城际铁路地下车站平坡设置研究

摘 要：城际铁路地下车站普遍采用 2‰ 的坡段以解决纵向排水问题，但设置 2‰ 的纵坡不仅增加车站土建施工难度，还对后期的设备安装、装修等带来诸多不便。文章根据相关设计规范，结合线路平面条件、车站布置、隧道断面等，分析城际铁路与地铁纵断面设计异同、地下车站设置平坡对排水产生的影响，并提出解决方案。研究认为，城际铁路地下车站内排水可通过垫层找坡、底板找坡等方式解决，隧道内排水可通过沟底找坡方式解决。端头为直线的地下车站可设置为平坡;端头为曲线的地下车站不宜设置为平坡，需根据缓和曲线、竖曲线、道岔等参数计算确定。

关键词：城际铁路;地下车站;纵断面;平坡;排水

中图分类号：U239.5

0 引言

城际铁路地下车站纵断面设计过程中，普遍采用2‰ 的坡段以解决车站纵向排水问题，但设置2‰ 纵坡不仅增加车站土建施工难度，还对后期的设备安装、装修等带来诸多不便，而在地铁车站设计中已逐步采用平坡方案[1]。城市轨道交通设计管理工作者对地铁地下车站设置平坡进行了研究，认为地下车站采用平坡具备以下优点[1-4]。

（1）车站的顶板、中板、站台板、轨顶均设计为平坡，车站范围内各自高程数据保持一致，可简化线路、建筑、结构、综合管线、装修等专业设计接口。

（2）方便与周边地下物业开发空间对接，避免在竖向衔接处出现“剪刀差”。

（3）在车站土建施工及设备安装时，减小了车站高程控制方面出错的概率。

地铁地下车站已广泛采用平坡设计，城际铁路地下车站采用平坡与地铁地下车站具有类似的优点。因此，有必要在现行规范基础上，分析研究城际铁路地下车站采用平坡设计的可行性。

城际铁路地下车站设置为平坡存在客观需求，但城际铁路纵断面设计与地铁纵断面设计存在一定差异，因此，需根据现行规范，并结合城际车站实际条件，研究城际铁路地下车站设置为平坡的可行性，分析其可能产生的影响。

1 现行规范要求

城际铁路速度目标值通常为120～200 km/h，地铁速度目标值通常为100 km/h及以下，TB 10623-2014 《城际铁路设计规范》[5]与GB 50157-2013 《地铁设计规范》[7]对车站纵断面设置要求存在差异。

《地铁设计规范》规定，车站站台范围内的线路应设在一个坡道上，坡度宜采用2‰。当具有有效排水措施或与相邻建筑物合建时，可采用平坡，竖曲线与缓和曲线或超高顺坡段在有砟道床地段不得重叠，在无砟道床地段竖曲线与缓和曲线重叠时，每条钢轨的超高最大顺坡率不得大于1.5‰[7]。

《城际铁路设计规范》规定，到发线有效长度范围内应设在平道上，当需设在坡道上时，坡度不应大于1‰;地下车站可设在不大于2‰ 的坡道上;困难条件下，无配线车站可设在不大于6‰ 的坡道上。到发线有效长度范围内应采用一个坡段。竖曲线（或变坡点）与平面曲线起终点间的最小距离不宜小于20 m。竖曲线与竖曲线、缓和曲线、道岔均不得重叠设置[5]。

可见，因铁路等级不同，速度目标值不同，《城际铁路设计规范》与《地铁设计规范》对车站坡度设置要求存在差异。《地铁设计规范》指出，地铁车站若能解决排水问题，可设置在平坡上;根据《城际铁路设计规范条文说明》[6]，城际铁路地下车站坡度的设置也参考了《地铁设计规范》，即考虑有利于排水，地下车站可设在不大于2‰ 的坡道上。地铁竖曲线与缓和曲线只有在有砟道床地段才不得重叠设置，城际铁路竖曲线与竖曲线、缓和曲线、道岔均不得重叠设置[5-7]，城际铁路对竖曲线的设置要求更高。

2 地下车站设置平坡排水方案

城际铁路地下车站与地铁地下车站虽然在体量与规模上存在一定差异，但施工工法基本一致，车站通常采用明挖或暗挖法施工，车站端头设置盾构始发或接收井。城际铁路地下车站设置为平坡，首先要解决排水问题，包括车站排水及车站前、后区间平坡隧道排水。

2.1 车站布置形式

以珠三角城际为例，多数城际线路存在开行大站快车的客观需求，一般采用同时开行大站快车、站站停2 种列车运营模式[7]。大站快车模式下，每隔3～5个车站需设置1个有配线车站，不具备越行功能的车站可不设置配线。

图1～图3为几种常见的城际铁路地下车站布置形式。

城際铁路标准站台长度约210 m，规模较地铁站大，无配线标准车站长度约340 m，有配线车站长度与道岔布置形式有关。采用12号道岔情况下，车站长度约为580 m;采用18号道岔情况下，车站长度约为680 m，为减少开挖范围、节约工程投资，地下有配线车站通常采用12号道岔。因车站长度不一样，有配线车站与无配线车站对排水沟的设置要求也不同。因此，本文重点对典型的有配线车站和无配线车站设置平坡后排水方案进行研究。

2.2 地下车站排水

根据《城际铁路设计规范》，城际铁路到发线有效长为400 m，且到发线有效长度范围内应采用一个坡段 [5]。因此，当车站设置为平坡时，无配线车站内平坡段的长度至少应为400 m，有配线车站内平坡段长度至少应与车站长度一致（含咽喉区）。

平坡车站站厅及站台排水可借鉴地铁平坡站排水方案，通过靠近结构外墙设置离壁沟，离壁沟内设置排水坡向地漏进行排水，可解决平坡车站站厅层排水问题。在站台中间根据排水需求设置地漏并找坡，可解决平坡车站站台排水问题。

轨行区排水方案及对车站结构的影响是本次研究的重点，以580 m长的有配线地下车站为例，当车站纵坡设置为平坡后，车站内排水方案有以下几种[1-3，9-12]。

（1）车站底板为平坡，水沟采用“W”形坡。轨面及车站底板采用平坡，通过垫层找坡实现排水功能，水沟坡度2‰，因车站长度较长，水沟设置成“W”形坡，在坡底设置集水井和泵房，如图4所示。此方案车站开挖深度可保持一致，车站整体埋深加深约0.3 m。此方案结构板设置平坡，构件规整，尺寸统一，对构件现场放样、立模及混凝土浇筑有利，尤其是当车站采用组合结构体系时，对钢构件的工厂放样加工及现状安装有利，可提高工程质量，避免出现难以弥补的错误。垫层找坡，实施条件较好，找坡质量容易控制，增加的垫层自重对车站抗浮有利。

（2）通过车站底板找坡，水沟采用“W”形坡。轨面采用平坡，通过底板找坡实现排水功能，水沟坡度2‰，因车站长度较长，水沟设置成“W”形坡，在坡底设置集水井和泵房，如图5所示。此方案车站开挖深度根据坡度变化，可在一定程度上减少土方开挖量。此方案结构构件起伏，尺寸非标，现场实施难度非常大且效果难以保证;当车站采用组合结构体系时，钢构件规格均不相同，加工难度大，现场容易出现安装错误且难以弥补，但土方开挖量略少。

（3）通过车站底板找坡，水沟采用“一”字形单面坡。轨面采用平坡，通过底板找坡实现排水功能，水沟坡度2‰，水沟设置成“一”字形单面坡，在坡底设置集水井和泵房，如图6所示。此方案车站开挖深度根据坡度变化，因车站长度较长，车站一端埋深较另一端深约1.2 m。此方案结构构件不规整，尺寸非标，现场实施难度较大;当车站采用组合结构体系时，钢构件规格均不相同，加工难度大，现场容易出现安装错误且难以弥补，基坑开挖方量为3种方案中最多。

综上所述，通过垫层找坡、底板找坡，以及增加集水井、泵房等方式，可有效解决车站范围内排水问题。因城际铁路车站长度较地铁车站长，为减少开挖深度，应尽量避免采用“一”字形单面坡，可根据车站长度采用“人”字坡，或者“W”形坡，通常情况下宜采用车站底板为平坡、垫层找坡的方案。

2.3 区间隧道排水

城际铁路地下车站端头多采用盾构法施工，盾构隧道为圆形结构，断面根据城际铁路限界、接触网、轨下结构综合拟定，排水沟沟底至底部盾构管片净距为固定值。隧道内排水一般采用道床两侧双侧排水明沟的方式，将少量渗漏水或消防水排至隧道中部V、W形坡最低点设置的废水泵房，集中抽排至地面市政管网。当线路为平坡时，隧道内排水沟需通过沟底找坡，以满足排水要求，但水沟不能侵入管片结构，因此通过沟底找坡条件有限。

以速度目标值160 km/h的某城际铁路双洞单线盾构隧道为例，《城际铁路设计规范》规定：旅客列车最高行車速度160 km/h时，直线地段隧道轨面以上净空横断面面积为35 m2，双线隧道不小于64 m2，隧道内应设置贯通的救援通道，救援通道宽度不宜小于1.0 m，高度宜为2.2 m，内侧至线路中线距离不应小于1.8m，走行面高度宜与轨面齐平[7]。其衬砌内轮廓图[8]如图7所示，双洞单线盾构隧道外径8.8m，内径8.0m，管片厚度0.4m，隧道两侧均设有排水沟，排水沟断面尺寸均为0.25m×0.25m。

当车站设置平坡时，两端区间隧道平坡段长度应尽量缩短，以利于隧道排水。城际铁路区间隧道内平坡段的长度与变坡点位置、竖曲线长度、道岔布置等有关，车站平面示意如图 8所示。

当车站端头为直线时，竖曲线可紧邻车站设置。以某城际铁路无配线车站为例，到发线有效长度 400 m，车站开挖长度约340m，无配线车站最小平坡段长度约为30 m，沟底找坡0.06 m即可。有配线站端头竖曲线可紧邻车站设置。因此，当车站端头为直线时，盾构隧道内平坡段长度可控制在较短范围内，通过沟底找坡可基本满足排水要求。

当车站端头为曲线时，隧道平坡段长度受缓和曲线、竖曲线、道岔等影响，需计算确定。根据《城际铁路设计规范》，竖曲线（或变坡点）与平面曲线起终点间的最小距离不宜小于20 m。竖曲线与竖曲线、缓和曲线、道岔均不得重叠设置。正线上的道岔与缓和曲线间的直线段长度一般条件下不小于0.4v。

隧道范围内需要通过沟底找坡的最小高度计算公式如下：

H_min= L_min· 0.002 = （20 + L₀+ 0.4v） · 0.002        （1）

式（1）中，H_min为需要通过沟底找坡的最小高度，m;L_min为最小平坡段长度，m;L₀为相邻曲线缓和曲线长度，m;v为城际铁路速度目标值，km/h。

有配线车站最小平坡段长度较无配线车站大0.4v。以速度目标值160 km/h城际铁路为例，缓和曲线长度为40～230 m，端头为曲线的有配线车站需要通过沟底找坡的最小高度Hmin为0.248～0.628 m。如在隧道内采用“人”字坡，分别向车站和区间排水，可使沟底找坡的高度减半，根据水沟尺寸，找坡高度仍有可能高出水沟顶。因此，当车站端头为曲线时，地下车站纵坡能否设置成平坡，需结合缓和曲线、竖曲线、道岔设置计算确定。

3 结论

城际铁路地下车站普遍采用2‰ 的坡段以解决纵向排水问题，但采用平坡具有较多优点，本文根据相关设计规范，结合线路平面条件、车站布置、隧道断面等，分析城际铁路与地铁纵断面设计异同、地下车站设置平坡对排水产生的影响，得出以下结论。

（1）城际铁路地下车站设置为平坡具有可简化专业设计接口、方便与周边地下空间物业开发空间对接、降低土建施工及设备安装出错概率的优点，应在有条件的车站进行推广。

（2）城际铁路地下平坡车站轨行区排水可通过垫层找坡、底板找坡等方式解决，通常情况下宜采用车站底板为平坡、垫层找坡的方案。

（3）紧邻地下平坡车站的区间隧道，车站端头为直线的情况下，隧道平坡段较短，可以通过隧道沟底找坡解决排水问题，车站可设置为平坡。当车站端头为曲线时，隧道平坡段需综合缓和曲线、竖曲线、道岔设置计算确定，当紧邻车站的缓和曲线较长时，通过沟底找坡不能满足要求，不建议将车站设置为平坡。

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收稿日期 2020-01-06

责任编辑 胡姬

Study on setting flat slope of intercity

railway underground station

Yang Xinlin

Abstract： In order to solve the problem of longitudinal drainage， 2‰ gradient section is widely used in the underground station of intercity railway， but the setting of 2‰ longitudinal slope not only increases the difficulty of civil construction of the station， but also brings a lot of inconvenience to the later equipment installation and decoration. According to the relevant design specifications， based on the line plane conditions， station layout， tunnel section， etc.， this paper analyzes the design similarities and differences between the intercity railway and the subway vertical section， and the impact of the setting of the flat slope of the underground station on the drainage， and puts forward solutions. The research shows that the drainage in the underground station of intercity railway can be solved by the way of smoothing slope and bottom plate slope， and the drainage in the tunnel can be solved by the way of trench bottom slope. The underground station with straight end can be set as flat slope， the underground station with curve end should not be set as flat slope， which should be determined based on the parameters of transitional curve， vertical curve， turnout， etc.

Keywords： intercity railway， underground station， vertical section， flat slope， drainage

作者簡介：杨新林（1989—），男，工程师