復雜地形條件下高鐵樞紐片區路網及場地豎向規劃設計研究

鄢勇飛，車麗彬，吳 丹，張 燦，劉 盾

（武漢市政工程設計研究院有限責任公司，湖北 武漢 430023）

0 引 言

受城市建設用地規模的發展限制，城市高鐵車站選址越來越偏向于城市的邊緣地帶。城市邊緣地帶的山坡、丘陵、河湖水系等形成了與平原地區不同的空間環境特征，使高鐵樞紐片區的地形條件更加復雜多樣，其道路及場地豎向規劃更應綜合考慮鐵路線位，市政道路，場地排水、防洪，用地性質，土石方平衡和城市景觀等方面的綜合要求。

以荊門高鐵西站片區路網及場地豎向規劃為例，對復雜地形條件下高鐵樞紐片區路網及場地豎向規劃設計的關鍵要點、技術方法和流程進行詳細研究，為相關規劃設計提供參考。

1 項目背景

1.1 高鐵片區地形

武荊宜高鐵是沿江高鐵的重要組成部分，其中武漢至宜昌段鐵路起于漢口火車站，止于宜昌北站，全長299 km，鐵路等級為高速鐵路，正線數目為雙線，設計速度350 km/h。鐵路沿線新建漢川北站、天門北站、鐘祥南站、荊門西站、當陽西站、宜昌北站，平均站距約50 km。荊門西站是呼南高鐵、荊荊高鐵和沿江高鐵并站的一座大型高鐵樞紐站[1]。

荊門西站選址位于中心城區西側邊緣處，緊鄰漳河水庫,東側與城市外環線相接，距市中心8.4 km。

高鐵片區規劃用地整體屬于微丘地形，范圍內呈北高南低走向，北邊為仙女山，山體最高點標高為171.26 m，東西兩側為微丘臺地，標高范圍110～153 m，中間內凹延伸至車橋水庫，水面標高108.32 m。漳河大道東西向橫穿高鐵片區，路面標高118～144 m。現狀焦柳鐵路于高鐵片區南側邊緣通過，軌頂標高116～126 m。規劃高鐵線路呈南北向布設于高鐵片區西側邊緣，荊門西站中心設計標高131.58 m。圖1 為片區現狀地形高程分析圖。

圖1 片區現狀地形高程分析圖

規劃范圍內大部分為農林用地和水域用地，零星分布村莊和還建小區。

1.2 高鐵片區路網及用地規劃

高鐵片區路網按照高鐵站客流快進快出、多通道保障及站前交通組織分流的原則進行布設。高鐵片區路網與現有漳河大道、西三環銜接,同時與高鐵片區周邊規劃地塊路網布局協調,構成“三橫三縱”骨架路網。高鐵片區道路網密度約為5.2 km/km2。根據鐵路建設形式和遠期擴容需要，預留穿鐵通道，減少后期改擴建難度。

用地開發強度以中低強度為主，保留山體、水庫等自然基底，適度開發商業及居住用地，在鐵路沿線規劃物流倉儲及少量工業用地。

圖2 為高鐵片區規劃路網及用地示意圖。

圖2 高鐵片區規劃路網及用地示意圖

2 豎向規劃設計流程

在自然地形場地上進行豎向規劃設計，應對上位規劃及相關專項規劃進行分析，明確主要控制因素。首先，在規劃路網總體框架下，結合場地自然地形地貌及道路縱坡、鐵路跨越、橋梁凈空、防洪設防、排水管道要求等控制因素，初步確定道路豎向控制點標高；其次，根據場地規劃用地性質及重要邊界進行合理豎向分區，同時確定排水分區及主要排水走廊，合理選擇各分區地塊豎向布置形式及初平標高；最后，依據規劃路網豎向控制標高和地塊豎向初平標高估算場地土方工程量，在滿足土方總體平衡、建設費用經濟合理、工程實施基本可行以及政府部門建設要求的前提下，調整優化道路標高及地塊標高，并相互交叉反饋，實現總體豎向規劃設計方案的合理可行。主要流程如圖3 所示。

圖3 路網及場地豎向規劃互反饋流程圖

3 路網豎向設計

3.1 縱坡和凈空要求

《城鄉建設用地豎向規劃規范》（CJJ 83—2016）要求：城鎮道路機動車道規劃最小縱坡為0.3%，最大縱坡根據不同道路等級取值（見表1）；非機動車道規劃縱坡宜小于2.5%；除用于雨水調蓄的下凹式綠地和滯水區之外，建設用地的規劃高程宜比周邊道路最低路段的地面高程或地面雨水收集點高出0.2 m 以上。結合規劃道路等級功能，規劃縱坡主干路按0.3%～5%、次干路按0.3%～6%、支路按0.3%～6%取值。

表1 道路規劃豎向坡度值

根據《鐵路線路設計規范》（TB 10098—2017）要求，高速鐵路與公（道）路相交時，宜采取高速鐵路上跨的方式，同時應滿足公（道）路建筑限界要求。規劃階段的機動車通行凈空可按5.0 m 控制，人行通道凈空按2.5 m 控制。由于規劃范圍內鐵路采用路堤方式布設，因此規劃道路采用下穿鐵路方式預留通道。鐵路軌頂標高為131.58 m，道路標高按不小于軌頂以下9 m 控制。

根據《城市橋梁設計規范》（CJJ 11—2011）要求，城市橋梁設計宜采用100 a 一遇的洪水頻率，對特別重要的橋梁，設計洪水頻率可提高到300 a 一遇。水庫無通航要求，不通航河流的橋下凈空應根據計算水位或最高流冰面加安全高度確定。高鐵片區西側為漳河水庫，該水庫為大（一）型水庫，正常蓄水位為123.50 m，設計洪水位為124.99 m,設計重現期為500 a。高鐵片區中間為車橋水庫，屬于中型水庫，正常蓄水位為112.50 m，設計洪水位為114.28 m，設計重現期為50 a。結合周邊地形高程，規劃道路最低標高按高于設計洪水位2.0 m 控制[2]，跨水庫橋梁底按高出設計水位2.0 m 控制。

3.2 排水要求

根據《城市排水工程規劃規范》（GB 50318—2017）要求，排水管渠出水口內頂高程宜高于受納水體的多年平均水位，有條件時宜高于設計防洪（潮）水位。根據《室外排水設計規范》（GB 50014—2006）（2016 版）要求，管道管頂最小覆土深度宜為人行道下0.6 m，車行道下0.7 m。規劃區域與北片區相鄰，結合地形，部分雨水及污水可進入北片區雨水及污水系統。高鐵線路以西地塊，根據地勢，片區西南角的雨水及污水可接入愛飛客大道的雨水及污水系統。高鐵線路以東區域，雨水經過管道分段匯集后就近排入車橋水庫、仙女湖等水體。

3.3 周邊設施銜接

高鐵片區規劃路網銜接現有道路和漳河新區規劃路網。漳河大道改線后，西側與宏圖大道順接，東側與互通立交西側順接。雙堰路和楊柳路采用下穿西三環方式順接，香樟路和尉遲恭路采用上跨西三環方式順接。

4 場地豎向設計

4.1 場地豎向設計形式選擇

場地豎向設計形式一般分為平坡式、臺階式和混合式。當自然地形坡度小于3%，且場地寬度較小時，宜采用平坡式布置；當自然地形坡度大于3%，或自然地形坡度雖小于3%，但場地寬度較大時，宜采用臺階式布置；當自然地形坡度有緩有陡時，可采用平坡式與臺階式結合的混合式進行布置[3]。綜合考慮本片區地形條件及規劃用地性質要求，高鐵用地范圍內采用平坡式布置，其他建設用地按道路網格劃分單元，采用臺階式布置。

4.2 場地標高確定

當場地地形比較平緩時，可采用平均標高；當地形起伏變化較大時，可采用單向坡或多向坡，滿足場地排水要求。同時，場地標高應高于地下水位，應充分利用自然地形，避免大填大挖，宜與自然地面盡量接近，在經濟運距內盡量將填挖總量控制到最小，并接近平衡。

根據鐵路站房及站前廣場總體規劃，站前廣場設計標高為125.0 m，現有還建小區場地標高為143.0 m。一般情況下，與道路相鄰的場地地坪規劃控制標高應高于周邊道路路面0.2 m 以上，場地標高應高于設計洪水位0.5 m 以上，以利于場地排水和防洪安全。

5 土方計算與調配

高鐵片區規劃階段的土方計算主要受土方量規模和開發成本等因素影響，需要滿足技術經濟合理性等要求，實現總體上的土方基本平衡。土方計算一般采用方格網法計算，方格網間距可根據地塊大小及地形走勢等適當選取。

5.1 合理豎向分區

結合自然地形、規劃用地性質及開發時序等因素，對地塊豎向分區進行合理劃分。每個分區盡量與開發期相近的鄰近地塊合理調整，避免土方長距離調運。高鐵片區土方調運距離控制在1 km 左右，將片區分為7 個豎向分區單元，如圖4 所示。

圖4 場地豎向分區及豎向規劃示意圖

5.2 填挖基本要求

（1）因地制宜。復雜地形條件下的土方計算應綜合考慮場地地勢高低條件、運輸條件及開發成本等因素。針對不同豎向分區地形特點及用地性質，選取合適的控制標高計算土方總量。

（2）少挖少填。當地塊相對高差較小時，應少填少挖，以實現土方總量最小、填挖基本平衡，并節約運輸成本。

（3）多挖少填。由于填方區域地基不易穩定，建、構筑物基礎埋深加深，而挖方區域相對穩定，可降低后期開發工程量和造價，因此應盡量多挖少填。

（4）總體統籌。除了考慮場地平整土地的填挖方外，還要考慮土壤松散系數[4]，場地邊坡土方量，建、構筑物等基礎的余土量和地下工程、鐵路、道路、管線地溝等余土量。

高鐵片區挖方主要位于東西兩側臺地A、B 地塊，填方主要位于環水體景觀用地D、H 地塊周邊，因此土方調配總體以東西兩側臺地內部就地平衡為主，同時兼顧景觀用地造景用土需求。經過場地標高與道路標高反饋計算，得到各分區土方工程量（見表2）。

6 結 語

（1）復雜地形條件下路網及場地豎向規劃應綜合考慮鐵路、市政道路、地面排水防洪、用地性質、土石方平衡、城市景觀和工程建設等方面的要求。

（2）道路及場地豎向規劃設計應互為交叉反饋，滿足土方總體平衡，工程建設經濟合理，實現總體豎向規劃設計方案的合理可行。

表2 場平工程土方量估算表