地鐵線路設計經(jīng)驗涉及問題的探討

1、2001年12月第4期(總72鐵道工程學報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地鐵線路設計經(jīng)驗涉及問題的探討張佩竹X(鐵道部第三勘測設計院地鐵設計分院,天津300142提要:本文簡述了地鐵線站設計中應重視的幾個方面及部分基本經(jīng)驗,就地鐵項目設計中涉及的一些問題進行探討并提出建議。關鍵詞:地鐵線路;經(jīng)驗;問題探討中圖分類號:U239文獻標識碼:A通過對國內(nèi)外發(fā)展城市軌道交通經(jīng)驗教訓的總結及近年來的摸索,已經(jīng)越來越清楚地認識到發(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)進入了實施階段,還有許多城市也在積極行動進行規(guī)劃設計?？梢灶A見,在我國城市軌道交通項目已正在形成一個龐大的設計、施工和運營領域。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,應該及時進行全面系統(tǒng)的總結,以集前之鑒、集人之鑒、集己之鑒,定有助于獲取正確認識、有助于推動技術進步。1地鐵線路設計中應重視的幾個方面在地鐵、輕軌項目中,選線設計是工程設計中的龍頭,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計和投資,平、縱斷面設計亦是最為關鍵和重

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、輕軌項目設計與其他工程設計有很多不同之處,在此提出地鐵線路設計中應重視的幾個方面,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、車站位置設置復雜化,因此在可研階段前即應對全部控制條件和影響因素進行廣泛搜集歸納,深入分析理解各項調(diào)查資料,并進行必要的發(fā)展預測及綜合評價。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、時取出并準確應用。在開展各階段的設計中往往要相隔一段時間,因此在進行每一設計階段工作前均應對沿線地區(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一步實地補充調(diào)查落實,這也是優(yōu)化全線線形的基礎,筆者認為應作為地鐵項目各設計階段開展前的主要工作任務。1.2從規(guī)劃階段就應做好線形及站位設計從鐵路工程的勘測設計實踐經(jīng)驗來看,一般認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,詳細的平縱斷面設計可以從初步設計開始。筆者與一些技術人員也曾經(jīng)認為,在對地鐵項目進行規(guī)劃、可行性研究階段進行方案比選研究時,只需考慮平面指標和主要障礙物、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,具體的平縱組合設計可待到初步設計階段以后進行和調(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,特別是在當前實行的設計投標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,地鐵的線形設計在預、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遠比一般鐵路設計相應階段要復雜得多。地鐵選線首先是行車路線的選定,可稱為經(jīng)濟選線,然后才是技術選線。首先應與當?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、此時即應考慮車場設置、線路敷設方式、聯(lián)絡線、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?shù)?/ 2000地形圖,然后按照初步確定的行車路線結合有關設計規(guī)范及平縱斷面設計要求,落實線路位置,先定點(車站、后定線,點線結合。站間距離應考慮客流量的大小和與其他交通設施的換乘方式,市區(qū)內(nèi)宜為1km 為宜。在設置車站的同時,就應考慮充分利用地下、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準,這時就需要調(diào)整站位,以改善線形條件。筆者現(xiàn)在認為,進行地鐵項目的設計時,在可行性研究階段的方案比選論證開始即應盡可能詳細地

7、進行線形設計,應在實地調(diào)查的基礎上,于1/2000的地形圖上做出方案,并盡可能精確地進行線位調(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,在計算機普及的當今,這項工作并不復雜。反復調(diào)整做到心中有數(shù),為日后設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,摒棄陳舊的觀念,計算機的應用(如AutoCAD軟件等可以使在繞避一些障礙物而進行各類曲線設計計算時日趨成熟和簡便化,在采用一些先進技術時(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建筑物的關系地鐵項目的選線及線形設計,

8、其工作程序也和一般的鐵路等工程設計相類似,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,一方面對所設置的車站與城市其他交通設施的銜接及線路與市政地下設施的交叉干擾情況進行調(diào)查,另一方面,搜集來的地形圖雖然在地形上比較準確,但在地物上,由于成圖時間較早、城市建設日新月異的變化,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)技術人員必須經(jīng)常性地到現(xiàn)場進行調(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)。在進行線形設計時要重視處理與相關的道路以及

9、相鄰的大型建筑物的位置關系。因沒有重視或及時發(fā)現(xiàn)某些大型的已規(guī)劃并實施的構造物而至其在施工變更后導致在后來的設計中不得不大范圍地變動線位方案的教訓也是有先例的。如某項目中某大型建筑物已在進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?shù)亍暗罔F辦”令其停止施工并調(diào)整設計,但也給設計工作造成了被動。長期監(jiān)測線位上的大型構造物的動態(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水平。1.4重視橫斷面設計要對地鐵線形設計的優(yōu)劣進行評價,除了看其本身平、縱斷面是否平順合理外,還應重

10、視它對城市街道、建筑等周圍環(huán)境、地形的適應程度。筆者認為,所謂設計能夠適應地形地物應指兩方面含義,一是指所做出的平縱斷面能夠與當?shù)氐匦蜗噙m應,以達到減少工程量、節(jié)約投資;二是指橫斷面對地形進行切割后能夠適應地物(如街道各類管線、建筑物等。一般工程勘測設計中,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城市地鐵工程設計要求。城市中的地形、地物非常復雜而密集,橫斷面設計中任何細小的調(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)整橫斷面設計肯定要影響平縱

11、斷面,將使各個專業(yè)設計均陷入被動局面。通過對天津、深圳等幾個地鐵項目的勘測設計實踐進行總結,筆者建議地鐵項目在初測時即應將設計線位的交點、中線實地放出,以便于各專業(yè)進行詳細調(diào)查并進行控制性的橫斷面測量。1.5正確應用技術標準,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),其關鍵在于正確應用技術標準。平、縱斷面設計的優(yōu)劣與否對其他各專業(yè)的設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、細則的同時,以負責的態(tài)度認真對待平、縱斷面設計,拋棄那種“不違規(guī)、不超限即可”的觀念,要反復比較、認真優(yōu)化。人們對客觀事物的認識需

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、不理想方案的基礎上認真優(yōu)化推薦方案。地鐵工程的建設往往要求當?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)域等進行多方面的考慮,因而會對地鐵線位非常關注,甚至提出很多要求。這時,線路工程師應該認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,反復研究做出合理的規(guī)劃或設計,并一定要及時地與各部門進行溝

13、通,以免日后鑒定時被動。在聽取采納地方意見的同時,筆者認為也應防止另外一種錯誤傾向,即不少技術人員總是希望上級領導或甲方將控制地段定得越細越死越好,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。筆者認為,這種做法在短期可能會節(jié)省工作量,加快設計速度,但由于方案本身沒有進行過比較優(yōu)化,是未經(jīng)反復踏勘及勘測過的,理論上不容易站得住,往往會由于各種原因在日后的設計中輕易地被改動甚至推翻,以致造成了設計階段上的反復,延誤了設計時機,浪費了人力物力。這方面是有深刻教訓的,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技術標準的正確應用雖然我國在1993年1月1日首次編制實施了地鐵工程設計國家標準地下鐵道設計規(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,希望國家各有關部門盡快協(xié)商研討,及早制訂各項嚴格細致的規(guī)范內(nèi)容,以便各設計單位有的放矢,避免設計上的盲目、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、持續(xù)發(fā)展,對規(guī)劃的走廊用地便于進行有效控制,能夠確保與道路網(wǎng)絡、常規(guī)公交網(wǎng)絡相銜接。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合當?shù)爻鞘锌傮w規(guī)劃完成一套系統(tǒng)、全面的線網(wǎng)詳細規(guī)劃,并得到有關權威部門的確認,以便土地規(guī)劃、設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系近年來,隨著勘測設計市場環(huán)境與建設條件的要求,不得不打破以往傳統(tǒng)的正常工序,超常規(guī)進行勘測、設計,往往是上一道工序未完,下一道工序就已提前進行,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、當前勘設市場經(jīng)濟中面臨的一大難題。筆者認為,超前有兩種含義:一是工序超前,預可研未批就已做出工可研,工可研未批時即已開展初步設計,甚至是施工圖階段的設計;二是工作深度超前,即預可研階段做到了工可研的深度,而工可研的部分內(nèi)容做到了初步設計甚至是施工圖設計階段的深度。實踐又證明,在當前市場經(jīng)濟、建設環(huán)境下,適當超前是必要的,可為日后的勘測設計中贏得主動權,但是工序與超前的關系處理不當,超前工作的內(nèi)容過重,反而拖長了勘測、設計工期,造成了被動。希望上層領導能夠重視并適時地調(diào)整超前工作的內(nèi)容與深度。2.4應堅持高層次的審查、提高已批文件的權威性勘測設計任務有階段性,評估、審查內(nèi)容亦要相應其階段,不宜過

17、于超越或滯后。設計文件的評估或?qū)彶槭菢O為嚴肅而重要的,作為技術人員痛徹地感到,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,就應堅持決策過程民主化、科學化,還應堅持高層次審查、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時機。今后應做一段、過一關,集中共識、順序前進,盡力避免反反復復而拖長工期。3結束語以上是筆者在通過參加地鐵項目設計過程中的部分經(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計在我國畢竟是一門新技術學科,目前國內(nèi)雖

18、有部分規(guī)范,但遠遠沒有完善,設計內(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,需要不斷地總結提煉,使設計水平上升到新的高度,也為今后完善地下鐵道的設計方法積累經(jīng)驗。(下轉(zhuǎn)第43頁46鐵道工程學報2001年12月參考文獻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.鐵道工程學報,1999,(3:140147.2鄭啟浦.初步設計文件環(huán)保篇章的幾個問題J.鐵道工程學報,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)學院學報,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R 值的研究J.水土保持學報,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.閩東南土壤流失預報研究J .水土保持學報,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