高速鐵路站場專業設計接口探討

劉 杰

(中國國家鐵路集團有限公司, 北京 100844)

高速鐵路是國民經濟大動脈，運輸安全直接關系人民群眾生產生活，確保高速鐵路運營安全是鐵路建設的重要任務。設計是工程建設的前提保障，只有提供優質的設計圖紙，才能建設優質工程。鐵路建設項目設計是一個龐大的系統工程，一般需要經歷預可行性研究、可行性研究、初步設計和施工圖階段，需要由經濟、行車、線路、軌道、地質、路基、橋梁、隧道、站場、動車、機械、通信、信號、信息、牽引供電、給排水、暖通、房建、環保、工經等專業共同完成。各專業需協調合作，才能實現系統設計最優，但由于各種原因，設計中或多或少都會出現設計接口問題。鐵路車站及樞紐設計應遵循以人為本、服務運輸、系統優化、著眼發展的原則[1]，站場是鐵路建設項目承“前”啟“后”的專業，系統設計在站場專業設計中尤為重要。車站是站前與站后專業的交匯點，涉及面廣，接口眾多，需要重點關注，避免差錯漏碰的發生。

1 接口內容

高速鐵路站場專業設計一般與站前的經濟、線路、軌道、地質、路基、橋梁、隧道專業和站后的動車、通信、信號、信息、電力、牽引供電、房建、綜合維修、暖通、給排水專業均有接口[2]。引入樞紐的相關工程還與既有線銜接，接口更為復雜[3]。本文針對可行性研究、初步設計和施工圖不同階段，分專業對站場設計接口進行詳細梳理，設計接口結構如圖1所示。

圖1 站場專業設計接口結構圖

站場專業需向各專業提供車站表(含站線分界里程)及車站平面布置圖，向線路、橋梁、通信、信號、信息、電力、給排水等專業提供平立交道表，并通過站線分界里程劃分，明確站場與區間的設計范圍。

1.1 與經濟專業接口

在可行性研究和初步設計階段，經濟專業向站場專業提供旅客列車開行方案，站場專業根據車站辦理的旅客列車對數，計算車站到發線數量。根據《高速鐵路設計規范》，越行站一般設2條到發線[4]，中間站根據作業量大小可設2～4條，始發站和有立折作業的中間站，其到發線數量根據車站辦理的旅客列車對數及性質、旅客列車開行方案、高峰時段密集到發、引入車站的線路數量和車站技術作業等因素綜合確定。始發終到作業較多的車站，應根據列車對數研究是否設置反發線。

1.2 與線路專業接口

各設計階段，站場專業均要與線路專業配合確定車站平縱斷面。平面上，線路設置的正線直線段長度要滿足站場布置要求，尤其是車站最外方道岔距離曲線頭應滿足規范要求，道岔距離緩和曲線間的直線段長度一般情況下需大于等于0.6v,困難條件下需大于等于0.5v(v為設計速度，單位km/h)。縱斷面上，站坪坡度一般采用平坡，困難條件下中間站可采用不大于1‰的坡度，越行站正線坡度不宜大于6‰。咽喉區的正線坡度，困難條件下始發站不大于2.5‰，中間站不大于6‰。正線道岔不應與豎曲線、變坡點重合，一般情況下，正線道岔至豎曲線起終點、變坡點的距離采用20 m。

此外，站內立交設置應與相鄰區間相協調，如車站咽喉區道岔布置過密，為避免正線道岔位于涵洞或框構上，可在避開正線道岔的臨近區間位置設置立交，站內區間協調一致。

1.3 與軌道專業接口

各設計階段，軌道專業向站場專業提供正線軌道類型和上建高度，站場專業據此進行橫斷面設計，配合確定道岔配列、有砟與無砟過渡、有縫與無縫過渡等事宜。車站正線與站線、站線與站線之間采用不同軌道結構時應設置過渡段，確保軌道剛度平順過渡及不同軌道結構高度的順接。車站無縫線路與有縫線路之間應設置無縫線路伸縮區與緩沖區過渡，無縫道岔不應位于無縫線路伸縮區，有縫道岔不應位于緩沖區[5]。有縫線路與無縫線路間設置無縫線路伸縮區與緩沖區過渡時，應根據《鐵路車站及樞紐設計規范》及《鐵路無縫線路設計規范》要求，兩相鄰道岔間鋼軌的長度不應小于50 m。當車站咽喉區布置困難，兩相鄰道岔間鋼軌的長度小于50 m時，應將可不鋪設成無縫線路的部分軌道也按無縫線路來處理，直至延續到可設置過渡段的地段。

綜合維修工區、段所庫內整體道床結構設計需預埋相關軌道部件。軌道(站場)根據設計采用的鋼軌及扣件類型，提出軌道部件的預埋要求，結構專業根據軌道(站場)專業的要求進行預埋。

1.4 與地質專業接口

地質專業在勘測階段向站場專業提供地質填繪后的路基橫斷面，提供取土場地勘資料，為站場設計提供地質資料。

1.5 與路基專業接口

在各設計階段，路基專業向站場專業提供正線路基設計原則，包括路基面形狀、路基基床厚度、填料類別、壓實標準、邊坡坡率等，站場據此進行站內正線路基橫斷面設計。對于受拆遷、地形等條件限制，需設置擋墻收坡的路基，站場專業要向路基專業提供收坡范圍和高度。對于地下水位高、軟土路基、地基承載力不足等特殊路基，需由路基專業進行地基處理。一般情況下，邊坡也由路基專業設計。路基專業設計完成后，給站場專業提供設計資料，站場路基橫斷面設計圖上應反映路基特殊設計內容，如圖2所示。

圖2 典型站場路基橫斷面設計圖

正線道岔是高速鐵路的薄弱環節，路橋(涵)、路隧、堤塹等過渡段不利于正線道岔穩定，因此正線道岔應盡量避免位于過渡段上。設計過程中，站場專業應與路基專業配合，核實正線道岔范圍與過渡段的關系。當正線道岔位于過渡段上時，站場專業需要向相關專業提供正線岔區路基加強范圍，岔區路基按照規范要求采取加強措施。

站場土方調配應與區間路基協調，如區間路塹挖土(石)方有富裕，在檢驗合格的情況下，應調配至臨近車站作為填方利用，反之亦然。站內與區間路基土石方應協調調配，達到系統最優，以節省工程投資。

此外，站內路基寬度應與區間路基順接，邊坡防護及綠化應協調統一，排水系統應與區間銜接，保證路基排水順暢。

1.6 與橋梁專業接口

各設計階段，站場專業向橋梁專業提供站內立交道表、站內軌道上建標準以及站內所需排水涵洞，橋梁專業據此開展站內立交設計。橋梁專業向站場專業提供橋涵表、百年洪水位或內澇水位，站場專業根據橋涵表，調整優化站場布置，盡量避免道岔位于橋梁或路橋(涵)過渡段上，根據水位確定站內路基面及場坪設計。當道岔位于橋上時，兩專業應相互配合確定橋上道岔位置。

施工圖階段，站場專業需向橋梁專業提供橋涵斷面，以便準確確定橋涵長度和頂板高程；橋梁專業需向站場提供站內涵洞流水面和底板頂高程，以便進行站內排水及道路順坡設計。當車場較寬或位于站臺范圍內排水槽需直接利用涵洞垂直排水時，可利用站內涵洞設置豎井，排出股道間地表水。

1.7 與隧道專業接口

各設計階段，隧道要向站場專業提供隧道表，站場專業根據隧道口里程，核實或優化站場布置，道岔應盡量避免位于隧道內、路隧連接處或其過渡段上。困難條件下，當道岔位于隧道內時，站場應提出隧道加寬要求，避免侵限；當道岔位于路隧連接處或路隧過渡段上時，應采取岔區加強措施，保證道岔保持良好的幾何形態和結構穩定。為節省工程投資，減少環境污染，按照土石方綜合利用原則，站場專業應與隧道專業配合，確定利用隧道洞渣作為站場路基填料的相關事宜。

1.8 與動車專業接口

動車專業提供動車組設施需求，站場專業根據需求進行動車段(所)、存車場設計。根據作業流程和上述需要，確定出入段線、存車線、檢查庫線、臨修線、不落輪鏇庫線、洗車線、踏面診斷線等布置。檢查庫、臨修庫、不落輪鏇庫、洗車庫前后直線段和有效長應滿足規范和作業要求。需要注意的是，存車線、檢查庫線有效長度應與動車、信號專業協商確定。

1.9 與機械專業接口

機械專業匯總工務、供電、電務等專業的維修需求，向站場專業提供維修基地、維修車間及維修工區的布置需求，站場專業據此進行站內基礎維修設施設計。設計時，如遇地形條件限制、軌道車庫或房屋與涵洞沖突等，站場應與上序專業溝通協調維修設施布置。

1.10 與四電專業接口

四電包括通信、信號、牽引供電和電力，一般在初步設計階段，由電力專業牽頭，綜合通信、信號、信息和牽引供電專業需求，向站場專業提供綜合電纜槽設計要求，明確電纜槽寬度、高度等，站場專業據此開展橫斷面設計，站場路基寬度預留電纜槽安裝位置。

施工圖階段，站場專業組織四電專業進行車站綜合管線設計，站場向四電專業提供車站平面圖，四電專業在平面圖上布置電纜槽、管線過軌、電纜井等，返給站場專業整理出圖，過程中協調管線沖突等事宜，出圖時各專業會簽。

通信、信號、電力、接觸網、建筑物、金屬結構物等需接入綜合貫通地線，站場內基礎為金屬結構的車站站臺、雨棚、柵欄等也需接入綜合貫通地線，站場路基設計中應考慮綜合接地系統的引入條件，避免因路基施工未考慮綜合接地系統的預留而反復開挖路基。

1.10.1 與信號專業接口

各設計階段，站場專業需向信號專業提供車站平面布置圖、道岔表，包含道岔號數、類型等，信號專業據此開展設計。施工圖階段，信號專業與站場專業協商確定道岔配列與轉轍機安裝位置，避免出現道岔鋪設后轉轍機無法安裝的問題。站場專業根據信號、動車專業要求，確定存車線有效長度。個別困難條件下，共同確定站臺、信號機位置。如道岔位于橋上或隧道內，還需橋梁、隧道專業考慮道岔轉轍裝置的平臺預留要求。車站道岔、股道編號等站場與信號專業應統一。站場確定道岔型號，信號根據站場確定的道岔型號合理選擇相匹配的轉轍機類型。

道岔配列應滿足道岔轉換設備安裝，高速鐵路轉轍機應安裝在道岔正線外側。多線咽喉道岔布置的車站，包括多線咽喉區平行渡線、三線(含雙正線)以上咽喉正線與外側第三線、正線道岔順向布置且前方道岔開向為正線外側時，需核實道岔轉轍機安裝位置是否滿足。若位置不夠，可根據實際情況選擇加大道岔間插入的短軌長度、加大線間距等措施解決。

以高速鐵路60 kg18號道岔為例，1組道岔一般由3臺轉轍機牽引，尖軌3臺，可動心軌2臺。高速鐵路正線間不允許安裝轉轍機，在正線上連續順向布置道岔時，應注意間距是否滿足后方正線道岔轉轍機的安裝要求，一般當客運專線采用18號道岔且前方有正線往外的道岔時，建議后方銜接道岔間距采用37.5 m，正線出梯線線間距采用5.8 m，如圖3所示。

圖3 道岔順向布置示意圖(m)

可動心道岔岔尾對向布置時，心軌轉轍機布置對道岔布置影響較大，同時還需滿足正線間不布置轉轍機的要求，三線以上咽喉正線與外側第三線最小線間距宜采用5.7 m，多線咽喉設平渡線時也需特別注意渡線之間的間距，如圖4所示。

圖4 道岔岔尾對向布置示意圖(m)

1.10.2 與牽引供電專業接口

施工圖階段，站場專業向牽引供電專業提供車站平面布置圖和股道電化范圍，牽引供電專業在平面圖上布置接觸網立柱位置，準確確定股道線間距等。站場專業根據站內作業需要(如列檢、大機養護作業等)，核實接觸網立柱位置是否滿足要求，核實站內排水溝與接觸網基礎的關系，如遇沖突應及時調整位置，繞避接觸網基礎，如圖5所示。在綜合管線設計過程中，牽引供電專業在綜合管線圖上布置接觸網立柱及下錨位置，與相關專業共同梳理接觸網立柱、電纜槽、過軌、電纜井等的位置關系，如遇位置沖突應及時調整，避免施工期間產生廢棄工程。

圖5 股道間水溝繞避接觸網柱基礎示意圖

1.11 與房建專業接口

各設計階段，房建專業均在車站平面圖上布置房屋，向站場專業提供房屋場坪標高。站場專業根據現場情況，核實房屋平面位置是否合適，如有問題與房建專業溝通優化設置位置。省會城市大型客運站設計時一般采用高架站房或無站臺柱雨棚，如線間需要設置立柱，房建專業需提供立柱的尺寸和位置，站場專業根據立柱尺寸、線間排水槽、綜合管溝等設備情況，確定到發線與到發線(或正線)的線間距。大型客運站設計時，在站區規劃層面要樹立站城一體化的規劃設計理念[6]，與房建專業配合，協調站前廣場規劃、市政道路配套等。

施工圖階段，站場專業根據房建專業提供的站房場坪平面和標高進行施工圖設計。車站路基寬度要考慮站房寬度和標高，若采用線側下式站房，站房范圍內路基一般需設置擋墻，需要注意的是，雨棚柱、外掛樓扶梯等要與路基擋墻共同設計，銜接好孔洞位置。基本站臺樓扶梯基礎的位置應考慮與邊坡垂直擋墻位置減少沖突，當基本站臺樓扶梯基礎與垂直擋墻存在重疊時，可采用垂直擋墻中預留基本站臺樓扶梯基礎孔洞處理或調整站臺樓扶梯基礎與垂直擋墻相對位置進行避讓。路基擋墻與外掛樓扶梯結合示意如圖6所示。若站房施工圖滯后，該段路基和擋墻要暫緩施工，避免因站房方案調整引起路基擋墻變化，造成廢棄工程。

圖6 路基擋墻與外掛樓扶梯結合示意圖

1.12 與暖通、給排水專業接口

當大型客運站站內有上水、卸污需要時，給排水專業要向站場專業提供相關要求，如管道尺寸、設置位置等，站場專業據此計算站內股道間距。配合暖通、給排水專業做好與地方市政管網的銜接配合[7]。

施工圖階段，暖通、給排水專業在站場圖上布置暖通和給排水管線，站場專業據此核實管線位置與四電、接觸網等的相互關系，當遇到管線沖突時，應及時協商相關專業解決。

此外，當站內立交道路下挖無法通過自然溝排水時，應向給排水專業提出設置機排的相關要求，由給排水專業設置立交泵站排水。

1.13 與環保專業接口

環保專業在設計時要向站場專業提供設置聲屏障的范圍，站場專業在站場路基橫斷面設計時，要預留聲屏障設置位置。項目前期，站內取棄土場要與環保專業配合，完成環評和水保批復。施工圖設計時，取棄土場要嚴格按照水保批復要求設計，確需調整時，應根據取棄土場變化情況，完成水土保持的變更。

1.14 與工經專業接口

站場專業除向工經專業提供工程數量外，還需配合工經專業完成鋪軌基地設計。鋪軌基地采用的道岔型號不小于9號，應與既有車站到發線或其他站線接軌，與到發線接軌處應設置安全線并納入車站聯鎖[8]，確保安全。鋪軌基地走行線的最大坡度應根據機車類型、牽引質量等計算確定。

2 結束語

站場設計專業接口眾多，需要設計者保持認真謹慎的態度，不斷總結積累經驗。本文通過探討站場專業常見接口及可能出現的接口設計問題，以期幫助設計者盡量減少設計接口問題，提高站場專業設計文件質量。目前，中國國家鐵路集團有限公司正在推進施工圖階段站前站后站房一體化設計，一體化設計是減少設計接口問題的一項重要舉措，站場屬于站前專業，站后、站房與站場同步設計，可減少因站后、站房設計精度不足造成的接口問題，減少或避免因此造成的設計變更,提高工程建造質量。