铁路用地开发项目的设计分析研究

王栋

（杭州铁路设计院有限责任公司，浙江杭州 310043）

0 引言

近年来，铁路系统不断发展的同时，铁路土地也在不断扩大。但既有铁路用地往往处于无人管辖的状态，不仅有当地村民作为耕作用地，而且偶有建筑垃圾被偷盗的现象发生，如若长期搁置，必将大大增加铁路用地被侵占、使用的风险，造成铁路土地的价值流失。

如何合理利用铁路用地，既满足相应邻近营业线的安全性、保护铁路土地价值不再流失，又能在开发利用后产生可观的经济效益，是一个重要的问题。对既有铁路用地化零为整，结合当地市场环境和需求，因地制宜地开发、利用已是当务之急。

中国铁路总就高速铁路桥下的土地问题，发布过《关于加强高铁桥下土地保护性利用安全管理的意见》，文中明确了开发及使用单位在加强高铁桥下土地保护性利用安全管理及确保高铁运行的前提下，应合理开发铁路土地，这有利于提升空置土地的经济价值，加强铁路的安全运营。对于空置铁路土地的保护性利用、开发，对美化铁路沿线环境、防止路外企业或个人非法侵占铁路土地、避免非正常使用铁路沿线土地空间，具有十分重要的意义和作用。

1 项目前期准备

针对近年来市场经济大环境的需求以及土地开发单位对投资收益率、回收年限等相关要求，同时结合实际项目情况，业主使用阶段业态需求大致可分为三类：硬面化堆场项目、停车场项目、小型汽车训练场项目。待确定业态需求后，即可开展前期工作。

其一，确认拟建项目所在地是否为铁路土地范围及土地权属管辖部门，核实拟建项目区域与铁路用地红线之间的关系及退让距离。

其二，确认拟建项目区域与周边营业线的位置关系，确认相对应线路里程、高架线路的桥墩编号等，便于后期审查阶段，设备管理单位了解现场。

其三，了解拟建项目区域内的地质情况。根据场地地勘报告（或周边邻近区域地勘报告）得知是否存在大量杂填土或土层分布不均匀的情况，可能对后期硬面阶段产生不利影响。由于铁路系统对电力、通信、信息、信号、贯通、自闭等管线的需求较多，应勘察场地内是否存在既有地下电缆管线标桩及架空电缆，并与相关设备管理单位明确现场的电缆情况。

其四，了解拟建场地周边环境及通道出入口情况，以便后期设计中对业态相关消防需求进行调整及优化。

2 场地做法比较及选择

铁路土地开发硬面做法，一般分为混凝土硬面和沥青硬面两种，二者分别有各自的特点及优、劣性。

2.1 混凝土硬面的特性

2.1.1 力学特性

就弹性模量及强度而言，柔性硬面的抗弯拉强度是混凝土硬面的6～7 倍。当混凝土面层在荷载作用下，弯拉应力超过其自身的极限抗弯拉强度时，混凝土面层将会发生断裂。同时，由于长年累月的反复作用，使混凝土面层在还未达到极限抗弯拉强度时，就可能出现破坏。所以，设计混凝土硬面的标准应依据混凝土抗弯拉强度值。

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2.1.2 温度变化特性

混凝土硬面在实际使用中会随温度、湿度的变化而发生变形，出现收缩、膨胀或翘曲。在大面积混凝土硬面区域，此类变形会产生约束，混凝土硬面内部会产生较大的应力，使其表面拱起、胀裂。想要杜绝不规则的裂缝产生，减少温度应力带来的影响，需在混凝土硬面设置胀缝和缩缝，硬面每隔6m 设置一道缩缝，每隔36m 设置一道胀缝，每日施工终了或浇筑混凝土过程中因故中断浇筑时，应设置横向施工缝，其位置宜设在胀缝或缩缝处，接缝处采用沥青料等合适的柔性材料填缝。

2.2 沥青硬面的特性

2.2.1 高温稳定性

沥青硬面具有抵抗流动、变形的能力。随着室外温度升高，沥青硬面的强度和刚度均会下降。因此，为了确保在炎热的夏季高温条件下，沥青硬面在行车荷载的持续作用下不产生车辙、鼓包等不良情况，沥青硬面的高温稳定性尤为重要。

2.2.2 低温抗裂性

沥青硬面具有抗收缩裂缝（低温情况）的能力。随着室外温度降低，沥青硬面的劲度会增大，变膨能力会降低。在长年累月的外部荷载作用下，部分应力未得到释放，日积月累，当这部分应力超过沥青抗拉强度后，硬面便会开裂，从而产生相应的破坏。因此，沥青硬面在低温情况下，应具有较低的劲度及较强的抗变形能力，以达到低温抗裂性能要求。

2.2.3 水稳定性

在受到雨水侵蚀以及外部荷载的反复作用下，沥青面层仍具有很好的抗破坏能力。但是，沥青自身的黏结力，以及不同粒径沥青面层之间的黏合力，都会因为雨水的冲刷而降低，从而产生沥青面层剥落的情况，导致硬面出现水损害。因此，沥青硬面必须具备可靠的水稳定性，才能保证在后期使用中的耐久性。

2.3 混凝土硬面与沥青硬面的优、缺点

表1 混凝土硬面与沥青硬面优、缺点

从上述两种硬面的特点，并结合近年来具体的项目实施情况可知，铁路土地开发项目作为堆场及小型汽车训练场，均按混凝土硬面的标准进行设计、应用，例如金华南货场5 道新建雨棚及堆放场工程、长兴综合物流园区铁路物流基地配套工程露天堆场项目、杭州康桥小型汽车驾校训练场地项目、萧山东方公司化工线专1 专3 间硬面化堆场项目等。

停车场项目大都采用沥青硬面标准进行设计和应用，例如杭州永宁货场商品车停车场项目、杭州康桥商品车铁路物流基地项目、杭黄铁路桐庐站铁路停车场补强项目等。通过上述完成项目，总结两类硬面的相应做法详见图1、图2。

现有土地的开发或更新、改造项目中，沥青硬面做法基本采用半刚性基层形式，面层做法基本采用密级配沥青混合料（AC）。根据项目的地质资料对场地基层进行分析，结合后期业态情况，压实后的路层顶面设计回弹模量值不小于20MPa，水泥稳定类基层最小厚度为150mm，沥青面层结构分为单层式、双层式、三层式（表面层、中面层、下面层）。单层式面层需加铺封层作为抗滑磨耗层。

现有土地开发或更新改造项目中，混凝土硬面面层做法基本采用普通水泥混凝土面层。相应面层厚度根据交通等级、道路等级、变异水平等级等要求取值180～260mm。

混凝土路面结构设计，以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂，作为设计的极限状态。其表达式采用式（1）计算：

式（1）中：γc为混凝土硬面可靠度系数，根据所选项的可靠度及变异水平等级来确定；δpr为行车荷载疲劳应力；δtr为温度梯度疲劳应力；fr为28d 龄期的水泥混凝土弯拉强度标准值。

3 场地内附属设备、设施配置

3.1 场地出入口

堆场及停车场需考虑普通消防车的进出条件，并满足建筑设计防火规范中对消防车道的要求。堆场区域不宜少于2 处出入口，停车场区域应根据实际停放车数量设置1～3 处出入口；小型汽车训练场地可根据实际需要设置出入口数量，一般设置1～2 处。

3.2 场地给排水及消防

3.2.1 场地面层应设置适当的横坡及纵坡，将雨水有组织地排入排水系统中。场地坡度宜≥0.2%。设置坡度确有困难时，可采用多面坡度及相应的排水措施。场地设计标高应根据项目所在地区的百年防洪水位进行标高，如涉及特殊区域，场地设计标高应高于所在地百年洪水位0.5m。同时，应尽量采取必要的防洪措施，保证场地的有序排水。设计场地需因地制宜，如场地外部或场地内有无法填埋的较大汇水区域时，场地内应布置边沟或排洪沟，保证设计场地有组织地进行排水。

3.2.2 城市建筑工程配置的机动车停车场的设计要求，应按国家《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067—2014）执行。其中，露天室外停车场的消防主要设施为室外消火栓和灭火器。

3.2.3 根据室外停车场规范要求，当停车数量不大于5 辆时，该停车场可不设置消防给水系统。例如，结合地区驾校实际使用情况调研结果发现，驾校教练夜晚常常随训练车一并回家，驾校夜晚停车极少，因此在设计驾校时，可结合本规范不设计室外消防给水系统。其他类停车场室外消防用水量分别为一是1、2 类停车场不小于20L/S，二是3 类停车场为15L/S，三是4 类停车场为10L/S，此时，室外消防给水优先选用市政低压给水系统，消防给水管道内的压力，应保证灭火时最不利点消火栓的水压不小于0.1MPa。

3.2.4 除室内无车道且无人员停留的机械式汽车库外，其他汽车库、停车场均应配置灭火器。灭火器的配置设计应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》（GB 50140—2005）的有关规定。该规范中，针对露天室外停车场或驾校模式的灭火器配置并无明确要求，灭火器配置场所的危险等级可参考规范中对汽车、大型拖拉机停车库的定义，可参考室外露天停车场及驾校的灭火器的布置原则。室内停车场配置消火栓系统和灭火系统时，灭火起配置修正系数可以乘以0.5。若按照实际计算，一个停车场按照手提式灭火器的保护距离分布灭火器，会造成干粉灭火器的布置过于分散，给后期运行、管理及维修带来极大不便。

综合考虑，室外露天停车场火灾危险性低于室外露天可燃物堆场，此时，我们可参考可燃物露天堆场的修正系数0.3，来布置室外露天停车场的灭火器，优先选取推车式灭火器，同时局部配备手提式灭火器，方便普通人员应急救援使用，从而达到合理的经济投入、布局效果及使用方式[2]。

3.2.5 电力照明需求应根据场地的实际尺寸，在适当位置设18～21m 投光灯，塔间距100～150m 为宜，并在四个方向各配置两盏高压钠灯，以保证夜间作业。

4 既有营业线的保护措施

其一，邻近营业线范围是指距既有线路中心30m范围内的区域。铁路土地开发项目停车场和小型汽车驾校项目，应在既有线路防护栅栏外侧设置一道波形防撞护栏，其具体型号应根据相应的车辆质量与行车速度，通过动能公式（Ek=1/2mV2）计算对应动能，并用所得动能按照《公路护栏安全性能评价标准》（JTG B05-01—2013）查找防护等级。以小型汽车为例，一辆速度为20km/h 小轿车，动能为38500J，防护等级为三级的A 级波形防撞护栏，相对应的设计防护能量为160kJ，满足防护要求。

其二，对于铁路安全保护区以内的桥下作业或下穿桥墩的通道，应尽量远离既有桥墩，并设置SS 级波形防撞护栏或防撞墙，保护既有铁路高架桥墩的安全。

5 结语

铁路土地合理、有序、可持续地开发利用，是我国铁路事业蒸蒸日上的强大助力。本文通过对既有项目中业主和使用单位的走访调查，对开发、设计过程中相关问题和要点进行梳理，逐步完善了对此类项目的设计，希望未来在确保铁路安全的大前提下，更合理地开发、利用铁路既有土地价值，实现安全与经济两者兼顾，完美共存。