铁路线路平纵断面设计相关问题探讨

王 向 荣

(中铁西安勘察设计研究院有限责任公司，陕西 西安 710000)



铁路线路平纵断面设计相关问题探讨

王 向 荣

(中铁西安勘察设计研究院有限责任公司，陕西 西安 710000)

介绍了铁路线路平纵断面的设计原则，分析了影响铁路线路设计的主要因素，阐述了Google Earth系统在铁路线路方案设计中的应用，并总结了线路设计中的注意事项，使线路设计方案更加合理可行。

铁路，线路设计，Google Earth系统，坡度

铁路线路方案设计是一项涉及多专业的综合性工作，其技术涉及到多学科的综合应用，是一项系统工程,对设计者提出了很高的要求。本文结合多条专用铁路的设计实践，总结设计过程中的经验与教训，提出自己对铁路线路设计方法的一点思考。

1 线路平纵原则

1.1 曲线的设置

线路设计中平面应优先考虑顺直，忌无端增加平面曲线，或加大曲线偏角，尽量少用反向曲线，除非是受地形条件限制、不良地质控制、既有建筑控制、高压铁塔控制、规划控制、立交角度控制(等级公路与规划道路)、地下管线(天然气管线、供水管道等)控制、矿藏控制等控制，线路绕避障碍物时，应尽可能提前绕避，并使交点正对控制点，否则将增大线路的转向角度。

桥梁地段，线路应为直线，设在曲线上时，优先选用大半径曲线，应与桥梁专业沟通后选取，一般应不小于800 m，桥梁地段应避免使用反向曲线，如采用反向曲线时，夹直线应大于一列车长。隧道应设在直线上，如设曲线，应在洞口附近采用较大的曲线半径。

1.2 坡度设计

考虑后期运输条件和运输能耗，纵坡应尽可能地平缓，拔起高度小。纵坡起伏应有充分的理由支撑。除了受特殊控制以外，特别是以路基为主的地段，线路纵坡的起伏应基本顺应地面线。

线路拉坡时，应注意土方填挖平衡，路堑段应注意设排水坡度，最小坡度一般为2‰。

车站的纵向坡度一般为平坡，为减少工程量，车站排水设备的坡度为困难条件下1‰，需要通过调整沟深才能实现，排水困难。故拉坡时，要特别注意区间路基的汇水不能进入车站，否则车站排水系统到尾部时，沟深往往会很高。

线路在道路密集或者靠近村庄的地段，应适当抬高线路，满足道路立交条件。按照《铁路线路设计规范》规定：“隧道内坡度不应小于3‰，在寒冷及严寒地区地下水发育的隧道应适当加大坡度”。隧道的坡型应结合隧道所在地段的线路纵断面、隧道长度、牵引种类、地形、工程地质与水文地质、施工条件等情况具体考虑，设计为单面坡道或人字坡道，设计应优先采用单面坡道设计。设计不应无故地将隧道坡度设得很大，这样增加了线路的拨起高度、恶化了运营条件。

而且在纵断面设计时，应注意隧道断面有限，区间路基的汇水不能进入隧道。

1.3 进站线路纵断面设计与车站安全线的设置

铁路总公司《铁路技术管理规程》(普通铁路部分)第55条规定：“在进站信号机外制动距离内进站方向为超过6‰下坡道的车站，应在正线或到发线的接车方向末端设置安全线”。

上述规定是保证下坡进站的列车不致闯入前方区间，与正线上对向进站的列车或站内发出的列车发生冲突。

以古城煤矿专用线为例，专用线接轨站为李村专用线李村站，李村站由中铁咨询设计。中铁咨询设计时，已考虑古城专用线引入条件，并已完成初步设计。古城专用线进站线路纵坡原方案考虑与交叉县道立交条件，进站设9‰的大下坡，县道下穿铁路。而根据技规，原方案需在李村站增加安全线。考虑李村站已完成设计，且方案已经稳定，遂放弃原方案。将进站段坡度改为2.1‰，县道上跨铁路。

2 各种控制因素的影响

2.1 线路方案须与当地政府沟通

线路方案稳定后，走向方案需与当地政府部门(市、县、乡)沟通，政府部门对当地情况最为熟悉，可以提供线路沿线道路及设施的规划、地下管线的大概分布等通过踏勘无法得知的信息，从而为后期详细资料的收集提供方向。操作流程为：向沿线所属政府部门送交路由征求意见书，征求意见书内容包括政府管辖范围内线位说明及附图。最终线位应与当地上级政府达成书面协议。

2.2 地方规划的影响

在线位的选择上，与城市规划部门积极沟通，在满足铁路技术要求的前提下，避免与规划发生干扰。

以古城煤矿专用线为例，专用线与既有南环路交叉，屯留县政府在南环路北侧规划有工贸园区，屯留县政府要求专用线工程对南环路的正常使用与工贸区的建设及正常使用无影响。在无法绕避的前提下，经多方案比选，线路最终选择在工贸区范围内以隧道形式通过，隧道顶覆土平整。

2.3 重要军事设施的影响

线路设计过程中，需对沿线军事设施重点调查，确定合理的绕避或交叉方案。

以古城煤矿专用线为例，线路穿过某集团炮弹试射区。为保证安全，减少与试射区的相互干扰，在炮弹试射区内，线路最终选择以明洞形式下穿。明洞顶部考虑了防护措施：明洞顶回填土高度不小于3 m，其中：土层1.5 m厚，混凝土层厚0.5 m，3∶7灰土层厚1 m。

2.4 各种管线交通的影响

管线属于地下设施，在现场踏勘调查中不易发现。以往经验是先找沿线政府部门征求路由意见，政府或部门对当地情况比较了解，一般都能提供关于地下设施的部分信息，然后根据这些信息，有目的地去管线的产权单位进一步收集详细的管线布设资料。因管道走向，线路无法绕避，只能选择交叉。选线过程中，尽量以大角度与管线交叉。纵断面设计中，与油气管线交叉处，选择以路基形式通过，路肩比原地面高3 m左右，并对既有管线设管道保护涵进行防护，保证涵洞具有良好的排水措施，防护长度满足铁路用地外3 m的要求。

在与市政道路交叉时，要注意市政道路两侧一般都有雨污水管线，如方案选择铁路下穿市政道路，在线路拉坡时，注意需按雨污水管道的标高作为线路控制高程。如没有条件降低高程时，要做好雨污管线的迁改。

3 利用Google Earth系统进行线路优化

铁路项目所使用的地形图由于设计周期与资金投入的限制，前期往往没有条件和时间进行外业补测。故地形图资料陈旧，地物变化明显。Google Earth提供的都是近年来的卫星或航测影像，比大多数的地形图要新，反映的信息更准确，可以有效弥补地形图资料陈旧的缺陷。

在利用地形图选线完成后，利用GERAIL或者ACAD2KML软件将平面线位转化为Google Earth的KML文件，通过KML文件，可以在Google Earth上形象的浏览线路所经过地区的地形地貌和地物情况，以及与周边路网的关系。

关于坐标系的转换问题，Google Earth所采用的是WGS84世界大地坐标系，古城项目平面坐标系采用北京54坐标系，它们是两个不同的椭球基准，之间是不存在一套固定的转换参数通用。可采用七(三)参数法，参数一般需由测绘院提供，但鉴于可研精度要求，可自行采点计算。一般在地形图上找三个容易辨识的控制点如房屋角点等，两控制点最好相隔较远，记录下N，E坐标，并在Google Earth中，找到相应点，记录下经纬度坐标，利用软件即可完成转换。经测试，能够满足CAD图形转到Google Earth的精度要求。

同时在Google Earth系统中进行方案汇报演示效果明显，给方案评审者以更直观的三维立体印象，从而能全面细致的分析方案的优缺点，发现方案存在的不足。

4 结语

在线路设计中，设计者首先从设计理念上应该有一个正确的认识，最优的线路方案并不是线形最好、工程量最小的方案，这种方案仅仅是理论上的方案。最优的方案应该是除当前的方案外没有更好的方案可选了，也可以认为是当前的方案没有原则性的错误，各方面的因素均已经考虑到了。

其次在今后的线路设计工作中，以下几个方面应引起重视：

1)曲线的设置必须有足够的理由，且曲线交点要正对障碍物；

2)桥梁隧道地段尽量选取大曲线半径；

3)纵坡要尽可能平缓，考虑填挖平衡；

4)纵坡设计要兼顾沿线道路立交条件与路基、隧道排水，特别要注意路基水不能进入隧道；

5)区间路基汇水不能进入车站；

6)在进站信号机外制动距离内进站方向为超过6‰下坡道的车站，应在正线或到发线的接车方向末端设置安全线；

7)线路方案要特别注意与地方政府部门、沿线设施的产权单位沟通，必要时形成书面意见；

8)选线控制因素中要重点考虑地方规划、重要军事设施、各种管线的影响；管线的影响中要特别注意市政道路下方的雨污管道；

9)要善于利用Google Earth系统优化线路方案并进行方案汇报演示。

[1] 赵清为.铁路工程设计技术手册·线路[M].北京:中国铁道出版社，1994.

[2] 林世金.线路设计方案常见问题剖析[J].高速铁路技术，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

王向荣(1985- )，男，工程师

U212.3

A