對鐵路中小站站坪平縱斷面設(shè)計的細節(jié)問題分析

丁亮

（鐵道部工程設(shè)計鑒定中心 副總工程師，北京 100038）

0 引言

鐵路中小站是完成客運乘降、貨運到發(fā)、列車會讓、列車越行待避等基本功能的車站。只要有鐵路就有這類車站，是站場設(shè)計中遇到最多的站型。雖然在客貨共線鐵路規(guī)范中，明確規(guī)定中間站、越行站、會讓站宜設(shè)在直線上，困難條件下設(shè)在曲線上時，曲線半徑不小于600～1 600 m（與不同旅客列車設(shè)計速度對應(yīng)取值）；縱斷面宜設(shè)在平道上，困難條件下可設(shè)在不大于1.0‰的坡道上，特殊困難條件下，越行站或會讓站可設(shè)在不大于6‰的坡道上[1]。但在實際設(shè)計時，具體到每一條線，情況都有所不同。地形條件千變?nèi)f化，什么時候用直線站、什么時候用曲線站、什么時候用平坡、什么時候用1.0‰的坡、什么時候用6‰的坡、站坪外的變坡點設(shè)在什么位置比較合適、站坪不足的改建車站如何做方案才能減少大拆大改，等等，都需要進行具體分析。而設(shè)計人員往往在這些方面重視不夠，只要設(shè)計的車站配線布置及咽喉區(qū)范圍內(nèi)平縱斷面符合規(guī)范要求就行，只有當車站土石方數(shù)量太大或遇到橋隧工點時，才將平縱斷面微調(diào)一下。而當車站規(guī)模或有專用線接軌等其他外部條件發(fā)生變化時，卻發(fā)現(xiàn)車站站坪的平縱斷面設(shè)計并非最優(yōu)，只要稍加調(diào)整就會更加合理。這種情況在既有車站改造中最為突出，有些既有車站擴建大拆大改的原因，往往就是在原始設(shè)計時，沒有注意車站站坪平縱斷面的細節(jié)問題。作為一個好的負責任的設(shè)計者，能夠選擇恰當?shù)恼酒浩娇v斷面是最基本的素質(zhì)。因此，有必要對鐵路中小站站坪線路平縱斷面設(shè)計的一些細節(jié)問題進行分析，力爭達到站坪平縱斷面設(shè)計最優(yōu)。

1 中小站站坪平縱斷面設(shè)計考慮的因素

鐵路中小站站坪平縱斷面設(shè)計考慮的因素主要有二個方面，一是運營方面，首先取決于車站的性質(zhì)，其次取決于車站的作用，最后取決于車站的作業(yè)方式及作業(yè)量；二是工程方面，就是地形、地貌、地質(zhì)條件。

在運營方面，對于車站的性質(zhì)，首先確定所設(shè)計的車站是客運專線上的車站、貨運專線上的車站，還是客貨共線上的車站；對于車站作用，要分清是有客貨作業(yè)的一般中間站、越行站或會讓站、第三方向的接軌站、樞紐前方站、港灣分區(qū)車場站，還是有立折列車作業(yè)站、1萬t或2萬t超長列車會讓站等；對于車站的作業(yè)方式及作業(yè)量，只是針對有作業(yè)的中間站，分為只辦理客運作業(yè)的車站、只辦理貨運作業(yè)的車站、客貨作業(yè)均辦理的車站、有專用線接軌的車站、有摘掛列車選編作業(yè)的車站。除客運專線或貨運專線外，對于客貨共線鐵路尤其是在鐵路樞紐范圍內(nèi)，由于作業(yè)量差別很大或車站分工不同，經(jīng)常出現(xiàn)只辦理客運作業(yè)或只辦理貨運作業(yè)的中間站。上述分析是一個大致歸類，其中有交叉部分，但這只是為深入考慮問題提供的出發(fā)點。我國鐵路網(wǎng)仍處在擴充和發(fā)展階段，隨著線網(wǎng)的發(fā)展變化，總會有一些車站需要進一步改造或擴建，甚至有的車站在建設(shè)中就會發(fā)生變化。位于貨運專線集疏運通道的中間站、經(jīng)濟據(jù)點大的客貨共線中間站、有第三方向接軌的中間站等，隨著地方經(jīng)濟的發(fā)展，這些車站建成后將逐步引入專用線或支線，引起車站再次改建。但客運專線上的車站，尤其是采用無砟軌道客運專線上的車站，建成后不會也不可能擴建。這種對車站運營方面的分析，一是有利于滿足車站作業(yè)要求，二是有利于分析車站的發(fā)展趨勢以避免今后擴建產(chǎn)生大的改建廢棄工程，因此，是解決好設(shè)計功能與發(fā)展問題的首要前提。

在工程方面，地形地貌是設(shè)計平縱斷面考慮最多的因素，也常常成為確定車站平縱斷面的決定因素。由于這種影響因素可以用工程量來衡量，不像對車站性質(zhì)的分析，不體驗運營管理的過程，就難以理解。地形地貌的因素，從宏觀上看，平面決定著拆遷量的大小，縱斷面決定著車站土石方量及擋護工程量的大小，但要解決重大的土石方量及擋護工程量還是要從平面上下功夫。有些車站，尤其是位于多山或丘陵地區(qū)的車站，只要稍稍調(diào)整平面設(shè)計就可以避免很大的填挖方及擋護工程，因此歸根到底還是平縱斷面設(shè)計的細節(jié)問題。

2 中小站站坪范圍內(nèi)平縱斷面的選擇

雖然中小站規(guī)模不大，配線數(shù)量不多，車站的站坪長度也不長，但由于線路性質(zhì)、運輸需求不同，使得車站的種類繁多，遇到的問題也多。不同的線路性質(zhì)對車站的站坪平縱斷面要求的側(cè)重面不同，不能一概而論，需根據(jù)不同情況對中小站站坪平縱斷面的選擇進行分析[2]。

2.1 客運專線鐵路中小站站坪平縱斷面

對于客運專線鐵路，從平面上分析，一般來說客運專線的技術(shù)標準，正線的最小曲線半徑和緩和曲線都很大，而到發(fā)線的有效長度只有650 m。如果把車站設(shè)在曲線上，接連到發(fā)線的道岔只能設(shè)在直線上，此到發(fā)線長度就會大大超過有效長度，因此在到發(fā)線有效長度范圍內(nèi)設(shè)成滿足正線技術(shù)標準的曲線是不可能的，除非遇到周邊建筑限制等極為特殊的情況，如京滬高速的廊坊站，一般來說不應(yīng)設(shè)成曲線站，在高速規(guī)范中第5.2.10條也規(guī)定，車站應(yīng)設(shè)在直線上。

從縱斷面上分析，雖然規(guī)范中規(guī)定“站坪宜設(shè)在平道上，困難條件下，可設(shè)在不大于1‰的坡道上；特別困難條件下，可設(shè)在不大于2.5‰的坡道上；越行站可設(shè)在不大于6‰的坡道。到發(fā)線有效長范圍內(nèi)宜采用一個坡段”，但按照一般客運專線的縱斷面技術(shù)標準，線路坡度一般情況下可采用20‰，采用20‰的坡度100 m可以解決2 m的高差，而按照站坪坡度為1‰的坡道，需要2 km才解決2 m的高差，即便是采用站坪坡度為6‰也需要330 m的長度。如果站坪設(shè)成坡道，還要解決站臺與站房復(fù)雜的局部相對高差關(guān)系，且列車停車仍需保持制動狀態(tài)。因此，在具體設(shè)計中，如果把站坪設(shè)在坡道上，還不如調(diào)整站坪外正線的坡度更為合理，即便是越行站也應(yīng)如此。在客運專線上增設(shè)一個車站投資很大，只要將來增設(shè)了站臺、站房等客運設(shè)施，有到發(fā)線停車條件，就可以辦理旅客乘降作業(yè)，對周邊的居民出行、經(jīng)濟發(fā)展、吸引客流都有利。因此，在客運專線上，一般來說，站坪范圍內(nèi)車站都宜設(shè)成平坡。當客運專線位于山區(qū)丘陵地段地形地貌條件較差時，或處于建筑物較多的地段，為了減少大量土石方、擋護工程及房屋拆遷，應(yīng)該用正線的線位及確定合適的站坪整體標高來優(yōu)化工程投資，而不是采用局部調(diào)成曲線站或設(shè)站坪坡度實現(xiàn)減少土石方工程。

對于車站的發(fā)展條件，客運專線上的車站改建對運營干擾及運營安全的影響太大，尤其是采用無砟軌道的車站，改建是不可能的。對于這種類型的車站，車站規(guī)模應(yīng)按照本線設(shè)計的最終匹配能力一次建成，站坪長度沒有必要進行預(yù)留。如果考慮到有第三方向引入的可能而預(yù)留條件，也應(yīng)將正線的道岔、車站咽喉區(qū)按最終位置定位，與開通運營的到發(fā)線相鄰的股道線下工程一次建成，以避免今后建設(shè)時，調(diào)整咽喉及路基處理影響運營線的安全。對于采用無砟軌道的車站，正線上的道岔、咽喉區(qū)及與開通運營的到發(fā)線相鄰的股道，無論是線下還是線上鋪軌工程甚至跨線設(shè)施都應(yīng)一次建成。

2.2 貨運專線鐵路中小站站坪平縱斷面

目前的貨運專線主要是運煤專線，線上列車的行車速度不高，一般最高時速80 km，設(shè)計線路速度最大120 km/h。由于壓縮貨運全程運輸時間并非在于提高最高運行速度，更多的在于減少停站次數(shù)以及中間作業(yè)環(huán)節(jié)，因此，從平面上分析，這種線路最小曲線半徑都不大，大多數(shù)在600 m或800 m，而車站到發(fā)線有效長度較長，一般1 050 m，開行1萬t列車或2萬t列車時，有效長度分別達到1 700 m、2 800 m。當偏角不大時，車站完全可以布置在曲線上。對于牽引1萬t或2萬t列車來說，由于列車長度太長，有時很難找到設(shè)在一個曲線上的平面條件，不得已將部分到發(fā)線設(shè)在反向曲線上。實際上，這類線路采用調(diào)度集中且具備無線列調(diào)條件時，接發(fā)列車作業(yè)并不依靠行車人員到站臺上目視，因此對于滿足牽引超長列車停車的中間車站，只要沒有列車整編、摘掛、組合或分解作業(yè)，在地形條件很困難時，可以設(shè)在反向曲線上。貨運專線鐵路車站平面布置比較靈活，減少工程量及避免大量拆遷首先要考慮的就是調(diào)整車站平面。

從縱斷面上分析，由于貨運專線上運行的列車均為重載列車，為有利于列車停車減速及起動加速，車站縱斷面宜采用較緩的坡度。雖然在規(guī)范上規(guī)定可以采用不大于1.5‰坡度，但有條件時應(yīng)盡量采用平坡，或者凹型縱斷面。因為在實際運營時，很難避免列車在車站較長時間的停留，尤其有些車站有專用線接軌或設(shè)置貨場，無機車連掛的車輛需要在線路上存放，而長期使用的線路保持原設(shè)計的坡度比較困難，因此，為防止車輛溜逸，最好將車站設(shè)成平坡或緩坡的凹型縱斷面。由于中小站車站配線較少，咽喉區(qū)長度較短，道岔阻力影響較小，且列車進出站速度較低，縱斷面要求的坡段長度相對較短，當線路標高限制因素較多，采用平坡或緩坡困難時，可將咽喉區(qū)設(shè)在較大的坡度上，以確保到發(fā)線有效長范圍內(nèi)設(shè)成平坡或不大于1‰的緩坡。

對于車站站坪的預(yù)留發(fā)展，由于貨運專線運輸?shù)亩际谴笞谪浳?，一般情況下運量都較大，大部分以專用線的形式裝卸，因此，鐵路建成后，隨著沿線的經(jīng)濟發(fā)展，在線路集運段（也就是裝車地段），或疏運段（也就是卸車地段），陸續(xù)有專用線引入是必然的。也就是說有些車站發(fā)展變化的可能性很大，滿足這種發(fā)展變化的站坪長度預(yù)留多少是個很難確定的問題。其最簡單最基本的方法，就是首先滿足設(shè)計年度已規(guī)劃的專用線引入條件或預(yù)留擴建規(guī)模的咽喉區(qū)長度；其次，在不增加大的工程投資情況下，盡量把好的平縱斷面條件預(yù)留給站坪；第三，在站坪外附近曲線間的直線地段盡量設(shè)成路基，以便今后增設(shè)股道時利用最外道岔外移，相應(yīng)延長站坪。

對于運煤貨運通道既有線改建的車站。當車站擴建增加股道規(guī)模；或既有線到發(fā)線有效長延長至1 050 m；或為滿足1萬t或2萬t列車接發(fā)車條件，將部分到發(fā)線有效長延長至1 700 m或2 800 m時，如果原設(shè)計車站站坪沒有預(yù)留條件，在運營線路大量調(diào)整既有正線平縱斷面是不現(xiàn)實的，應(yīng)以不動正線或最少的正線調(diào)整方案為目的，用最小的代價實現(xiàn)車站站坪延長，這是一個設(shè)計思路與技巧問題。如既有線擴能滿足部分牽引1萬t或2萬t這類超長列車接發(fā)的線路，一般情況下，并不需要對所有車站都延長，僅延長有萬t列車裝車、卸車、組合或分解作業(yè)的車站，沿途再選擇幾個有條件辦理萬t列車越行或會讓的車站。車站到發(fā)線也不需所有的都延長，只要延長一部分即可，其中單線鐵路會讓站有1條到發(fā)線，雙線鐵路越行站上下行各有1條。在研究延長到發(fā)線方案時，為不動正線，一種方式是將咽喉區(qū)個別道岔伸向區(qū)間，形成一段較長的滿足到發(fā)線平縱斷面及咽喉區(qū)布置條件的地段，實現(xiàn)到發(fā)線延長；另一種方式，就是當咽喉區(qū)個別道岔伸向區(qū)間沒有條件時，將一個大偏角長曲線變成兩個小偏角短曲線，或利用曲線車站的角度進行調(diào)整，在站外形成一段直線段布置道岔，以實現(xiàn)咽喉區(qū)道岔向外延伸。既有站坪外縱斷面坡度較大時，可將咽喉區(qū)個別道岔設(shè)在較大的坡道上，利用延伸段咽喉區(qū)順坡，實現(xiàn)到發(fā)線有效長范圍內(nèi)平坡或滿足規(guī)范要求的緩坡。

2.3 客貨共線鐵路中小站站坪平縱斷面

大部分客貨共線鐵路旅客列車速度為120～160 km/h，貨車牽引質(zhì)量在4 000～5 000 t左右，限制坡度單機6‰、雙機13‰，到發(fā)線有效長在1 050 m以內(nèi)。因此客貨共線鐵路限制坡度小，線路的曲線半徑也不太大，站坪長度和坡度對線路拉坡定線適應(yīng)地形條件的影響較大。而客貨共線鐵路的中小站作業(yè)又相對復(fù)雜，除了越行站或會讓站以外，大部分車站既有貨運作業(yè)又有客運作業(yè)，有些還有專支線的接軌。只有樞紐內(nèi)個別車站或部分地區(qū)客貨分站的情況下，才有車站只辦理客運作業(yè)或只辦理貨運作業(yè)。對于越行站或會讓站來說，由于車站只辦理列車待避或越行作業(yè)，列車在車站停留時間短，機車不摘，為適應(yīng)地形條件，減少坡度損失，減少橋隧工程或車站土石方工程，其縱斷面往往設(shè)在不大于6‰的坡道上，這類車站站坪長度只要滿足到發(fā)線布置即可。對于有客貨運作業(yè)的車站，尤其是運量較大的客貨運車站，往往規(guī)模較大，作業(yè)復(fù)雜，車站有調(diào)車作業(yè)及無機車連掛的車輛在股道上停留，且大部分車站位于較大的城鎮(zhèn)，隨著地方經(jīng)濟發(fā)展，車站擴建的可能性很大。因此，在確定車站站坪平縱斷面時，在不增加較大工程的條件下，應(yīng)留有較多的余地。其中平面條件宜設(shè)成直線段，站內(nèi)不宜設(shè)隧道，并盡量減少站內(nèi)橋梁工程，如果避免不了站內(nèi)設(shè)橋，應(yīng)將橋梁設(shè)在股道中部有規(guī)律的平行地段，避免設(shè)在今后可能發(fā)生變化的咽喉區(qū)附近。當?shù)匦螚l件非常困難，不得已將平面設(shè)在曲線上時，應(yīng)將設(shè)咽喉區(qū)的直線地段盡量留長。其縱斷面按規(guī)范可設(shè)在不大于1.0‰的坡道上。但由于車站作業(yè)量較大時，站內(nèi)停留車較多，最好將咽喉區(qū)設(shè)在坡道上，將到發(fā)線有效長內(nèi)設(shè)成平坡，即便將咽喉區(qū)設(shè)在規(guī)范允許的較大坡道上，換來站內(nèi)到發(fā)線平坡，也比站內(nèi)到發(fā)線設(shè)在坡道上好得多。切忌出現(xiàn)將到發(fā)線有效長范圍內(nèi)設(shè)成坡道，將咽喉區(qū)設(shè)成平坡的情況，這對車站運營極為不利。對于客貨作業(yè)量較小的車站，雖然站內(nèi)作業(yè)簡單，有條件時，應(yīng)先將好的條件設(shè)在到發(fā)線有效長范圍內(nèi)，其次是車站咽喉區(qū)，這是因為列車在區(qū)間只是運行狀態(tài)，而在車站，列車不僅運行還有其他作業(yè)，因此，把好的線路條件留給車站是必要的。

對于只辦客運作業(yè)的車站，其站坪的平縱斷面只要滿足布置下客運設(shè)施即可。而只辦理貨運作業(yè)的車站，這類車站應(yīng)有設(shè)置貨運設(shè)施或?qū)Ｓ镁€接軌等發(fā)展空間，對車站站坪應(yīng)預(yù)留發(fā)展條件，尤其是車站縱斷面應(yīng)盡量采用平坡。

對于既有客貨共線鐵路擴能，涉及到中小站較大改造只有兩種情況，一是增建二線，二是延長到發(fā)線有效長。由于客貨共線鐵路運輸繁忙，對既有站擴建應(yīng)在滿足擴能要求的條件下，以盡量不動正線或少動正線為最優(yōu)方案。其中最常用的是將個別道岔延伸至區(qū)間，形成能設(shè)咽喉區(qū)的直線段，實現(xiàn)到發(fā)線增加或延長。對于增建第二線的擴能，當既有站坪無條件時，也可將個別最外方渡線外移，有些會跨一段曲線，以利咽喉區(qū)的布置及到發(fā)線的延長，這時這類外移的個別道岔會設(shè)在較大的坡道上。這些技巧的應(yīng)用目的就是不動正線，而且把既有站坪最好的平縱斷面條件放在到發(fā)線有效長范圍內(nèi)，以利列車作業(yè)安全。

3 鐵路中小站站坪范圍外與區(qū)間線路平縱斷面的銜接關(guān)系

鐵路中小站站坪范圍外與區(qū)間線路平縱斷面的銜接關(guān)系，主要是指站坪外曲線頭或變坡點的位置。一般來說，由于車站的平縱斷面條件要求較高，在選線時，往往因為設(shè)置車站而不能靈活地選擇線位，為減短線路長度或減少工程投資，而常將站坪長度設(shè)計得很緊湊。車站布置后，最外道岔區(qū)間側(cè)緊接著就是曲線頭或者變坡點的豎曲線頭。從工程角度來說，為了把工程數(shù)量壓縮到最小，這么做可以理解。然而有些地形條件，車站站坪長度長一點并不導(dǎo)致工程大量增加，在這種情況下，就是如何處理好站坪外曲線頭與變坡點位置問題了。從普速鐵路既有線擴能已出現(xiàn)的情況看，有些地形條件并不復(fù)雜，有的車站站坪外有一直段，但因豎曲線變坡點緊接著最外道岔，車站擴建時無法利用；有的車站站坪外是平坡或緩坡，但卻是較短的曲線，車站擴建也無法利用；有的車站站坪外既是緩坡又是直線，但卻是橋隧相連。當?shù)匦螚l件非常困難，在無法確定將來的發(fā)展趨勢時，只要車站布置下，站坪外線路平縱斷面的銜接以最小的工程投資為原則是合理的。但當?shù)匦螚l件并不困難時，站坪外線路平縱斷面的組合關(guān)系，卻是設(shè)計理念與設(shè)計思路問題。

因此，除了客運專線外，新建貨運專線或客貨共線鐵路設(shè)計時，既要考慮站坪長度滿足車站布置要求，也要對站坪外的平縱斷面組合關(guān)系仔細分析。在不增加較大工程的情況下，在無橋隧地段，如果設(shè)置直線段就應(yīng)盡量留出符合站坪條件的較緩坡度段。有橋隧工程時，因在既有橋隧地段設(shè)置道岔要引起橋隧工程的大拆大改，幾乎是不可能的，因此不需考慮符合站坪的平縱斷面條件。對于越行站或會讓站來說，由于車站發(fā)展可能性很小，對站外變坡點無特殊要求。此外，在確定車站位置時，首先選擇地形條件較好的地段布置車站。如果車站有預(yù)留發(fā)展的要求，且車站咽喉區(qū)外為橋梁時，由于直線橋梁改道岔橋梁需停運施工，且咽喉區(qū)道岔相互連接，平面無線形規(guī)律，應(yīng)將位于橋上的咽喉區(qū)先期實施，以便車站擴建時不影響正線。在有條件時，應(yīng)盡量將橋設(shè)于站內(nèi)股道平行地段，咽喉區(qū)設(shè)在路基地段。

4 結(jié)束語

每一個車站的設(shè)計都經(jīng)過設(shè)計、復(fù)核、審查等多道程序，且規(guī)范中有明確要求，車站站坪的最初設(shè)計是不可能違規(guī)的。車站站坪設(shè)計得好與不好完全是設(shè)計理念問題，檢驗標準一是使用，二是發(fā)展，這些都要在車站建成后或較長時期才能體現(xiàn)出來。然而車站建成后都是永久建筑，改造不易，在設(shè)計中稍加思考就會導(dǎo)致不同的結(jié)果，甚至可為未來的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，這也是對于鐵路中小站的站坪設(shè)計看上去沒多少技術(shù)含量而需慎重考慮的技術(shù)問題。仔細分析車站站坪平縱斷面設(shè)計的合理性，既有利于節(jié)省工程投資，也有利于車站的發(fā)展。

[1]鐵路車站及樞紐設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社，2006

[2]鐵路工程技術(shù)手冊站場及樞紐[M].北京：中國鐵道出版社，1977