城际铁路沿城市道路选线设计原则

熊 斌

(中铁第四勘察设计院集团有限公司线站处,430063,武汉//工程师)



城际铁路沿城市道路选线设计原则

熊 斌

(中铁第四勘察设计院集团有限公司线站处,430063,武汉//工程师)

在城际铁路选线设计中,沿城市道路选线是重要的选线思路。但在部分项目设计过程中,由于缺乏指导性原则,选线过程较为随意,导致项目施工过程中征地拆迁、管线迁改、环境保护等方面出现了大量问题,引起项目工期滞后、投资超限,为项目建设带来巨大困难。结合实际项目建设经验,就城际铁路沿路选线中的通道选择、通行道路技术条件论证、敷设方式选择、环境保护要求、迁改实施难度评估等方面原则进行了总结归纳。

城际铁路; 选线设计; 城市道路

Author′s address China Railway Siyuan Survey and Design Institute Group Co.,Ltd., 430063,Wuhan,China

城际铁路具有运量大、速度快、安全、准点、环保、节能等特点,为城市群之间旅客出行创造了极大的便利。目前我国长江三角洲地区、珠江三角洲地区、京津冀城市圈、武汉城市群等地区都已开始大规模建设城际铁路。

在城际铁路设计中,为了减少城区拆迁,降低建设成本,沿城市道路选线成为重要的选线思路,但因城市道路交通量大、两侧建筑密度高、地下管网密布、道路立交桥等跨线建筑物多,选线过程中稍有考虑不周就有可能导致项目建设过程举步维艰,甚至影响公共安全。对城际铁路沿城市道路选线原则的研究具有重要价值。

1 沿城市道路选线所面临的问题

减少征地拆迁、降低工程造价、减小工程实施难度是城际铁路沿道路选线的主要目的。但在部分项目设计过程中,由于缺乏选线指导原则,选线随意性大,对工程实施难度估计不足,给项目后期建设带来极大困难,如:选定通道不合理,导致征地拆迁及道路改移工程量大;未充分考虑铁路对周边环境的影响,施工及运营过程中引起大量投诉,需增加大量环保措施;敷设方式不合理,引起桥隧工程大量变更;未评估迁改工程实施难度,导致施工期间管线、道路、河道迁改困难等等。这些问题导致项目建设工期滞后、投资超过预算,甚至给工程安全埋下隐患。以下结合工程实践,归纳总结城际铁路沿城市道路选线的基本原则。

2 沿城市道路选线的基本原则

2.1 服从城市综合交通规划,融入城市交通体系

城市综合交通规划是城市交通发展的纲领性文件,在城际铁路选线时应对其充分研究并深刻理解。重视城际铁路与综合交通体系中其它交通方式的互动,从发挥综合交通体系整体优势的角度出发进行项目功能定位及选线研究。

2.2 明确城际铁路定位,与地铁分工协作

城际铁路的定位是专门服务于相邻城市间或城市群的快速、便捷、高密度客运专线铁路[1],主要解决本城市与其他城市之间的出行需求,而地铁主要解决城市内部的出行需求,两者功能定位与旅客出行目的有明显区别。因地铁多沿城市道路敷设,城际铁路沿道路选线时应注意区分两者在功能定位上的差异,针对旅客出行需求选定合理的通道。对于通道内旅客出行量大且以市内出行需求为主的,城际铁路不应占用通道资源,而应选择与地铁在适当车站换乘,否则造成功能错位,旅客出行需求无法解决,城际铁路客源无法保证。

2.3 合理分布车站,做好衔接换乘

城际铁路线路沿道路通行时,车站的分布首先应满足路网功能需求,充分考虑路网中不同线路衔接换乘的可能性;重要车站选址应确保相关线路引入条件,尽量选择周边高层建筑物少、重要管线设施少的大型十字路口。其次应根据线路设计速度及输送能力确定合理站间距。根据珠三角城际网中已建成或在建的佛肇城际、莞惠城际、穗莞深城际铁路车站布置情况,平均站间距一般为4.5～8.0 km。再次车站选址应考虑充分吸引客流,提高旅客出行效率,因此应在出行需求旺盛、交通便利的地段设置车站。

对于线路通道上有铁路或城市综合交通枢纽的,线路引入枢纽方案、车站与枢纽内其他交通方式衔接方案选择都应充分论证,谨慎抉择。应将枢纽内旅客换乘的便捷性作为设计方案的重要评价指标,尽量做到零距离换乘。

2.4 选择合适通行道路,满足铁路敷设条件

作为城际铁路敷设通道的城市道路应满足必要的技术条件。否则达不到沿路选线的应有目的。

(1) 应选择较高等级道路作为铁路敷设通道。城市道路根据其承担的功能分为快速路、主干路、次干路、支路4个等级。其中城市主干道或次干道通常是区域内的重要道路,线路标准高、道路长度长、通达性好、道路红线宽,路幅范围内设有较宽的中央绿化带及路侧带,改造条件好,是城际铁路通行的理想选择。

(2) 道路与铁路平面技术标准应基本匹配。在沿道路选线过程中,首先需就铁路的平面技术标准与既有道路线型情况进行对照,只有城市道路线型标准与铁路平面技术标准接近时才能选择通行。城市道路线型标准过低时,城际铁路中线与道路中心线偏离地段多,线路在路侧与路中多次过渡,会引起城市道路大幅度改建或周边建筑物大量拆迁,达不到沿路选线应有的目的。

(3) 城际铁路敷设不应以降低道路通行能力为代价。城市主干道为连接城市各主要分区的道路,以交通功能为主[2],其通行能力往往影响到整个片区的通行状况。城际铁路的引入应避免以降低其通行能力为代价,具体而言应避免城际铁路压缩机动车道、非机动车道宽度,尽量确保人行道宽度,以调整绿化带、设施带、路肩宽度作为主要原则。对于部分地段因城际铁路引入导致既有红线范围无法满足其主要功能模块布设要求的,应确保路侧具备红线拓宽条件。

在选线设计中应重点研究城际铁路高架桥梁跨越道路交叉口地段、路基U形槽地段、铁路与道路中线不吻合地段的道路断面情况。

在非交叉口地段,城际铁路沿道路高架敷设,一般采用简支梁桥,桥梁跨度小,桥墩宽度仅3～4 m,桥墩一般能设置于中央绿化带内,对道路断面布置影响小。而交叉口地段,为了确保地面车辆通行安全,铁路需要采用大跨度桥梁跨越整个路口,桥墩宽度也增大至4～8 m,且渠化道路路口通常都设置有左转专用道。左转专用道一般采用压缩中央绿化带宽度方式布置,致使路口地段中央绿化带宽度远小于墩台宽度(见图1),此时需要通过调整路口断面来确保车道数量[3]。如道路红线范围无法满足断面布设要求的,应在选线时考虑路侧红线拓宽条件,必要时城际铁路中线在路口地段偏向有拓宽条件的一侧,并对路口段落道路进行改建以满足其通行能力需求[4]。

图1 十字路口桥墩布置

通常情况下,城际铁路不会沿道路设置路基,但线路在高架桥梁与隧道之间过渡时,需要在路中设置路基过渡段,一般以U形槽形式出现。U形槽地段占地宽度需根据线间距、路基面宽度、水沟、侧墙宽度及槽外公路防撞墩宽度确定(见图2)。根据铁路不同设计时速,U形槽宽度约为16.5～19.5 m,对道路断面布置有严重影响。因此在选线时,应将U形槽设置于道路两侧具有扩建条件的地段,避免道路断面被压缩形成通行能力瓶颈。

图2 铁路U形槽地段道路断面布置

由于道路与铁路平面线型标准不一致,部分地段铁路线路无法与道路中心线吻合。对于高架线路,铁路中线位于道路红线范围内的,可以考虑以门式墩方式跨越道路;铁路中线超出红线范围的,则应研究道路向路侧改建的可行性。不具备改扩建条件的,经技术经济比选后,铁路可以采用限速半径适应道路线型。

2.5 减少拆迁总量,绕避重点建筑

城际铁路沿城市道路选线的重要目的之一就是减少拆迁以降低工程实施难度及风险,因此在沿道路选线过程中应贯彻这一原则,以减少拆迁总量。对于重要建筑物应作专门研究,力争绕避。

在选线实践中,线路引入、引出道路中心地段,以及铁路与道路中线不吻合地段、道路交叉口地段可能需拆除路侧建筑物。对于这些段落应重点研究,力争少拆迁,对于学校、医院、高层建筑物等应以绕避为主。

2.6 比选敷设方式,确保线路经济、安全

一般情况下,铁路沿城市道路通行以高架或地下敷设方式为主,仅在高架桥过渡至隧道段采用地面敷设方式。因此城际铁路沿道路选线的敷设方式比选主要是高架与地下方式的比选。

高架敷设方式建设成本低,但地面施工对当地交通影响大,运营期间噪声振动明显,对道路两侧环境影响大,高架桥对城市景观及桥下道路通行条件影响大;地下敷设方式建设成本高,但施工和运营期间对地面交通和周边环境影响小,两者各有利弊。

铁路敷设方式的选择,主要受沿线平面及高程控制点的制约,在技术条件无限制的情况下,则需根据项目建设成本、建设工期、线路对周边环境及交通影响等因素结合地方行政主管部门意见确定。

2.7 评估道路通行影响,确保交通安全

城际铁路沿道路选线,应在选线阶段评估其对道路安全的影响。铁路高架桥梁对道路安全的影响主要是桥墩对车辆、人员视线造成阻挡,影响车辆及行人通行安全。对于隧道地段,主要是施工期间可能引起的地面沉降、塌陷危及地面车辆、行人甚至建筑物安全。

在城市道路交叉口设计中,视距三角形范围内不得有任何高出路面1.2 m的妨碍驾驶员视线的障碍物[5]。铁路高架敷设时,应避免桥墩进入视距三角形范围内(见图3),桥梁需采用较大跨度跨越路口,在选线过程中应从平、纵面条件上创造桥梁大跨度跨越路口的条件,提高桥下车辆、行人通行的安全性。

城际铁路沿道路地下敷设时,线路纵断面设计应以完善的地质勘探资料为基础,选择合理的隧道埋深和通行地层,并结合适当的加固措施和施工工法,避免施工过程中出现地表塌陷,确保地表交通安全。

图3 桥墩避让路口视距三角形

2.8 坚持环保选线,确保污染可控

城际铁路一般采用电力牵引,铺设跨区间无缝钢轨,运行CRH系列动车组,时速一般在200 km/h及以下,列车运行过程中排放的主要污染物是噪声和振动。因路侧建筑物距离近、敏感点多,在沿道路选线时应坚持环保选线的原则,避免运营阶段污染物排放超标,确保环境影响可控。

根据现行国家标准《城市区域环境噪声标准》,城市干道两侧噪声昼间不应大于70 dB(A),夜间不应大于55 dB。根据《城市区域环境振动标准》要求,城市干道两侧振动昼间不应大于75 dB(A),夜间不应大于72 dB。城际铁路一般昼间运行,夜间检修,污染物的排放以昼间作为控制标准。

根据铁计(2010)44号文《铁路建设项目环境影响评价噪声振动源强取值和治理原则指导意见》,当动车组以200 km/h速度运行于铺设有无砟轨道线路上时的源强见表1。

表1 动车组以200 km/h速度运行于铺设有无砟轨道线路上时的源强

由表1可见,在线路中心与道路两侧建筑物距离为30 m时,动车组引起的振动小于国家标准。但线路中心与道路两侧建筑物距离为25 m时,动车组噪声排放超限。

对已开通的广珠城际铁路进行噪声源强类比监测[6],在CRH列车时速为200 km/h,监测点距离线路中心30 m时,在采用2.5 m高直立式声屏障情况下,噪声强度为68.2 dB(A),可满足国家标准。根据穗莞深城际铁路在东莞市长安镇振安路高架路段的环境评估情况,线路与周边建筑物距离大于30 m时,建筑物的噪声环境能满足规范要求;但小于30 m时则需采用不同形式声屏障[6]。

鉴于线路与道路两侧建筑物距离小于等于30 m时需采用声屏障方能满足国家规定的噪声排放标准,建议城际铁路沿城市道路选线时,线路与两侧建筑物距离应控制在30 m及以上;道路两侧建筑物密集时,所通行城市道路红线宽度宜大于等于60 m;有特殊环境敏感点的,应在设计阶段进行专项评估,并以评估结果作为选线依据。

2.9 重视管线迁改实施难度,降低实施风险

在城际铁路沿道路选线过程中,应特别注意道路范围内的高压电力线路、地下管线等的迁改实施难度。管线迁改实施难度是城际铁路选线优劣的重要评价指标。在项目建设过程中,线路方案技术可行但因管线迁改实施困难导致的项目工期滞后、投资超限情况多有发生,这为项目建设带来巨大的困难。在东莞市境内某铁路项目建设过程中,线路从长安镇一主干道中心高架通过,原路中架设有110 kV高压线,设计过程中计划将其改为路侧地下电缆。虽然路侧有充足条件可以埋设电缆,但由于施工期间无法与供电局达成停电意见,导致项目建设工期滞后2年,对项目建设造成严重不利影响,教训深刻。

为了避免项目施工过程中迁改工程实施困难,应在选线过程中先就重要迁改工程进行专项评估,制定迁改方案并与产权单位协商,达成一致意见后方可确定线路走向。若产权方坚决不同意迁改的,需考虑调整线路走向,避免冲突。

3 结语

沿城市道路选线是多数城际铁路设计中都会遇到的课题,在选线过程中应对线路方案的技术可行性、环境影响情况及项目实施难度进行综合评估,在技术可行、环境友好、实施难度可控的情况下方能确定线路走向。

[1] 国家铁路局.城际铁路设计规范:TB 10623—2014[S].北京:中国铁道出版社,2015:4.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.城市道路工程设计规范:CJJ 37—2012[S].北京:中国建筑工业出版社,1991:3.

[3] 张国良,段绪斌,杜立平.交叉口安全视距与高架桥下交叉口设计[J].城市道桥与防洪,2012,1(10):3-4.

[4] 王孟霞.高架桥下的城市平面交叉口设计改善[J].山西交通科技,2015,1(2):41-43.

[5] 中华人民共和国住房和城乡建设部.城市道路交叉口设计规程:CJJ 152—2010[S].北京:中国建筑工业出版社.2010:14.

[6] 中铁第四勘察设计院集团有限公司.穗莞深城际轨道交通项目(莞深段)环境影响后评价报告书[R].武汉:中铁第四勘察设计院集团有限公司,2013:172-174.

Research on the Principle of Intercity Railway Route Selection along City Road

XIONG Bin

Route selection along city road is an important selection method in the design of intercity railway.But due to the lack of guiding principles,route selection process is more casual in the courses of project design,resulting in many problems,such as the land expropriation,house removal,pipeline relocation and environmental protection.Great difficulties will be brought to the project construction,including the extension of construction schedule and the investment overrun.Combined with the practical working experiences,the principle of intercity railway channel selection,road technical condition demonstration,road lying mothod selection,environmental protection,assessment of land expropiration and house removal are summarized.

intercity railway; route design; city road

U212.32

10.16037/j.1007-869x.2017.06.003

2017-02-28)