浅谈城市轨道交通线路调线调坡设计

张永生+周旭东

摘 要：本文对城市轨道交通线路调线调坡设计进行了分析和研究，对如何利于运营、消除施工误差、指导施工等方面提出了相应的平、纵断面调线调坡设计方法，并总结了相关经验，从而为调线调坡的进一步研究提供参考和依据。

关键词：轨道交通；线路设计；调线调坡

1 调线调坡的目的

城市轨道交通调线调坡设计，主要是在土建（车站、区间）施工过程中或施工结束后，根据实测断面数据对施工误差进行修正的一项补救措施。城市轨道交通建设过程中，由于内部和外部的因素造成线路平面中线或纵断面轨顶标高线产生重大偏移误差，使车站或区间各设备系统严重侵入限界，对后期运营造成严重的安全隐患。为了降低误差造成的影响，通过对线路平、纵断面、轨道、设备系统占用空间等进行调整，减小施工误差来满足限界要求，进而保证轨道交通建成后的运营安全。

2 调线调坡产生的原因

在城市轨道交通工程施工过程中难免会产生各种各样的施工误差，产生施工误差的主要原因有：施工单位引用三维坐标基准点有误、施工器械发生故障、地质条件较差、施工技术经验薄弱等。施工过程中产生的误差主要分为横向和纵向，横向为平面左右偏移、纵向为纵断面上下起伏。

一般来说，车站或区间的限界及设备系统设计中均有一部分设计安全余量，所产生的误差未超过设计安全余量时，无需进行调线调坡设计；反之，超出预留的安全余量范围则需进行线路平面或纵断面的修正。超出预留设计的安全余量区段，在满足地铁设计规范及地方标准的情况下，进行平纵断面调整，与施工实际情况进行拟合，尽可能降低施工误差产生的侵限情况。调线调坡过程中，不仅需要对线路平纵断面进行调整，还需土建、轨道、接触网、供电、通信、信号、给排水、疏散平台等多个专业进行相应调整，方可达到调整目的。因此，调线调坡工作是一项综合性很强的工作，需要综合考虑对各专业的影响因素及调整范围等，权衡各专业利弊，进而达到保证限界要求。

3 调线设计

调线设计主要是根据实测数据报告，针对平面产生施工误差较大区段进行调整。一般调整方法有：改变曲线要素、旋转夹直线方位角、增减交点等，均是对线路平面要素进行微调，进而达到线路设计中线整体移动来拟合实际施工线路中线来满足限界要求。

3.1 改变曲线要素

改变曲线要素主要是改变曲线半径取值、曲线缓和曲线长度、交点位置。例如：某工程在JDx右转曲线上整体超限，左偏或右偏（左转曲线反之）。左偏时采用缩小曲线半径来拟合实测施工中线，右偏则采用加大曲线半径来处理。但是，实际施工线路中线不可能完全规则的产生误差，因此需要在满足设计规范、相关标准的前提下，采用修改缓和曲线取值来改变该段曲线内圆曲线的平面移动，或者调整该曲线交点位置，使曲线整体或局部進行平面平移。在实际工程应用时，依据实际施工误差情况选用一种或几种相结合的方式来改变曲线的位置和形态。

3.2 改变夹直线方位角

改变夹直线方位角主要是依据测量数据所呈现的误差现状及实际发展趋势，对区段内线路直线段进行方位角旋转。在直线段，施工线路中线与设计中线形成夹角时，对该直线区段进行平面旋转，以拟合施工线路中线。直线段的旋转造成两侧曲线交点位置的变化，所以旋转直线时应核实前后曲线在直线旋转后是否满足限界值，以及旋转后夹直线长度是否满足规范要求。一般来说，旋转直线段时需要对前后曲线要素进行相应微调，有时还需增设交点、曲线等措施。

3.3 增减交点

增减交点主要是长大直线段局部产生误差时使用，主要在产生误差区段增加直线、交点来拟合实际施工线路中线。增设交点处曲线半径取值均较大，要注意增设曲线后与前后曲线夹直线取值及相衔接曲线处线路设计中线变化情况。

调线设计时，并不是一种方法能够完全解决施工误差超限问题，而需几种方法的配合使用，这就要求线路调线调坡设计人员对平面线型、各平面要素深入熟悉，微调多要素来达到预期效果。但是，受地铁设计速度、转弯半径、既有建构筑物等方面影响，线路平面的调整有很大的局限性，因此在线路平面调线时，还需各专业的互相配合，主要包括土建、轨道、接触网、供电、通信、信号、给排水、疏散平台等多个专业，从而保证限界专业的行车安全要求。

4 调坡设计

调坡设计主要是根据实测数据，针对纵断面产生施工误差较大区段进行调整。一般调整方法有：修正竖曲线半径、改变竖曲线交点位置、改变坡度、改变坡长等，均是对线路纵断面要素进行微调，进而达到线路设计轨顶标高线整体移动来拟合实际施工线路轨顶标高线以满足限界要求。

4.1 修正竖曲线半径

修正竖曲线半径是在施工误差产生在竖曲线或邻近竖曲线区段时使用。一般在设计中采用竖曲线半径为车站端部R=3000、区间内R=5000，依据地铁设计规范中竖曲线最小值车站端部R=2000、区间内R=3000（困难地段）可适当调整，促使竖曲线整体标高线上下移动来拟合实际施工标高，调整过程中应注意竖曲线影响范围，有效站台、配线区应避免曲线的进入。

4.2 改变竖曲线交点位置

改变竖曲线交点位置主要是对施工误差产生在整体坡段时使用。施工过程中产生误差后，施工单位一般都会根据实际施工情况进行纠偏，这就很容易使坡段前段误差较大、区段后段符合误差标准的情况发生。依据实测数据，对临近产生误差较大区段的竖曲线交点位置进行微调，或抬高或降低，促使整个坡段单面抬起来拟合实际施工的轨顶标高线。坡段的抬高或降低，相应造成竖曲线交点的移动。另外，也有整体坡段实际施工轨顶标高线上抬或下降，这时需要将坡段两侧的竖曲线交点一并移动来拟合实际施工的轨顶标高线。

改变坡长、坡度均为配合竖曲线交点位置移动来使用。交点位置的变化必然带来坡长、坡度的调整。坡长、坡度的取值可依据地铁设计规范要求及实际施工情况来加以确定。需要注意竖曲线间夹直线长度，以及区间排水泵站、区间风井等附属设施的设置位置。

调坡设计与调线设计相同，都是多种调整方法结合来解决施工误差超限问题。但是，受地铁设计速度、曲线偏移量、曲线超高、既有建构筑物等方面影响，线路纵断面的调整有很大的局限性，因此在线路平面调坡时，还需各专业的互相配合，主要包括土建、轨道、接触网、供电、通信、信号、给排水、疏散平台等多个专业，从而保证限界专业的行车安全要求。

5 调线调坡启示

5.1 线路平、纵断面设计过程中，设计值取值尽可能选取略大于规范下限值，预留平面调节能力。其中包括平面曲线半径、缓和曲线长度、夹直线长度等；纵断面纵坡坡度、坡长、竖曲线半径等。

5.2 线路平面设计过程中，盾构区间端部临近车站，尽可能加大曲线半径，避免盾构施工时始发、接收产生较大的施工误差。

5.3 车站两端采用动力坡临近站台时，需切实做好竖曲线设置的设计交底工作。

5.4 调线调坡工作责任重大，涉及建成后行车安全问题。调线调坡工程全流程文件需归档封存，包括测量数据、会议记录、各专业联系单等。

结束语

调线调坡设计不是万能的，国内外均有不可调整而造成土建损失的实例。所以，建议城市轨道交通建设过程中加强地质勘查、制定科学的施工标准、加强施工质量管理、建立有效的反馈机制等，从根源尽可能规避施工误差的产生。

参考文献

[1]GB50157-2013，地铁设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2]陈菊，城市轨道交通线路设计中的调线调坡技术研究[J]铁道标准设计，2014，58（3）.

[3]郭俊义，调线调坡设计以及对线路设计的启示[J].都市快轨交通，2011，24（5）：31-33.