鐵路線路平縱斷面設計相關問題探討

王 向 榮

(中鐵西安勘察設計研究院有限責任公司，陜西 西安 710000)

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鐵路線路平縱斷面設計相關問題探討

王 向 榮

(中鐵西安勘察設計研究院有限責任公司，陜西 西安 710000)

介紹了鐵路線路平縱斷面的設計原則，分析了影響鐵路線路設計的主要因素，闡述了Google Earth系統在鐵路線路方案設計中的應用，并總結了線路設計中的注意事項，使線路設計方案更加合理可行。

鐵路，線路設計，Google Earth系統，坡度

鐵路線路方案設計是一項涉及多專業的綜合性工作，其技術涉及到多學科的綜合應用，是一項系統工程,對設計者提出了很高的要求。本文結合多條專用鐵路的設計實踐，總結設計過程中的經驗與教訓，提出自己對鐵路線路設計方法的一點思考。

1 線路平縱原則

1.1 曲線的設置

線路設計中平面應優先考慮順直，忌無端增加平面曲線，或加大曲線偏角，盡量少用反向曲線，除非是受地形條件限制、不良地質控制、既有建筑控制、高壓鐵塔控制、規劃控制、立交角度控制(等級公路與規劃道路)、地下管線(天然氣管線、供水管道等)控制、礦藏控制等控制，線路繞避障礙物時，應盡可能提前繞避，并使交點正對控制點，否則將增大線路的轉向角度。

橋梁地段，線路應為直線，設在曲線上時，優先選用大半徑曲線，應與橋梁專業溝通后選取，一般應不小于800 m，橋梁地段應避免使用反向曲線，如采用反向曲線時，夾直線應大于一列車長。隧道應設在直線上，如設曲線，應在洞口附近采用較大的曲線半徑。

1.2 坡度設計

考慮后期運輸條件和運輸能耗，縱坡應盡可能地平緩，拔起高度小?？v坡起伏應有充分的理由支撐。除了受特殊控制以外，特別是以路基為主的地段，線路縱坡的起伏應基本順應地面線。

線路拉坡時，應注意土方填挖平衡，路塹段應注意設排水坡度，最小坡度一般為2‰。

車站的縱向坡度一般為平坡，為減少工程量，車站排水設備的坡度為困難條件下1‰，需要通過調整溝深才能實現，排水困難。故拉坡時，要特別注意區間路基的匯水不能進入車站，否則車站排水系統到尾部時，溝深往往會很高。

線路在道路密集或者靠近村莊的地段，應適當抬高線路，滿足道路立交條件。按照《鐵路線路設計規范》規定：“隧道內坡度不應小于3‰，在寒冷及嚴寒地區地下水發育的隧道應適當加大坡度”。隧道的坡型應結合隧道所在地段的線路縱斷面、隧道長度、牽引種類、地形、工程地質與水文地質、施工條件等情況具體考慮，設計為單面坡道或人字坡道，設計應優先采用單面坡道設計。設計不應無故地將隧道坡度設得很大，這樣增加了線路的撥起高度、惡化了運營條件。

而且在縱斷面設計時，應注意隧道斷面有限，區間路基的匯水不能進入隧道。

1.3 進站線路縱斷面設計與車站安全線的設置

鐵路總公司《鐵路技術管理規程》(普通鐵路部分)第55條規定：“在進站信號機外制動距離內進站方向為超過6‰下坡道的車站，應在正線或到發線的接車方向末端設置安全線”。

上述規定是保證下坡進站的列車不致闖入前方區間，與正線上對向進站的列車或站內發出的列車發生沖突。

以古城煤礦專用線為例，專用線接軌站為李村專用線李村站，李村站由中鐵咨詢設計。中鐵咨詢設計時，已考慮古城專用線引入條件，并已完成初步設計。古城專用線進站線路縱坡原方案考慮與交叉縣道立交條件，進站設9‰的大下坡，縣道下穿鐵路。而根據技規，原方案需在李村站增加安全線?？紤]李村站已完成設計，且方案已經穩定，遂放棄原方案。將進站段坡度改為2.1‰，縣道上跨鐵路。

2 各種控制因素的影響

2.1 線路方案須與當地政府溝通

線路方案穩定后，走向方案需與當地政府部門(市、縣、鄉)溝通，政府部門對當地情況最為熟悉，可以提供線路沿線道路及設施的規劃、地下管線的大概分布等通過踏勘無法得知的信息，從而為后期詳細資料的收集提供方向。操作流程為：向沿線所屬政府部門送交路由征求意見書，征求意見書內容包括政府管轄范圍內線位說明及附圖。最終線位應與當地上級政府達成書面協議。

2.2 地方規劃的影響

在線位的選擇上，與城市規劃部門積極溝通，在滿足鐵路技術要求的前提下，避免與規劃發生干擾。

以古城煤礦專用線為例，專用線與既有南環路交叉，屯留縣政府在南環路北側規劃有工貿園區，屯留縣政府要求專用線工程對南環路的正常使用與工貿區的建設及正常使用無影響。在無法繞避的前提下，經多方案比選，線路最終選擇在工貿區范圍內以隧道形式通過，隧道頂覆土平整。

2.3 重要軍事設施的影響

線路設計過程中，需對沿線軍事設施重點調查，確定合理的繞避或交叉方案。

以古城煤礦專用線為例，線路穿過某集團炮彈試射區。為保證安全，減少與試射區的相互干擾，在炮彈試射區內，線路最終選擇以明洞形式下穿。明洞頂部考慮了防護措施：明洞頂回填土高度不小于3 m，其中：土層1.5 m厚，混凝土層厚0.5 m，3∶7灰土層厚1 m。

2.4 各種管線交通的影響

管線屬于地下設施，在現場踏勘調查中不易發現。以往經驗是先找沿線政府部門征求路由意見，政府或部門對當地情況比較了解，一般都能提供關于地下設施的部分信息，然后根據這些信息，有目的地去管線的產權單位進一步收集詳細的管線布設資料。因管道走向，線路無法繞避，只能選擇交叉。選線過程中，盡量以大角度與管線交叉。縱斷面設計中，與油氣管線交叉處，選擇以路基形式通過，路肩比原地面高3 m左右，并對既有管線設管道保護涵進行防護，保證涵洞具有良好的排水措施，防護長度滿足鐵路用地外3 m的要求。

在與市政道路交叉時，要注意市政道路兩側一般都有雨污水管線，如方案選擇鐵路下穿市政道路，在線路拉坡時，注意需按雨污水管道的標高作為線路控制高程。如沒有條件降低高程時，要做好雨污管線的遷改。

3 利用Google Earth系統進行線路優化

鐵路項目所使用的地形圖由于設計周期與資金投入的限制，前期往往沒有條件和時間進行外業補測。故地形圖資料陳舊，地物變化明顯。Google Earth提供的都是近年來的衛星或航測影像，比大多數的地形圖要新，反映的信息更準確，可以有效彌補地形圖資料陳舊的缺陷。

在利用地形圖選線完成后，利用GERAIL或者ACAD2KML軟件將平面線位轉化為Google Earth的KML文件，通過KML文件，可以在Google Earth上形象的瀏覽線路所經過地區的地形地貌和地物情況，以及與周邊路網的關系。

關于坐標系的轉換問題，Google Earth所采用的是WGS84世界大地坐標系，古城項目平面坐標系采用北京54坐標系，它們是兩個不同的橢球基準，之間是不存在一套固定的轉換參數通用?？刹捎闷?三)參數法，參數一般需由測繪院提供，但鑒于可研精度要求，可自行采點計算。一般在地形圖上找三個容易辨識的控制點如房屋角點等，兩控制點最好相隔較遠，記錄下N，E坐標，并在Google Earth中，找到相應點，記錄下經緯度坐標，利用軟件即可完成轉換。經測試，能夠滿足CAD圖形轉到Google Earth的精度要求。

同時在Google Earth系統中進行方案匯報演示效果明顯，給方案評審者以更直觀的三維立體印象，從而能全面細致的分析方案的優缺點，發現方案存在的不足。

4 結語

在線路設計中，設計者首先從設計理念上應該有一個正確的認識，最優的線路方案并不是線形最好、工程量最小的方案，這種方案僅僅是理論上的方案。最優的方案應該是除當前的方案外沒有更好的方案可選了，也可以認為是當前的方案沒有原則性的錯誤，各方面的因素均已經考慮到了。

其次在今后的線路設計工作中，以下幾個方面應引起重視：

1)曲線的設置必須有足夠的理由，且曲線交點要正對障礙物；

2)橋梁隧道地段盡量選取大曲線半徑；

3)縱坡要盡可能平緩，考慮填挖平衡；

4)縱坡設計要兼顧沿線道路立交條件與路基、隧道排水，特別要注意路基水不能進入隧道；

5)區間路基匯水不能進入車站；

6)在進站信號機外制動距離內進站方向為超過6‰下坡道的車站，應在正線或到發線的接車方向末端設置安全線；

7)線路方案要特別注意與地方政府部門、沿線設施的產權單位溝通，必要時形成書面意見；

8)選線控制因素中要重點考慮地方規劃、重要軍事設施、各種管線的影響；管線的影響中要特別注意市政道路下方的雨污管道；

9)要善于利用Google Earth系統優化線路方案并進行方案匯報演示。

[1] 趙清為.鐵路工程設計技術手冊·線路[M].北京:中國鐵道出版社，1994.

[2] 林世金.線路設計方案常見問題剖析[J].高速鐵路技術，2012，3(6)：48-51.

Exploration on relevant horizontal and vertical section design matters of railway line

Wang Xiangrong

(ChinaRailwayXi’anSurvey&DesignAcademyCo.,Ltd,Xi’an710000,China)

The paper introduces horizontal and vertical section design principles of railway line,analyzes major factors of influencing railway line design,describes the application of Google Earth system in railway line scheme design,and summarizes matters needing attention in railway line design,so as to make the railway line design scheme more rational and feasible.

railway,line design,Google Earth system,gradient

1009-6825(2016)29-0139-03

2016-08-06

王向榮(1985- )，男，工程師

U212.3

A