淺談城市軌道交通線路調(diào)線調(diào)坡設(shè)計

張永生+周旭東

摘 要：本文對城市軌道交通線路調(diào)線調(diào)坡設(shè)計進行了分析和研究，對如何利于運營、消除施工誤差、指導(dǎo)施工等方面提出了相應(yīng)的平、縱斷面調(diào)線調(diào)坡設(shè)計方法，并總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗，從而為調(diào)線調(diào)坡的進一步研究提供參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：軌道交通；線路設(shè)計；調(diào)線調(diào)坡

1 調(diào)線調(diào)坡的目的

城市軌道交通調(diào)線調(diào)坡設(shè)計，主要是在土建（車站、區(qū)間）施工過程中或施工結(jié)束后，根據(jù)實測斷面數(shù)據(jù)對施工誤差進行修正的一項補救措施。城市軌道交通建設(shè)過程中，由于內(nèi)部和外部的因素造成線路平面中線或縱斷面軌頂標高線產(chǎn)生重大偏移誤差，使車站或區(qū)間各設(shè)備系統(tǒng)嚴重侵入限界，對后期運營造成嚴重的安全隱患。為了降低誤差造成的影響，通過對線路平、縱斷面、軌道、設(shè)備系統(tǒng)占用空間等進行調(diào)整，減小施工誤差來滿足限界要求，進而保證軌道交通建成后的運營安全。

2 調(diào)線調(diào)坡產(chǎn)生的原因

在城市軌道交通工程施工過程中難免會產(chǎn)生各種各樣的施工誤差，產(chǎn)生施工誤差的主要原因有：施工單位引用三維坐標基準點有誤、施工器械發(fā)生故障、地質(zhì)條件較差、施工技術(shù)經(jīng)驗薄弱等。施工過程中產(chǎn)生的誤差主要分為橫向和縱向，橫向為平面左右偏移、縱向為縱斷面上下起伏。

一般來說，車站或區(qū)間的限界及設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計中均有一部分設(shè)計安全余量，所產(chǎn)生的誤差未超過設(shè)計安全余量時，無需進行調(diào)線調(diào)坡設(shè)計；反之，超出預(yù)留的安全余量范圍則需進行線路平面或縱斷面的修正。超出預(yù)留設(shè)計的安全余量區(qū)段，在滿足地鐵設(shè)計規(guī)范及地方標準的情況下，進行平縱斷面調(diào)整，與施工實際情況進行擬合，盡可能降低施工誤差產(chǎn)生的侵限情況。調(diào)線調(diào)坡過程中，不僅需要對線路平縱斷面進行調(diào)整，還需土建、軌道、接觸網(wǎng)、供電、通信、信號、給排水、疏散平臺等多個專業(yè)進行相應(yīng)調(diào)整，方可達到調(diào)整目的。因此，調(diào)線調(diào)坡工作是一項綜合性很強的工作，需要綜合考慮對各專業(yè)的影響因素及調(diào)整范圍等，權(quán)衡各專業(yè)利弊，進而達到保證限界要求。

3 調(diào)線設(shè)計

調(diào)線設(shè)計主要是根據(jù)實測數(shù)據(jù)報告，針對平面產(chǎn)生施工誤差較大區(qū)段進行調(diào)整。一般調(diào)整方法有：改變曲線要素、旋轉(zhuǎn)夾直線方位角、增減交點等，均是對線路平面要素進行微調(diào)，進而達到線路設(shè)計中線整體移動來擬合實際施工線路中線來滿足限界要求。

3.1 改變曲線要素

改變曲線要素主要是改變曲線半徑取值、曲線緩和曲線長度、交點位置。例如：某工程在JDx右轉(zhuǎn)曲線上整體超限，左偏或右偏（左轉(zhuǎn)曲線反之）。左偏時采用縮小曲線半徑來擬合實測施工中線，右偏則采用加大曲線半徑來處理。但是，實際施工線路中線不可能完全規(guī)則的產(chǎn)生誤差，因此需要在滿足設(shè)計規(guī)范、相關(guān)標準的前提下，采用修改緩和曲線取值來改變該段曲線內(nèi)圓曲線的平面移動，或者調(diào)整該曲線交點位置，使曲線整體或局部進行平面平移。在實際工程應(yīng)用時，依據(jù)實際施工誤差情況選用一種或幾種相結(jié)合的方式來改變曲線的位置和形態(tài)。

3.2 改變夾直線方位角

改變夾直線方位角主要是依據(jù)測量數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的誤差現(xiàn)狀及實際發(fā)展趨勢，對區(qū)段內(nèi)線路直線段進行方位角旋轉(zhuǎn)。在直線段，施工線路中線與設(shè)計中線形成夾角時，對該直線區(qū)段進行平面旋轉(zhuǎn)，以擬合施工線路中線。直線段的旋轉(zhuǎn)造成兩側(cè)曲線交點位置的變化，所以旋轉(zhuǎn)直線時應(yīng)核實前后曲線在直線旋轉(zhuǎn)后是否滿足限界值，以及旋轉(zhuǎn)后夾直線長度是否滿足規(guī)范要求。一般來說，旋轉(zhuǎn)直線段時需要對前后曲線要素進行相應(yīng)微調(diào)，有時還需增設(shè)交點、曲線等措施。

3.3 增減交點

增減交點主要是長大直線段局部產(chǎn)生誤差時使用，主要在產(chǎn)生誤差區(qū)段增加直線、交點來擬合實際施工線路中線。增設(shè)交點處曲線半徑取值均較大，要注意增設(shè)曲線后與前后曲線夾直線取值及相銜接曲線處線路設(shè)計中線變化情況。

調(diào)線設(shè)計時，并不是一種方法能夠完全解決施工誤差超限問題，而需幾種方法的配合使用，這就要求線路調(diào)線調(diào)坡設(shè)計人員對平面線型、各平面要素深入熟悉，微調(diào)多要素來達到預(yù)期效果。但是，受地鐵設(shè)計速度、轉(zhuǎn)彎半徑、既有建構(gòu)筑物等方面影響，線路平面的調(diào)整有很大的局限性，因此在線路平面調(diào)線時，還需各專業(yè)的互相配合，主要包括土建、軌道、接觸網(wǎng)、供電、通信、信號、給排水、疏散平臺等多個專業(yè)，從而保證限界專業(yè)的行車安全要求。

4 調(diào)坡設(shè)計

調(diào)坡設(shè)計主要是根據(jù)實測數(shù)據(jù)，針對縱斷面產(chǎn)生施工誤差較大區(qū)段進行調(diào)整。一般調(diào)整方法有：修正豎曲線半徑、改變豎曲線交點位置、改變坡度、改變坡長等，均是對線路縱斷面要素進行微調(diào)，進而達到線路設(shè)計軌頂標高線整體移動來擬合實際施工線路軌頂標高線以滿足限界要求。

4.1 修正豎曲線半徑

修正豎曲線半徑是在施工誤差產(chǎn)生在豎曲線或鄰近豎曲線區(qū)段時使用。一般在設(shè)計中采用豎曲線半徑為車站端部R=3000、區(qū)間內(nèi)R=5000，依據(jù)地鐵設(shè)計規(guī)范中豎曲線最小值車站端部R=2000、區(qū)間內(nèi)R=3000（困難地段）可適當調(diào)整，促使豎曲線整體標高線上下移動來擬合實際施工標高，調(diào)整過程中應(yīng)注意豎曲線影響范圍，有效站臺、配線區(qū)應(yīng)避免曲線的進入。

4.2 改變豎曲線交點位置

改變豎曲線交點位置主要是對施工誤差產(chǎn)生在整體坡段時使用。施工過程中產(chǎn)生誤差后，施工單位一般都會根據(jù)實際施工情況進行糾偏，這就很容易使坡段前段誤差較大、區(qū)段后段符合誤差標準的情況發(fā)生。依據(jù)實測數(shù)據(jù)，對臨近產(chǎn)生誤差較大區(qū)段的豎曲線交點位置進行微調(diào)，或抬高或降低，促使整個坡段單面抬起來擬合實際施工的軌頂標高線。坡段的抬高或降低，相應(yīng)造成豎曲線交點的移動。另外，也有整體坡段實際施工軌頂標高線上抬或下降，這時需要將坡段兩側(cè)的豎曲線交點一并移動來擬合實際施工的軌頂標高線。

改變坡長、坡度均為配合豎曲線交點位置移動來使用。交點位置的變化必然帶來坡長、坡度的調(diào)整。坡長、坡度的取值可依據(jù)地鐵設(shè)計規(guī)范要求及實際施工情況來加以確定。需要注意豎曲線間夾直線長度，以及區(qū)間排水泵站、區(qū)間風井等附屬設(shè)施的設(shè)置位置。

調(diào)坡設(shè)計與調(diào)線設(shè)計相同，都是多種調(diào)整方法結(jié)合來解決施工誤差超限問題。但是，受地鐵設(shè)計速度、曲線偏移量、曲線超高、既有建構(gòu)筑物等方面影響，線路縱斷面的調(diào)整有很大的局限性，因此在線路平面調(diào)坡時，還需各專業(yè)的互相配合，主要包括土建、軌道、接觸網(wǎng)、供電、通信、信號、給排水、疏散平臺等多個專業(yè)，從而保證限界專業(yè)的行車安全要求。

5 調(diào)線調(diào)坡啟示

5.1 線路平、縱斷面設(shè)計過程中，設(shè)計值取值盡可能選取略大于規(guī)范下限值，預(yù)留平面調(diào)節(jié)能力。其中包括平面曲線半徑、緩和曲線長度、夾直線長度等；縱斷面縱坡坡度、坡長、豎曲線半徑等。

5.2 線路平面設(shè)計過程中，盾構(gòu)區(qū)間端部臨近車站，盡可能加大曲線半徑，避免盾構(gòu)施工時始發(fā)、接收產(chǎn)生較大的施工誤差。

5.3 車站兩端采用動力坡臨近站臺時，需切實做好豎曲線設(shè)置的設(shè)計交底工作。

5.4 調(diào)線調(diào)坡工作責任重大，涉及建成后行車安全問題。調(diào)線調(diào)坡工程全流程文件需歸檔封存，包括測量數(shù)據(jù)、會議記錄、各專業(yè)聯(lián)系單等。

結(jié)束語

調(diào)線調(diào)坡設(shè)計不是萬能的，國內(nèi)外均有不可調(diào)整而造成土建損失的實例。所以，建議城市軌道交通建設(shè)過程中加強地質(zhì)勘查、制定科學的施工標準、加強施工質(zhì)量管理、建立有效的反饋機制等，從根源盡可能規(guī)避施工誤差的產(chǎn)生。

參考文獻

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