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摘要:随着我国交通运输事业的快速发展,铁路建设项目也迅速增多,特别是在山区进行铁路工程建设项目也越来越多。由于山区环境的特殊性,在开展山区铁路站场设计时,需要结合实际情况,不断优化设计方案。因此文章就山区铁路站场设计谈谈一些个人体会。
关键词:山区铁路;站场设计;个人体会
在山区地区的经济发展过程中,铁路工程能够起到很好的交通运输服务作用,在对车站规模的确定和前期勘察设计中,需要设计人员综合考虑,从而保证铁路工程的安全性、经济性和功能性。山区铁路地质条件较为复杂,在该状态下设计铁路站场,需要设计人员通过对站位选择、站场布置图型、站内桥隧设计、场坪设计、客货运作业设计等方面综合比较,确定铁路站场的最优设计方案。
一、站位选择
站位选择是山区铁路站场设计的重要内容之一。站位选择是否恰当,对线路通过能力、工程投资及预留远景条件有较大影响。山区铁路站位的选择应充分考虑复杂地形、地质条件的影响,在满足通过能力的前提下,根据车站的性质及远期规模,进行多方案的比选,选择合理的站位。山区铁路站位的选择,首先,应结合正线平面和纵断面条件,优先选择直线平坡地段作为车站站坪,若车站设在直线上将引起巨大工程,在区间通过能力允许的情况下,可考虑将车站设在曲线上,但应减小曲线偏角,缩短曲线长度,并选用较大的曲线半径;其次,由于山区地形复杂,地面横坡一般较陡,如果仅凭正线平面和纵断面来选择站位,常常使工程出现不合理的上下设挡墙和填挖不平衡等情况,因此有必要根据站场路基横断面,先行试“戴帽子”,合理确定车站正线位置,减少工程数量,降低工程投资;最后,山区铁路站位选择,还应与路基、桥梁、隧道等专业配合,局部方案服从总体方案,经多方面技术经济比较后确定。
二、站场图型
山区车站图型,受地形地质条件限制,特别困难条件下可不拘泥于《铁路车站及枢纽设计规范》(下称站规)推荐的图型及常规设计,因地制宜地选用一些特殊的布置形式。车站平面布置除考虑到发线外,还要考虑站房位置及货物线布置形式,合理避开较大的桥涵工点。
(一)单线二股道会让站
单线二股道会让站(只设1条到发线),一般采用到发线设在站房对侧,若站房对侧高填深挖,则可将到发线设在行车室同侧,以减少填挖方及路基挡护工程。但本图形不利于车站值班员办理通过列车作业。
(二)单线三股道会让站
当车站站坪长度受大型桥隧建筑控制时,可考虑采用右侧行车的道岔配列布置,该布置图型比站规推荐布置图型缩短站坪长度50m左右,能部分避开桥隧及陡坡,取得了好的工程效果。
(三)设货场的中间站
当车站平面布置受地形条件控制时,可根据站位地形条件布置货场位置以及车站站房场坪。西延线管头车站,是办理货运作业的中间站,设货场一处。该站范围地形右高左低,地面横坡较陡,站场位于斜坡上,斜坡多为水田,自然坡度20~30°。站场范围内有多条冲沟,站位条件较差。站场方案布置时需根据地形条件,避免货位上桥,且由于站房场坪位于线路左侧,处于高填方地段,工程处理困难,站房布置时根据现场地形条件采用了线下布置的方案。
三、站内桥隧设计
在铁路站场的施工过程中,站内的施工十分重要,因此,设计人员需要做好站内的桥隧设计工作。站场分为横列式车站、纵列式车站和横、纵列式综合布置车站,在设计时需要根据地形、地貌等综合考虑。由于山区铁路经常为桥隧相连,站场设计时若仅仅采用横列式布置,会出现四线隧道,为减少隧道施工难度,往往需要将车站改为纵列式或者半纵列式布置。如山西中胜瓦塘铁路专用线瓦塘车站。个别洞口由于地质条件较差,甚至在双线铁路上需要将线路上、下行进行分修。除此之外,受到山区地形的影响,部分铁路车站还需要远离高填、深挖、陡坡等区域,这就要求在前期设计工作中必须加强控制,减小山区铁路站场施工中所遇到的问题,同时也可以降低铁路工程的工程量。
四、场坪总体设计
基于山区较为复杂的地形条件,在站场设计工作中需要做好分析和准备工作,其中场坪的设计工作可以遵循如下的原则:车站场坪作为重要的场所,不仅便于人员的流动,而且还是相关货物的集散地,因此,在设计过程中需要控制好场坪长、宽度,尽量减少工点工程的出现,同时结合到发线及装卸线的位置优化整体的设计工作,如西延线明珠车站,由于场坪区范围内等高线密集,若做成普通场坪,则填挖方工程量巨大,而且存在一定的隐患,为避免出现该情况,通过和结构专业进行充分沟通,采用场坪不等高设计,减少了工程量,更保证了场坪区的安全。另外,在山区铁路工程优化设计过程中,还需要考虑如下的问题:第一个问题是工程场地中的场坪的范围比较大,而山区地段大部分属于桥隧相连区域,故在设计时结合地形、地质等条件设置为“吊脚楼”形式,从而减少工程量;部分人迹罕至的车站,可设计为无人值守,仅利用列车进行工作人员上下作业,取消通站道路。第二个问题是场坪区可能存在松软地质和软土等,在设计中根据地质情况通过检算提出合理的处理方案例,如采用CFG桩以及水泥搅拌桩的方式进行加固处理,同时结合对应的填充料复合材料实施加固。在遇到高填深挖陡坡的场坪区,设计人员可以通过增加桩板墙以及抗滑桩的方式处理路堤坡脚位置,并且能够起到很好的侧向约束作用。通过以上处理措施,有效保障山区的场坪具有良好的稳定性以及安全性,对保障其场坪的质量有十分重要的意义。
五、客货运作业
山区铁路修建工作是满足通道客货运输需求,强化偏远山区铁路网布局的需要;落实科学发展观、构建小康和谐社会,促进沿线资源开发和产业布局,进一步发展地方经济的需要;加快城市化进程,满足沿线旅客运输需求的需要;促进沿线旅游资源开发的需要;实施我国对外开放战略,增强中国与其他各个国家交流的需要;加强国防建设的需要。为山区地区所带来的效益十分显著,一方面可以便于山区的物资有效输出,另一方面可以及时将外界的资源带入山区,在该物资交流下,客货运是铁路重要的服务对象。设计人员在明确这些建设意义前提下,在优化设计中需要重点考虑:(1)根据车站服务的性质特点,做好远期和近期的规划工作。在山区铁路设计中,经常见到车站露天长度不够的情况,设计人员可以结合当地人口规模,适当缩短站台长度,满足乘客上下行需求。(2)为满足山区内大宗货物运输,在客货共线的铁路上,结合当地规划与货运量,修建合适规模的货场或者专用线,便于将区域内大宗货物或特色产品高效、安全的运送至其他地区,为解决当地生活需求提供了有效支持。(3)结合山区地区的实际情况,在设计过程中还需要根据地形地势的条件做好设计工作,尤其是客货运的处理工作中,受到山区条件的影响,在布局方面需要遵循其基本要求,并且能够很好地节约建设成本,从而保障山区的铁路建设工作取得良好的效果。例如在布局方面,客货运所需要的场地要求比较大,同时还能够保障客运和货运顺利进行,在设计工作中可以采用不同方式组合的模型,例如纵列交叉和单侧形式的组合模式,很好地优化铁路服务质量,进而达到提升经济效益和社会效益的目的。
总之,我国虽然幅员辽阔,但山地占据相当大的比重,山区地形、地质条件复杂,各种地形千差万别,山区铁路站场设计的特殊性和复杂性使我们不能掉以轻心,必须根据不同的地形、地质条件,认真研究、充分论证,选择适宜的站位和站场布置型式,处理好站场专业与路、桥、隧等相关专业的关系,近远结合,节约用地,少占农田,做到铁路与环境的和谐发展。
参考文献:
[1]蒲浩,张洪,李伟,胡建平,胡光常.基于加权模板转换的复杂山区铁路站址寻优[J].西南交通大学学报,2017,52(05)
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