接觸網(wǎng)制式有軌電車工程地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置設(shè)計(jì)方法探討

占 俊

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 ，湖北武漢 430063）

0 引言

隨著城市軌道交通行業(yè)的迅猛發(fā)展，有軌電車工程作為城市軌道交通客運(yùn)的補(bǔ)充已經(jīng)在國(guó)內(nèi)諸多城市得到大范圍推廣。有軌電車工程主要在地面實(shí)施，為保證有軌電車線路建成后正常運(yùn)營(yíng)，在區(qū)間內(nèi)需要沿線路敷設(shè)供電環(huán)網(wǎng)電纜、供電控制電纜、區(qū)間照明電纜、區(qū)間維修電纜、通信電纜、信號(hào)電纜等，其地面線路區(qū)間強(qiáng)弱電管線繁多，埋管斷面形式變化頻繁、布置復(fù)雜、施工難度大，還涉及與既有市政道路管網(wǎng)的交叉和沖突，成為有軌電車工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以蘇州有軌電車?2?號(hào)線地面區(qū)間綜合管線布置工程為設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)有軌電車工程地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線的布置設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討。

1 現(xiàn)有技術(shù)特點(diǎn)分析

有軌電車工程地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線是指沿區(qū)間線路貫通布置的供電環(huán)網(wǎng)電纜、供電控制電纜、區(qū)間照明電纜、區(qū)間維修電纜、通信電纜、信號(hào)電纜等。通過對(duì)國(guó)內(nèi)已建成的廣州海珠有軌電車、江蘇淮安有軌電車、沈陽渾南有軌電車、蘇州高新區(qū)有軌電車?1?號(hào)線等工程項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研和研究可知，有軌電車工程線路主要利用既有或規(guī)劃道路中分帶采用地面敷設(shè)，其沿線區(qū)間強(qiáng)弱電管線一般采用兩線路之間設(shè)置埋管通道或在兩線路外側(cè)設(shè)置埋管通道?2?種方法進(jìn)行敷設(shè)布置。下面對(duì)?2?種既有設(shè)計(jì)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1.1 既有設(shè)計(jì)方法一

在兩線之間采用埋管穿過接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)的布置方法，該方法主要將強(qiáng)弱電管線敷設(shè)在兩條線路中間。為保證路基和軌道結(jié)構(gòu)的完整性，埋管斷面外側(cè)與線路中心線的距離按照?1??250??mm（考慮施工誤差）控制，即不侵入軌道結(jié)構(gòu)半寬和路基水泥碎石穩(wěn)定層。強(qiáng)弱電管線穿過接觸網(wǎng)基礎(chǔ)時(shí)，不破壞接觸網(wǎng)上階基礎(chǔ)（寬約?1?000??mm），敷設(shè)在接觸網(wǎng)支柱上階基礎(chǔ)的兩側(cè)，可提供的埋管截面空間的寬度僅為?250??mm。

該方法雖然在不增加有軌電車工程地面區(qū)間用地面積的條件下保證了軌行區(qū)綠化種植土壤厚度，但強(qiáng)弱電管線數(shù)量多且埋管斷面受接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)內(nèi)配筋制約，接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋管斷面與一般區(qū)段埋管斷面難以保持一致，管道連接難度大，可供敷設(shè)的截面寬度受限，施工敷設(shè)困難。此外，由于接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)一般點(diǎn)式布置于兩線之間，且相鄰兩支柱之間的距離一般不大于?40??m，埋管斷面形式變化頻繁，施工難度大。有軌電車軌道結(jié)構(gòu)和路基典型埋管橫斷面示意圖如圖1所示。

圖1 既有設(shè)計(jì)方法一埋管斷面示意圖（單位：mm）

1.2 既有設(shè)計(jì)方法二

在線路外側(cè)設(shè)置埋管通道的布置方法，有軌電車軌道結(jié)構(gòu)和路基典型埋管橫斷面如圖?2?所示。該方法主要將強(qiáng)弱電管線敷設(shè)在兩線路外側(cè)，為滿足軌道結(jié)構(gòu)安全保護(hù)距離要求，考慮施工誤差，埋管斷面內(nèi)側(cè)與線路中心線的距離按照?1??700??mm?控制，即不侵入軌道結(jié)構(gòu)外側(cè)半寬和路基水泥碎石穩(wěn)定層，兩側(cè)的埋管截面寬度約為?400??mm。

本設(shè)計(jì)方法避免了在兩線路中穿越，且不會(huì)影響接觸網(wǎng)支柱上階基礎(chǔ)，同時(shí)保證了軌行區(qū)綠化種植土壤厚度，但將有軌電車工程區(qū)間用地范圍拓寬了約800??mm，占用了緊缺的城市土地資源。

圖2 既有設(shè)計(jì)方法二埋管斷面示意圖（單位：mm）

2 接觸網(wǎng)供電制式地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置方法

基于現(xiàn)有有軌電車區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置設(shè)計(jì)背景，以蘇州有軌電車?2?號(hào)線的工程設(shè)計(jì)為實(shí)際案例，本文研究設(shè)計(jì)了一種采用接觸網(wǎng)供電制式的有軌電車工程地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置方法。該方法將地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置于有軌電車工程兩線路之間、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)兩側(cè)、軌道結(jié)構(gòu)以下，接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)采用“凸”形優(yōu)化設(shè)計(jì)，并按規(guī)范要求沿有軌電車線路走向，以一定間距點(diǎn)式布置于兩線之間。

2.1 接口與限界要求

參考現(xiàn)有地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范和蘇州有軌電車?2?號(hào)線工程設(shè)計(jì)過程中路基、軌道、接觸網(wǎng)等專業(yè)的接口要求，將地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置于有軌電車工程兩線路之間時(shí)，需滿足軌道結(jié)構(gòu)安全保護(hù)距離要求，直線區(qū)段強(qiáng)弱電埋管通道距軌道中心線不宜小于軌道結(jié)構(gòu)半寬，即不小于?1??250??mm。根據(jù)接觸網(wǎng)專業(yè)的相關(guān)設(shè)計(jì)要求，需保證接觸網(wǎng)上階基礎(chǔ)寬度不小于?800??mm，以滿足區(qū)間接觸網(wǎng)基礎(chǔ)強(qiáng)度要求。

參考地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)并綜合考慮施工誤差，接觸網(wǎng)立柱位于兩線之間時(shí)，可推導(dǎo)有軌電車地面直線區(qū)段最小線間距計(jì)算式如下：

式（1）中，Amin為最小線間距；B為有軌電車車輛設(shè)備限界全寬量最大值（本工程車體寬參考《城市輕軌交通鉸接車輛通用技術(shù)條件》按?2?650?mm?設(shè)計(jì)，根據(jù)限界計(jì)算原理，B=?2×（2??650/2?+?325）mm，其中?325??mm?為國(guó)內(nèi)主要廠家的低地板有軌電車車輛設(shè)備限界相對(duì)車輛輪廓的包容性限界加寬值）；L為接觸網(wǎng)立柱最小寬度（本工程設(shè)計(jì)實(shí)施的接觸網(wǎng)立柱寬度為?300??mm）；C為設(shè)備限界與建（構(gòu)）筑物之間的最小安全間隙，根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（2013?版），一般條件下C取?200??mm。

如圖?3?所示，考慮接觸網(wǎng)立柱施工誤差?100??mm，根據(jù)計(jì)算公式，采用接觸網(wǎng)供電制式的有軌電車工程地面區(qū)間線間距應(yīng)不小于?4??100??mm。

圖3 有軌電車區(qū)間直線地段限界示意圖（單位：mm）

2.2 埋管深度要求

將地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置于兩線路之間的軌道結(jié)構(gòu)下方時(shí)，為保證有軌電車區(qū)間路基和軌道結(jié)構(gòu)的完整性，應(yīng)避免強(qiáng)弱電管線埋管范圍侵入有軌電車路基水泥穩(wěn)定碎石層或軌道結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，并確保不同路基結(jié)構(gòu)區(qū)段的埋管平滑過渡，同時(shí)預(yù)埋管施工宜在水穩(wěn)層施工之前進(jìn)行。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，宜在預(yù)埋管上方增加不小于100??mm?的素混凝土防護(hù)層。根據(jù)強(qiáng)弱電管線埋管覆土要求，一般區(qū)段強(qiáng)弱電埋管通道頂距軌面最小距離=軌道結(jié)構(gòu)高度+鋼筋混凝土板厚度?+?水穩(wěn)層厚度?+?素混凝土防護(hù)層厚度。

2.3 應(yīng)用實(shí)例

蘇州有軌電車?2?號(hào)線區(qū)間綜合管線布置需滿足相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)接口限制要求，將強(qiáng)弱電管線敷設(shè)于兩線之間時(shí)，埋深需滿足強(qiáng)弱電埋管通道頂距軌面最小距離不小于?1??200??mm?的要求（軌面標(biāo)高為?0）；強(qiáng)弱電埋管通道距軌道中心線不宜小于?1??250??mm；接觸網(wǎng)上階基礎(chǔ)寬度不小于?800??mm。為保證接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)區(qū)域與一般無接觸網(wǎng)基礎(chǔ)區(qū)段埋管斷面一致，預(yù)留出強(qiáng)弱電綜合管線的縱向通道，將接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)為“凸”形，如圖?4?所示。故線間距A一定的情況下，位于接觸網(wǎng)上階基礎(chǔ)兩側(cè)的埋管通道寬度B=?0.5×（線間距A-?軌道結(jié)構(gòu)半寬×2?-?接觸網(wǎng)上階基礎(chǔ)寬度）=?0.5×（線間距A-1??250×2?-?800）?mm。實(shí)施后，區(qū)間線間距A取最小值?4??100??mm?時(shí)，位于接觸網(wǎng)上階基礎(chǔ)兩側(cè)的埋管通道寬度為?400??mm，用地紅線范圍為?6??600??mm。

圖4 應(yīng)用實(shí)例典型斷面圖（單位：mm）

3 設(shè)計(jì)方案對(duì)比分析

綜合研究本文實(shí)施的設(shè)計(jì)方法與既有?2?種設(shè)計(jì)方法，對(duì)比分析?3?種區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置的形式、接觸網(wǎng)上下階基礎(chǔ)寬度、埋管深度、線間距、埋管截面范圍、用地紅線等設(shè)計(jì)特征和指標(biāo)，如表1?所示。

表1 不同設(shè)計(jì)方法實(shí)施數(shù)據(jù)對(duì)比 mm

由以上?3?種區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置的設(shè)計(jì)方案實(shí)施數(shù)據(jù)，可得出以下結(jié)論。

（1）本文實(shí)施的設(shè)計(jì)方法相比于既有的?2?種設(shè)計(jì)方法，在保證接觸網(wǎng)支柱結(jié)構(gòu)受力安全要求的前提下，保持接觸網(wǎng)支柱下階基礎(chǔ)寬度?1??700??mm?不變，對(duì)接觸網(wǎng)支柱的上階基礎(chǔ)寬度進(jìn)行了合理的優(yōu)化（縮減至800??mm?寬），減少了接觸網(wǎng)上階混凝土量，降低了工程投資，有效保證了不同路基結(jié)構(gòu)區(qū)段的埋管平滑過渡。

（2）對(duì)比于既有設(shè)計(jì)方法一，本文實(shí)施的設(shè)計(jì)方法在線間距一定的情況下，兩線間埋管范圍的截面寬度增加了?150??mm，為區(qū)間管線的敷設(shè)提供了更大的空間，有效地降低了施工難度。

（3）對(duì)比于既有設(shè)計(jì)方法二，本文實(shí)施的設(shè)計(jì)方法在保證埋管范圍截面寬度均為?400??mm?的前提下，其區(qū)間用地紅線寬度可縮減約?800??mm，降低了有軌電車工程土地征用范圍，不僅實(shí)現(xiàn)了緊張的城市土地資源的高效利用，也大大降低了工程費(fèi)用的投入。

4 結(jié)語

接觸網(wǎng)制式有軌電車工程地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線的布置設(shè)計(jì)方法基于有軌電車工程線路、路基、結(jié)構(gòu)、軌道、供電、低壓配電、通信、信號(hào)等專業(yè)的設(shè)計(jì)資料，以有軌電車工程地面區(qū)間綜合管線施工圖的形式實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)方法實(shí)施效果明顯，相對(duì)于現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法，減少了有軌電車工程區(qū)間用地面積、工程投資以及對(duì)接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)對(duì)敷設(shè)過程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，降低了強(qiáng)弱電管線敷設(shè)的施工難度。

[1]舒冬，繆東，張浩，等.一種有軌電車工程地面區(qū)間強(qiáng)弱電管線布置結(jié)構(gòu)[P].中國(guó)專利：CN106058779A，2016.

[2]施路，崔異.現(xiàn)代有軌電車在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)啟示[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2014（4）.

[3]丁靜波.現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)軌道工程關(guān)鍵技術(shù)分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2015（8）.

[4]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50157-2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.

[5]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ96-2003地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[6]徐壽偉.沈陽市渾南新區(qū)現(xiàn)代有軌電車一期工程軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)述[J].都市快軌交通，2013（6）.

[7]N.Cornet，李依慶，華凌晨.現(xiàn)代化有軌電車系統(tǒng)在中國(guó)城市的發(fā)展前景[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2008（6）.