城市轨道交通线路选线设计过程探讨

李相君

中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京 102600

随着我国社会经济的快速发展，城市规模和城市人口数量都在不断增加，对城市公共交通服务提出了更高的要求。在此背景下，很多城市都将运力大、时效性高的轨道交通系统作为了城市公共交通体系发展的重要方向。因此在城市轨道交通系统的线路选线设计中，设计人员必须充分了解线路效用以及城市发展规划，以科学确定线路走向。同时在选线设计中，设计人员应严格遵守相关设计规范，确保线路路用、敷设方式以及平纵断面等设计科学合理，并要对不同设计方案进行综合性比较，以达到优化城市轨道交通线路选线设计方案的目的。

1 城市轨道交通线路走向选择因素

1.1 线路效用

在选择城市轨道交通工程的线路走向时，设计人员应准确把握线路效用，确保轨道交通线路走向能够满足城市居民的实际出行需求，为城市居民的日常工作生活提供便利的出行服务，充分体现轨道交通系统的服务功能。

1.2 城市道路的分布状况

在城市轨道交通工程的线路走向选择中，设计人员应充分了解城市现有的道路分布情况以及城市道路交通发展规划，在选择轨道交通线路走向时应尽量与具有较强可达性的城市主干道和快速道等城市主要道路相衔接，从而为轨道交通系统与其他交通方式之间的接驳提供便利，并起到吸引客流的效果[1]。

1.3 客流分布及方向

在城市轨道交通工程的线路走向选择中，设计人员应结合轨道交通系统在实现经济效益和实现社会效益两方面的要求合理确定线路走向，充分了解轨道交通工程沿线的客流分布情况以及客流的主要方向，并尽量选择客流量较大的位置设站。

1.4 隧道主体结构施工方式

在城市轨道交通系统的选线设计中，设计人员还应充分考虑隧道工程施工要求等影响因素。由于在隧道工程施工中，不同的施工方式会对工程造价以及城市交通等产生较大的影响。例如浅埋明挖法施工方式，其虽然工程造价相对较低，不过会严重影响城市地面交通的畅通性，不适合城市繁华区域的施工要求。与之相比，暗挖法对城市地面交通的影响相对较小，但对施工技术水平有较高的要求。因此设计人员应根据城市的具体经济水平、技术能力等因素合理选择线路走向。

1.5 城市的经济实力

在城市轨道交通系统的选线设计中，设计人员还应充分考虑当地的经济实力，尽量避免由于轨道交通工程建设而进行大规模拆迁，以减少资金的投入。同时在选择线路走向时也应充分考虑沿线地价等因素，以确保轨道交通系统建设成本与城市经济实力相适应。

2 线路设计

在城市轨道交通系统的选线设计中，应根据城市交通的发展规划等因素合理确定各设计要素，以提高选线设计的水平和质量。

2.1 线路路由

在确定城市轨道交通线路路由时，设计人员应根据城市发展规划以及经济水平等因素合理选择具体的连接方式。例如当主路与轨道交通的客流高度集中的集散点相重合时，应选择支路连接等方式对相关路网线路进行衔接调整。在城市轨道交通工程的线路选线设计中，设计人员还应加强对项目所在地区地方政府对其辖区内不同区域的开发建设规划的了解，并在此基础上对线路路由设计方案进行优化，使线路路由设计能够与当地的社会经济发展目标相协调，从而充分发挥城市轨道交通的重要作用。

2.2 线路敷设方式

在城市轨道交通线路选线设计中，应充分考虑工程造价以及城市景观环境在美观性等方面的要求，合理选择线路敷设方式。例如地面线的施工成本相对较低，而高架线的占地面积小且对城市地面交通的影响相对较少，设计人员应结合实际情况进行合理的选择[2]。近年来在随着我国在城市轨道交通建设领域相关技术水平的不断提高，在线路敷设设计中多采用地下线的设计方式，其不仅能够减少对城市地面交通的干扰，而且对城市整体景观的美观度的影响也相对较低，因此成为了现代城市轨道交通设计中较为常用的敷设方法。

2.3 线路平纵断面设计

2.3.1 线路平面设计

城市轨道交通工程的线路选线平面设计一般包括平面位置设计、车站型式设计以及车站站台型式设计等多方面的内容。

在城市轨道交通工程的线路设计中应根据不同的铺设方式确定线路平面位置。以高架线为例，其平面位置一般可根据不同的现有道路横断面情况以及规划要求设置于车行道分隔带或者绿化带等位置，而轻轨等地面线平面位置则可设置在城市绿化带线路上，或者是沿河以及沿铁路线设置。而地铁等地下线则通常应位于路测的规划道路红外以外出、路中下方、人行道下方或者路测慢车道下方等。

同时在线路平面设计中还合理确定车站位置。一般车站可设置于路口之间、道路红线外、偏路口以及跨路口等处[3]。车站位置与城市道路之间的关系可参见图1所示。

图1 城市道路与车站位置关系示意图

其中，a所示的是车站位于跨路口；b表示的是车站位于偏路口；c表示的是车站位于两个路口之间；而d表示的是车站位于道路红线以外。

设计人员应结合客流量、地面交通接驳等因素合理选择设站位置。通常，当地下存在较为复杂的管网设施且地面交通流量较大时应选择偏路口设站；而如为了吸引更大的客流量，可以采取两路口间设站方式。在跨路口设站能够交叉路口四个方向上的乘客提供便利，从而达到吸引较大的客流量的目的。此外，如工程区域拆迁量较小，且无法采用路面开挖方式施工时，则应采取道路红线外设站的设计方式。设计人员还应合理确定车站站台形式，并准确控制线间距等重要设计参数。常见车站站台型式可参见图2所示。

图2 常见车站站台型式示意图

其中，a所示的是车站的岛式站台型式；b表示的是车站的平行相对式站台型式和侧式上下重叠站台型式；c表示的是车站的混合型岛侧站台型式。在城市轨道交通工程的线路选线设计中，设计人员在选择车站站台型式时应充分考虑其是否会影响线路平面顺畅性以及其是否与区间线路位置之间存在冲突，确保车站站台型式设计科学合理。

在确定线间距时，设计人员应对道岔地段、并行地段以及车站地段等不同位置的线间距进行综合性分析，并按照设计规范要求进行准确的计算。在计算分析线间距时还应充分考虑不同施工方式对线间距的不同要求等因素。如在城市轨道交通工程的线路敷设方式设计为地下线时，设计人员应结合所采用的是明挖法或者盾构法施工工艺要求来控制线间距，一般当采用盾构法时，其取值应与隧道外轮廊直径一致，或者略大；而如果在线路敷设设计时采用的明挖地下线法时，则应按照中墙、柱的厚度与左右线与中墙、柱之间的限界标准之和来取值，且应考虑施工误差问题。当线路敷设方式设计为地面线或者高架线方式时，其线间距取值应满足不同车型的通行要求。此外，车站段的线间距设计应按照站台宽度与站台边缘到左右线中心之间的距离之和来取值。

2.3.2 线路纵断面的设计

在城市轨道交通线路的选线设计中还应对线路最低点、线路坡度等因素进行综合分析，且应加强对工程沿线区域地质水文条件的了解，尽量规避不良地质区域，以降低工程造价和施工技术难度。同时，设计人员还应根据线路周边区域建筑设施的分布情况提高选线设计的合理性。

2.4 辅助线的设计要点

辅助线也是城市轨道交通系统的重要组成部分，辅助线主要包括折返线、停车线、安全性以及出入段线等。辅助性具有在运营车辆发生故障时为其提供待避空间、满足城市轨道交通临时调度需要以及为城市轨道交通线路的维护管理提供作业以及调度空间等功能，因此其线路选线的合理性对于轨道交通系统能否正常运行具有重要的作用。在辅助线的选线设计中，设计人员应严格遵守行车专业配线设计标准，并结合轨道交通系统的实际运营组织情况以及行车调度要求等进行合理的线路选择。辅助线的设计应从便于停车、调度，折返方便、避免导致车站规模国发以及合理控制工程造价等角度出发，对配线布局进行优化，以确保城市轨道交通系统运行安全可靠。当城市轨道工程条件有限时，在配线的设计中可以采用单停车线的设计方案。

2.5 方案比选

在城市轨道交通系统的线路选择设计中，应对不同设计方案进行对比分析，以达到优化线路设计的目的。

2.5.1 平面比选

在对不同城市轨道交通系统的选线设计方案进行比选时，应根据吸引客流量效果、不同交通方式接驳的便利性、对城市交通的实际影响程度、工程建设的施工技术难度、沿线区域的地质条件、所涉及的拆迁量以及所产生的社会经济效益等对不同的线路平面设计方案进行综合性的对比分析，以优化线路走向、线路长度等各相关设计参数，以优化线路选线方案。

设计人员应对不同轨道交通工程线路的平面设计方面对城市交通造成的影响程度进行全面的分析，且应根据不同车站和不同轨道交通线路区间内所产生的不同影响采取具有针对性的交通疏解方法，以尽量降低新建城市轨道交通工程线路在建设过程中对现有城市交通的干扰。在平面比选中要以线路选线设计中所涉及不同城市区域的实际地形地貌特征以及地质水文条件为基础，客观分析不同设计方案中所采用施工工艺的难度以及工程造价，并要合理确定沉落控制标准，以保证在城市轨道交通工程的线路选线设计的质量。施工难度是城市轨道交通工程的线路选线设计平面比选中需要重点考虑的关键性要素之一。不同的线路设计方案由于在经过的具体地段不同，因此不仅在工程地质条件上存在一定的差异，而且还涉及到需要上跨或者下穿不同的构筑物，因此其施工难度各不相同。在平面比选中应尽可能避免下穿楼房或者桥梁工程基础，以防止需要托换基础所带来的施工难度和工程造价增加。

同时，在平面比选中还应以“以人为本”原则作为基本指导思想，确保在城市轨道交通工程线路的平面选线设计能够为乘客提供便利，并可以达到吸引客流的目标。设计人员还应将施工干扰纳入到平面比选的考量范围中。例如当在道路红线内设置线路，并采取明挖法施工时，就会产生较大的施工干扰；而当在较差路口设置车站时，也会在客观上导致施工干扰增加。设计人员还应加强对轨道交通项目所在城市的交通组织方式的了解，并通过对各项影响要素的综合分析来选择更为适宜的线路平面设计方案。

此外，由于在城市轨道交通工程属于公共城市交通，因此在其线路平面比选中还应对不同设计方案的经济性加以充分的考量，以提高线路选线所产生的经济效益和社会效益。当选择不同的车站以及站台型式时，其运营成本和管理方式也存在一定的差异，设计人员应结合轨道交通项目所在城市的管理能力和经济条件等因素科学的选择设计方案。在平面比选过程中还应对不同方案中的线路长度以及条件等因素进行综合性分析，尽量降低拆迁量，从而实现对工程造价和工程实施难度的合理控制。

2.5.2 确定线路纵断面以及线路方案

在城市轨道交通系统的选线设计比选中，还应对其纵断面设计方案进行对比分析，以合理确定线路方案。对比纵断面设计方案时，应根据线路平面设计优化线路敷设方式、基础结构以及跨越方式等设计要素，以全面提高城市轨道交通线路选线设计水平和质量。例如，当在城市轨道交通线路的选线设计中采用的是地下线方式时，往往会遇到需要下穿桥梁工程或者建筑工程的桩基，设计人员应充分了解下穿段的工程条件，以采取相应的设计方案。当所选线路的纵断面具备下穿的坡度条件以及基础地基条件时，可以采取平面短直的线路设计方案，直接下穿。而当工程条件不具备时，则应在选线设计中绕开桩基。同时，如在城市轨道交通线路的选线设计中采用的是高架线方式，且需要经过立交桥等市政设施时，设计人员也应结合实际情况选择采取下穿或者上跨的纵断面设计方案，且应与线路平面位置设计相协调。

2.6 技术接口的设计

城市轨道交通系统的技术接口较为复杂，在设计中应严格遵守相关技术规范，与各相关专业加强协调沟通，并要充分结合不同城市在轨道交通系统建设中的地方性指导意见以及行车组织特点等多种因素，提高技术接口设计的合理性和科学性，以保证城市轨道交通系统的正常运行。

3 结束语

在设计城市轨道交通工程线路时，设计人员应全面了解城市发展规划等相关信息，并结合城市道路以及客流的分布情况等合理选择线路走向。同时，设计人员应科学确定各项设计参数，以提高城市轨道交通工程线路路由、平纵断面以及敷设方式等要素设计的合理性和可行性，并要对多个选线设计方案进行对比优选，确保城市轨道交通工程选线方案能够实现其线路效用，为广大城市居民提供更加舒适便利的公共出行服务，并推动现代化城市建设的健康发展。