交通設(shè)計(jì)論文：城區(qū)交通線路設(shè)計(jì)趨向思索范文

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作者：陶志祥單位：中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線路站場(chǎng)設(shè)計(jì)研究處

單條線路與軌道交通線網(wǎng)的關(guān)系

在宏觀上，單條軌道交通線路是線網(wǎng)的組成部分，但每條軌道交通線路在線網(wǎng)中所處的地位或功能定位并不相同，有主有輔，這從某種意義上決定了線路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)時(shí)序等重要問(wèn)題。主干線一般大多位于城市的主要交通干道，客流量較大，所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)甚至一些輔助設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)較高；輔助線一般位于城市次要交通走廊，客流量相對(duì)較小，所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)降低，以減少建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本。所有主輔線路在不斷地增加與延伸中，構(gòu)筑了整個(gè)城市軌道交通線網(wǎng)，并在其中發(fā)揮著各自的作用。

在微觀上，單條軌道交通線路不可避免地與城市線網(wǎng)中的其他軌道交通線路交叉換乘，這些換乘節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)固狀況能夠決定整個(gè)線網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)效果。因此，線路走向、換乘方式、建設(shè)模式、遠(yuǎn)期接口預(yù)留和工程投資等，均是在建設(shè)前期需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。在對(duì)軌道交通線路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)城市網(wǎng)和城際網(wǎng)的銜接有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，把握單條軌道交通線路在城市線網(wǎng)中的功能定位，并對(duì)換乘節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定量和定性分析。

軌道交通線路與施工的關(guān)系

軌道交通線路與施工并無(wú)直接關(guān)系，主要是通過(guò)車(chē)站、橋梁、隧道、路基等項(xiàng)目的施工來(lái)反饋線路設(shè)計(jì)狀況，其最根本的3個(gè)指標(biāo)是工程可實(shí)施性、工程投資和工程風(fēng)險(xiǎn)。

（1）車(chē)站。車(chē)站應(yīng)具有相對(duì)合理的、合適的站位，位于某一區(qū)域的主要客流集散點(diǎn)，綜合考慮交通疏解、管線遷改、人行過(guò)街、施工條件，以及與周邊商業(yè)、人防設(shè)施的銜接等因素。

（2）橋梁。橋梁應(yīng)具有合適的線位，通過(guò)深入研究軌道交通線路與道路的關(guān)系，盡量少占用城市道路資源，減小對(duì)既有道路交通的影響，同時(shí)考慮沿線建筑物對(duì)環(huán)境的要求，應(yīng)與其保留適當(dāng)?shù)木嚯x。

（3）隧道。線路埋深影響盾構(gòu)管片的配筋量和不同土層帶來(lái)的施工條件差異，區(qū)間最低點(diǎn)的選擇還要考慮聯(lián)絡(luò)通道和泵房設(shè)置、施工工法、施工場(chǎng)地等因素。

（4）路基。沿線地質(zhì)條件和線路標(biāo)高決定線路的橫斷面設(shè)計(jì)，包括填挖方、地基處理、排水等方面，在地質(zhì)條件一定的情況下，線路標(biāo)高合適與否，決定了土石方工程量。

軌道交通線路與運(yùn)營(yíng)的關(guān)系

在城市軌道交通的旅客、車(chē)輛、線路、信息4個(gè)基本要素中，旅客是運(yùn)載對(duì)象，車(chē)輛是運(yùn)載工具，線路是載體，信息是運(yùn)載調(diào)度。線路與運(yùn)營(yíng)的關(guān)系密不可分，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）線路走向及車(chē)站設(shè)置對(duì)運(yùn)營(yíng)效益產(chǎn)生直接影響。

（2）線路平面條件影響旅客乘車(chē)的舒適性。

（3）平面小半徑曲線地段，R≤600m，對(duì)軌道磨耗影響較大，甚至影響運(yùn)營(yíng)安全。

（4）合理的線路縱斷面設(shè)計(jì)可降低運(yùn)營(yíng)成本。

軌道交通線路與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，環(huán)境保護(hù)越來(lái)越受到人們重視。1996年，紐約在第三次城市規(guī)劃中提出了“3E”的概念，即經(jīng)濟(jì)(Economy)、環(huán)境(Environment)、公平(Equity)。對(duì)我國(guó)城市軌道交通來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目前期有規(guī)劃環(huán)評(píng)，項(xiàng)目實(shí)施前有項(xiàng)目環(huán)評(píng)，環(huán)境保護(hù)也已經(jīng)提到比較重要的地位。軌道交通線路的走向、車(chē)站設(shè)置、敷設(shè)方式對(duì)環(huán)境均有比較大的影響。

（1）線路走向?qū)Νh(huán)境的影響。線路走向?qū)Νh(huán)境的影響集中體現(xiàn)在線路距離環(huán)境敏感區(qū)的遠(yuǎn)近。環(huán)境敏感區(qū)包含內(nèi)容較廣，常見(jiàn)的有水源保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)文物、歷史文化保護(hù)區(qū)、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、人口密集區(qū)、文教區(qū)、醫(yī)院等。此外，一些具有特殊功能的環(huán)境敏感點(diǎn)也應(yīng)特別注意，如無(wú)線電發(fā)射塔、移動(dòng)通訊基地等。對(duì)于上述環(huán)境敏感區(qū)或敏感點(diǎn)，首先應(yīng)明確其保護(hù)范圍和保護(hù)要求，選線時(shí)盡量予以避讓。如果實(shí)在無(wú)法避讓?zhuān)瑒t應(yīng)采取相關(guān)措施，盡量減少對(duì)其的影響。

（2）車(chē)站設(shè)置對(duì)環(huán)境的影響。車(chē)站設(shè)置對(duì)環(huán)境的影響主要包括兩個(gè)方面：車(chē)站對(duì)區(qū)域整體環(huán)境的影響，如高架站建筑風(fēng)格是否與周邊建筑協(xié)調(diào)統(tǒng)一；車(chē)站風(fēng)亭、冷卻塔設(shè)置對(duì)鄰近建筑的噪聲和大氣污染。

（3）敷設(shè)方式對(duì)環(huán)境的影響。城市軌道交通線路的敷設(shè)方式分為高架線、地面線和地下線3種。目前，國(guó)內(nèi)軌道交通項(xiàng)目中3種敷設(shè)方式均有應(yīng)用，以地下線居多，少數(shù)線路采用全程高架，如武漢1號(hào)線、南京1號(hào)線等，地面線僅在局部地段采用。不同的敷設(shè)方式對(duì)環(huán)境有不同的影響。高架線主要是對(duì)聲環(huán)境、水環(huán)境、環(huán)境空氣、電磁輻射方面的影響，占地、拆遷較大但能耗低；地下線主要是對(duì)環(huán)境振動(dòng)的影響較大，并且能耗高；地面線和高架線類(lèi)似，占地、拆遷更大，環(huán)境振動(dòng)的影響介于高架線和地下線之間。

城市軌道交通線路設(shè)計(jì)的發(fā)展方向

1線路設(shè)計(jì)融入城市發(fā)展規(guī)劃

在理論上，單條軌道交通線路的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循線網(wǎng)規(guī)劃，而線網(wǎng)規(guī)劃又是城市總體規(guī)劃的一部分，不存在線路設(shè)計(jì)與城市發(fā)展不一致的問(wèn)題，但目前我國(guó)各大城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的編制、審批需要經(jīng)歷一個(gè)比較長(zhǎng)的周期。在這期間，城市又處于一種動(dòng)態(tài)的發(fā)展過(guò)程中，線路設(shè)計(jì)包括線路走向、起終點(diǎn)等均應(yīng)和城市發(fā)展方向一致，而不能拘泥于線網(wǎng)規(guī)劃。同時(shí)，軌道交通線路與城市土地利用的互饋關(guān)系要求在進(jìn)行軌道交通規(guī)劃時(shí)應(yīng)與城市規(guī)劃及土地利用規(guī)劃相結(jié)合。

例如，鄭州市城市軌道交通1號(hào)線(見(jiàn)圖1)，原線網(wǎng)規(guī)劃的線路終點(diǎn)在穆莊，是城市的邊緣，但在軌道交通1號(hào)線設(shè)計(jì)、審批過(guò)程中，城市規(guī)劃提出了近期重點(diǎn)建設(shè)龍子湖大學(xué)城，因此線路終點(diǎn)在穆莊前兩站向北延伸至龍子湖大學(xué)城，以支持城市發(fā)展方向。

2線路設(shè)計(jì)與城市空間綜合開(kāi)發(fā)利用相協(xié)調(diào)

可持續(xù)發(fā)展的理念，使人們對(duì)城市交通的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大到資源、生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域，同樣也促使人們?nèi)パ芯砍鞘熊壍澜煌ê偷缆方煌ㄔ诳臻g上的相互作用，以及空間資源分配和利用的原則。軌道交通線路應(yīng)在與其他功能的城市空間相協(xié)調(diào)的前提下，確定線路的空間位置。為此，是否可以在軌道交通軸與城市發(fā)展軸相符的大原則下，調(diào)整常見(jiàn)的線路規(guī)劃思路，走軌道交通與地塊開(kāi)發(fā)相結(jié)合的路線；必要時(shí)將軌道交通線路與車(chē)站規(guī)劃于道路紅線外緣的地塊內(nèi)(如較寬道路的綠化帶內(nèi))，或者直接進(jìn)入地塊，并與地塊開(kāi)發(fā)相結(jié)合。這種設(shè)想主要是基于軌道交通自身的特點(diǎn)，更重要的是，考慮城市地上、地下空間綜合開(kāi)發(fā)的現(xiàn)在和未來(lái)的需求。例如，鄭州市城市軌道交通1號(hào)線的燕莊站光大廣場(chǎng)地下空間的綜合開(kāi)發(fā)，把線路和地鐵車(chē)站設(shè)在道路綠化帶內(nèi)并與地下空間開(kāi)發(fā)完全結(jié)合起來(lái)，以滿(mǎn)足城市未來(lái)發(fā)展需要。

3強(qiáng)化三維設(shè)計(jì)理念

狹隘的城市軌道交通線路就是二條線加一些線路標(biāo)志，通過(guò)與建筑、橋梁、隧道等其他專(zhuān)業(yè)的多次配合與反復(fù)溝通，最終分部分呈現(xiàn)在人們眼前。如果能夠在線路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，考慮到這些因素，在工程師的頭腦里建立一種三維立體設(shè)計(jì)模型，甚至通過(guò)科技的手段反映在圖紙上，包括地質(zhì)條件、控制因素等，則可以大大減少設(shè)計(jì)的返工率，同時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的一些問(wèn)題。

4加強(qiáng)“網(wǎng)”的概念

單條軌道交通線路絕不是脫離整個(gè)線網(wǎng)而存在的，任何一條線路的調(diào)整，都會(huì)引起網(wǎng)內(nèi)其他線路的變化，這是一種動(dòng)態(tài)的、“拖泥帶水”似的模式。作為線路設(shè)計(jì)者，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這種變化，并在設(shè)計(jì)中充分考慮這種變化。對(duì)于換乘站，強(qiáng)調(diào)換乘線路的三站二區(qū)間設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)新增線路對(duì)正在運(yùn)營(yíng)線路客流的影響，這是一種體現(xiàn)；對(duì)二條線路并行段，強(qiáng)調(diào)客流的分流，也是一種體現(xiàn)；在城市軌道交通線路起終點(diǎn)，若有城際線或市域線與之換乘，強(qiáng)調(diào)行車(chē)密度的對(duì)稱(chēng)性，又是一種體現(xiàn)。加強(qiáng)“網(wǎng)”的概念，有助于設(shè)計(jì)人員更深刻地看到這種變化，從而指導(dǎo)線路設(shè)計(jì)工作。除了城市軌道交通線網(wǎng)，還有城際網(wǎng)、市域網(wǎng)和城市BRT網(wǎng)等，如果能對(duì)網(wǎng)與網(wǎng)之間的關(guān)系有深刻的認(rèn)識(shí)，則有助于對(duì)所研究線路的總體性把握，有利于對(duì)某些重要方案的決策。

線路設(shè)計(jì)者應(yīng)具備的技能與素質(zhì)

1總體性思維的培養(yǎng)

線路作為軌道交通所有專(zhuān)業(yè)中的總體性專(zhuān)業(yè)，無(wú)論是規(guī)劃設(shè)計(jì)，還是建設(shè)、運(yùn)營(yíng)都與之有關(guān)。軌道交通的各個(gè)部門(mén)、專(zhuān)業(yè)分開(kāi)來(lái)看，可以說(shuō)各自為政，如建筑追求功能，結(jié)構(gòu)追求可實(shí)施性，而項(xiàng)目業(yè)主追求投資最小化、效益最大化。如何在功能、投資、風(fēng)險(xiǎn)控制、環(huán)境影響、效益中間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，培養(yǎng)總體性思維顯得尤為重要。

2基本技能的掌握

軌道交通線路設(shè)計(jì)者對(duì)基本技能的掌握應(yīng)包括以下幾個(gè)方面。

（1）具備扎實(shí)的線路專(zhuān)業(yè)知識(shí)。（2）熟悉每個(gè)階段的工作內(nèi)容和工作重點(diǎn)。（3）了解相關(guān)接口專(zhuān)業(yè)的工作內(nèi)容及要點(diǎn)，如客流、行車(chē)、軌道、限界、建筑等。（4）具備一定的測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)。

3規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的把握

我國(guó)軌道交通行業(yè)已有40多年的發(fā)展歷史，逐漸形成了一套適合中國(guó)國(guó)情的操作體系，制定了一系列保障軌道交通更快更好發(fā)展的行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。在軌道交通的設(shè)計(jì)工作中，一方面應(yīng)嚴(yán)格遵循這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；另一方面應(yīng)本著可持續(xù)發(fā)展的思想，為將來(lái)的線路運(yùn)營(yíng)、工程改造、系統(tǒng)擴(kuò)展創(chuàng)造比較好的條件。

以最小區(qū)間半徑為例，對(duì)于普通鋼輪鋼軌，《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)線路設(shè)計(jì)時(shí)速≤80km時(shí)，B型車(chē)最小曲線半徑一般情況下不小于300m，困難情況下不小于250m。但在實(shí)際操作過(guò)程中，曲線半徑小于400m的地段鋼軌磨耗嚴(yán)重，某些線路甚至在運(yùn)營(yíng)后不久便產(chǎn)生嚴(yán)重的軌道波磨，不能保證正常的行車(chē)安全。當(dāng)然，將來(lái)科技的進(jìn)步或許可以解決小半徑曲線軌道磨耗問(wèn)題，但是如果能在線路設(shè)計(jì)中通過(guò)靈活地提高有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決，則可以避免問(wèn)題的產(chǎn)生。

4行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的認(rèn)識(shí)

目前，我國(guó)軌道交通行業(yè)的發(fā)展已積累了一定的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理經(jīng)驗(yàn)，但某些方面尚不完善，特別是近些年各大城市爭(zhēng)相恐后地掀起軌道交通建設(shè)的浪潮后，問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，如線網(wǎng)規(guī)劃功能層次不清晰、線網(wǎng)規(guī)劃反復(fù)修編導(dǎo)致可操作性差、客流預(yù)測(cè)結(jié)果可信度低等。充分借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)城市軌道交通的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，不斷總結(jié)我國(guó)軌道交通發(fā)展中的各種問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的認(rèn)識(shí)和判斷，有利于設(shè)計(jì)人員站在一個(gè)比較高的位置，指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。