鐵路用地開發項目的設計分析研究

王棟

（杭州鐵路設計院有限責任公司，浙江杭州 310043）

0 引言

近年來，鐵路系統不斷發展的同時，鐵路土地也在不斷擴大。但既有鐵路用地往往處于無人管轄的狀態，不僅有當地村民作為耕作用地，而且偶有建筑垃圾被偷盜的現象發生，如若長期擱置，必將大大增加鐵路用地被侵占、使用的風險，造成鐵路土地的價值流失。

如何合理利用鐵路用地，既滿足相應鄰近營業線的安全性、保護鐵路土地價值不再流失，又能在開發利用后產生可觀的經濟效益，是一個重要的問題。對既有鐵路用地化零為整，結合當地市場環境和需求，因地制宜地開發、利用已是當務之急。

中國鐵路總就高速鐵路橋下的土地問題，發布過《關于加強高鐵橋下土地保護性利用安全管理的意見》，文中明確了開發及使用單位在加強高鐵橋下土地保護性利用安全管理及確保高鐵運行的前提下，應合理開發鐵路土地，這有利于提升空置土地的經濟價值，加強鐵路的安全運營。對于空置鐵路土地的保護性利用、開發，對美化鐵路沿線環境、防止路外企業或個人非法侵占鐵路土地、避免非正常使用鐵路沿線土地空間，具有十分重要的意義和作用。

1 項目前期準備

針對近年來市場經濟大環境的需求以及土地開發單位對投資收益率、回收年限等相關要求，同時結合實際項目情況，業主使用階段業態需求大致可分為三類：硬面化堆場項目、停車場項目、小型汽車訓練場項目。待確定業態需求后，即可開展前期工作。

其一，確認擬建項目所在地是否為鐵路土地范圍及土地權屬管轄部門，核實擬建項目區域與鐵路用地紅線之間的關系及退讓距離。

其二，確認擬建項目區域與周邊營業線的位置關系，確認相對應線路里程、高架線路的橋墩編號等，便于后期審查階段，設備管理單位了解現場。

其三，了解擬建項目區域內的地質情況。根據場地地勘報告（或周邊鄰近區域地勘報告）得知是否存在大量雜填土或土層分布不均勻的情況，可能對后期硬面階段產生不利影響。由于鐵路系統對電力、通信、信息、信號、貫通、自閉等管線的需求較多，應勘察場地內是否存在既有地下電纜管線標樁及架空電纜，并與相關設備管理單位明確現場的電纜情況。

其四，了解擬建場地周邊環境及通道出入口情況，以便后期設計中對業態相關消防需求進行調整及優化。

2 場地做法比較及選擇

鐵路土地開發硬面做法，一般分為混凝土硬面和瀝青硬面兩種，二者分別有各自的特點及優、劣性。

2.1 混凝土硬面的特性

2.1.1 力學特性

就彈性模量及強度而言，柔性硬面的抗彎拉強度是混凝土硬面的6～7 倍。當混凝土面層在荷載作用下，彎拉應力超過其自身的極限抗彎拉強度時，混凝土面層將會發生斷裂。同時，由于長年累月的反復作用，使混凝土面層在還未達到極限抗彎拉強度時，就可能出現破壞。所以，設計混凝土硬面的標準應依據混凝土抗彎拉強度值。

奧林巴斯的Tough系列三防相機一向是同類產品的標桿。TG-5擁有15米的防水深度以及2.1米的防摔高度，雖然數據上不算亮眼，不過其處于級別的中上水平。手柄上的深淺設計能夠保證舒適的握持姿勢，TG-5還有這次測試中唯一“真正”的模式轉盤。

2.1.2 溫度變化特性

混凝土硬面在實際使用中會隨溫度、濕度的變化而發生變形，出現收縮、膨脹或翹曲。在大面積混凝土硬面區域，此類變形會產生約束，混凝土硬面內部會產生較大的應力，使其表面拱起、脹裂。想要杜絕不規則的裂縫產生，減少溫度應力帶來的影響，需在混凝土硬面設置脹縫和縮縫，硬面每隔6m 設置一道縮縫，每隔36m 設置一道脹縫，每日施工終了或澆筑混凝土過程中因故中斷澆筑時，應設置橫向施工縫，其位置宜設在脹縫或縮縫處，接縫處采用瀝青料等合適的柔性材料填縫。

2.2 瀝青硬面的特性

2.2.1 高溫穩定性

瀝青硬面具有抵抗流動、變形的能力。隨著室外溫度升高，瀝青硬面的強度和剛度均會下降。因此，為了確保在炎熱的夏季高溫條件下，瀝青硬面在行車荷載的持續作用下不產生車轍、鼓包等不良情況，瀝青硬面的高溫穩定性尤為重要。

2.2.2 低溫抗裂性

瀝青硬面具有抗收縮裂縫（低溫情況）的能力。隨著室外溫度降低，瀝青硬面的勁度會增大，變膨能力會降低。在長年累月的外部荷載作用下，部分應力未得到釋放，日積月累，當這部分應力超過瀝青抗拉強度后，硬面便會開裂，從而產生相應的破壞。因此，瀝青硬面在低溫情況下，應具有較低的勁度及較強的抗變形能力，以達到低溫抗裂性能要求。

2.2.3 水穩定性

在受到雨水侵蝕以及外部荷載的反復作用下，瀝青面層仍具有很好的抗破壞能力。但是，瀝青自身的黏結力，以及不同粒徑瀝青面層之間的黏合力，都會因為雨水的沖刷而降低，從而產生瀝青面層剝落的情況，導致硬面出現水損害。因此，瀝青硬面必須具備可靠的水穩定性，才能保證在后期使用中的耐久性。

2.3 混凝土硬面與瀝青硬面的優、缺點

表1 混凝土硬面與瀝青硬面優、缺點

從上述兩種硬面的特點，并結合近年來具體的項目實施情況可知，鐵路土地開發項目作為堆場及小型汽車訓練場，均按混凝土硬面的標準進行設計、應用，例如金華南貨場5 道新建雨棚及堆放場工程、長興綜合物流園區鐵路物流基地配套工程露天堆場項目、杭州康橋小型汽車駕校訓練場地項目、蕭山東方公司化工線專1 專3 間硬面化堆場項目等。

停車場項目大都采用瀝青硬面標準進行設計和應用，例如杭州永寧貨場商品車停車場項目、杭州康橋商品車鐵路物流基地項目、杭黃鐵路桐廬站鐵路停車場補強項目等。通過上述完成項目，總結兩類硬面的相應做法詳見圖1、圖2。

現有土地的開發或更新、改造項目中，瀝青硬面做法基本采用半剛性基層形式，面層做法基本采用密級配瀝青混合料（AC）。根據項目的地質資料對場地基層進行分析，結合后期業態情況，壓實后的路層頂面設計回彈模量值不小于20MPa，水泥穩定類基層最小厚度為150mm，瀝青面層結構分為單層式、雙層式、三層式（表面層、中面層、下面層）。單層式面層需加鋪封層作為抗滑磨耗層。

現有土地開發或更新改造項目中，混凝土硬面面層做法基本采用普通水泥混凝土面層。相應面層厚度根據交通等級、道路等級、變異水平等級等要求取值180～260mm。

混凝土路面結構設計，以行車荷載和溫度梯度綜合作用產生的疲勞斷裂，作為設計的極限狀態。其表達式采用式（1）計算：

式（1）中：γc為混凝土硬面可靠度系數，根據所選項的可靠度及變異水平等級來確定；δpr為行車荷載疲勞應力；δtr為溫度梯度疲勞應力；fr為28d 齡期的水泥混凝土彎拉強度標準值。

3 場地內附屬設備、設施配置

3.1 場地出入口

堆場及停車場需考慮普通消防車的進出條件，并滿足建筑設計防火規范中對消防車道的要求。堆場區域不宜少于2 處出入口，停車場區域應根據實際停放車數量設置1～3 處出入口；小型汽車訓練場地可根據實際需要設置出入口數量，一般設置1～2 處。

3.2 場地給排水及消防

3.2.1 場地面層應設置適當的橫坡及縱坡，將雨水有組織地排入排水系統中。場地坡度宜≥0.2%。設置坡度確有困難時，可采用多面坡度及相應的排水措施。場地設計標高應根據項目所在地區的百年防洪水位進行標高，如涉及特殊區域，場地設計標高應高于所在地百年洪水位0.5m。同時，應盡量采取必要的防洪措施，保證場地的有序排水。設計場地需因地制宜，如場地外部或場地內有無法填埋的較大匯水區域時，場地內應布置邊溝或排洪溝，保證設計場地有組織地進行排水。

3.2.2 城市建筑工程配置的機動車停車場的設計要求，應按國家《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》（GB 50067—2014）執行。其中，露天室外停車場的消防主要設施為室外消火栓和滅火器。

3.2.3 根據室外停車場規范要求，當停車數量不大于5 輛時，該停車場可不設置消防給水系統。例如，結合地區駕校實際使用情況調研結果發現，駕校教練夜晚常常隨訓練車一并回家，駕校夜晚停車極少，因此在設計駕校時，可結合本規范不設計室外消防給水系統。其他類停車場室外消防用水量分別為一是1、2 類停車場不小于20L/S，二是3 類停車場為15L/S，三是4 類停車場為10L/S，此時，室外消防給水優先選用市政低壓給水系統，消防給水管道內的壓力，應保證滅火時最不利點消火栓的水壓不小于0.1MPa。

3.2.4 除室內無車道且無人員停留的機械式汽車庫外，其他汽車庫、停車場均應配置滅火器。滅火器的配置設計應符合現行國家標準《建筑滅火器配置設計規范》（GB 50140—2005）的有關規定。該規范中，針對露天室外停車場或駕校模式的滅火器配置并無明確要求，滅火器配置場所的危險等級可參考規范中對汽車、大型拖拉機停車庫的定義，可參考室外露天停車場及駕校的滅火器的布置原則。室內停車場配置消火栓系統和滅火系統時，滅火起配置修正系數可以乘以0.5。若按照實際計算，一個停車場按照手提式滅火器的保護距離分布滅火器，會造成干粉滅火器的布置過于分散，給后期運行、管理及維修帶來極大不便。

綜合考慮，室外露天停車場火災危險性低于室外露天可燃物堆場，此時，我們可參考可燃物露天堆場的修正系數0.3，來布置室外露天停車場的滅火器，優先選取推車式滅火器，同時局部配備手提式滅火器，方便普通人員應急救援使用，從而達到合理的經濟投入、布局效果及使用方式[2]。

3.2.5 電力照明需求應根據場地的實際尺寸，在適當位置設18～21m 投光燈，塔間距100～150m 為宜，并在四個方向各配置兩盞高壓鈉燈，以保證夜間作業。

4 既有營業線的保護措施

其一，鄰近營業線范圍是指距既有線路中心30m范圍內的區域。鐵路土地開發項目停車場和小型汽車駕校項目，應在既有線路防護柵欄外側設置一道波形防撞護欄，其具體型號應根據相應的車輛質量與行車速度，通過動能公式（Ek=1/2mV2）計算對應動能，并用所得動能按照《公路護欄安全性能評價標準》（JTG B05-01—2013）查找防護等級。以小型汽車為例，一輛速度為20km/h 小轎車，動能為38500J，防護等級為三級的A 級波形防撞護欄，相對應的設計防護能量為160kJ，滿足防護要求。

其二，對于鐵路安全保護區以內的橋下作業或下穿橋墩的通道，應盡量遠離既有橋墩，并設置SS 級波形防撞護欄或防撞墻，保護既有鐵路高架橋墩的安全。

5 結語

鐵路土地合理、有序、可持續地開發利用，是我國鐵路事業蒸蒸日上的強大助力。本文通過對既有項目中業主和使用單位的走訪調查，對開發、設計過程中相關問題和要點進行梳理，逐步完善了對此類項目的設計，希望未來在確保鐵路安全的大前提下，更合理地開發、利用鐵路既有土地價值，實現安全與經濟兩者兼顧，完美共存。