太焦高鐵長治南站周邊路網豎向設計研究

高力俠，王崇偉，段 妍

（中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津市 300074）

0 引言

隨著我國高速鐵路的快速發展，越來越多的中小城市也都有了高鐵車站，受城市建設用地的限制，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。相比于平原地區的高鐵站及其周邊路網的建設，做好山區高鐵站與周邊路網的豎向銜接及交通組織，對設計人員提出了更高的要求。

本文以太焦高鐵長治南站為例，提出山區高鐵站周邊路網豎向設計技術路線及設計思路，為類似設計提供參考。

1 工程概況

太焦高鐵是中國高速鐵路網“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濟帶及東南沿海的最便捷通道，全線設13 座車站[1]。

太焦高鐵在長治境內共設置4 座車站，分別為武鄉西站，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五龍山腳下，周圍溝壑縱橫，區域地形復雜，高差較大，坡度較大。長治南站周邊現狀道路較少，無直接通往高鐵站的現狀道路。距離高鐵站房約2 km 位置有建成的英雄南路（主干路）和學府街（主干路）。

2 場地現狀地形

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 場地現狀地形

3 高鐵站周邊規劃概況

高鐵站周邊路網規劃布局為方格網形式，是以英雄南路、學府街為骨架衍生出的方格路網，形成“兩橫三縱”骨架路網結構（見圖2）。

（1）兩橫：站前大街、學府街。

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

周邊規劃用地以居住、商業、科研及綠地為主（見圖2）。

圖2 高鐵站周邊路網規劃圖

規劃主要客流進出站流線為：通過站前大街→迎賓路→文明街→進站通道→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高鐵站房，單獨設置消防通道到達停車樓頂面，即高鐵站房室外，標高為1007 m（見圖3）。

圖3 進出站流線圖

4 路網豎向設計思路

4.1 設計原則

（1）控制高程及縱坡的確定應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，通過場地豎向設計，盡量降低縱坡，提高行車的舒適性及安全性。

（4）滿足管線敷設的要求。

4.2 設計思路

路網的豎向設計高程應首先以現狀地形為基礎，根據規劃路網及影響路網設計的控制因素，初步擬定路網交叉口控制高程；然后復核道路縱坡、排水流向、管線覆土、填挖平衡，根據復核結果不斷調整優化路網豎向設計高程；最終實現路網豎向設計高程的合理可行。路網豎向設計流程如圖4 所示。

圖4 路網豎向設計流程圖

由于長治南站選址位于山坡上，故在進行高鐵站周邊路網設計時還應考慮進出站客流的交通組織與路網豎向設計的交互反饋調整，實現路網豎向設計及交通組織的同步優化，保證進出站客流能夠快速、安全、多路徑實現交通轉換。

5 豎向設計

5.1 場地標高分析

場地自西向東現狀高程與規劃路網、高鐵站房的高差關系如圖5 所示。

圖5 高差關系圖（單位：m）

從圖5 可以看出，該場地高程變化劃分為3 個部分：高鐵站房與緯二路之間區域標高為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域內的豎向設計,保證高鐵站房與路網高效安全銜接是本次研究的重點內容。

5.2 場地豎向設計控制因素

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

圖6 路網豎向主要控制因素

（1）高鐵站房室外地坪高程為1007 m；

（2）高鐵站房南側鐵路停車場設計地坪高程為1006.3 m；

（3）高鐵站房北側設備用房室外設計地坪高程分別為1001.4 m 和997.3 m；

（4）停車樓B1 層設計高程為1000 m，B2 層設計高程為996 m；

（5）站前廣場控制高程為985 m；

（6）與該工程相接的現狀道路高程；

（7）排水箱涵覆土要求。

5.3 路網縱坡技術標準的確定

根據《城市道路路線設計規范》（CJJ 193—2012），城市道路機動車道最小縱坡不應小于0.3%，最大縱坡應滿足表1 要求，并應滿足積雪或冰凍地區的快速路最大縱坡要求（不應大于3.5%），其他等級道路最大縱坡不應大于6.0%。非機動車道最大縱坡不宜大于2.5%；困難時不應大于3.5%，并應限制坡長。

表1 機動車道最大縱坡

結合規范要求及高鐵站周邊路網的實際情況，確定高鐵站周邊路網縱斷技術標準。

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

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

（3）緯二路與高鐵站之間的進出站通道僅有機動車通行，為保證進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，按照積雪冰凍地區縱坡不大于6%控制。

根據以上技術標準，對結合現狀和控制因素初擬的路網豎向高程進行復核。緯二路與文明街交叉口處現狀地面高程為976 m，而高鐵站房室外地坪高程為1007 m，進站通道和消防通道按照上述技術標準考慮。緯二路與文明街交叉口處設計高程約為993 m，相較于現狀地面增高約17 m。若進站通道按照高架橋考慮，根據《城市道路路線設計規范》（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，實現落地需要約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雜。綜合考慮路網結構、交通組織、站房前停車樓內布置、現狀地形標高以及道路縱坡控制等多方面因素，并進行交互反饋設計比較，將進站通道及消防通道的起點位置調整至學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入高鐵站站前廣場（標高985 m），作為即停即離的落客通道，如圖7 所示。

圖7 路網豎向主要控制因素

路網調整后，進出站通道路段最大縱坡為4%，送站車輛通過進站通道進入停車樓B1 層（標高1000 m），停車樓B1 層設有13 m 寬的市政道路，市政道路橫穿停車樓B1 層。進站通道一部分是服務于公共交通車輛和B2 層（標高996 m）進出車輛，另一部分服務于出租車和社會接送站車輛。人員流線通過各部分的自動扶梯上至站前廣場，與機動車實現完全分流，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部的員工通道。

5.4 排水流向及管線覆土要求

高鐵片區內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，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，經站前大街至規劃經一路與英雄南路交叉口，出片區后向西排至現狀調蓄湖，出湖后穿越現狀鐵路，經泵站提升后排至黎水河。高鐵片區的污水通過各條路收集后經站前大街及學府街接入英雄南路現狀污水管線，向北最終進入長治縣第二污水處理廠。

片區內排水主流向為自東向西，與現狀地勢東高西低相適應，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。

在進行路網豎向設計時，再結合具體道路的排水流向和豎向設計高程進行交互反饋設計，使路網豎向設計更加合理可行。

5.5 場地土方計算

為保證豎向設計的經濟合理性，對整個場地進行土方計算，最大限度降低場地填挖方量，盡量做到填挖平衡。場地土方計算應包含地塊土方、道路土方、建筑物土方等。

地塊土方計算可采用鴻業或者有正等道路軟件進行計算，一般采用方格網法計算。方格網的劃分可根據地塊內現狀地形的高差選取不同的間距。

根據前面做的場地現狀標高分析以及擬定的路網豎向設計標高，地塊土方計算時分為3 個大的分區單元，18 個小的計算單元（見圖9）。迎賓路以西（即編號①～⑨地塊）地勢較平坦，網格劃分可選取較大的間距，在土方計算時盡量在該分區單元內達到土方平衡，減少填挖方量。迎賓路以東的兩個分區單元，由于該區域地形變化較大，溝壑縱橫，應結合現狀地形及擬定的路網豎向設計高程進行網格劃分。17 號計算單元為停車樓和站前廣場，應結合停車樓結構及站前廣場的標高進行填挖方計算，16 號及18號計算單元的土方應結合綠化景觀方案的地形進行土方計算。

圖9 土方計算單元劃分圖

在進行場地土方計算與路網豎向設計標高交互反饋的設計過程中，通過不斷調整豎向設計標高，使地塊填挖方量盡量小。調整路網豎向設計標高時，還應兼顧前面的縱坡要求及管線要求等，最終實現路網豎向設計高程的經濟、安全、合理。

6 結語

山區高鐵站周邊路網豎向設計應綜合考慮現狀地形、高鐵站選址、高鐵站與路網的銜接，以及交通組織、排水流向、管線覆土要求、土方平衡等各個方面，采取交互反饋設計的形式，最終實現路網豎向設計高程的經濟、安全、合理，同時保證進出站客流能夠快速、安全、多路徑實現交通轉換。