复杂地形条件下高铁枢纽片区路网及场地竖向规划设计研究

鄢勇飞，车丽彬，吴 丹，张 灿，刘 盾

（武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430023）

0 引 言

受城市建设用地规模的发展限制，城市高铁车站选址越来越偏向于城市的边缘地带。城市边缘地带的山坡、丘陵、河湖水系等形成了与平原地区不同的空间环境特征，使高铁枢纽片区的地形条件更加复杂多样，其道路及场地竖向规划更应综合考虑铁路线位，市政道路，场地排水、防洪，用地性质，土石方平衡和城市景观等方面的综合要求。

以荆门高铁西站片区路网及场地竖向规划为例，对复杂地形条件下高铁枢纽片区路网及场地竖向规划设计的关键要点、技术方法和流程进行详细研究，为相关规划设计提供参考。

1 项目背景

1.1 高铁片区地形

武荆宜高铁是沿江高铁的重要组成部分，其中武汉至宜昌段铁路起于汉口火车站，止于宜昌北站，全长299 km，铁路等级为高速铁路，正线数目为双线，设计速度350 km/h。铁路沿线新建汉川北站、天门北站、钟祥南站、荆门西站、当阳西站、宜昌北站，平均站距约50 km。荆门西站是呼南高铁、荆荆高铁和沿江高铁并站的一座大型高铁枢纽站[1]。

荆门西站选址位于中心城区西侧边缘处，紧邻漳河水库,东侧与城市外环线相接，距市中心8.4 km。

高铁片区规划用地整体属于微丘地形，范围内呈北高南低走向，北边为仙女山，山体最高点标高为171.26 m，东西两侧为微丘台地，标高范围110～153 m，中间内凹延伸至车桥水库，水面标高108.32 m。漳河大道东西向横穿高铁片区，路面标高118～144 m。现状焦柳铁路于高铁片区南侧边缘通过，轨顶标高116～126 m。规划高铁线路呈南北向布设于高铁片区西侧边缘，荆门西站中心设计标高131.58 m。图1 为片区现状地形高程分析图。

图1 片区现状地形高程分析图

规划范围内大部分为农林用地和水域用地，零星分布村庄和还建小区。

1.2 高铁片区路网及用地规划

高铁片区路网按照高铁站客流快进快出、多通道保障及站前交通组织分流的原则进行布设。高铁片区路网与现有漳河大道、西三环衔接,同时与高铁片区周边规划地块路网布局协调,构成“三横三纵”骨架路网。高铁片区道路网密度约为5.2 km/km2。根据铁路建设形式和远期扩容需要，预留穿铁通道，减少后期改扩建难度。

用地开发强度以中低强度为主，保留山体、水库等自然基底，适度开发商业及居住用地，在铁路沿线规划物流仓储及少量工业用地。

图2 为高铁片区规划路网及用地示意图。

图2 高铁片区规划路网及用地示意图

2 竖向规划设计流程

在自然地形场地上进行竖向规划设计，应对上位规划及相关专项规划进行分析，明确主要控制因素。首先，在规划路网总体框架下，结合场地自然地形地貌及道路纵坡、铁路跨越、桥梁净空、防洪设防、排水管道要求等控制因素，初步确定道路竖向控制点标高；其次，根据场地规划用地性质及重要边界进行合理竖向分区，同时确定排水分区及主要排水走廊，合理选择各分区地块竖向布置形式及初平标高；最后，依据规划路网竖向控制标高和地块竖向初平标高估算场地土方工程量，在满足土方总体平衡、建设费用经济合理、工程实施基本可行以及政府部门建设要求的前提下，调整优化道路标高及地块标高，并相互交叉反馈，实现总体竖向规划设计方案的合理可行。主要流程如图3 所示。

图3 路网及场地竖向规划互反馈流程图

3 路网竖向设计

3.1 纵坡和净空要求

《城乡建设用地竖向规划规范》（CJJ 83—2016）要求：城镇道路机动车道规划最小纵坡为0.3%，最大纵坡根据不同道路等级取值（见表1）；非机动车道规划纵坡宜小于2.5%；除用于雨水调蓄的下凹式绿地和滞水区之外，建设用地的规划高程宜比周边道路最低路段的地面高程或地面雨水收集点高出0.2 m 以上。结合规划道路等级功能，规划纵坡主干路按0.3%～5%、次干路按0.3%～6%、支路按0.3%～6%取值。

表1 道路规划竖向坡度值

根据《铁路线路设计规范》（TB 10098—2017）要求，高速铁路与公（道）路相交时，宜采取高速铁路上跨的方式，同时应满足公（道）路建筑限界要求。规划阶段的机动车通行净空可按5.0 m 控制，人行通道净空按2.5 m 控制。由于规划范围内铁路采用路堤方式布设，因此规划道路采用下穿铁路方式预留通道。铁路轨顶标高为131.58 m，道路标高按不小于轨顶以下9 m 控制。

根据《城市桥梁设计规范》（CJJ 11—2011）要求，城市桥梁设计宜采用100 a 一遇的洪水频率，对特别重要的桥梁，设计洪水频率可提高到300 a 一遇。水库无通航要求，不通航河流的桥下净空应根据计算水位或最高流冰面加安全高度确定。高铁片区西侧为漳河水库，该水库为大（一）型水库，正常蓄水位为123.50 m，设计洪水位为124.99 m,设计重现期为500 a。高铁片区中间为车桥水库，属于中型水库，正常蓄水位为112.50 m，设计洪水位为114.28 m，设计重现期为50 a。结合周边地形高程，规划道路最低标高按高于设计洪水位2.0 m 控制[2]，跨水库桥梁底按高出设计水位2.0 m 控制。

3.2 排水要求

根据《城市排水工程规划规范》（GB 50318—2017）要求，排水管渠出水口内顶高程宜高于受纳水体的多年平均水位，有条件时宜高于设计防洪（潮）水位。根据《室外排水设计规范》（GB 50014—2006）（2016 版）要求，管道管顶最小覆土深度宜为人行道下0.6 m，车行道下0.7 m。规划区域与北片区相邻，结合地形，部分雨水及污水可进入北片区雨水及污水系统。高铁线路以西地块，根据地势，片区西南角的雨水及污水可接入爱飞客大道的雨水及污水系统。高铁线路以东区域，雨水经过管道分段汇集后就近排入车桥水库、仙女湖等水体。

3.3 周边设施衔接

高铁片区规划路网衔接现有道路和漳河新区规划路网。漳河大道改线后，西侧与宏图大道顺接，东侧与互通立交西侧顺接。双堰路和杨柳路采用下穿西三环方式顺接，香樟路和尉迟恭路采用上跨西三环方式顺接。

4 场地竖向设计

4.1 场地竖向设计形式选择

场地竖向设计形式一般分为平坡式、台阶式和混合式。当自然地形坡度小于3%，且场地宽度较小时，宜采用平坡式布置；当自然地形坡度大于3%，或自然地形坡度虽小于3%，但场地宽度较大时，宜采用台阶式布置；当自然地形坡度有缓有陡时，可采用平坡式与台阶式结合的混合式进行布置[3]。综合考虑本片区地形条件及规划用地性质要求，高铁用地范围内采用平坡式布置，其他建设用地按道路网格划分单元，采用台阶式布置。

4.2 场地标高确定

当场地地形比较平缓时，可采用平均标高；当地形起伏变化较大时，可采用单向坡或多向坡，满足场地排水要求。同时，场地标高应高于地下水位，应充分利用自然地形，避免大填大挖，宜与自然地面尽量接近，在经济运距内尽量将填挖总量控制到最小，并接近平衡。

根据铁路站房及站前广场总体规划，站前广场设计标高为125.0 m，现有还建小区场地标高为143.0 m。一般情况下，与道路相邻的场地地坪规划控制标高应高于周边道路路面0.2 m 以上，场地标高应高于设计洪水位0.5 m 以上，以利于场地排水和防洪安全。

5 土方计算与调配

高铁片区规划阶段的土方计算主要受土方量规模和开发成本等因素影响，需要满足技术经济合理性等要求，实现总体上的土方基本平衡。土方计算一般采用方格网法计算，方格网间距可根据地块大小及地形走势等适当选取。

5.1 合理竖向分区

结合自然地形、规划用地性质及开发时序等因素，对地块竖向分区进行合理划分。每个分区尽量与开发期相近的邻近地块合理调整，避免土方长距离调运。高铁片区土方调运距离控制在1 km 左右，将片区分为7 个竖向分区单元，如图4 所示。

图4 场地竖向分区及竖向规划示意图

5.2 填挖基本要求

（1）因地制宜。复杂地形条件下的土方计算应综合考虑场地地势高低条件、运输条件及开发成本等因素。针对不同竖向分区地形特点及用地性质，选取合适的控制标高计算土方总量。

（2）少挖少填。当地块相对高差较小时，应少填少挖，以实现土方总量最小、填挖基本平衡，并节约运输成本。

（3）多挖少填。由于填方区域地基不易稳定，建、构筑物基础埋深加深，而挖方区域相对稳定，可降低后期开发工程量和造价，因此应尽量多挖少填。

（4）总体统筹。除了考虑场地平整土地的填挖方外，还要考虑土壤松散系数[4]，场地边坡土方量，建、构筑物等基础的余土量和地下工程、铁路、道路、管线地沟等余土量。

高铁片区挖方主要位于东西两侧台地A、B 地块，填方主要位于环水体景观用地D、H 地块周边，因此土方调配总体以东西两侧台地内部就地平衡为主，同时兼顾景观用地造景用土需求。经过场地标高与道路标高反馈计算，得到各分区土方工程量（见表2）。

6 结 语

（1）复杂地形条件下路网及场地竖向规划应综合考虑铁路、市政道路、地面排水防洪、用地性质、土石方平衡、城市景观和工程建设等方面的要求。

（2）道路及场地竖向规划设计应互为交叉反馈，满足土方总体平衡，工程建设经济合理，实现总体竖向规划设计方案的合理可行。

表2 场平工程土方量估算表