劉成文
(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,430063,武漢∥高級(jí)工程師)
車(chē)輛基地是城市軌道交通系統(tǒng)安全運(yùn)營(yíng)的重要保證,一般每條線路至少設(shè)置一處車(chē)輛基地。車(chē)輛基地占地多、投資比重高,且處于寸土寸金的城市規(guī)劃用地中,合理確定車(chē)輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高不僅關(guān)系到車(chē)輛基地設(shè)施安全及與周邊市政的良好銜接,同時(shí)也是車(chē)輛基地設(shè)計(jì)的重要依據(jù),直接決定了工程的合理性和投資大小,故在設(shè)計(jì)中必須引起高度重視。
車(chē)輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高的確定,主要考慮以下因素:
1)出入線坡度應(yīng)盡量?。ㄗ畲笃露取?5‰),以利于運(yùn)營(yíng)及行車(chē)安全。
2)與周邊規(guī)劃道路有良好的銜接,盡量不破壞規(guī)劃道路。
3)盡量減少車(chē)輛基地區(qū)域內(nèi)填挖方工程,以降低工程造價(jià)。
4)應(yīng)符合防洪標(biāo)準(zhǔn)、岸線規(guī)劃和通航要求,不得危害堤防安全,影響河勢(shì)穩(wěn)定和行洪暢通。按照《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》,場(chǎng)坪標(biāo)高應(yīng)基于100年一遇的洪水位經(jīng)計(jì)算確定。
5)跨河等影響行洪的車(chē)輛基地建設(shè)方案需符合《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》的要求。
根據(jù) GB 50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》第22.10.2條的規(guī)定:“沿海或江河附近地區(qū)車(chē)輛段與綜合基地的線路路肩設(shè)計(jì)高程不應(yīng)小于1/100潮水位、波浪爬高值和安全高之和”。此條為強(qiáng)制性條款,設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行。其條文解釋中說(shuō)明,重現(xiàn)期采用100年一遇標(biāo)準(zhǔn)系參照現(xiàn)行《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》Ⅰ、Ⅱ級(jí)鐵路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),安全高通常采用0.5m。
但在各具體工程設(shè)計(jì)中,若無(wú)條件按照以上強(qiáng)制性條款執(zhí)行,將會(huì)出現(xiàn)工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)明顯不合理的情況。已經(jīng)遇到的問(wèn)題有:
1)雖然車(chē)輛基地位于地域河流水系中,但無(wú)100年一遇的水文資料;
2)車(chē)輛基地處于江河附近,或同時(shí)處于江河與湖泊附近,如果按照規(guī)范強(qiáng)制性條款執(zhí)行,則建設(shè)工程的填方量巨大,不僅直接影響工程實(shí)施的可行性,同時(shí)大大增加工程投資。
因此,在現(xiàn)有規(guī)范條款下,如何合理確定車(chē)輛基地的場(chǎng)坪標(biāo)高,顯得日益重要。
2.1.1 工程條件及設(shè)計(jì)方案
北京地鐵6號(hào)線為北京市軌道交通東西向骨干線之一,其一期工程全長(zhǎng)約29km。五里橋車(chē)輛段于6號(hào)線一期工程的終點(diǎn)——草房站后從地下引出。車(chē)輛段中部有常營(yíng)中心溝穿越。該溝為溫榆河水系的行洪河道之一。車(chē)輛基地距離溫榆河約1 800m。本工程位置與周邊水域相互關(guān)系如圖1所示。
圖1 五里橋車(chē)輛段周邊水域示意圖
五里橋車(chē)輛段的規(guī)劃用地位于朝陽(yáng)北路、東高路、高安屯東路(規(guī)劃)、航研所東路(規(guī)劃)圍成地塊內(nèi)(見(jiàn)圖2)。地塊總用地約36.7hm2,其中車(chē)輛段用地約25hm2,剩余為市政規(guī)劃用地。地面標(biāo)高為24~30m。
圖2 五里橋車(chē)輛段段址示意圖
根據(jù)該工程的勘察報(bào)告,車(chē)輛段段址的歷年最高水位如下:1959年,水位接近自然地面;1971—1973年,水位接近自然地面;近3~5年水位標(biāo)高為26.0m(上層滯水)??垢≡O(shè)防水位為22.0~24.0m。周邊道路中,朝陽(yáng)北路路面標(biāo)高為26.3~26.8m;常營(yíng)東路路面標(biāo)高為 24.8~26.1m;常營(yíng)路路面標(biāo)高為26.1~26.8m。
考慮到段址現(xiàn)地面平均高程為26.0m,為使工程填挖方盡量平衡,以降低工程造價(jià),設(shè)計(jì)場(chǎng)坪標(biāo)高取26.6m。在此條件下,車(chē)輛段出入線縱坡已達(dá)到規(guī)范要求的最大限坡35‰。
2.1.2 場(chǎng)坪標(biāo)高方案確認(rèn)
規(guī)劃部門(mén)尚無(wú)溫榆河河道百年洪水位高程的資料,而設(shè)計(jì)規(guī)范的強(qiáng)制性條文必須按照百年水位高程設(shè)計(jì)。就此情況,專(zhuān)門(mén)委托水利勘測(cè)設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行了“五里橋車(chē)輛段涉及常營(yíng)中心溝防洪影響評(píng)價(jià)”。評(píng)價(jià)報(bào)告從行洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)水位、壅水計(jì)算、沖刷分析等各方面進(jìn)行了計(jì)算和分析,并給出了報(bào)告結(jié)論:溫榆河50年一遇水位為23.76m,根據(jù)回水長(zhǎng)度425m計(jì)算,對(duì)車(chē)輛段無(wú)影響;同時(shí),車(chē)輛段工程對(duì)行洪、防澇、防汛、河勢(shì)穩(wěn)定等均無(wú)影響。
由此可知,評(píng)價(jià)報(bào)告仍未解決規(guī)范要求按照百年設(shè)防水位考慮場(chǎng)坪標(biāo)高的根本問(wèn)題,為此最終提請(qǐng)水務(wù)部門(mén)邀請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行論證。論證結(jié)論如下:建設(shè)工程區(qū)域無(wú)百年洪水資料,考慮下游溫榆河入口處50年一遇洪水位為23.76m,百年一遇的參考水位定為24.76m,結(jié)合工程建設(shè)區(qū)周邊地面標(biāo)高,車(chē)輛段場(chǎng)坪標(biāo)高取26.6m是合理的。
2.2.1 工程條件
武漢軌道交通1號(hào)線漢口北停車(chē)場(chǎng)選址于黃陂區(qū),北臨后湖及其支流,南臨泵站河及其邊上40m寬的規(guī)劃道路,東臨21m寬規(guī)劃道路,場(chǎng)址地面高程約16~18m,總占地面積約11hm2(見(jiàn)圖3)。場(chǎng)址東側(cè)約400m為66m寬的城市主干道(巨龍大道)。泵站河平行于武漢軌道交通1號(hào)線正線,為后湖洪水排洪通道,跨越民生堤后,排入府河,其設(shè)計(jì)起排水位為17.62m(按1985國(guó)家高程基準(zhǔn)計(jì),下同)。
圖3 漢口北停車(chē)場(chǎng)場(chǎng)址示意圖
從停車(chē)場(chǎng)周邊的水域可知,該地區(qū)水系發(fā)達(dá):西邊的府河與北邊的灄水河匯集后,流入長(zhǎng)江;后湖緊鄰?fù)\?chē)場(chǎng),并設(shè)有泵站河作為后湖排澇通道;泵站河所排湖水匯入府河后進(jìn)入長(zhǎng)江。在距離場(chǎng)址約1.5 km處設(shè)有民生堤及后湖排水泵站。
根據(jù)防洪評(píng)價(jià)報(bào)告和水利部門(mén)相關(guān)的調(diào)查資料,漢口北停車(chē)場(chǎng)場(chǎng)址區(qū)域水文情況如下。
1)百年洪水位標(biāo)高為27.7m。
2)后湖泵站的主汛期調(diào)蓄控制水位為18.123m。水位在17.623m以上至18.123m時(shí),視天氣情況,請(qǐng)示后起排;水位超過(guò)18.123m時(shí),下雨或預(yù)報(bào)有大雨,應(yīng)先行開(kāi)機(jī),邊起排邊匯報(bào)。
3)自1984年建立水位監(jiān)測(cè)站以來(lái),后湖最高洪水位出現(xiàn)在1991年,為18.266m;民生堤1975年至今最高水位出現(xiàn)在1991年,為18.266m。后湖常年蓄水位為18.123m,冬季為17.123m。
4)周邊市政設(shè)施高程:場(chǎng)址東側(cè)約400m的巨龍大道路面標(biāo)高為20.10~20.63m,有較高的防內(nèi)澇功能。因漢正街搬遷,漢口北已經(jīng)形成武漢市新興規(guī)劃城區(qū)之一,其區(qū)域路網(wǎng)控規(guī)標(biāo)高一般在20.5m左右。
2.2.2 設(shè)計(jì)方案
1)按照《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》確定的方案:百年防洪設(shè)計(jì)水位為27.7m+0.5m=28.2m,與既有巨龍大道路面高差約7.6m,與場(chǎng)址現(xiàn)地面高差約10.2m。由此造成土石方工程量大,工程投資大。
2)按照周邊道路,結(jié)合后湖泵站起排水位、后湖百年水位確定的方案:參照周邊巨龍大道既有道路標(biāo)高+1.57m,則停車(chē)場(chǎng)場(chǎng)坪標(biāo)高可確定為22.2m(因后湖地區(qū)無(wú)百年水位,其中1.57m預(yù)估了該因素)。
2.2.3 場(chǎng)坪標(biāo)高的確認(rèn)
根據(jù)上述分析,由于后湖地區(qū)沒(méi)有百年水位資料,為了對(duì)該湖泊百年水位進(jìn)行預(yù)測(cè),由相關(guān)部門(mén)對(duì)后湖地區(qū)進(jìn)行了湖水位頻率分析。后湖排澇標(biāo)準(zhǔn)為十年一遇三日暴雨(249mm)。根據(jù)《府澴河出口河段綜合整治可行性研究報(bào)告》和《湖北省排澇規(guī)劃報(bào)告》,后湖百年一遇暴雨遭遇外江1954年型水位的概率極小,即內(nèi)湖遭遇百年一遇暴雨時(shí),后湖泵站可開(kāi)機(jī)排澇。
后湖泵站自1987年開(kāi)始有汛期水位觀測(cè)資料,因此本次后湖湖水位頻率分析計(jì)算采用系列為1987—2010年。結(jié)果表明,后湖百年一遇湖水位為21.03m,考慮潮水位、波浪爬高值和安全高后,可設(shè)為22.2m。
通過(guò)對(duì)調(diào)查收集資料的研究分析,漢口北停車(chē)場(chǎng)場(chǎng)坪(路肩)設(shè)計(jì)高程采用22.2m是基本可行的。
結(jié)合以上典型工程案例,現(xiàn)提出如下原則建議:
1)由于場(chǎng)坪標(biāo)高為城市軌道交通車(chē)輛基地工程設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),直接關(guān)系到工程投資的經(jīng)濟(jì)合理性和基礎(chǔ)設(shè)施的安全性,對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范的理解必須結(jié)合工程區(qū)域的市政道路規(guī)劃、內(nèi)澇水位、區(qū)域市政基礎(chǔ)設(shè)施控規(guī)標(biāo)高、區(qū)域防洪基礎(chǔ)設(shè)施等實(shí)際情況,再經(jīng)具體分析、比較后作出確定。
2)對(duì)于地處河流、湖泊附近而沒(méi)有百年水位資料的情況,需請(qǐng)相關(guān)水利部門(mén)進(jìn)行會(huì)審確認(rèn)。
3)由于《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)條文未對(duì)有關(guān)情況作出詳細(xì)解釋?zhuān)ㄗh隨著城市軌道交通建設(shè)的發(fā)展,結(jié)合出現(xiàn)的新情況,對(duì)有關(guān)條文應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整,使之具有廣泛的包容性和適應(yīng)性。
[1]1988國(guó)務(wù)院令第3號(hào) 中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例[S].
[2]GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[3]JB 104—2008城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[S].
[4]TB 10001—2005鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[5]GB 50091—2006鐵路車(chē)站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[6]GB 50187—93工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].