市政道路與專用鐵路交叉設(shè)計方案重點和難點分析
——以廣西南寧市亭洪路為例

□ 李 俊

1 項目概況

南寧市亭洪路為城市主干路，路幅寬度50m，雙向6車道，是南寧市江南區(qū)道路主骨架中 “四橫五縱”中的“一橫”，是聯(lián)系沙井、富寧和亭洪片區(qū)的重要通道，其建成對緩解五一路和白沙大道交通壓力、完善區(qū)域交通、帶動經(jīng)濟發(fā)展具有重大意義。但由于該片區(qū)現(xiàn)狀鐵路縱橫，給城市道路的建設(shè)造成了很大困難，如何處理好城市道路與鐵路的交叉關(guān)系，成為亭洪路建設(shè)的重點和難點。本項目道路全長1.470699km，標準段道路寬度為50m，隧道引道段寬67.50m，橋梁引道段寬59m；隧道長102m，寬43.40m，橋梁長519m，寬為36m和44.90m。主要建設(shè)內(nèi)容包括道路工程、橋梁工程、隧道工程、排水工程、交通工程、景觀工程、照明工程及鳳凰江改道、貨場遷改等。

圖1 項目地理位置圖

2 設(shè)計重點和難點確定

本項目道路與沙井煤礦鐵路、外貿(mào)公司鐵路、南寧南貨場鐵路、浮法玻璃公司鐵路等專用鐵路相交，其中沙井煤礦鐵路為戰(zhàn)備鐵路。市政道路與專用鐵路交叉項目由于涉及問題復雜，推進非常困難。本項目對市政道路與專用鐵路、戰(zhàn)備鐵路交叉的相關(guān)問題進行了充分研究，為往后類似項目提供一定的經(jīng)驗借鑒[1]。本項目一是從鐵路性質(zhì)、運營狀況、戰(zhàn)備功能、城市發(fā)展布局、物流倉儲用地規(guī)劃、鐵路再建成本等方面研究相交鐵路長期保留的必要性；二是根據(jù)鐵路過場情況、鐵路用戶使用需求、交叉口處有無裝卸作業(yè)、列車調(diào)度情況、平交道口管理和維護費用、對道路交通的影響和存在的安全隱患、沿線地形以及鐵路與道路交叉相關(guān)規(guī)范等方面進一步研究，比選道路與鐵路的交叉方式[2]；三是結(jié)合周邊路網(wǎng)、沿線單位出入口、倉儲物流貨運需要、車行交通流向、人行過街需求等方面進行交通組織研究，合理設(shè)計輔道、掉頭車道、與支路交叉口、人行步梯等，以滿足交通需要；四是進行道路平縱橫設(shè)計時，還需綜合考慮鐵路裝卸作業(yè)凈空、場地排水、防撞安全、鐵路建筑限界等要求，盡量使道路線形布置協(xié)調(diào)、舒適，交通功能完善，減少征地拆遷和填挖方，結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟、實用[3]。

3 設(shè)計重點和難點分析

3.1 亭洪路與沙井鐵路交叉方案

亭洪路K0+611.86與沙井煤礦鐵路專用線以81.4°夾角相交，相交處鐵路專用線有3股道，皆為標準軌距，采用碎石道床與鋼筋混凝土枕木，每日通行列車1～2對。規(guī)劃一路、規(guī)劃二路2條規(guī)劃支路沿鐵路兩側(cè)平行布置。通過調(diào)查分析，由于以下3點原因不建議拆除鐵路：一是該鐵路屬于專用鐵路，現(xiàn)有幾家公司仍依靠該鐵路生產(chǎn)運營，如拆除鐵路，需對相關(guān)公司及人員進行安置；二是該鐵路為戰(zhàn)備鐵路線的一部分，若拆除則需改線另建；三是從南寧市發(fā)展布局和本區(qū)域規(guī)劃情況來看，保留該鐵路可以為該區(qū)域倉儲物流規(guī)劃用地服務(wù)。

圖2 亭洪路設(shè)計效果圖

因此，根據(jù)沙井鐵路使用要求、過場情況、周邊路網(wǎng)規(guī)劃及沿線單位交通需要等條件，提出3個交叉方案。

（1）方案一：亭洪路下穿沙井鐵路。主要工程內(nèi)容有下穿鐵路20.3m長隧道1座，下穿規(guī)劃一路、規(guī)劃二路各38.5m長隧道2座，隧道兩側(cè)擋土墻540m。該方案施工有一定難度，建設(shè)投資為13773.45萬元。方案優(yōu)點有：一是道路、鐵路交通互不影響；二是亭洪路可設(shè)置輔道與規(guī)劃一路、規(guī)劃二路平交，交通功能較完善；三是道路最大縱坡僅為3.528%，行車較為舒適。方案缺點有：一是隧道因地勢較低需設(shè)置泵站，需長期維護；二是總造價較高。

（2）方案二：亭洪路與沙井鐵路平交。主要工程內(nèi)容為鐵路道口1個且施工難度小，建設(shè)投資為3526.97萬元。方案優(yōu)點有：造價低，占地少。方案缺點有：一是道路與鐵路的交叉口剛好位于外貿(mào)公司鐵路與沙井煤礦鐵路接岔口，需對接岔口進行改造；二是新增道路與鐵路平交道口，需要長期管理且維護費較多；三是道路與鐵路平交道口存在一定的交通安全隱患；四是外貿(mào)公司裝卸作業(yè)需占用道口，單次作業(yè)時間在60min至100min之間，對亭洪路交通影響非常大；五是亭洪路與規(guī)劃一路、規(guī)劃二路路口和鐵路道口相連，交通組織工作開展具有難度。

（3）方案三：亭洪路上跨沙井鐵路。主要工程內(nèi)容有：上跨沙井煤礦專用線橋梁長280m，橋梁兩側(cè)擋墻長500m，施工難度一般，建設(shè)投資為12478.01萬元。方案優(yōu)點有：道路、鐵路交通互不影響；亭洪路可設(shè)置輔道與規(guī)劃一路、規(guī)劃二路平交，交通功能較完善。方案缺點有：受道路起點現(xiàn)狀沙井大道標高和沙井鐵路標高的限制，亭洪路上跨沙井鐵路最大縱坡達到5.49%，縱坡較大，影響行車舒適和安全；上跨橋梁對周邊小區(qū)造成一定的噪聲污染；造價較高。

經(jīng)過綜合考慮，方案二（平交方案）對亭洪路交通影響非常大，方案三（道路上跨鐵路方案）中設(shè)計亭洪路最大縱坡為5.49%過大，而方案一（道路下穿鐵路方案）具有道路與鐵路交通互不干擾、有利于與周邊路網(wǎng)銜接、安全實用等優(yōu)點，因此推薦方案一：亭洪路下穿鐵路。

確定道路下穿鐵路后，再對立交的規(guī)模和交通組織方案進行對比分析，情況如表1所示。最終因方案一A交通功能完善，能滿足長遠交通需求，故推薦方案一A。

表1 節(jié)點方案交叉對比評估

3.2 亭洪路上跨南寧南貨場橋梁方案

本項目在K0+737～K1+225段需跨越現(xiàn)狀南寧南貨場，貨場地面標高與終點道路標高高差約21m。道路跨越南寧南貨場采用橋梁型式，需跨越貨場的貨5線、貨1—貨4線以及貨10線等鐵路線路，且貨5線位置現(xiàn)有鐵路貨場用的龍門架以及堆場，貨10線左右側(cè)均有堆場，貨場范圍管線眾多，橋梁橋墩的布置需充分考慮鐵路貨場的運營使用，又要保證鐵路路線的安全運行，建設(shè)條件相當復雜。本著節(jié)約投資的原則，在K0+737～K0+985段，在經(jīng)過施工工藝的難易程度、實施的可行性、施工工期、節(jié)能環(huán)保、投資規(guī)模等多要素的比選后，最終確定K0+737～K0+985段（非貨場段）采用預(yù)制裝配式小箱梁的方案。

K0+985～K1+225段（跨越貨場段）經(jīng)過與南寧鐵路局以及南寧南貨場的多次對接，綜合考慮各方面的因素，最終確定橋梁分兩幅設(shè)置，跨徑組合為[(35+3×54+35)]m。確定跨徑組合后，根據(jù)規(guī)范要求，上跨鐵路貨場的橋梁需采用1.3倍的設(shè)計荷載進行設(shè)計，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)進行預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆變高連續(xù)箱梁和變高連續(xù)鋼箱梁的比選，預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，采用滿堂支架現(xiàn)澆方式進行施工。跨越鐵路線位置采用貝雷梁門洞，該施工工藝成熟，操作簡便，線形流暢，造型優(yōu)美，景觀效果好、結(jié)構(gòu)耐久性好、結(jié)構(gòu)剛度大；并且能根據(jù)貨場的平面布置靈活調(diào)整跨徑布置，能最大限度地滿足貨場的使用要求。其缺點是施工時需要占用貨場場地一段時間，施工期間對貨場的運行有一定影響。而變高鋼箱梁方式采用預(yù)制吊裝，該施工工藝成熟，操作比較簡單。且上構(gòu)施工時只需要搭設(shè)臨時墩架設(shè)箱梁，施工時間短，對貨場的運行影響小。其缺點是，由于考慮到預(yù)制施工的種類不宜過多，故無法完全根據(jù)貨場布置調(diào)整跨徑，對貨場的后續(xù)使用可能產(chǎn)生不便。

綜合多方面的比選，本項目橋梁最終確定上部結(jié)構(gòu)分兩幅，采用[(4×35)+(32+3×35)]m裝配式預(yù)應(yīng)力砼先簡支后連續(xù)小箱梁+[(35+3×54+35)]m預(yù)應(yīng)力砼變高連續(xù)梁，左右幅錯幅5m布置；下構(gòu)采用雙柱式花瓶墩，重力式U型橋臺；橋臺、橋墩均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；橋臺、橋墩基礎(chǔ)樁徑1.5/1.8m。橋梁長度為左幅519m，右幅514m。

3.3 亭洪路排水工程方案

本項目雨水分高水高排、低水低排兩套系統(tǒng)。高水高排雨水系統(tǒng)為收集上跨鐵路橋、道路路面及沿線地塊雨水，利用雨水管道進行收集排放；低水低排雨水系統(tǒng)為收集下穿鐵路隧道的路面雨水，利用雨水泵站提升后進行排放。

（1）低水低排系統(tǒng)中如何合理設(shè)計雨水泵站是本工程排水的難點之一。由于下穿鐵路隧道引道縱坡很大，水流速度快，短時間雨水很快匯集，若不及時排水將嚴重影響行人的交通安全，因此下穿隧道泵站的選址、規(guī)模確定、設(shè)備選型尤為重要。考慮到本工程為重要地區(qū)的排水節(jié)點，本次設(shè)計下穿鐵路立交泵站的重現(xiàn)期采用30年，下穿鐵路立交管道綜合徑流系數(shù)Ψ取0.9，為解決周邊用地緊張問題，雨水泵站采用一體化形式，提升流量為0.8m3/s，揚程17m，泵站供電按二級負荷設(shè)計。

（2）由于道路上跨南寧南貨場段的縱坡大，K0+260～K0+710段的道路縱坡為2.5%～2.7%，K0+710～K1+220段上跨橋縱坡為3.8%，當發(fā)生暴雨時，將會有大量的路面雨水順著道路縱坡沖進下穿鐵路隧道，因此如何避免雨水泵站出現(xiàn)抽排不及時而造成內(nèi)澇的情況，是本工程排水的另一個難點。經(jīng)過分析道路豎向、水流特點以及雨水泵站的用地情況，在道路K0+560、K0+640處分別設(shè)置了兩道橫向截水溝，接入高水高排系統(tǒng)以減輕低水低排系統(tǒng)流量壓力，并在雨水泵站前設(shè)置一座L×B×H=6m×5m×3.5m的雨水調(diào)蓄池以規(guī)避雨水洪峰，對排水區(qū)域間的排水調(diào)度起到積極作用。雨水調(diào)蓄池為地下混凝土池，并設(shè)有入孔、設(shè)備口以及清洗設(shè)施便于日后維護管理。

3.4 亭洪路與周邊交通銜接

亭洪路作為橫貫江南區(qū)的主干線，是連接沙井、富寧和亭洪片區(qū)的重要通道，本項目與專用鐵路交會可采用立交橋的方式，為保證亭洪路主線通暢對江南區(qū)交通起到重要作用。本項目在1.47km內(nèi)不僅下穿沙井煤礦鐵路、上跨南寧南貨場鐵路，還分別與規(guī)劃1路、規(guī)劃2路、宣德路、規(guī)劃3路、規(guī)劃4路相交，并有融晟公園大地小區(qū)出入口、現(xiàn)狀五一西路連接本道路，因此如何組織交通，完善路網(wǎng)功能至關(guān)重要。本道路主線下穿沙井煤礦鐵路，輔道與平行鐵路的規(guī)劃1路、規(guī)劃2路在鐵路兩側(cè)形成T字平交路口，可左右轉(zhuǎn)進行交通轉(zhuǎn)換，沿線單位車輛也可在路口調(diào)頭，完善了節(jié)點交通功能。本道路在下穿沙井煤礦鐵路和上跨南貨場鐵路之間的有限長度內(nèi)與宣德路平交，需合理設(shè)計道路縱斷面和路口展寬段長度，并增加右側(cè)左轉(zhuǎn)車道，從而滿足主、輔道左、右轉(zhuǎn)功能和車流交織安全長度需要。為此，在上跨南寧南貨場鐵路段設(shè)置輔道至鐵路邊掉頭，并與規(guī)劃3路平交，可滿足亭洪路兩側(cè)用地車輛出入、掉頭以及與規(guī)劃3路的交通轉(zhuǎn)換功能。亭洪路下穿沙井煤礦鐵路隧道段與上跨南寧南貨場鐵路橋梁段均設(shè)置有非機動車道和人行道，K0+600～K0+980段輔道人行道則通過人行步梯上橋，保證了全線慢行系統(tǒng)的暢通。

本項目在不同路段設(shè)置不同道路橫斷面來滿足沿線交通需求。道路下穿沙井煤礦鐵路引道段橫斷面主線設(shè)置雙向6車道，雙側(cè)設(shè)置3.5m非機動車道，輔道進口道設(shè)置兩機一非車道，出口道設(shè)置一機一非車道。道路上跨南寧南貨場專用鐵路段橫斷面主線為兩幅橋，雙向6車道，兩側(cè)非機動車道各寬4.0m，機非混合車道間設(shè)置0.5m的隔離墩，橋下輔道寬為7.5m，道路兩側(cè)預(yù)留5.5m綠化帶，道路總控制寬度為70m。

4 結(jié)語

本文以南寧市亭洪路為例，對市政道路與專用鐵路交叉設(shè)計的重點和難點進行分析。通過對亭洪路與沙井鐵路交叉方案、亭洪路上跨南寧南貨場橋梁方案、亭洪路不同路段橫斷面方案、亭洪路排水方案及亭洪路與周邊交通銜接的研究，解決了市政道路與專用鐵路交叉設(shè)計相關(guān)的一系列問題，設(shè)計方案順利通過了規(guī)劃、鐵路、發(fā)展改革、住房城鄉(xiāng)建設(shè)、交通、財政等部門的審批，并得到評審專家們的一致認可，現(xiàn)已進入建設(shè)施工階段，可為往后類似項目建設(shè)提供一定的經(jīng)驗借鑒。