三種交通運(yùn)輸設(shè)施的一體化構(gòu)建方案研究

劉友煖，王 萍

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司,江蘇 南京 210017）

目前國內(nèi)大多數(shù)公路、軌道（含鐵路、高鐵、有軌電車等）等交通設(shè)施都是按照各自規(guī)劃線路進(jìn)行修建，這給沿線的城鎮(zhèn)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、環(huán)境保護(hù)等帶來嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，不僅造成了大量土地資源的浪費(fèi)，也造成多種交通銜接方面包括貨物轉(zhuǎn)運(yùn)與人員換乘的不便。為了解決上述問題，本文擬提出可以通過一體化的組合構(gòu)建方式，將3種不同的交通設(shè)施整合成立體結(jié)構(gòu)形式，既有利于節(jié)省有限的土地資源，又方便多種不同交通運(yùn)輸之間的銜接與利用，產(chǎn)生更大的土地利用效益與運(yùn)輸轉(zhuǎn)換的時(shí)空便利。這種構(gòu)建方案適用于新規(guī)劃的多種交通設(shè)施的新建項(xiàng)目，也適用于對現(xiàn)有各種交通設(shè)施分散布設(shè)進(jìn)行一體化改建的項(xiàng)目［1-2］。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 總體方案

在布設(shè)空間上，采用 斷面“品”字型的立體空間布局，使得公路、鐵路、高鐵等設(shè)施實(shí)現(xiàn)高度一體化布設(shè)，如圖1所示。按照不同交通運(yùn)輸運(yùn)行能力與交通運(yùn)量的要求，在“品”字形上方的“口”字型空間位置上布設(shè)雙向行駛的高速鐵路，在底層兩個(gè)“口”字型空間位置上分別布設(shè)雙向行駛的一般鐵路和高等級(jí)公路。在車站等處可以在它們之間進(jìn)行有機(jī)的貨物轉(zhuǎn)運(yùn)和人員換乘，達(dá)到以較短距離銜接的便利性。如可以通過站臺(tái)、樞紐自動(dòng)化機(jī)械移動(dòng)（平移或垂直移動(dòng)平臺(tái)或設(shè)備）將人員、貨物換乘到其它運(yùn)輸工具上，例如從高鐵換乘至一般鐵路，從一般鐵路換乘至公路交通車輛，反之也可以實(shí)現(xiàn)；這樣就實(shí)現(xiàn)了不同運(yùn)輸方式之間的有機(jī)換乘，克服了分散布設(shè)各種交通設(shè)施帶來較長換乘距離與時(shí)間的問題。

1.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在布設(shè)空間上，本方案可采用斷面“品”字型的立體空間布局，對于“品”字形的承重結(jié)構(gòu)，可以采用預(yù)留孔的墻式結(jié)構(gòu)，也可以采用墩柱式結(jié)構(gòu)。各“口”字結(jié)構(gòu)之間可以單獨(dú)修建而后再連接成整體，也可以按整體澆筑或者分段預(yù)制來修建；可以根據(jù)地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)受力情況、使用材料等綜合考量后確定。

圖1 “品”字型空間結(jié)構(gòu)方案斷面圖

1.2.1 適用范圍

在平原區(qū)與人口密集的地區(qū)，以及各種交通路線走廊布設(shè)的條件受到限制的地區(qū)來規(guī)劃、修建多種交通運(yùn)輸通道時(shí)，可以采用一體化構(gòu)建的方案進(jìn)行布設(shè)。

在通過河流、復(fù)雜地形、地質(zhì)條件較差的區(qū)域，也可以將2個(gè)或3個(gè)“口”字型空間采取盡可能短的分離方式進(jìn)行布設(shè)，并采用高架或地下形式穿越之后再進(jìn)行一體化布設(shè)。

在車站、城市中心站布設(shè)時(shí)，可以考慮彼此之間便利的銜接來進(jìn)行綜合布設(shè)，乘客可以通過設(shè)置移動(dòng)平臺(tái)（如電梯等）實(shí)現(xiàn)短距離換乘；可以考慮與外部其它交通設(shè)施進(jìn)行銜接；并與高鐵、一般鐵路、公路等場站、樞紐等公共市政設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、修建。

1.2.2 結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)斷面形式可以設(shè)計(jì)成 “品”字型，可結(jié)合建設(shè)條件、結(jié)構(gòu)受力、通風(fēng)與采光、電氣控制、供電方案、施工條件等因素進(jìn)行綜合分析、論證，提出各種交通設(shè)施在空間上形成較為合理的布設(shè)方案。

對于“品”字型斷面布局，在底部兩個(gè)“口”字型上方靠近邊緣的兩側(cè)，可以考慮預(yù)留孔口來實(shí)現(xiàn)通風(fēng)、采光等。頂部的“口”字型內(nèi)，也可以根據(jù)通風(fēng)與采光、監(jiān)控設(shè)施、通信設(shè)施、供配電設(shè)施等設(shè)計(jì)成開口型、或者預(yù)留部分開口型。另外，也可以在不同路段，線路橫斷面“品”字上方的“口”可以設(shè)計(jì)成“-”型，也可以修建成“ U ”型，以降低工程造價(jià)。其底板可與高速鐵路道床進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，其上面鋪設(shè)高速鐵路軌道，一般鐵路、高速鐵路的道床按相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)，形式上可選取有渣、無渣道床等；高等級(jí)公路的路基、路面按相應(yīng)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

“品”字型空間結(jié)構(gòu)方案的3種斷面形式如下：

（1）如圖2（a）所示，一般鐵路、高等級(jí)公路和高速鐵路都布設(shè)在獨(dú)自的箱體構(gòu)造內(nèi)，且箱體構(gòu)造之間緊密布設(shè)，一般鐵路、高等級(jí)公路各自所屬箱體的內(nèi)外側(cè)壁、頂板外側(cè)等設(shè)置了預(yù)留孔，用來實(shí)現(xiàn)通風(fēng)、采光功能。

（2）如圖2（b）所示，高速鐵路采用開放式設(shè)計(jì)，其底板采用斷面“一”型構(gòu)筑，底板可作為高速鐵路道床使用，其上面鋪設(shè)高速鐵路軌道等，一般鐵路、高等級(jí)公路各自所屬箱體的內(nèi)外側(cè)壁、頂板外側(cè)等設(shè)置了預(yù)留孔，用來實(shí)現(xiàn)通風(fēng)、采光功能。

（3）如圖2（c）所示，3種交通運(yùn)輸設(shè)施一體化構(gòu)造采用了斷面“品”字型的立體空間布局，高速鐵路采用半開放式設(shè)計(jì)，其底板和側(cè)壁采用“U”型布局，底板可作為高速鐵路道床使用，其上面鋪設(shè)高速鐵路軌道等（與現(xiàn)有高速鐵路構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)相同），一般鐵路、高等級(jí)公路各自所屬箱體的內(nèi)外側(cè)壁、頂板外側(cè)等設(shè)置了預(yù)留孔，用來實(shí)現(xiàn)通風(fēng)、采光功能。

圖2 “品”字型空間結(jié)構(gòu)方案3種斷面形式圖

1.3 材料選擇及環(huán)保設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)材料方面，可以采用鋼筋混泥土、復(fù)合型鋼結(jié)構(gòu)或部分鋼結(jié)構(gòu)；可以采取預(yù)制拼裝修建，也可以采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土來修建。為了節(jié)約造價(jià)，在底部兩個(gè)“口”型中間或左右側(cè)墻，可以考慮采用柱式墩、或預(yù)留墻孔的形式。

在綠色環(huán)保方面，可以結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等其它功能要求，采用隔音墻的方案，也可以采用鋼塑玻璃墻的設(shè)計(jì)方案，或者采用部分透明窗戶來修建側(cè)墻或頂墻；另外，也可以考慮在整體結(jié)構(gòu)頂面結(jié)合綠化、防水、排水等要求進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。

本方案關(guān)于3種交通運(yùn)輸設(shè)施一體化構(gòu)建，既要考慮到成本核算、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等指標(biāo)，也要考慮一般鐵路、高等級(jí)公路等各自具有不同的線形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等，一般建議在平面上布設(shè)時(shí)盡量在偏離整體中心線30 m范圍內(nèi)進(jìn)行布設(shè)來控制其線形之間的偏離程度，整體中心線一般可以選用平面線形要求較高的高速鐵路中心線。

2 主要技術(shù)問題分析［3-4］

本方案關(guān)于3種交通運(yùn)輸設(shè)施一體化構(gòu)建，主要技術(shù)問題在于線性設(shè)計(jì)、地基處理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)等幾個(gè)方面，針對這些問題分析如下。

2.1 線形設(shè)計(jì)

考慮到3種不同的交通運(yùn)輸設(shè)施具有不同的線形標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮按其中最高線形標(biāo)準(zhǔn)一種設(shè)施的線形標(biāo)準(zhǔn)作為總體線形標(biāo)準(zhǔn)來確定總體線形的最小平面曲線半徑、最大坡度等指標(biāo)。當(dāng)然線形標(biāo)準(zhǔn)的確定要考慮路網(wǎng)總體規(guī)劃、城市總體規(guī)劃、沿線社會(huì)經(jīng)濟(jì)、地形地質(zhì)、環(huán)境景觀等綜合影響因素。遇到布設(shè)困難的地段，可以考慮對低標(biāo)準(zhǔn)線形設(shè)施的進(jìn)行暫時(shí)分離、或地下穿越方式來布設(shè)，一般情況下線形設(shè)計(jì)在技術(shù)上是可以實(shí)現(xiàn)的。

2.2 地基處理

路線經(jīng)過軟土等不良地質(zhì)時(shí)，按現(xiàn)有的各種處治工法是可行的，其沉降控制指標(biāo)可按其中標(biāo)準(zhǔn)最高的設(shè)施來控制工后沉降、差異沉降等。并根據(jù)上部結(jié)構(gòu)及其受力情況等來確定不良地質(zhì)路段的地基處治方法。對縱向不同結(jié)構(gòu)物與橫向結(jié)構(gòu)物過渡段、地層變化較大處和不同地基處理措施連接處，可采取逐漸過渡的地基處理方法，減少差異沉降。另外在施工時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的沉降觀測，并根據(jù)沉降觀測資料進(jìn)行實(shí)時(shí)分析評(píng)估，以確保工后沉降滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

“品”字形空間布設(shè)，只是一種結(jié)構(gòu)布局上的空間概念。具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以結(jié)合各種設(shè)施的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、地形地質(zhì)等條件來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，斷面形式可以是多種多樣的，如多箱型（矩形、圓形等）空間結(jié)構(gòu)、開放式T型空間結(jié)構(gòu)；開放式T型空間結(jié)構(gòu)適合平原區(qū)域及布設(shè)條件較好的區(qū)段，多箱型空間結(jié)構(gòu)適合于地下或半地下布設(shè)。主要難點(diǎn)在于箱體尺寸較大，特別是高速公路的箱體結(jié)構(gòu)，在布局時(shí)可以考慮在中央分隔帶處設(shè)縱向墩柱來優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力，考慮到不同設(shè)施間的差異性，結(jié)構(gòu)盡可能以各自單獨(dú)受力的方式布設(shè)。總體來說結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題是可以解決的。

2.4 環(huán)境保護(hù)

建設(shè)期主要涉及到項(xiàng)目規(guī)模較大，相對于獨(dú)立設(shè)施來說對周邊影響會(huì)更大，3種設(shè)施同步施工，采用設(shè)備產(chǎn)生噪音以及灰塵污染更大，需要對施工方案進(jìn)行深入分析，在城鎮(zhèn)周邊及中心區(qū)段施工時(shí)做好環(huán)境保護(hù)，最大程度上減少對周邊的影響。運(yùn)營期的環(huán)境保護(hù)，在設(shè)計(jì)階段要考慮公路汽車尾氣及其揚(yáng)塵排除問題，封閉箱體結(jié)構(gòu)其長度較長時(shí)，可參考隧道的標(biāo)準(zhǔn)來配置通風(fēng)設(shè)備，結(jié)構(gòu)上盡可能采用最大的通風(fēng)采光孔來實(shí)現(xiàn)揚(yáng)塵與尾氣的自然排除。在城鎮(zhèn)地區(qū)可以考慮設(shè)置排氣塔以便集中過濾后高空排除。

3 結(jié)語

研究認(rèn)為，將3種交通運(yùn)輸設(shè)施采用一體化構(gòu)造進(jìn)行規(guī)劃、修建是可行的，但必須根據(jù)沿線土地資源、產(chǎn)業(yè)布局、地形地質(zhì)、建筑材料、結(jié)構(gòu)受力、安全設(shè)施、環(huán)境景觀等進(jìn)行綜合論證，以提出安全可靠的建設(shè)方案；本方案通過對沿線各種交通基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行綜合規(guī)劃與布局，對于節(jié)約區(qū)域土地資源，提高土地開發(fā)利用效能，改善沿線環(huán)境是明顯的；本方案可以為多種交通設(shè)施之間的銜接提供更加便捷的路徑，也可以縮短貨物轉(zhuǎn)換、旅客換乘的時(shí)間；多種交通設(shè)施的集約化布局，其方案的實(shí)施前提是需要通過各種交通設(shè)施先期的調(diào)查研究、反復(fù)論證、綜合規(guī)劃，以及政府各職能部門之間溝通協(xié)調(diào)下才能得以實(shí)現(xiàn)。

［1］張曉東.城市交通與土地使用協(xié)調(diào)規(guī)劃機(jī)制［J］.城市交通，2013（5）：1.

［2］朱照宏.城市群與城市軌道交通［J］.城市軌道交通研究,2003（4）：27-31.

［3］斯蒂芬鮑特.交通革新與城市用地結(jié)構(gòu)——美國新城的經(jīng)驗(yàn)［J］.國外城市規(guī)劃，1986（1）：18-24.

［4］邊經(jīng)衛(wèi).大城市空間發(fā)展與軌道交通［M］.北京：中國建工出版社，2006.