城市道路與鐵路交叉節(jié)點方案比選研究

劉千石

（上海市園林設(shè)計研究總院有限公司，上海市 200031）

0 引言

近年來隨著城市化的進行，城市道路及軌道交通也在不斷發(fā)展，兩者不可避免產(chǎn)生交叉。尤其是城市道路在建設(shè)中與既有的運營中鐵路相交，鐵路管理部門一般會嚴格要求道路設(shè)計單位在節(jié)點設(shè)計方案中減少對既有鐵路的路基或橋墩的影響[1]。因此，道路與鐵路的交叉節(jié)點設(shè)計方案是否合理，成為城市道路設(shè)計中的重難點之一。本文以虹橋商務(wù)區(qū)閔北東路與滬昆鐵路交叉節(jié)點為例，對城市道路與既有鐵路的交叉方案進行方案比選，為同類工程設(shè)計提供參考。

1 工程背景

閔北東路位于閔行區(qū)華漕鎮(zhèn)MHSB0001 單元內(nèi)，屬于虹橋商務(wù)區(qū)范圍。虹橋商務(wù)區(qū)是推進上?！八膫€中心”建設(shè)、加快與長三角區(qū)域一體化發(fā)展的重大戰(zhàn)略部署。近年來，閔行區(qū)積極調(diào)整發(fā)展思路，緊抓虹橋商務(wù)區(qū)開發(fā)建設(shè)的契機推進南虹橋地區(qū)的整體開發(fā)建設(shè)。目前，虹橋樞紐主體建設(shè)已經(jīng)完成，其核心區(qū)的規(guī)劃工作正逐步深入。同時，閔行區(qū)提出了打通“斷頭路”的建設(shè)規(guī)劃，為支撐閔行區(qū)“一軸兩帶三大功能區(qū)”發(fā)展戰(zhàn)略，建成以干線公路為骨架的路網(wǎng)體系，破除“斷頭路”瓶頸，形成路網(wǎng)均衡、南北暢通、東西連貫的道路交通網(wǎng)絡(luò)。

閔北東路新建工程屬于閔行區(qū)“打通斷頭路”的工程之一，是虹橋商務(wù)區(qū)規(guī)劃實施的前期配套道路，其建成將很好的服務(wù)于周邊開發(fā)及沿線居民、公建地塊發(fā)開人員出行，并能完善地區(qū)內(nèi)、外道路網(wǎng)，完善南虹橋地區(qū)內(nèi)、外部的市政配套設(shè)施，為虹橋商務(wù)區(qū)全面建設(shè)的開展發(fā)揮重要作用。

閔北東路工程范圍：起點與開興路以西已建的閔北路相連接,起點緊靠老蟠龍港，設(shè)有一座橋梁；終點與嘉閔高架的地面道路華翔路銜接，道路全長796.251 m，道路規(guī)劃紅線為30 m。閔北東路規(guī)劃定位為交通性支路，在溝通區(qū)域之間交通聯(lián)系的同時，也為附近地塊企業(yè)員工及居民出行服務(wù)。根據(jù)交通預(yù)測結(jié)果顯示，該段閔北東路具有較大的非機動車及行人交通量，因此橫斷面布置形式采用“三幅式”，具體為：3.0 m（人行道）+3.5 m（非機動車道）+1.0 m（機非分隔帶）+15.0 m（機動車道）+1.0 m（機非分隔帶）+3.5 m（非機動車道）+3.0 m（人行道）=30.0 m（規(guī)劃紅線寬度）。其中15 m 機動車道采用雙向4 車道布置：0.25 m（路緣帶）+7.0 m（2 條小客車車道）+0.5 m（雙黃線）+7.0 m（2 條小客車車道）+0.25 m（路緣帶）。

2 節(jié)點現(xiàn)狀條件

該工程閔北東路與滬昆鐵路交叉。現(xiàn)狀滬昆鐵路為I 級鐵路，電氣化鐵路，復(fù)線。與閔北東路相交鐵路段為直線。穿越點南側(cè)緊鄰一排水箱涵，為單孔砌體式框架結(jié)構(gòu)。線路兩側(cè)為農(nóng)田和民居，既有路堤高約1 m，如圖1 所示。

圖1 滬昆鐵路現(xiàn)狀

閔北東路自西向東穿越滬昆線兩股道，依次為滬昆上行線、滬昆下行線，線間距為5.11 m，道路設(shè)計中心線與鐵路法線交角33°31′33″，道路中心線與滬昆下行線相交處道路里程為K0+284.14。

3 主要技術(shù)標準

（1）道路等級：城市支路；

（2）設(shè)計速度：30 km/h；

（3）荷載標準：BZZ－100 型標準軸載；

（4）道路紅線寬度：30 m；

（5）設(shè)計年限：道路交通量達到飽和狀態(tài)時的道路設(shè)計年限為15 a；瀝青路面設(shè)計基準期為15 a。

（6）道路最小凈高：車行道4.5 m；人行道2.5 m。

4 滬昆鐵路交叉方案設(shè)計

根據(jù)規(guī)范《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》（CJJ 37—2012）要求，主干路、次干路及支路與鐵路交叉，為避免因封閉道口時間較長，尤其在交通高峰期時段內(nèi)，從而引發(fā)的交通堵塞，所以應(yīng)當(dāng)設(shè)置立體交叉[2]。同時，在交叉方案設(shè)計中，還應(yīng)結(jié)合周邊地形，減少工程量，節(jié)約投資。

4.1 方案一：跨線橋上跨鐵路

道路上跨鐵路，鐵路建筑界限應(yīng)當(dāng)符合《標準軌距鐵路建筑限界》（GB146.2），具體詳見表1。

表1 不同類別鐵路基本建筑界限 單位：mm

該次閔北東路上跨滬昆鐵路為既有電氣化鐵路，鐵路限界高度應(yīng)≥6 550 mm，同時因滬昆鐵路為電氣化鐵路，在滿足規(guī)范限界高度的同時，還應(yīng)高于架空電纜，并應(yīng)就上跨方案與鐵路部門溝通。

現(xiàn)狀鐵路軌面標高為5.565 m,在滿足最小限高及高于架空電纜的條件下，上跨橋梁梁底標高應(yīng)≥12.115 m，最大縱坡為5.5%。由于閔北東路道路規(guī)劃定位為交通性支路，在溝通區(qū)域之間交通聯(lián)系的同時，也為附近地塊企業(yè)員工及居民出行服務(wù)，過大的縱坡不利于非機動車及行人出行的安全性和舒適性。

4.2 方案二：地道下穿鐵路

道路下穿鐵路方式主要分以下兩種：

（1）穿越既有鐵路路基；

（2）從鐵路橋下橋段間穿越；

該次閔北東路所交鐵路為路基段，下穿方式為穿越既有鐵路路基。

城市道路宜以正交90°穿越既有鐵路路基，若條件受限須以斜角度穿越時候，交叉角度應(yīng)大于等于60°，有特殊困難時，應(yīng)大于等于45°[3]。該次閔北東路與滬昆鐵路交叉角度為56°25′27″。道路中心線與滬昆下行線相交處道路里程為K0+284.14。4 個箱身的設(shè)計總寬29.9 m，箱身邊線距線路中心線按5 m 考慮，設(shè)計箱身長20 m，兩端連U 型槽后箱身長度為28 m。引道結(jié)構(gòu)為U 形槽，與箱身等寬。地道箱身橫斷面布置如圖2 所示，引道橫斷面布置如圖3 所示。

圖2 下穿地道箱身橫斷面布置圖（單位：cm）

圖3 引道橫斷面布置圖（單位：cm）

地道箱身采用3 幅4 孔結(jié)構(gòu)，孔跨為4.5 m+7.5 m+7.5 m+4.5 m。地道采取機非分離，機動車道最大縱坡為4.5%，非機動車道及人行道最大縱坡為2.3%，有利于非機動車及行人通行的安全性及舒適性。

4.3 方案比選

閔北東路與滬昆鐵路交叉節(jié)點方案比選見表2。

表2 鐵路交叉節(jié)點方案比選

通過綜合比較交通服務(wù)功能、工程造價、運營管理、施工難度等，結(jié)合相關(guān)鐵路管理部門意見，同時也考慮到該次閔北東路兼具交通功能及服務(wù)功能，為使道路建成后能更好的與沿線地塊及相交道路銜接，方便居民出行，推薦方案二（地道下穿方案）作為該次建設(shè)方案。

4.4 下穿地道施工方案

為響應(yīng)鐵路管理部門要求，保證下穿地道的施工不影響既有鐵路的運營，故該次下穿鐵路地道施工方案推薦采用頂進施工，頂進工作坑設(shè)于既有鐵路的東側(cè)地塊。建議施工步驟如下：

（1）工作坑采用鉆孔樁圍護，外圍設(shè)高壓旋噴樁止水帷幕；

（2）井點降水，開挖工作坑，基坑抽水，路基防護；

（3）夯填碎石基層，制作滑板和后背梁，預(yù)制箱身；

（4）架便梁，箱體自南向北依次切土頂進。由于兩個中孔頂進需要相鄰框架做便梁支撐，施工對頂進位置的精度要求比較高，須嚴格控制框架在頂進方向上的橫向位移。

4.5 下穿地道段排水設(shè)計

該次工程立交引道排水系統(tǒng)由排水溝、連通管、集水井、雨水口等組成。機動車道地表水經(jīng)路面縱橫坡排入設(shè)在路邊的排水溝，再流入集水井。非機動車道地表水經(jīng)路面縱橫坡排入設(shè)在路邊的雨水口，再流入集水井。再經(jīng)過泵井提升排入附近河道。

該次工程排水設(shè)計按照“高水高排、低水低排”原則，新建下穿立交排水泵站排除下穿立交引道內(nèi)的雨水，排水泵站由閘槽井、排水泵井、出水井、壓力井、生活值班室等組成。泵站設(shè)于鐵路框架的東南側(cè)。

5 結(jié)語

城市化的發(fā)展，帶來了更多交通沖突點，尤其道路與鐵路的交叉情況越來越多。而隨著鐵路的提速，鐵路運力日益增長，道路與鐵路的平交形式已無法適應(yīng)發(fā)展要求，而立體交叉則成為解決節(jié)點沖突的主要方案。在具體設(shè)計中，統(tǒng)籌考慮各方面因素，在保證道路功能的前提下，因地制宜，確定最終建設(shè)方案。本文以閔北東路與滬昆鐵路交叉節(jié)點為例，介紹跨線橋上跨、地道下穿兩個方案，以及下穿施工方案及排水處理，以期為道路與鐵路交叉節(jié)點設(shè)計提供些有益的設(shè)計參考。