牛建青

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，成都 610031）

新建成都至自貢高速鐵路是一條長途客流與城際客流并重的區(qū)域性快速客運(yùn)干線，起點(diǎn)從既有成都東站引出，終點(diǎn)接綿瀘高鐵自貢東站，設(shè)計時速350 km（成都東至天府段時速250 km）.正線全長177 km，新建天府、空港、天府機(jī)場、資陽西、球溪及威遠(yuǎn)6座車站，天府動車所1座［1］.線路在樞紐段穿越了建成區(qū)錦江區(qū)、在建天府新區(qū)及東部新區(qū)三個城區(qū)范圍，區(qū)域內(nèi)地形、地質(zhì)條件較為簡單，但控制因素復(fù)雜多樣，廣泛分布有環(huán)境敏感點(diǎn)、鐵路、公路及大型建（構(gòu)）筑物.

鐵路選線設(shè)計是鐵路項目建設(shè)中涉及面廣、科學(xué)性高、系統(tǒng)性強(qiáng)的一項多學(xué)科核心工作［2］.朱穎［3］對制約高速鐵路選線的主要因素要進(jìn)行了分析，提出了環(huán)保選線、地質(zhì)選線、資源選線、重大工程優(yōu)先選址、橫斷面選線的綜合選線理念.張志勤［4］通過分析城市周邊發(fā)展態(tài)勢對市域鐵路選線的影響，提出選線設(shè)計應(yīng)堅持與城市規(guī)劃發(fā)展相協(xié)調(diào)的設(shè)計思路.汪時中［5］分析了市域鐵路不同敷設(shè)方式對城市規(guī)劃、城市環(huán)境、城市景觀的影響.沙金碩［6］從影響因素、平縱斷面設(shè)計等的角度分析了北京地鐵7號線選線思路.

對于鐵路選線的研究，大多集中在從環(huán)保選線、地質(zhì)選線及資源選線角度進(jìn)行分析［7］，從城區(qū)選線角度分析的較少.而對于城區(qū)選線大多集中在市域鐵路、地鐵等領(lǐng)域，涉及到高速鐵路城區(qū)選線的研究較少.本文從城區(qū)內(nèi)線路引入徑路及敷設(shè)方式、車站選址、規(guī)避降低既有鐵路風(fēng)險、以及處理好與地下構(gòu)筑物間關(guān)系等四個方面，對城區(qū)內(nèi)高速鐵路選線設(shè)計進(jìn)行了分析，總結(jié)了一些設(shè)計經(jīng)驗和原則，可供類似項目參考.

1 合理確定城區(qū)內(nèi)線路引入徑路及敷設(shè)方式

高速鐵路在城區(qū)范圍合理選擇線路徑路及敷設(shè)方式，應(yīng)充分重視環(huán)境敏感點(diǎn)、重大建（構(gòu)）筑物等控制因素對線路方案的影響程度，以及對項目可實(shí)施的制約性.選線設(shè)計應(yīng)從契合城市規(guī)劃、規(guī)避社會風(fēng)險、保證方案落地等方面入手，將項目可實(shí)施性作為方案研究的第一要素及首要前提條件，再進(jìn)一步結(jié)合工程投資等因素綜合選定方案.否則雖然投資節(jié)省，但項目推進(jìn)困難，最終無法落地實(shí)施，進(jìn)而導(dǎo)致方案重新調(diào)整、項目推進(jìn)滯后、勘察設(shè)計成本增加等一些不好的后果.成自高鐵在城區(qū)內(nèi)線路引入徑路及敷設(shè)方式的選線設(shè)計中，很好地貫徹了這一原則，各階段正常推進(jìn)，項目現(xiàn)已開工建設(shè)，工程實(shí)施順利.

1.1 線路引入徑路分析

成都東站至天府段線路徑路方案起點(diǎn)自成都樞紐既有成都東站引出，在天府新區(qū)合江鎮(zhèn)新建天府站，線路位于成都市錦江區(qū)及天府新區(qū)范圍，穿行于成都市中心城區(qū)，沿線建筑物、交通路網(wǎng)密布；環(huán)境敏感點(diǎn)有城市居民聚集區(qū)、三圣森林公園、白鷺灣濕地公園等.根據(jù)線路走向及上述控制因素，本段線路徑路主要有沿既有鐵路通道方案及沿成自瀘高速公路通道兩個方案，如圖1所示.

圖1 成都東站至天府段線路徑路方案示意圖Fig．1 Schematic diagram of route scheme from Chengdu east railway station to Tianfu station

沿既有鐵路通道方案線路自成都東站引出后主要沿既有貨車外繞鐵路通道前行，線路長度24.5 km.沿成自瀘高速公路通道方案線路自成都東站引出后主要沿成自瀘高速公路前行，線路長度24.1 km.沿成自瀘高速公路通道方案線路兩側(cè)建筑物密集（如圖2所示），且成都南聯(lián)絡(luò)線（連接成都南站）橫穿錦江198綠道、成都國際賽車場，對規(guī)劃及環(huán)境影響大，涉及的大型建（構(gòu)）筑物多，方案可實(shí)施性較差；沿既有鐵路通道方案沿線相對空闊，對規(guī)劃影響較小，工程可實(shí)施性強(qiáng).地方政府也要求采用社會穩(wěn)定風(fēng)險較小的沿既有鐵路通道方案，結(jié)合工程可實(shí)施性、城市規(guī)劃及工程投資等因素，確定采用沿既有鐵路通道方案.

圖2 城區(qū)方案示意圖Fig．2 Schematic diagram of urban scheme

1.2 線路敷設(shè)方式分析

成都東站至三環(huán)路段線路位于城市中心地段，周邊敏感點(diǎn)密布，與多條鐵路及城市主干道交叉，且臨近住宅小區(qū)，線路附近分布有錦江國際小區(qū)高層建筑等多個樓盤，環(huán)保、工程安全及社會穩(wěn)定等風(fēng)險非常突出.由于控制因素眾多，線路通道唯一、平面位置固定.在平面位置確定的情況下，選線設(shè)計時進(jìn)一步從線路的縱斷面敷設(shè)形式做了研究，分別研究了鐵路上跨和鐵路下穿兩個方案，如圖3所示.

圖3 成都東至三環(huán)路段間城市中心地段方案示意圖Fig．3 Schematic diagram of urban central section between Chengdu East and Third Ring Road

鐵路上跨方案：線路由成都東站引出以橋梁形式與鐵路東環(huán)線并行至成龍大道，折向南上跨成龍大道、成綿樂鐵路、成昆鐵路、東環(huán)線、成渝客專成都南聯(lián)絡(luò)線及三環(huán)路，線路長度4.05 km.

鐵路下穿方案：線路由成都東站引出與鐵路東環(huán)線并行，上跨驛都大道后以錦繡隧道下穿成龍大道、成綿樂鐵路、成昆鐵路、東環(huán)線、成渝客專成都南聯(lián)絡(luò)線及三環(huán)路，線路長度4.2 km.

本段線路位于繁華街區(qū)，環(huán)境敏感點(diǎn)較多，尤其是跨過驛都大道后線路走行于錦江國際花園小區(qū)與既有鐵路之間（如圖4所示），兩個方案都可以滿足環(huán)保要求，但距離較近.經(jīng)研究，鐵路上跨方案投資較鐵路下穿方案省6億元，但該方案施工及運(yùn)營對期間周邊居民干擾大，社會穩(wěn)定風(fēng)險極高，實(shí)施過程中極有可能引起群體事件，可實(shí)施性極差，最終確定采用投資高但可實(shí)施性好的鐵路下穿方案，同時，通過橫斷面控制，線路盡量緊貼東環(huán)鐵路前行，最大限度增大與建筑物的距離.

圖4 錦江國際花園小區(qū)關(guān)系示意圖Fig．4 Schematic diagram of plane relationship between Jinjiang international city community and existing railway

2 城區(qū)內(nèi)車站設(shè)置與城市發(fā)展有機(jī)結(jié)合

樞紐內(nèi)大型車站選址往往影響著兩端線路走向及工程設(shè)置，因此是選線設(shè)計的重要研究內(nèi)容，城區(qū)內(nèi)大型車站選址應(yīng)與城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)，做到和諧統(tǒng)一、相互促進(jìn)、共同發(fā)展［8］；同時，大型車站作為區(qū)域內(nèi)重要的綜合交通樞紐，設(shè)計時應(yīng)堅持“無縫銜接、零換乘”理念做好與其他交通方式的銜接.另外，城市規(guī)劃建設(shè)有一定的時間局限性，隨著國家及地方政策、外部環(huán)境等因素的變化進(jìn)行調(diào)整，所以應(yīng)堅持“近遠(yuǎn)結(jié)合”理念.在選線設(shè)計時，合理預(yù)留一定的條件，以滿足將來發(fā)展需要［9］.

2.1 與城市規(guī)劃相互協(xié)調(diào)、有機(jī)結(jié)合

大型車站的選址應(yīng)與城市規(guī)劃相互協(xié)調(diào)、有機(jī)結(jié)合，滿足居民便捷出行需求，提升地方土地價值，相互促進(jìn)發(fā)展，但大型車站占地面積較大，地方政府在進(jìn)行規(guī)劃時，考慮到自身的一些利益，規(guī)劃預(yù)留的車站用地不一定符合高鐵利益，導(dǎo)致出現(xiàn)高鐵建設(shè)工程代價大、運(yùn)營條件較差等情況，因此大型車站的選址應(yīng)與城市規(guī)劃相互協(xié)調(diào)、做到和諧統(tǒng)一、相互促進(jìn)、共同發(fā)展.

1）根據(jù)成都樞紐總圖規(guī)劃，成都樞紐形成成都、成都東、十陵站以及天府、成都南、成都西站“三主三輔”客運(yùn)站布局，天府站作為樞紐內(nèi)輔助客運(yùn)站配合天府新區(qū)的建設(shè)，服務(wù)天府新區(qū)旅客出行，輔助成都東站辦理部分動車始發(fā)終到及通過作業(yè)，地位十分重要.天府新區(qū)相關(guān)部門在前期規(guī)劃階段，已對天府站、地鐵18號、19號線等交通項目進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃研究，成自高鐵前期研究中進(jìn)行了充分論證比選，最終確定了既符合地方規(guī)劃要求，又滿足鐵路本身要求，并與地鐵18、19號線無縫銜接的天府站位置.

2）根據(jù)成都樞紐總圖規(guī)劃，在天府站附近新建天府動車運(yùn)用所.動車所占地面積約2 000畝，按照地方政府最初規(guī)劃，動車所選址在三星鎮(zhèn)，該方案動走線以隧道工程穿越龍泉山，與龍泉山斷層兩次小角度相交，巖體破碎，工程風(fēng)險極大；其次，該方案與東山大道、東風(fēng)渠、中航油輸油管線等大型構(gòu)筑物多次交叉；另外該方案動車走行距離長，運(yùn)營耗能大、費(fèi)用高、效率低.可見該方案工程代價大、風(fēng)險高、運(yùn)輸條件差，缺點(diǎn)非常明顯，不符合鐵路本身的要求，需要調(diào)整選址規(guī)劃.經(jīng)過后續(xù)多次審查對接工作，天府動車所選址調(diào)整為合江鎮(zhèn).合江鎮(zhèn)站址方案線路長度短，工程投資省、工程風(fēng)險低，動車走行距離短，耗能低，與其它設(shè)施交叉干擾影響小，充分體現(xiàn)了車站選址與地方規(guī)劃的協(xié)調(diào)統(tǒng)一原則.

2.2 預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展條件

社會經(jīng)濟(jì)在迅速發(fā)展，人民群眾對出行需求也越來越高，高鐵路網(wǎng)也在不斷完善，在選線設(shè)計過程中應(yīng)根據(jù)地方要求、區(qū)域形勢發(fā)展等因素合理預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展條件，滿足將來發(fā)展需要.

2.2.1 天府站預(yù)留遠(yuǎn)期項目引入條件

天府站為成都樞紐輔助客運(yùn)站，按照近遠(yuǎn)期結(jié)合的原則分南、北兩個車場布置，按照規(guī)劃，近期考慮成自高鐵、成達(dá)萬高鐵及天府至朝陽湖鐵路等工程引入南場，遠(yuǎn)期考慮成都至三臺城際、成攀城際等鐵路工程引入北場（預(yù)留）.另外，天府新區(qū)作為成都市未來主要發(fā)展的區(qū)域，后續(xù)可能會有一些新規(guī)劃的鐵路項目引入天府站，比如目前地方政府提出的成都外環(huán)鐵路，因此，選線設(shè)計時確定天府站范圍采用有砟軌道結(jié)構(gòu)，為將來線路引入及車站擴(kuò)展預(yù)留了條件.

2.2.2 設(shè)計預(yù)留條件，變更增設(shè)空港站［10］

地方政府在前期設(shè)計階段提出了增設(shè)空港站的需求，但出于某種原因，沒有出具正式函件，考慮到增設(shè)該站的可能性較大，選線設(shè)計階段在對工程條件影響不大的情況下預(yù)留了設(shè)站平縱斷面條件.成自高鐵開工建設(shè)后，成都東部新區(qū)成立，政府正式去函相關(guān)主管部門請求增設(shè)空港站，并承諾全部出資，考慮到東部新城為成都市主要發(fā)展區(qū)域之一，為滿足城市發(fā)展和人民群眾交通出行需求，同意增設(shè)該站，由于選線設(shè)計時預(yù)留了條件，地方增設(shè)該站的需求才得以實(shí)現(xiàn).

3 從源頭防范降低既有鐵路風(fēng)險

3.1 設(shè)計原則

城區(qū)樞紐內(nèi)存在接軌既有站、與既有線交叉或并行等涉及既有線情況，堅持安全風(fēng)險防范，保證既有鐵路結(jié)構(gòu)安全及運(yùn)營安全是涉及既有線時選線設(shè)計的基本原則［11］.

選線設(shè)計階段是項目風(fēng)險防范的源頭，從源頭開展識別風(fēng)險、規(guī)避風(fēng)險、防范風(fēng)險工作是做好風(fēng)險控制的根本保證，可以從根本上最大限度地降低工程風(fēng)險［12］.成自高鐵在成都東站至三環(huán)路段下穿既有鐵路選線設(shè)計中，首先對存在的風(fēng)險類型進(jìn)行了分析判識，進(jìn)而通過線路平縱斷面的逐步優(yōu)化、深化設(shè)計，將既有線結(jié)構(gòu)對運(yùn)營安全主要風(fēng)險進(jìn)行了規(guī)避，從根本上減少對既有橋梁設(shè)施的影響，將施工風(fēng)險降到最低.

3.2 下穿既有鐵路風(fēng)險防范

成都東至三環(huán)路段下穿成渝成都南下行聯(lián)絡(luò)線，下穿隧道采用盾構(gòu)法施工.原初設(shè)方案下穿段對4個橋墩采用預(yù)應(yīng)力混凝土托換梁的方案，設(shè)置4根Φ1.5 m或Φ1.8 m鉆孔樁，對既有橋墩進(jìn)行加固或托換.

考慮到采用樁基托換方案施工過程中既有鐵路可能出現(xiàn)較大下沉變形，導(dǎo)致既有線限速運(yùn)營或停運(yùn)，存在較大的風(fēng)險，于是對下穿既有線段線路平縱斷面進(jìn)一步優(yōu)化.優(yōu)化后線路全部避開了橋墩，調(diào)整在既有橋孔間通過，以規(guī)避對既有線結(jié)構(gòu)和運(yùn)營安全的影響，如圖5所示.

圖5 錦繡隧道下穿鐵路段平面優(yōu)化情況Fig．5 Plane optimization diagram of Jinxiu tunnel underpass railway section

縱斷面坡度調(diào)整后情況，設(shè)置兩個連續(xù)900 m長度坡段，采用30‰坡度下壓標(biāo)高約3～5 m，增加了埋深間距，軌面距既有橋墩樁底垂向間距最小約19 m，如圖6所示.

圖6 錦繡隧道下穿鐵路段縱斷面優(yōu)化情況（單位：m）Fig．6 Schematic diagram of longitudinal section optimization of Jinxiu tunnel underpass railway section（unit：m）

優(yōu)化后線路深埋通過，取消5個既有橋墩樁基托換工程，增大了與既有橋墩間距，雖然縮小了成龍路公路橋橋墩間距，但該工點(diǎn)通過增強(qiáng)工程措施后風(fēng)險可控.所以通過選線設(shè)計階段方案逐步優(yōu)化，總體上極大地降低了下穿既有鐵路風(fēng)險.

4 處理好與城區(qū)內(nèi)建（構(gòu)）筑物的關(guān)系

城區(qū)內(nèi)高速公路、鐵路、高壓輸電線路、軍事區(qū)、學(xué)校、大型廠企、油氣管線、電力廊道、給排水管線等構(gòu)筑物密集分布.特別是一些大型、高等級構(gòu)筑物是城區(qū)選線設(shè)計的重要控制因素［13］，有時決定著線路方案是否可行，所以工程選線設(shè)計時必須處理好鄰近、交叉及并行構(gòu)筑物之間關(guān)系，在滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范的前提下盡可能繞避，無法繞避時以較小的工程代價予以解決，包括遷改、設(shè)涵洞跨越、設(shè)置防護(hù)等措施.

成自高鐵穿越了成都三環(huán)路內(nèi)城市建成區(qū)、正在建設(shè)的成都市天府新區(qū)以及規(guī)劃建設(shè)的東部新區(qū)，城市面貌日新月異，地下分布著大量構(gòu)筑物及管線，規(guī)劃建設(shè)的項目越來越多，地鐵建設(shè)也突飛猛進(jìn)，這些都是制約方案的重要因素.尤其是地下建（構(gòu)）筑物具有一定的隱蔽性，選線設(shè)計時處理不好相互之間的關(guān)系，可能會造成高鐵線路改線、管線構(gòu)筑物遷改代價巨大等嚴(yán)重后果.針對如此復(fù)雜的外部環(huán)境，成自高鐵在選線設(shè)計階段從以下兩方面開展了工作：一是全面掌握地下構(gòu)筑物資料，做到不遺漏.與政府規(guī)劃部門以及軌道公司、燃?xì)?、通信等主管部門進(jìn)行充分的對接，請各部門把管轄范圍內(nèi)涉及到的資料提供齊全，并以函件、會議紀(jì)要等形式形成正式依據(jù)；二是制定科學(xué)合理的方案，處理好相互之間關(guān)系.掌握相關(guān)行業(yè)的規(guī)范、規(guī)定，確定科學(xué)合理的交叉、并行段設(shè)計方案及工程措施，并委托相關(guān)專業(yè)評估單位進(jìn)行安全評估.成自高鐵城區(qū)段開工建設(shè)已有兩年多，施工進(jìn)展順利，目前土建工程基本完成，沒有發(fā)生因為地下構(gòu)筑物、管線遺漏或相互關(guān)系處理不當(dāng)引起的問題.

5 結(jié)論

高速鐵路引入城區(qū)內(nèi)選線設(shè)計是一項涉及面廣、綜合性強(qiáng)、科學(xué)性高的工作.堅持項目可實(shí)施性的基本原則，合理確定線路引入徑路及敷設(shè)方式；車站選址應(yīng)與地方規(guī)劃相協(xié)調(diào)，堅持“近遠(yuǎn)結(jié)合”理念，為將來發(fā)展預(yù)留條件；在與既有鐵路相鄰近、交叉地段，堅持從源頭防范風(fēng)險理念［14］，選線設(shè)計中做好方案優(yōu)化工作，從根本上最大限度降低既有鐵路施工運(yùn)營風(fēng)險.另外要處理好與大型建構(gòu)筑物的關(guān)系［15］，特別是地下隱蔽性構(gòu)筑物，確保方案合理可行.本文從以上幾方面對成自高鐵城區(qū)內(nèi)選線設(shè)計進(jìn)行了梳理分析，總結(jié)了一些設(shè)計經(jīng)驗和原則，可供類似項目參考.