太焦高铁长治南站周边路网竖向设计研究

高力侠，王崇伟，段 妍

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津市 300074）

0 引言

随着我国高速铁路的快速发展，越来越多的中小城市也都有了高铁车站，受城市建设用地的限制，高铁车站的选址越来越偏向于城市的边缘地带。尤其处于山区地带的城市，其边缘地带多为丘陵、山坡，沟壑纵横、地形高差大。相比于平原地区的高铁站及其周边路网的建设，做好山区高铁站与周边路网的竖向衔接及交通组织，对设计人员提出了更高的要求。

本文以太焦高铁长治南站为例，提出山区高铁站周边路网竖向设计技术路线及设计思路，为类似设计提供参考。

1 工程概况

太焦高铁是中国高速铁路网“八纵八横”主通道中“呼南高铁”的重要组成部分，全长358.761 km，起自山西省太原市，南至河南省焦作市，线路途经太原市、晋中市、长治市、晋城市、焦作市，是山西和河南两省沿线各地市通往长三角经济带及东南沿海的最便捷通道，全线设13 座车站[1]。

太焦高铁在长治境内共设置4 座车站，分别为武乡西站，襄垣东站、长治东站、长治南站（原名长治县站）。其中，长治南站位于长治市上党区五龙山脚下，周围沟壑纵横，区域地形复杂，高差较大，坡度较大。长治南站周边现状道路较少，无直接通往高铁站的现状道路。距离高铁站房约2 km 位置有建成的英雄南路（主干路）和学府街（主干路）。

2 场地现状地形

长治南站周边场地东高西低、南高北低，最大高程约1019 m，最小高程约948 m，高差约71 m（见图1）。

图1 场地现状地形

3 高铁站周边规划概况

高铁站周边路网规划布局为方格网形式，是以英雄南路、学府街为骨架衍生出的方格路网，形成“两横三纵”骨架路网结构（见图2）。

（1）两横：站前大街、学府街。

（2）三纵：英雄南路、纬一路和纬二路。路网主要通过英雄南路、纬一路、纬二路向北与长治市区连接，向南与上党城区相连。

周边规划用地以居住、商业、科研及绿地为主（见图2）。

图2 高铁站周边路网规划图

规划主要客流进出站流线为：通过站前大街→迎宾路→文明街→进站通道→停车楼落客→出站通道→正平街，人员客流通过停车楼电梯到达高铁站房，单独设置消防通道到达停车楼顶面，即高铁站房室外，标高为1007 m（见图3）。

图3 进出站流线图

4 路网竖向设计思路

4.1 设计原则

（1）控制高程及纵坡的确定应综合考虑地块出入口、汽车行驶舒适性、道路排水要求等因素。

（2）满足城市防洪要求。

（3）减少场地土方的填挖方量，通过场地竖向设计，尽量降低纵坡，提高行车的舒适性及安全性。

（4）满足管线敷设的要求。

4.2 设计思路

路网的竖向设计高程应首先以现状地形为基础，根据规划路网及影响路网设计的控制因素，初步拟定路网交叉口控制高程；然后复核道路纵坡、排水流向、管线覆土、填挖平衡，根据复核结果不断调整优化路网竖向设计高程；最终实现路网竖向设计高程的合理可行。路网竖向设计流程如图4 所示。

图4 路网竖向设计流程图

由于长治南站选址位于山坡上，故在进行高铁站周边路网设计时还应考虑进出站客流的交通组织与路网竖向设计的交互反馈调整，实现路网竖向设计及交通组织的同步优化，保证进出站客流能够快速、安全、多路径实现交通转换。

5 竖向设计

5.1 场地标高分析

场地自西向东现状高程与规划路网、高铁站房的高差关系如图5 所示。

图5 高差关系图（单位：m）

从图5 可以看出，该场地高程变化划分为3 个部分：高铁站房与纬二路之间区域标高为978～1007 m，高差较大，约29 m，横向直线距离约260 m，平均坡度约11%；从纬二路至迎宾路场地现状高程为965～978 m，横向直线距离约550 m，平均纵坡约2.4%；从迎宾路至英雄南路场地现状高程为953～965 m，横向直线距离约1300 m，平均纵坡约1%。故如何做好高铁站至纬二路区域内的竖向设计,保证高铁站房与路网高效安全衔接是本次研究的重点内容。

5.2 场地竖向设计控制因素

场地内交叉口控制高程的确定除了依据场地现状高程外，主要包含以下控制因素（见图6）：

图6 路网竖向主要控制因素

（1）高铁站房室外地坪高程为1007 m；

（2）高铁站房南侧铁路停车场设计地坪高程为1006.3 m；

（3）高铁站房北侧设备用房室外设计地坪高程分别为1001.4 m 和997.3 m；

（4）停车楼B1 层设计高程为1000 m，B2 层设计高程为996 m；

（5）站前广场控制高程为985 m；

（6）与该工程相接的现状道路高程；

（7）排水箱涵覆土要求。

5.3 路网纵坡技术标准的确定

根据《城市道路路线设计规范》（CJJ 193—2012），城市道路机动车道最小纵坡不应小于0.3%，最大纵坡应满足表1 要求，并应满足积雪或冰冻地区的快速路最大纵坡要求（不应大于3.5%），其他等级道路最大纵坡不应大于6.0%。非机动车道最大纵坡不宜大于2.5%；困难时不应大于3.5%，并应限制坡长。

表1 机动车道最大纵坡

结合规范要求及高铁站周边路网的实际情况，确定高铁站周边路网纵断技术标准。

（1）纬二路至英雄南路之间均为城市道路，考虑非机动车道的纵坡要求，一般路段纵坡按照不大于2.5%控制，局部地形变化大时按照不大于3.5%控制，坡长均须满足规范要求。

（2）交叉口纵坡一般情况按照不大于2.5%控制，局部地形变化大时按照不大于3%控制。

（3）纬二路与高铁站之间的进出站通道仅有机动车通行，为保证进出站客流能够安全快速通行，道路纵坡按照不大于4%控制。

（4）纬二路与高铁站之间的消防通道，按照积雪冰冻地区纵坡不大于6%控制。

根据以上技术标准，对结合现状和控制因素初拟的路网竖向高程进行复核。纬二路与文明街交叉口处现状地面高程为976 m，而高铁站房室外地坪高程为1007 m，进站通道和消防通道按照上述技术标准考虑。纬二路与文明街交叉口处设计高程约为993 m，相较于现状地面增高约17 m。若进站通道按照高架桥考虑，根据《城市道路路线设计规范》（CJJ 193—2012），按照桥梁最大纵坡不大于4%、引道纵坡不大于5%控制，实现落地需要约1100 m 距离，无法在迎宾路之前完成落地，且景观效果不好，周边地块交通组织复杂。综合考虑路网结构、交通组织、站房前停车楼内布置、现状地形标高以及道路纵坡控制等多方面因素，并进行交互反馈设计比较，将进站通道及消防通道的起点位置调整至学府街与纬二路交叉口，并增加一条广场路自纬二路与文明街交叉口进入高铁站站前广场（标高985 m），作为即停即离的落客通道，如图7 所示。

图7 路网竖向主要控制因素

路网调整后，进出站通道路段最大纵坡为4%，送站车辆通过进站通道进入停车楼B1 层（标高1000 m），停车楼B1 层设有13 m 宽的市政道路，市政道路横穿停车楼B1 层。进站通道一部分是服务于公共交通车辆和B2 层（标高996 m）进出车辆，另一部分服务于出租车和社会接送站车辆。人员流线通过各部分的自动扶梯上至站前广场，与机动车实现完全分流，互不干扰。图8 为交通流线图。

图8 交通流线图

消防通道路段最大纵坡为5%，消防通道兼做高铁站内部的员工通道。

5.4 排水流向及管线覆土要求

高铁片区内雨水的排出通过修建排水箱涵解决。排水箱涵以高铁沿线6 处排洪涵洞为起点，山洪水通过箱涵汇集至纬二路后，自东向西穿越高铁新城片区，经站前大街至规划经一路与英雄南路交叉口，出片区后向西排至现状调蓄湖，出湖后穿越现状铁路，经泵站提升后排至黎水河。高铁片区的污水通过各条路收集后经站前大街及学府街接入英雄南路现状污水管线，向北最终进入长治县第二污水处理厂。

片区内排水主流向为自东向西，与现状地势东高西低相适应，考虑管线接入排水箱涵最小覆土要求为2 m，其他排水管线最小覆土为1.5 m。

在进行路网竖向设计时，再结合具体道路的排水流向和竖向设计高程进行交互反馈设计，使路网竖向设计更加合理可行。

5.5 场地土方计算

为保证竖向设计的经济合理性，对整个场地进行土方计算，最大限度降低场地填挖方量，尽量做到填挖平衡。场地土方计算应包含地块土方、道路土方、建筑物土方等。

地块土方计算可采用鸿业或者有正等道路软件进行计算，一般采用方格网法计算。方格网的划分可根据地块内现状地形的高差选取不同的间距。

根据前面做的场地现状标高分析以及拟定的路网竖向设计标高，地块土方计算时分为3 个大的分区单元，18 个小的计算单元（见图9）。迎宾路以西（即编号①～⑨地块）地势较平坦，网格划分可选取较大的间距，在土方计算时尽量在该分区单元内达到土方平衡，减少填挖方量。迎宾路以东的两个分区单元，由于该区域地形变化较大，沟壑纵横，应结合现状地形及拟定的路网竖向设计高程进行网格划分。17 号计算单元为停车楼和站前广场，应结合停车楼结构及站前广场的标高进行填挖方计算，16 号及18号计算单元的土方应结合绿化景观方案的地形进行土方计算。

图9 土方计算单元划分图

在进行场地土方计算与路网竖向设计标高交互反馈的设计过程中，通过不断调整竖向设计标高，使地块填挖方量尽量小。调整路网竖向设计标高时，还应兼顾前面的纵坡要求及管线要求等，最终实现路网竖向设计高程的经济、安全、合理。

6 结语

山区高铁站周边路网竖向设计应综合考虑现状地形、高铁站选址、高铁站与路网的衔接，以及交通组织、排水流向、管线覆土要求、土方平衡等各个方面，采取交互反馈设计的形式，最终实现路网竖向设计高程的经济、安全、合理，同时保证进出站客流能够快速、安全、多路径实现交通转换。