%的扩散率与铁路线交叉的端净空、起飞方向与铁路线交叉的端净空以及近距导航台的安全距离(如图1)。

(1)B点为西侧侧净空区域北端边界线与右线铁路接触网杆外2 m处的交点，对应铁路里程DK540+130，与机场升降带边缘水平距离689.92 m。铁路轨面高程178.6 m，产生电流的接触网接触线顶面高为183.9 m，接触网杆顶点(铁路设备最高点)高程为186.1 m，小于机场限高要求的239.0 m。

(2)C点为机场1号跑道北端端净空左侧边线(与升降带边线水平延长线以水平面15%的扩散率扩散)与右线铁路接触网杆外2 m处的交点，对应铁路里程DK541+070，与机场升降带边缘水平距离763.26 m。铁路轨面高程170.07 m，产生电流的接触网接触线顶面高为175.37 m，接触网杆顶点高程177.57 m，小于机场限高要求的177.63 m。

(3)D点为机场1号跑道中轴线与右线铁路接触网杆外2 m处的交点，对应铁路里程DK541+420，与机场升降带边缘水平距离1 031.27 m，铁路轨面高程171.8 m，产生电流的接触网接触线顶面高为177.1 m，接触网杆顶点高程179.3 m，小于机场限高要求的180.3 m。

图1 1号机场跑道检算

(4)E点为机场1号跑道北端端净空区右边线与右线铁路接触网杆外2 m处的交点，对应铁路里程DK541+905，与机场升降带边缘水平距离1 421.07 m。铁路轨面高程175.1 m，产生电流的接触网接触线顶面高为180.4 m，接触网杆顶点高程182.6 m，小于机场限高要求的184.2 m。

(5)导航台距离铁路左线最近点的铁路里程为DK541+990，该点位坐标为：E=394 197.29，N=4 662 278.27，与近距导航台水平距离484.3 m，满足《VHF/UHF航空无线电通信台站电磁环境要求》不小于300 m的要求。

1号跑道端净空及测净空检算，均满足机场限高要求。2号跑道检算方法同1号跑道，经计算2号跑道端净空及测净空检算，均满足机场限高要求。

3 京沈客专穿越草坪机场局部工程措施方案比选

DK540+500～DK544+000段北侧地势较高，处于挖方地段，经勘测调查以及收集资料显示，该地段雨季降雨量较多，考虑机场限高要求，结合机场限高检算，此地段路肩高程较小里程DK540+000处河底高程低2 m左右，无法通过天沟或侧沟排水，结合此处路基排水研究了隧道方案、明洞接U形槽的组合方案，两方案纵断面示意如图2所示。

图2 局部工程措施纵断面

3.1 隧道方案

以隧道方式通过草坪机场端净空和侧净空区域，隧道内形成V形纵断面，排水需要在隧道内设置机排及竖井，经工程经济比较，隧道方案较明洞接U形槽的组合方案投资高约3.4亿。该方案虽然能够满足草坪机场净空要求，但工程投资明显偏高，且机排设置在隧道中间，不利于养护维修，且增加运营维护管理成本。

3.2 明洞接U形槽组合方案

结合机场限高检算，满足机场空域高程控制要求的同时，需保证DK539+597处跨越在建阜盘高速公路要求和DK542+790下穿205省道的要求，分别在DK539+450及DK540+745处设置变坡点，并且将挖方段落的最低变坡点设置在隧道口附近，便于设置机排以及维护管理。在明洞两端的路堑U形槽范围架设雨棚，设置范围至路堤段落，防止雨水以及洪水进入路基本体。

虽然明洞接U形槽的组合方案为明挖施工，施工过程中对周围村庄的交通影响较大，从投资角度看，明洞+U形槽方案投资较隧道方案节省3.4亿元，优势明显，且对于今后的运营安全有利，综合分析研究后，推荐明洞接U形槽的组合方案。

4 结束语

京沈客专阜新段穿越草坪机场的线路方案控制因素较多，包括地方规划对车站平面位置选址要求，高林台遗址保护区、机场用地及净空控制，以及排水设计技术要求等，方案研究需综合环境及工程技术经济性做综合分析。经对机场空域检算及各控制区段方案比选，确定该段线路的最终走向及纵断面设计方案。(1)经过机场地区要根据机场等级，确定机场跑道、导航台与线路端净空及侧净空的交叉点，检算控制高程；(2)根据控制高程要求设计纵断面，并结合技术经济性选择合理的工程类型。(3)检算结果需以正式发文形式向机场主管部门征求意见，以获取稳定设计方案的设计依据。本段的方案比选研究，对确定京沈客专线路方案起到了至关重要的作用。

[1] TB10621—2009高速铁路设计规范(试行)[S]

[2] GB50090—2006铁路线路设计规范[S]

[3] TB10001—2005铁路路基设计规范[S]

[4] TB10009—2005铁路电力牵引供电设计规范[S]

ResearchonthedesignplanofBeijing-ShenyangPassengerDedicatedLinethroughairport

ZHAO Chang-shi

2014-07-31

赵长石(1982—)，男，2009年毕业于兰州交通大学道路与铁道工程专业，工学硕士，工程师。

1672-7479(2014)05-0077-03

U212.32

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