太焦高鐵長治南站周邊路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)研究

高力俠，王崇偉，段 妍

（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津市 300074）

0 引言

隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，越來越多的中小城市也都有了高鐵車站，受城市建設(shè)用地的限制，高鐵車站的選址越來越偏向于城市的邊緣地帶。尤其處于山區(qū)地帶的城市，其邊緣地帶多為丘陵、山坡，溝壑縱橫、地形高差大。相比于平原地區(qū)的高鐵站及其周邊路網(wǎng)的建設(shè)，做好山區(qū)高鐵站與周邊路網(wǎng)的豎向銜接及交通組織，對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。

本文以太焦高鐵長治南站為例，提出山區(qū)高鐵站周邊路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)技術(shù)路線及設(shè)計(jì)思路，為類似設(shè)計(jì)提供參考。

1 工程概況

太焦高鐵是中國高速鐵路網(wǎng)“八縱八橫”主通道中“呼南高鐵”的重要組成部分，全長358.761 km，起自山西省太原市，南至河南省焦作市，線路途經(jīng)太原市、晉中市、長治市、晉城市、焦作市，是山西和河南兩省沿線各地市通往長三角經(jīng)濟(jì)帶及東南沿海的最便捷通道，全線設(shè)13 座車站[1]。

太焦高鐵在長治境內(nèi)共設(shè)置4 座車站，分別為武鄉(xiāng)西站，襄垣東站、長治東站、長治南站（原名長治縣站）。其中，長治南站位于長治市上黨區(qū)五龍山腳下，周圍溝壑縱橫，區(qū)域地形復(fù)雜，高差較大，坡度較大。長治南站周邊現(xiàn)狀道路較少，無直接通往高鐵站的現(xiàn)狀道路。距離高鐵站房約2 km 位置有建成的英雄南路（主干路）和學(xué)府街（主干路）。

2 場地現(xiàn)狀地形

長治南站周邊場地東高西低、南高北低，最大高程約1019 m，最小高程約948 m，高差約71 m（見圖1）。

圖1 場地現(xiàn)狀地形

3 高鐵站周邊規(guī)劃概況

高鐵站周邊路網(wǎng)規(guī)劃布局為方格網(wǎng)形式，是以英雄南路、學(xué)府街為骨架衍生出的方格路網(wǎng)，形成“兩橫三縱”骨架路網(wǎng)結(jié)構(gòu)（見圖2）。

（1）兩橫：站前大街、學(xué)府街。

（2）三縱：英雄南路、緯一路和緯二路。路網(wǎng)主要通過英雄南路、緯一路、緯二路向北與長治市區(qū)連接，向南與上黨城區(qū)相連。

周邊規(guī)劃用地以居住、商業(yè)、科研及綠地為主（見圖2）。

圖2 高鐵站周邊路網(wǎng)規(guī)劃圖

規(guī)劃主要客流進(jìn)出站流線為：通過站前大街→迎賓路→文明街→進(jìn)站通道→停車樓落客→出站通道→正平街，人員客流通過停車樓電梯到達(dá)高鐵站房，單獨(dú)設(shè)置消防通道到達(dá)停車樓頂面，即高鐵站房室外，標(biāo)高為1007 m（見圖3）。

圖3 進(jìn)出站流線圖

4 路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)思路

4.1 設(shè)計(jì)原則

（1）控制高程及縱坡的確定應(yīng)綜合考慮地塊出入口、汽車行駛舒適性、道路排水要求等因素。

（2）滿足城市防洪要求。

（3）減少場地土方的填挖方量，通過場地豎向設(shè)計(jì)，盡量降低縱坡，提高行車的舒適性及安全性。

（4）滿足管線敷設(shè)的要求。

4.2 設(shè)計(jì)思路

路網(wǎng)的豎向設(shè)計(jì)高程應(yīng)首先以現(xiàn)狀地形為基礎(chǔ)，根據(jù)規(guī)劃路網(wǎng)及影響路網(wǎng)設(shè)計(jì)的控制因素，初步擬定路網(wǎng)交叉口控制高程；然后復(fù)核道路縱坡、排水流向、管線覆土、填挖平衡，根據(jù)復(fù)核結(jié)果不斷調(diào)整優(yōu)化路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)高程；最終實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)高程的合理可行。路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)流程如圖4 所示。

圖4 路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)流程圖

由于長治南站選址位于山坡上，故在進(jìn)行高鐵站周邊路網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮進(jìn)出站客流的交通組織與路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)的交互反饋調(diào)整，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)及交通組織的同步優(yōu)化，保證進(jìn)出站客流能夠快速、安全、多路徑實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換。

5 豎向設(shè)計(jì)

5.1 場地標(biāo)高分析

場地自西向東現(xiàn)狀高程與規(guī)劃路網(wǎng)、高鐵站房的高差關(guān)系如圖5 所示。

圖5 高差關(guān)系圖（單位：m）

從圖5 可以看出，該場地高程變化劃分為3 個(gè)部分：高鐵站房與緯二路之間區(qū)域標(biāo)高為978～1007 m，高差較大，約29 m，橫向直線距離約260 m，平均坡度約11%；從緯二路至迎賓路場地現(xiàn)狀高程為965～978 m，橫向直線距離約550 m，平均縱坡約2.4%；從迎賓路至英雄南路場地現(xiàn)狀高程為953～965 m，橫向直線距離約1300 m，平均縱坡約1%。故如何做好高鐵站至緯二路區(qū)域內(nèi)的豎向設(shè)計(jì),保證高鐵站房與路網(wǎng)高效安全銜接是本次研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

5.2 場地豎向設(shè)計(jì)控制因素

場地內(nèi)交叉口控制高程的確定除了依據(jù)場地現(xiàn)狀高程外，主要包含以下控制因素（見圖6）：

圖6 路網(wǎng)豎向主要控制因素

（1）高鐵站房室外地坪高程為1007 m；

（2）高鐵站房南側(cè)鐵路停車場設(shè)計(jì)地坪高程為1006.3 m；

（3）高鐵站房北側(cè)設(shè)備用房室外設(shè)計(jì)地坪高程分別為1001.4 m 和997.3 m；

（4）停車樓B1 層設(shè)計(jì)高程為1000 m，B2 層設(shè)計(jì)高程為996 m；

（5）站前廣場控制高程為985 m；

（6）與該工程相接的現(xiàn)狀道路高程；

（7）排水箱涵覆土要求。

5.3 路網(wǎng)縱坡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定

根據(jù)《城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 193—2012），城市道路機(jī)動(dòng)車道最小縱坡不應(yīng)小于0.3%，最大縱坡應(yīng)滿足表1 要求，并應(yīng)滿足積雪或冰凍地區(qū)的快速路最大縱坡要求（不應(yīng)大于3.5%），其他等級(jí)道路最大縱坡不應(yīng)大于6.0%。非機(jī)動(dòng)車道最大縱坡不宜大于2.5%；困難時(shí)不應(yīng)大于3.5%，并應(yīng)限制坡長。

表1 機(jī)動(dòng)車道最大縱坡

結(jié)合規(guī)范要求及高鐵站周邊路網(wǎng)的實(shí)際情況，確定高鐵站周邊路網(wǎng)縱斷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）緯二路至英雄南路之間均為城市道路，考慮非機(jī)動(dòng)車道的縱坡要求，一般路段縱坡按照不大于2.5%控制，局部地形變化大時(shí)按照不大于3.5%控制，坡長均須滿足規(guī)范要求。

（2）交叉口縱坡一般情況按照不大于2.5%控制，局部地形變化大時(shí)按照不大于3%控制。

（3）緯二路與高鐵站之間的進(jìn)出站通道僅有機(jī)動(dòng)車通行，為保證進(jìn)出站客流能夠安全快速通行，道路縱坡按照不大于4%控制。

（4）緯二路與高鐵站之間的消防通道，按照積雪冰凍地區(qū)縱坡不大于6%控制。

根據(jù)以上技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)結(jié)合現(xiàn)狀和控制因素初擬的路網(wǎng)豎向高程進(jìn)行復(fù)核。緯二路與文明街交叉口處現(xiàn)狀地面高程為976 m，而高鐵站房室外地坪高程為1007 m，進(jìn)站通道和消防通道按照上述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)考慮。緯二路與文明街交叉口處設(shè)計(jì)高程約為993 m，相較于現(xiàn)狀地面增高約17 m。若進(jìn)站通道按照高架橋考慮，根據(jù)《城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 193—2012），按照橋梁最大縱坡不大于4%、引道縱坡不大于5%控制，實(shí)現(xiàn)落地需要約1100 m 距離，無法在迎賓路之前完成落地，且景觀效果不好，周邊地塊交通組織復(fù)雜。綜合考慮路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、交通組織、站房前停車樓內(nèi)布置、現(xiàn)狀地形標(biāo)高以及道路縱坡控制等多方面因素，并進(jìn)行交互反饋設(shè)計(jì)比較，將進(jìn)站通道及消防通道的起點(diǎn)位置調(diào)整至學(xué)府街與緯二路交叉口，并增加一條廣場路自緯二路與文明街交叉口進(jìn)入高鐵站站前廣場（標(biāo)高985 m），作為即停即離的落客通道，如圖7 所示。

圖7 路網(wǎng)豎向主要控制因素

路網(wǎng)調(diào)整后，進(jìn)出站通道路段最大縱坡為4%，送站車輛通過進(jìn)站通道進(jìn)入停車樓B1 層（標(biāo)高1000 m），停車樓B1 層設(shè)有13 m 寬的市政道路，市政道路橫穿停車樓B1 層。進(jìn)站通道一部分是服務(wù)于公共交通車輛和B2 層（標(biāo)高996 m）進(jìn)出車輛，另一部分服務(wù)于出租車和社會(huì)接送站車輛。人員流線通過各部分的自動(dòng)扶梯上至站前廣場，與機(jī)動(dòng)車實(shí)現(xiàn)完全分流，互不干擾。圖8 為交通流線圖。

圖8 交通流線圖

消防通道路段最大縱坡為5%，消防通道兼做高鐵站內(nèi)部的員工通道。

5.4 排水流向及管線覆土要求

高鐵片區(qū)內(nèi)雨水的排出通過修建排水箱涵解決。排水箱涵以高鐵沿線6 處排洪涵洞為起點(diǎn)，山洪水通過箱涵匯集至緯二路后，自東向西穿越高鐵新城片區(qū)，經(jīng)站前大街至規(guī)劃經(jīng)一路與英雄南路交叉口，出片區(qū)后向西排至現(xiàn)狀調(diào)蓄湖，出湖后穿越現(xiàn)狀鐵路，經(jīng)泵站提升后排至黎水河。高鐵片區(qū)的污水通過各條路收集后經(jīng)站前大街及學(xué)府街接入英雄南路現(xiàn)狀污水管線，向北最終進(jìn)入長治縣第二污水處理廠。

片區(qū)內(nèi)排水主流向?yàn)樽詵|向西，與現(xiàn)狀地勢(shì)東高西低相適應(yīng)，考慮管線接入排水箱涵最小覆土要求為2 m，其他排水管線最小覆土為1.5 m。

在進(jìn)行路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)時(shí)，再結(jié)合具體道路的排水流向和豎向設(shè)計(jì)高程進(jìn)行交互反饋設(shè)計(jì)，使路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)更加合理可行。

5.5 場地土方計(jì)算

為保證豎向設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性，對(duì)整個(gè)場地進(jìn)行土方計(jì)算，最大限度降低場地填挖方量，盡量做到填挖平衡。場地土方計(jì)算應(yīng)包含地塊土方、道路土方、建筑物土方等。

地塊土方計(jì)算可采用鴻業(yè)或者有正等道路軟件進(jìn)行計(jì)算，一般采用方格網(wǎng)法計(jì)算。方格網(wǎng)的劃分可根據(jù)地塊內(nèi)現(xiàn)狀地形的高差選取不同的間距。

根據(jù)前面做的場地現(xiàn)狀標(biāo)高分析以及擬定的路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)標(biāo)高，地塊土方計(jì)算時(shí)分為3 個(gè)大的分區(qū)單元，18 個(gè)小的計(jì)算單元（見圖9）。迎賓路以西（即編號(hào)①～⑨地塊）地勢(shì)較平坦，網(wǎng)格劃分可選取較大的間距，在土方計(jì)算時(shí)盡量在該分區(qū)單元內(nèi)達(dá)到土方平衡，減少填挖方量。迎賓路以東的兩個(gè)分區(qū)單元，由于該區(qū)域地形變化較大，溝壑縱橫，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀地形及擬定的路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)高程進(jìn)行網(wǎng)格劃分。17 號(hào)計(jì)算單元為停車樓和站前廣場，應(yīng)結(jié)合停車樓結(jié)構(gòu)及站前廣場的標(biāo)高進(jìn)行填挖方計(jì)算，16 號(hào)及18號(hào)計(jì)算單元的土方應(yīng)結(jié)合綠化景觀方案的地形進(jìn)行土方計(jì)算。

圖9 土方計(jì)算單元?jiǎng)澐謭D

在進(jìn)行場地土方計(jì)算與路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)標(biāo)高交互反饋的設(shè)計(jì)過程中，通過不斷調(diào)整豎向設(shè)計(jì)標(biāo)高，使地塊填挖方量盡量小。調(diào)整路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，還應(yīng)兼顧前面的縱坡要求及管線要求等，最終實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)高程的經(jīng)濟(jì)、安全、合理。

6 結(jié)語

山區(qū)高鐵站周邊路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮現(xiàn)狀地形、高鐵站選址、高鐵站與路網(wǎng)的銜接，以及交通組織、排水流向、管線覆土要求、土方平衡等各個(gè)方面，采取交互反饋設(shè)計(jì)的形式，最終實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)高程的經(jīng)濟(jì)、安全、合理，同時(shí)保證進(jìn)出站客流能夠快速、安全、多路徑實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換。