1、2001年12月第4期(總72鐵道工程學(xué)報JO U RN A L O F RA IL WA Y EN GIN EERIN G SOCIET YDecember2001N o.4(D ec.72文章編號:1006-2106(200104-0044-03地鐵線路設(shè)計經(jīng)驗涉及問題的探討張佩竹X(鐵道部第三勘測設(shè)計院地鐵設(shè)計分院,天津300142提要:本文簡述了地鐵線站設(shè)計中應(yīng)重視的幾個方面及部分基本經(jīng)驗,就地鐵項目設(shè)計中涉及的一些問題進(jìn)行探討并提出建議。關(guān)鍵詞:地鐵線路;經(jīng)驗;問題探討中圖分類號:U239文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A通過對國內(nèi)外發(fā)展城市軌道交通經(jīng)驗教訓(xùn)的總結(jié)及近年來的摸索,已經(jīng)越來越清楚地認(rèn)識到發(fā)

2、展城市軌道交通是解決城市大強度交通需求的根本途徑。在我國,越來越多的城市中地鐵、輕軌等快速軌道交通系統(tǒng)的修建已經(jīng)進(jìn)入了實施階段,還有許多城市也在積極行動進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計。可以預(yù)見,在我國城市軌道交通項目已正在形成一個龐大的設(shè)計、施工和運營領(lǐng)域。隨著國家經(jīng)濟力量不斷增強,今后的軌道交通工程項目還會很多,憶昔思今、展望未來,應(yīng)該及時進(jìn)行全面系統(tǒng)的總結(jié),以集前之鑒、集人之鑒、集己之鑒,定有助于獲取正確認(rèn)識、有助于推動技術(shù)進(jìn)步。1地鐵線路設(shè)計中應(yīng)重視的幾個方面在地鐵、輕軌項目中,選線設(shè)計是工程設(shè)計中的龍頭,可以說它是整個項目的靈魂,它的好壞直接控制著其他各項工程的設(shè)計和投資,平、縱斷面設(shè)計亦是最為關(guān)鍵和重

3、要的,從一定意義上講,它體現(xiàn)了整個項目的總體布局,決定了項目建成后的面貌和效能。地鐵、輕軌項目設(shè)計與其他工程設(shè)計有很多不同之處,在此提出地鐵線路設(shè)計中應(yīng)重視的幾個方面,以期起到拋磚引玉的效果。1.1廣泛搜集、深入分析理解各項調(diào)查資料城市地鐵項目的規(guī)劃、設(shè)計幾乎很難一次完成,由于城市的各區(qū)規(guī)劃、自然地形、地物、地質(zhì)條件的不同以及沿線的社會經(jīng)濟、交通條件的多樣化使得項目的線路走向、車站位置設(shè)置復(fù)雜化,因此在可研階段前即應(yīng)對全部控制條件和影響因素進(jìn)行廣泛搜集歸納,深入分析理解各項調(diào)查資料,并進(jìn)行必要的發(fā)展預(yù)測及綜合評價。這一點,深圳地鐵項目中即做得比較完善,通過搜集各方資料、及時歸納保存,必要時可及

4、時取出并準(zhǔn)確應(yīng)用。在開展各階段的設(shè)計中往往要相隔一段時間,因此在進(jìn)行每一設(shè)計階段工作前均應(yīng)對沿線地區(qū)的路網(wǎng)規(guī)劃及現(xiàn)狀、近期修建的建筑物及各類管線等進(jìn)一步實地補充調(diào)查落實,這也是優(yōu)化全線線形的基礎(chǔ),筆者認(rèn)為應(yīng)作為地鐵項目各設(shè)計階段開展前的主要工作任務(wù)。1.2從規(guī)劃階段就應(yīng)做好線形及站位設(shè)計從鐵路工程的勘測設(shè)計實踐經(jīng)驗來看,一般認(rèn)為可行性研究階段只需考慮路線重大方案的比選和論證,確定走廊帶即可,詳細(xì)的平縱斷面設(shè)計可以從初步設(shè)計開始。筆者與一些技術(shù)人員也曾經(jīng)認(rèn)為,在對地鐵項目進(jìn)行規(guī)劃、可行性研究階段進(jìn)行方案比選研究時,只需考慮平面指標(biāo)和主要障礙物、做做坡度檢算后,便可不必深入考慮,以為平面直線長、平

5、曲線半徑大、縱坡只要不超限即是好方案,具體的平縱組合設(shè)計可待到初步設(shè)計階段以后進(jìn)行和調(diào)整,通過深圳、上海等幾條地鐵、輕軌項目的實踐經(jīng)驗來看這種想法或做法本身就有待商討,特別是在當(dāng)前實行的設(shè)計投標(biāo)市場上更是會碰壁的。城市是人口居住集中、各類建筑物、管線密集的地方,地鐵的線形設(shè)計在預(yù)、可行性研究階段所需考慮問X收稿日期2001-10-24張佩竹工程師男1969年出生題的深度和廣度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比一般鐵路設(shè)計相應(yīng)階段要復(fù)雜得多。地鐵選線首先是行車路線的選定,可稱為經(jīng)濟選線,然后才是技術(shù)選線。首先應(yīng)與當(dāng)?shù)匾?guī)劃等部門共同確定行車路線的起訖點和經(jīng)過點,通過對客流的分析、結(jié)合城市規(guī)劃及街區(qū)的具體情況初步選擇一條路線,

6、此時即應(yīng)考慮車場設(shè)置、線路敷設(shè)方式、聯(lián)絡(luò)線、主要換乘節(jié)點及與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)等。盡可能搜集當(dāng)?shù)?/ 2000地形圖,然后按照初步確定的行車路線結(jié)合有關(guān)設(shè)計規(guī)范及平縱斷面設(shè)計要求,落實線路位置,先定點(車站、后定線,點線結(jié)合。站間距離應(yīng)考慮客流量的大小和與其他交通設(shè)施的換乘方式,市區(qū)內(nèi)宜為1km 為宜。在設(shè)置車站的同時,就應(yīng)考慮充分利用地下、地上空間,以實現(xiàn)資金籌措、綜合開發(fā)。車站位置基本確定后,要仔細(xì)研究線路的連接和線路在道路橫斷面上的位置,線路為了遷就站位而往往降低了標(biāo)準(zhǔn),這時就需要調(diào)整站位,以改善線形條件。筆者現(xiàn)在認(rèn)為,進(jìn)行地鐵項目的設(shè)計時,在可行性研究階段的方案比選論證開始即應(yīng)盡可能詳細(xì)地

7、進(jìn)行線形設(shè)計,應(yīng)在實地調(diào)查的基礎(chǔ)上,于1/2000的地形圖上做出方案,并盡可能精確地進(jìn)行線位調(diào)整及計算(如二線半徑的確定、緩和曲線及豎曲線的計算等等,在計算機普及的當(dāng)今,這項工作并不復(fù)雜。反復(fù)調(diào)整做到心中有數(shù),為日后設(shè)計留有余地及較強的靈活性,不至于處于被動。要敢于采用新技術(shù),摒棄陳舊的觀念,計算機的應(yīng)用(如AutoCAD軟件等可以使在繞避一些障礙物而進(jìn)行各類曲線設(shè)計計算時日趨成熟和簡便化,在采用一些先進(jìn)技術(shù)時(如個別地段線路的豎曲線與緩和曲線重疊時不僅不會對設(shè)計帶來大的麻煩,也不會對現(xiàn)代化的施工及維修產(chǎn)生大的影響。1.3加強現(xiàn)場調(diào)研,正確處理好線路與相關(guān)建筑物的關(guān)系地鐵項目的選線及線形設(shè)計,

8、其工作程序也和一般的鐵路等工程設(shè)計相類似,首先需要搜集城市大比例尺地形圖(最好是12000的地形圖,根據(jù)城市規(guī)劃部門的意見,確定線路起訖點和經(jīng)過的控制點,在做出各方案紙上定線后必須到現(xiàn)場調(diào)查核實,一方面對所設(shè)置的車站與城市其他交通設(shè)施的銜接及線路與市政地下設(shè)施的交叉干擾情況進(jìn)行調(diào)查,另一方面,搜集來的地形圖雖然在地形上比較準(zhǔn)確,但在地物上,由于成圖時間較早、城市建設(shè)日新月異的變化,圖上的地物難以及時地反映現(xiàn)狀,也必須要到現(xiàn)場調(diào)查核對。因此線路專業(yè)技術(shù)人員必須經(jīng)常性地到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查,要做到提到某一里程時,腦中就能反映出現(xiàn)場的地貌、地物情況,做到心中有數(shù)。在進(jìn)行線形設(shè)計時要重視處理與相關(guān)的道路以及

9、相鄰的大型建筑物的位置關(guān)系。因沒有重視或及時發(fā)現(xiàn)某些大型的已規(guī)劃并實施的構(gòu)造物而至其在施工變更后導(dǎo)致在后來的設(shè)計中不得不大范圍地變動線位方案的教訓(xùn)也是有先例的。如某項目中某大型建筑物已在進(jìn)行可行性研究線位上施工很長一段時間后才被發(fā)現(xiàn)與規(guī)劃不符,雖后來及時地通知了當(dāng)?shù)亍暗罔F辦”令其停止施工并調(diào)整設(shè)計,但也給設(shè)計工作造成了被動。長期監(jiān)測線位上的大型構(gòu)造物的動態(tài)并與之有機地配合,不僅有助于節(jié)省投資、縮短工期、避免返工,更能有效地發(fā)揮地鐵在建成后的效能、保證旅客乘車便捷以及路景美觀,提高地鐵的總體服務(wù)水平。1.4重視橫斷面設(shè)計要對地鐵線形設(shè)計的優(yōu)劣進(jìn)行評價,除了看其本身平、縱斷面是否平順合理外,還應(yīng)重

10、視它對城市街道、建筑等周圍環(huán)境、地形的適應(yīng)程度。筆者認(rèn)為,所謂設(shè)計能夠適應(yīng)地形地物應(yīng)指兩方面含義,一是指所做出的平縱斷面能夠與當(dāng)?shù)氐匦蜗噙m應(yīng),以達(dá)到減少工程量、節(jié)約投資;二是指橫斷面對地形進(jìn)行切割后能夠適應(yīng)地物(如街道各類管線、建筑物等。一般工程勘測設(shè)計中,在初測階段,是根據(jù)紙上定線的位置,利用地形圖點繪橫斷面進(jìn)行橫斷面選線籍以調(diào)整線位,只是在定測階段才實地測繪線路橫斷面,上述勘測深度不能適應(yīng)城市地鐵工程設(shè)計要求。城市中的地形、地物非常復(fù)雜而密集,橫斷面設(shè)計中任何細(xì)小的調(diào)整都可能會影響周圍的地物,以致引起周圍地物的拆遷及施工方法的變更,如果真的到了施工圖階段才精確地調(diào)整橫斷面設(shè)計肯定要影響平縱

11、斷面,將使各個專業(yè)設(shè)計均陷入被動局面。通過對天津、深圳等幾個地鐵項目的勘測設(shè)計實踐進(jìn)行總結(jié),筆者建議地鐵項目在初測時即應(yīng)將設(shè)計線位的交點、中線實地放出,以便于各專業(yè)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查并進(jìn)行控制性的橫斷面測量。1.5正確應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),不斷優(yōu)化線路平、縱斷面地鐵工程是造價比較高的工程項目,若要將這類大的基建工程的功能與造價之間的矛盾較好地做到統(tǒng)一協(xié)調(diào),其關(guān)鍵在于正確應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。平、縱斷面設(shè)計的優(yōu)劣與否對其他各專業(yè)的設(shè)計起著決定性的影響作用,因此,必須在熟悉掌握各方面的規(guī)范、細(xì)則的同時,以負(fù)責(zé)的態(tài)度認(rèn)真對待平、縱斷面設(shè)計,拋棄那種“不違規(guī)、不超限即可”的觀念,要反復(fù)比較、認(rèn)真優(yōu)化。人們對客觀事物的認(rèn)識需

12、要一個過程,線路方案同樣需要有一個優(yōu)化過程,不可能一次定型。作為線路專業(yè)工程師不能怕麻煩、怕返工,所研究的范圍要廣,不要45第4期張佩竹:地鐵線路設(shè)計經(jīng)驗涉及問題的探討遺漏任何有價值的比較方案,在不斷淘汰不合理、不理想方案的基礎(chǔ)上認(rèn)真優(yōu)化推薦方案。地鐵工程的建設(shè)往往要求當(dāng)?shù)卣把鼐€各單位提供大量的人力、物力支持,地方政府也會從自身的經(jīng)濟發(fā)展以及地鐵建成后的受惠區(qū)域等進(jìn)行多方面的考慮,因而會對地鐵線位非常關(guān)注,甚至提出很多要求。這時,線路工程師應(yīng)該認(rèn)真地聽取地方政府及各部門的意見,充分考慮到社會經(jīng)濟效益、投資渠道、工程經(jīng)濟等各方面因素,反復(fù)研究做出合理的規(guī)劃或設(shè)計,并一定要及時地與各部門進(jìn)行溝

13、通,以免日后鑒定時被動。在聽取采納地方意見的同時,筆者認(rèn)為也應(yīng)防止另外一種錯誤傾向,即不少技術(shù)人員總是希望上級領(lǐng)導(dǎo)或甲方將控制地段定得越細(xì)越死越好,以期減少方案的比選工作量,也便于使自己的文件能順利地通過審查。筆者認(rèn)為,這種做法在短期可能會節(jié)省工作量,加快設(shè)計速度,但由于方案本身沒有進(jìn)行過比較優(yōu)化,是未經(jīng)反復(fù)踏勘及勘測過的,理論上不容易站得住,往往會由于各種原因在日后的設(shè)計中輕易地被改動甚至推翻,以致造成了設(shè)計階段上的反復(fù),延誤了設(shè)計時機,浪費了人力物力。這方面是有深刻教訓(xùn)的,因此,在方案研究中不能遺漏有價值的比較方案。2存在的問題與建議近年來,在上海、深圳、天津地鐵等幾個項目勘測設(shè)計中發(fā)現(xiàn)了

14、一些問題,希望能得以重視解決。2.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的正確應(yīng)用雖然我國在1993年1月1日首次編制實施了地鐵工程設(shè)計國家標(biāo)準(zhǔn)地下鐵道設(shè)計規(guī)范(GB50517-92,但對于很多限于國內(nèi)沒有實踐經(jīng)驗或尚不夠成熟的諸多內(nèi)容,如架空接觸網(wǎng)受電方式的各種限界規(guī)定、綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)要求等等,該規(guī)范尚無規(guī)定或僅有原則性規(guī)定。為此,希望國家各有關(guān)部門盡快協(xié)商研討,及早制訂各項嚴(yán)格細(xì)致的規(guī)范內(nèi)容,以便各設(shè)計單位有的放矢,避免設(shè)計上的盲目、片面。2.2重視軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃地鐵線位的大致走向應(yīng)符合該城市的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃要求。目前我國很多正在實施或籌建輕軌的城市中,線網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容及深度均不夠,控制性不強,不利于近期實施方

15、案的開展。從國外的實踐經(jīng)驗來看,一套良好而相對穩(wěn)定的線網(wǎng)規(guī)劃有利于軌道交通有序建設(shè)、持續(xù)發(fā)展,對規(guī)劃的走廊用地便于進(jìn)行有效控制,能夠確保與道路網(wǎng)絡(luò)、常規(guī)公交網(wǎng)絡(luò)相銜接。為此,建議正在實施或籌建輕軌的城市決策層能夠重視并盡早結(jié)合當(dāng)?shù)爻鞘锌傮w規(guī)劃完成一套系統(tǒng)、全面的線網(wǎng)詳細(xì)規(guī)劃,并得到有關(guān)權(quán)威部門的確認(rèn),以便土地規(guī)劃、設(shè)計等部門能夠具體操作執(zhí)行。2.3正確處理工序與超前關(guān)系近年來,隨著勘測設(shè)計市場環(huán)境與建設(shè)條件的要求,不得不打破以往傳統(tǒng)的正常工序,超常規(guī)進(jìn)行勘測、設(shè)計,往往是上一道工序未完,下一道工序就已提前進(jìn)行,甚至還要超越工序做。不超前,滿足不了甲方、業(yè)主的需要,超前就得冒返工重做的危險,這是

16、當(dāng)前勘設(shè)市場經(jīng)濟中面臨的一大難題。筆者認(rèn)為,超前有兩種含義:一是工序超前,預(yù)可研未批就已做出工可研,工可研未批時即已開展初步設(shè)計,甚至是施工圖階段的設(shè)計;二是工作深度超前,即預(yù)可研階段做到了工可研的深度,而工可研的部分內(nèi)容做到了初步設(shè)計甚至是施工圖設(shè)計階段的深度。實踐又證明,在當(dāng)前市場經(jīng)濟、建設(shè)環(huán)境下,適當(dāng)超前是必要的,可為日后的勘測設(shè)計中贏得主動權(quán),但是工序與超前的關(guān)系處理不當(dāng),超前工作的內(nèi)容過重,反而拖長了勘測、設(shè)計工期,造成了被動。希望上層領(lǐng)導(dǎo)能夠重視并適時地調(diào)整超前工作的內(nèi)容與深度。2.4應(yīng)堅持高層次的審查、提高已批文件的權(quán)威性勘測設(shè)計任務(wù)有階段性,評估、審查內(nèi)容亦要相應(yīng)其階段,不宜過

17、于超越或滯后。設(shè)計文件的評估或?qū)彶槭菢O為嚴(yán)肅而重要的,作為技術(shù)人員痛徹地感到,決策的失誤是最大的失誤,無謂返工造成極大浪費。要避免決策失誤,就應(yīng)堅持決策過程民主化、科學(xué)化,還應(yīng)堅持高層次審查、評估,防止會議人員過多、層次不高、時間短、論證不深,匆忙拍板定案,過后又輕易翻案(如可研經(jīng)過多層審查評估后,還在大范圍的變動線路方案等,無謂返工,人員浪費,延誤了其它項目勘設(shè)時機。今后應(yīng)做一段、過一關(guān),集中共識、順序前進(jìn),盡力避免反反復(fù)復(fù)而拖長工期。3結(jié)束語以上是筆者在通過參加地鐵項目設(shè)計過程中的部分經(jīng)驗及體會,不妥之處,歡迎各位同行給予指正。城市快速軌道交通工程設(shè)計在我國畢竟是一門新技術(shù)學(xué)科,目前國內(nèi)雖

18、有部分規(guī)范,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有完善,設(shè)計內(nèi)容及文件編制在一定程度上尚處于邊摸索邊完善之中,各項目之間也千差萬別,需要不斷地總結(jié)提煉,使設(shè)計水平上升到新的高度,也為今后完善地下鐵道的設(shè)計方法積累經(jīng)驗。(下轉(zhuǎn)第43頁46鐵道工程學(xué)報2001年12月參考文獻(xiàn)1鄭啟浦.如何評價新建鐵路工程對生態(tài)環(huán)境的影響J.鐵道工程學(xué)報,1999,(3:140147.2鄭啟浦.初步設(shè)計文件環(huán)保篇章的幾個問題J.鐵道工程學(xué)報,1992,(2:8893.3鄭啟浦.京九鐵路沿線生態(tài)環(huán)境分析及治理措施J.鐵道工程學(xué)報,1994,(1:105114.4鄭啟浦.鐵路工程環(huán)境影響評價的若干問題J.環(huán)境保護,1992,(10:3234.5張

19、洪江.通用土壤流失方程式綜述J .北京林業(yè)學(xué)院學(xué)報,1985,(3:7387.6賈志軍,王小平,李俊義,等.晉西黃土高原降雨侵蝕力研究J.中國水土保持,1991,(1:4346.1991,(2:1922.7黃炎和,盧程隆,鄭添發(fā),等.閩東南降雨侵蝕力指標(biāo)R 值的研究J.水土保持學(xué)報,1992,6(4:15.8楊子生.滇東北山區(qū)坡耕地土壤流失方程研究J.水土保持通報,1999,(1:19.9周伏建,陳明華,林福興,等.福建省土壤流失預(yù)報研究J.水土保持通報,1995,9(1:2530,36.10張憲奎,許靖華,盧秀琴,等.黑龍江土壤流失方程的研究J .水土保持通報,1992,(4:118.11中

20、央氣象局氣象資料研究室.中國氣候圖(簡篇M .地圖出版社,1959.12黃炎和,盧程龍,付勤,等.閩東南土壤流失預(yù)報研究J .水土保持學(xué)報,1993,(4:1318.13孫景華,楊玉閣,張本家,等.遼北低山丘陵區(qū)坡耕地水土規(guī)律研究J.水土保持研究,1997,(4:6574.14劉佳桂,蹇澤西,楊艷生,等.長江三峽區(qū)紫色土坡耕地的土壤流失方程研究J .水土保持學(xué)報,1991,(3:3644.DISCUSSION ON PREDICTION OF THE LOSS OF SOIL AND WATER ALONG RAILWAY IN EVALUATION OF INFLUENCES ON ECOL

21、OGICAL ENVIRONMENT DUE TO RAILWAY CONSTRUCTIONWANG Mei -zhi ,YANG C heng -yong ,XU Zhao -yiSchool of Civil Eng ineering and Architecture ,No rthern Jiao to ng U niversity ,Beijing 100044,ChinaAbstract :At present,the U SLE w as usually used to predict the loss of so il and w ater alo ng railway in t

22、he evaluation o f the influences o n the ecolo gical env ir onm ent due to railw ay construction,and there had been several reg ional prediction equations in our co untry .In the paper ,by compariso n and analyzing ,it was found that using U SLE directly to pr edict loss o f so il and w ater along railw ay can lead to much erro r .In the end of the paper ,several sugg estio ns about pr edicting loss of soil and w ater alo ng railw ay w ere