城市轨道交通的线路设计

1.城市轨道交通线路设计的过程

城市轨道交通线路设计是在规划路网和可行性研究的基础上，对拟建的城市轨道交通线路走向及其平面和纵断面（线路平面是线路中心线在水平面上的投影，线路纵断面是沿线路中心线展直后的轨面高程在铅垂面上的投影线）位置，通过不同的设计阶段，由浅入深地逐步进行研究与设计，并不断地比较和修正线路平面、纵剖面和坡度、线路与车站的关系，最后得到轨道交通线路在城市三维空间中的准确位置。线路设计的基本要求是保证行车安全、平顺，并且使整个工程在技术上可行、经济上合理。

线路设计一般分为4个阶段，即可行性研究阶段、总体设计阶段、初步设计阶段和施工设计阶段。

1）可行性研究阶段

可行性研究阶段主要通过实际调查确定方案，然后通过进行线路多方案比选，选择线路走向、路由、车站分布、辅助线分布、线路交叉形式、线路敷设方式等，提出设计指导思想和主要技术标准。

2）总体设计阶段

总体设计阶段的主要任务是根据可行性研究报告和审批意见，初步确定线路平面规划，提出线路纵断面的标高位置，确定车站的大体位置。

3）初步设计阶段

初步设计阶段的主要任务是根据总体设计文件及审查意见，确定线路设计的原则、技术标准等，基本上确定线路平面位置和车站位置，以及进行纵断面设计。

4）施工设计阶段

施工设计阶段的主要任务是根据初步设计文件及审查意见，对部分车站位置和个别曲线半径等进行微调，按有关的设计规范和技术标准对线路平面及纵断面进行精确计算与详细设计，并提供施工图样及说明。

2.城市轨道交通线路设计的内容

城市轨道交通线路设计的内容主要包括以下几个方面。

1）选线

（1）选线分类。选线分为经济选线和技术选线。

①经济选线。经济选线就是选择行车线路的起始点和经过点，使城市轨道交通线路尽可能多地经过一些大的客流集散点，如闹市区，商业区，政治、文化、经济中心，居民生活集中区，工矿区和地面交通枢纽等，以吸引最大的客流量，提高城市轨道交通的内部效应，方便市民搭乘轨道交通。

②技术选线。技术选线就是按照行车线路，结合有关设计规范的平面和纵剖面设计要求，确定不同坐标处的线路位置。一般要遵循先定点、后定线、点线结合的原则。定点就是选定车站的位置。

（2）选线内容。选线内容包括选择设计线路的走向、线路路由、车站分布、辅助线分布、线路交叉形式和敷设方式等。

①线路的走向和线路路由。城市轨道交通的基础功能是为城市居民的出行服务，所以在选择线路的走向和路由时要考虑线路的作用、客流分布与客流方向、城市道路网分布状况、隧道主体结构施工方法、城市经济实力等因素。路由对线路工程建设和城市发展影响重大，应多做路由方案比较。吸引客流条件、线路条件、施工条件、施工干扰、对城市的影响、工程造价、运营效益等问题是路由方案必选的主要内容。(www.xing528.com)

②车站分布。《地铁设计规范》（GB 50157—2013）中规定：车站分布应以规划线网的换乘节点、城市交通枢纽点为基本站点，结合城市道路布局和客流集散点分布确定；车站间距在城市中心区和居民稠密地区宜为1km，在城市外围区宜为2km，超长线路的车站间距可适当加大；地铁车站站位选择，应结合车站出入口、风亭设置条件确定，并应满足结构施工、用地规划、客流疏导、交通接驳和环境要求。

③辅助线分布。辅助线是为保证列车正常运营，合理调度列车而设置的线路，最高运行速度限制在35km/h，按其使用性质可以分为折返线、存车线、渡线、联络线、车辆段（场）出入线等。

辅助线分布应符合如下原则：每条线路的起始点或每期工程的起止点必须设置折返线或渡线，在靠近车辆段一般设置渡线，利用正线折返；小客流截面的区段上应设置区段折返线；每隔3～5个车站应设置存车线，供故障列车临时存放或检修。

④线路交叉形式。两条轨道交通线路交叉时，应在交叉点上设置换乘站。

⑤敷设方式。线路敷设方式分为地面线、地下线和高架线三种方式。这三种方式有着各自的特点：地面线节约投资，但噪声大，占地大；地下线投资大，工期长；高架线占地少，噪声大，但相比地下线而言，一般能降低工程投资的1/5～1/3。

线路敷设方式应根据城市环境、地形条件和总体规划要求，因地制宜地选择。在城市中心区，宜采用地下线；在城市中心区外围且街道宽阔地段，宜首选地面线和高架线（在地面线和高架线地段，应注意环境保护和景观效果，并维护地面道路的交通功能）。在设计时，无论是地下线还是地上线，都要充分考虑利用地下和地上的空间资源。所以，规划部门要严格按路网规划用地要求控制用地，以防后患。

2）线路平面的设计

从平面上看，线路是由直线和曲线组成的，曲线包括圆曲线与缓和曲线。在线路设计时，主要是根据实地情况和技术要求考虑线路平面的组成要素，即直线与曲线的技术标准，如曲线半径、圆曲线长度、缓和曲线等。

3）线路纵断面的设计

从纵断面上看，线路主要是由平道和坡道组成的。在线路设计时，主要是根据地形、地质情况及工程量和施工条件等因素，考虑线路纵断面的组成要素，即平道与坡道的技术标准，如最大坡度、最小坡度、坡段长度、坡段连接及竖曲线等。

4）车站站位的选择

一般车站站位可分为跨路口站位、偏路口站位、两路口之间站位和贴道路红线外侧站位，如图3-8所示。

①跨路口站位。站位跨主要路口，并在路口的各个角上都设有出入口，乘客从路口的任何方向进入轨道交通系统均不需过马路，提高了乘客的安全性，减少了路口的人、车交叉；与地面公交线衔接较好，乘客换乘方便。

②偏路口站位。车站不易受路口地下管线影响，可以减少车站埋深，方便乘客使用，减少施工对路口交通的干扰，减少地下管线拆迁，降低工程造价。不足之处是乘客集中于车站端，降低了车站的使用效能，增加了运营管理上的困难。

③两路口之间站位。当两路口都是主路口且相距较近，横向公交线路及客流较多时，可将车站设置于两路口之间，以兼顾两路口。

④贴道路红线外侧站位。这种站位方式一般在有利的地形条件下采用，典型的有设于火车站站前广场或站房下，以利于乘客换乘。将车站建于红线外侧的建筑区内，可以破坏路面，少动地下管线，减少交通干扰，充分利用城市土地。

图3-8　车站位置与路口关系