苟 波

(中铁二院工程集团有限责任公司 成都 610031)

简析城市轨道交通线路精细化设计

苟 波

(中铁二院工程集团有限责任公司 成都 610031)

提出轨道交通线路设计在初步设计阶段应重视精细化的设计，并列举出平面大偏角地段、过渡地段、高架车站端部、控制性地段等位置的线路平纵断面精细化设计案例，从土建实施与风险、规模与投资、体量与景观、线形与运营等方面，指出各段在线路设计中易被忽视的问题，并提出相应的优化建议，有效地避免后期线路的频繁调整，方便建筑、结构等土建专业的设计，为施工提供良好条件，达到节省工程投资和避免给将来的运营带来不利影响的目的。

轨道交通;线路专业;精细化设计

1 概述

线路设计作为城市轨道交通设计中的重要前期专业，其好坏对其他专业的设计、后期的施工、运营以及投资等都存在较大的影响［1］。在工程可行性研究设计阶段，其主要解决线路走向、敷设方式、车站设置等大的线站位方案，以及车辆基地、主变电所、控制中心等用地选址及规模问题，从而达到投资控制的目的。该阶段对相关基础资料的掌握还不够全面，深度和细致程度不足，相关专业的涉入深度不够，还达不到线路精细化设计要求。

当进入初步设计阶段后，随着沿线规划条件的确定，地质、管线、控制性建(构)筑物等基础资料的完善，设计的不断深入，具备了线路精细化设计的条件。

线路设计人员应在该阶段充分消化基础资料，与相关专业紧密配合，尽量将线路设计做到精细化，减少后期线路的频繁调整，方便其他专业的设计，为后期施工提供良好条件，节省工程投资和避免给将来的运营带来不利影响［2］。

2 精细化设计案例分析

根据以上背景分析，以下列举部分关于线路精细化设计案例，并指出其中一些容易被忽视的常见问题和建议。

2.1 大偏角曲线地下段

城市轨道交通地下区间采用盾构或矿山法施工的居多，线路线间距均按满足隧道之间一倍洞径的距离要求设置，一般线间距设计为12 m［3］。因线路穿行于城市建成区，设计中常常遇到大偏角曲线，其一般具有曲线长度较长的特点，通常曲线部分需要设置区间联络通道。

假设左右线偏角为 α =84°44'15.1″，曲线两端直线段的间距均采用D=12 m，左右线采用相同的圆曲线、缓和曲线配置，则两线曲线中部间的距离将达到L=16.239 m(见图 1)。其关系为 L=D/cos(α/2)，偏角α越大，L值越大，甚至可达20 m以上。如有联络通道设置于该曲线上，则随着联络通道长度的增加，工程投资和风险也会增加。

图1 大偏角曲线平面

故当遇到大转角小半径或长大曲线时，需要控制左右线间距增大过多，一般可采用近似同心圆设计手法，即R外≈R内+D。也可采用适当加大外侧曲线半径的方案，此种方法也适用于变更线间距地段，通过对半径的选择来调节线间距变化速度。半径取值宜按设计规范要求，对R≤400 m半径，宜取10 m的倍数，使曲线段的线间距接近直线线间距，同时也可缩短外侧线路的长度［4］。

2.2 过渡段线路设计

对地下至高架过渡段的线路设计，在工程条件允许的情况下，应结合过渡段前后的施工工法变化，采用平、纵断面设计统一协调考虑，尽量将工程做到最经济。

简单来看，地下至高架过渡段的线路设计是随着平面线间距减小，纵断面结构覆土也随之减少，施工工法是由盾构或矿山变为明挖的过程。线路设计中应使平面线间距变化为9 m左右的位置，结构覆土达到5～6 m，具备盾构或矿山竖井的设置要求，使明挖段的基坑宽度和深度最节省。另外，对于过渡段处的纵断面坡度一般采用足坡，且起坡点的位置在有条件情况下尽量设置于盾构或矿山法与明挖法分界附近，使线路过渡段和足坡段的长度最短，相应的U型槽明挖长度也会缩短(见图2)。

图2 过渡段线路平面和纵断面设计

2.3 高架站端部平面线路设计

高架线路平面设计中除了区间左右线曲线段尽量按同心圆进行配置外，岛式车站端部的平面线路设计也是一个重点［5］。

高架线对沿线城市景观存在影响，为尽量减小站端区间高架桥梁的体量，在岛式站台端部的线路设计中，会尽快将线间距收至区间直线地段最小线间距［6］。但在设计中应注意，在有条件的情况下应尽量做到完全对称，同时，全线的高架车站有条件下应做到一致，从而减少梁跨类型，方便桥梁设计(见图3)。

图3 完全对称岛式高架站端部线路平面

当车站端部受控，左右线无法同时收线时，应根据线路走向，采取单线收线间距的形式(见图4)。

图4 岛式高架站端部线路平面

2.4 特殊地段线路纵断面设计

在地下段的线路纵断面线路设计中，应考虑尽量按节能坡设计［3］，最低点位置的泵房尽量与区间联络通道或风井合建，线路根据地质水文条件选择合理埋深等［7］。此外，穿越控制点且线型紧张地段，以及左右线平面小线间距并行段的纵断面设计也需要特别注意［8］。

对于穿越控制点且坡段紧张、坡度代数差大的地段，应当考虑竖曲线外移值之影响。当左右线交叉，或本线与外线交叉时，应验算最不利点之控制高程或高差。当平面交角很小时，应当验算两结构物外缘交叉点之控制高程或高差;当交叉线坡度大时，也应当验算两结构物外缘交叉点之控制高程或高差，而不能仅以中心点验算。

另外，对于穿越控制点且线型紧张地段，当控制点一侧的线路条件紧张受控时，应将该侧坡度的下一个变坡点拉至控制点的另一侧，可减低受控一侧的坡度值(见图5)，从而优化纵断面线型条件［9］。

图5 控制点段纵断面设计

对于左右线平面小线间距并行段，一般为高架、路基或单洞双线的地下段，在纵断面设计中，要特别注意同断面位置上左右线轨面等高［10］。纵断面采用较大坡度值时，当遇到左右线同里程而不在同一横断面位置上，应以其中一条线的变坡点位置作为基准，合理选取另一条线的变坡点设置位置，确保左右线在同一断面上，不会出现较大的轨面高差，减少和避免给后续的设计、施工带来难度。

2.5 配线设计

在配线设计中，缩短渡线是比较常见的一种减短明挖长度，也是节省工程投资的方式;而两线之间的联络线设计，常常是作为远期线路的预留工程，故在长度的控制方面，往往容易被忽略。设计中应根据工程实施条件，在保证联络线合理线型条件的前提下，尽量减短联络线的长度。

对于设置有停车线并全部采用明挖施工的地下车站，纵断面设计中车站部分如采用2‰的单面坡。由于车站长度较长，特别是停车场范围地形比站台范围地形高，其最低点处的基坑深度增加较大，故可结合实际地形、管线等情况，在停车线靠近站台端增加一处变坡点，将停车线与站台设成“人”字坡。对于单停车线，有条件设安全线，可将坡度调整为－2‰的面向车站的单面下坡［3］，从而减小配线区开挖的基坑深度。

3 结语

以上论述了线路精细化设计中一些容易被忽视的常见问题。认真落实沿线的基础资料，与相关专业精密配合，加强沟通，也是线路设计中重要的一环。线路精细化设计应从方便设计、改善施工、节省投资、优化运营等方面入手，除了依赖于设计人员自身的经验和沟通协调能力外，更加取决于其责任心。故线路设计人员应在设计完成后，不仅需要评价自己设计的线路是否能满足施工和运营要求，更应该思考是否已经将线路设计做到了最好、最优。

［1］李照星，卢耀荣.城轨交通线路平面设计建议［J］.现代城市轨道交通，2008(5):45-46.

［2］中国住房和城乡建设部，国家质量监督检验检疫总局.GB 50490—2009城市轨道交通技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2009.

［3］北京城建设计研究总院.GB 50157—2003地铁设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2003.

［4］欧阳全裕.地铁线路平面曲线设计相关参数的确定［J］.铁路标准设计，2003(7):5-6.

［5］李兴旺.某高架地铁车站建筑与景观设计实例［J］.广东土木与建筑，2004(6):23-24.

［6］中华人民共和国住房和城乡建设部.建标104—2008城市轨道交通工程项目建设标准［S］.北京:中国计划出版社，2008.

［7］施仲衡.地下铁道设计与施工［M］.西安:陕西科学技术出版社，2002.

［8］张杰，路宗存.南京地铁1号线的线路设计分析［J］.都市快轨交通，2006，19(3):53-56.

［9］薄海龙，李旭辉，张辰.基于节能运营的城轨交通纵断面优化设计［J］.铁路工程造价管理，2011，26(5):22-26.

［10］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.

Precise Design of Rail Transit Line

Gou Bo
(China Railway Eryuan Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu 610031)

Abstract:It is put forward that precise design should be paid attention to in the preliminary design stage of rail transit design.Cases of precise design on plane and vertical sections on the spot of plane angle section，transition section，elevated station end，controlling lots of location of the line profile were illustrated.Problems easily neglected in line design are pointed out in the view of the civil implementation and risk，the investment scale，space and landscape，alignment and operation，etc.The corresponding optimization suggestions were put forward，which could help to avoid frequent adjustments in later line design，bring conveniences for construction，structure design in civil engineering，provide favorable conditions for the construction，save investment of engineering and avoid adverse impact on future operation.

Key words:rail transit;rail line engineering;precise design

U231+.1

A

1672-6073(2014)01-0013-03

10.3969/j.issn.1672-6073.2014.01.004

收稿日期:2013-06-28

2013-12-30

作者简介:苟波，男，学士学位，工程师，从事城市轨道交通线路设计工作，28477677@qq.com.

(编辑:冯 超)