关于铁路选线设计的要点分析

【摘 要】 高速铁路在选线设计上和普通铁路有所不同，不仅要求列车运行速度高、旅客舒适度高，对于线路平面和纵面的设计参数以及标准也均有较高的要求。本文从高速铁路的特点入手，简要分析了其高速度、高密度、高舒适性和高安全性的特征，然后围绕这几个特征提出了铁路选线时应当注意的几个因素，并结合京沪铁路的相关具体案例对其进行了说明，以期为同类工程起到借鉴作用。

【关键词】 铁路 选线 要点

我国幅员辽阔、人口众多，加上资源分布的不平衡性，决定了铁路运输在交通运输中的核心地位。现阶段随着国民经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，对于出行的需求也越来越高，因而一种快捷、舒适、低廉的交通工具就显得尤为重要。高速铁路正是在这种情况下应运而生并迅速发展的，其中铁路选线作为项目施工的前期设计环节，对于项目的社会效益、经济效益和环保效益等均具有重要意义，需要加大重视，提高选线设计的科学性和合理性。

1 高速铁路的特点分析

高速铁路是现代高线技术成就的一个集中体现，也是我国铁路现代化的重要衡量标准，需要依靠高质量的基础设施、技术整备以及高水平的运营、维护体现支持其运行。和普通铁路相比，其特点主要体现在以下几个方面。

（1）高速度。这是区分其和普速铁路的最主要因素，自1964日本东海道新干线建成以后，其运营速度就在从最初的210km/h不断提高，通常我国的高铁基础设施为250～350km/h。但是高速度也会带来一些负面影响，线路轨道不平顺，行车运行控制难度较大，轨道上任何微小的不平顺在高速运行的情况下都可能导致震动的激扰，从而也导致列车震动加速度的显著提升。此外，高速度运行，还会造成列车气动效应、离心加速度等问题，包括形成动量和惯性力、产生较大的噪音等。

（2）高密度。现阶段国外在建的高铁追踪间隔时间多分布在3分钟左右，并且在整体上呈现出向2.5分钟迈进的趋势，这一特点在客流高峰段表现最为明显。我国在京沪高速铁路建设时就将这一间隔制定为3分钟。而这种高密度的行车，对于沿线路基、桥梁包括隧道等结构物的要求较高，必须保持相当程度的稳定性。所以我们说，结构基础及其所有部件、结构形式的高稳定性和高可靠性，才能确保结构物在架设以及安装中始终维持在较高精度的控制上，与此同时也确保了运营过程中的高精度保养，只有这样才可以充分发挥出高速铁路的优势，实现列车在高密度的情况下仍然能正常运行。

（3）高舒适性。运输服务质量也是高速铁路的一个重要实现目标，在列车高速行驶的过程中必须始终保持乘客具有良好的舒适度。所以在选线时，必须具有较为平缓的地形，轨道上也必须具有极高的平顺度，同样结构物的高可靠性也非常重要。

（4）高安全性。列车处于高速运行中，一旦发生安全事故，和普速铁路相比，其后果也更加严峻。早在1998年，在德国由于ICE高速列车出现脱轨事故，就导致了100名人员死亡，60人重伤。这对于广大在建或者拟建的国家起了一次警示。我们在建设高速铁路时必须保证其可靠性和稳定性。

2 铁路选线设计的关键因素分析

在高速铁路选线时应当从上述所说的高铁的主要特点入手，注意选线时尽量满足其高速度、高密度、高舒适度、高安全的要求，具体来说包括以下几个方面：

（1）地质因素应当作为选线设计的首要因素。良好、稳定的地址条件不仅能够缩减施工难度，还能够有效保证高速铁路的安全运行，选线时不仅要充分保证高速行车条件，最大限度的选择顺直路线，还应充分考察和勘探路基的稳定性尤其是地形地质和水文条件较为优良的线路。经济因素在选线时只能作为一个因素而不能当做全部重点，行车安全性应当作为首先条件，特别是对于容易出现塌陷、滑坡、活动断裂带以及部分软弱地基应当尽量绕开，如果不能绕开时必须采取相应的加固措施。

京沪铁路从丹阳到上海这一段线路中经过了长江中下游平原这一地带，众所周知，这里的工程地质条件全部是第四世纪覆盖层，在不断的发展演变中，由于江河湖泊以及海相沉积，形成了粘土、粉质粘土夹粉细砂层，尤其是丹阳到昆山这一地段，淤泥质土极多，通常的厚度可以达到2米——17米左右，还有一些地段出现了液化土地基，也需要采取一定的手段进行加固处理。另外，从昆山到上海这一地段存在着大量的淤泥质土，厚度最高的达到了38米，软土具有强度差且压缩性较强的特征，同样应当采取加固措施。

（2）铁路选线应当坚持效益最大化。在铁路投资时效益是一个绕不开的话题，这部分资金的节省应当从线路走向方案以及车站布点设计入手。除了要达到顺直、迅捷的目的外，铁路选线还必须和效益直接挂钩，尽量让线路贯通到沿途的重要政治或者经济据点，充分发挥现有的车站作用，始终遵循短、顺的原则，从而实现高速运行的同时最大限度的缩减建设维护成本，当然这一目的的完成还应当和城市的总体规划设计包括发展趋势等综合考虑。在分析车站数量以及站间的距离是应当严格根据运量的实际统计数据或者相关预测数据进行，如果是一些运量较少的城镇通常情况下不建议设置车站。

一个较为典型的例子，是京沪高速铁路中的宿州线路的设计。当时关于高速线路是否需要绕经宿州市区，包括站点到市区的距离应当如何设置等一共提出了三种经济技术方案，也即是大店西、大店东以及经宿州方案。在分析中，经过计算可以发现，大店东这一方案中线路最为顺直，且路线也是最短的，在工程投资上也是最少的，和经过宿州的方案相比，总体运行长度减少了13千米，投资则提高了3.6亿元。而和对应的大店西比较，整个行程可以减少1.1千米，从投资来说，则可以减少0.7亿元。同时综合考虑宿州到大店公路交通较为便利，加上宿州市区客流量不大，缺乏通路的必要性，加上这一线路已经通行了普通铁路列车。因而对上述几个方案综合考虑后，不管是从缩短线路长度、减少游客旅行时间，还是有效缩减工程投资，大店东线路都应当作为最优方案。具体选线情况如图1所示。

（3）提高对于速度的重视。随着现代经济发展对于运输速度的需求，高速也应当作为高速铁路建设的一个重点加以考虑。选线时，为了确保高速铁路能够满足速度的要求，通常来说可以将平均速度和最高速度二者的比值控制在0.9以上。究其原因，在于最高速度应当作为设计的技术标准因素，在进行全线路设计时应当将其作为始终考虑的参数。如果比值过小的话，就意味着大部分的路段不能够达到最大速度，从而也就使得我们计算出的这一设计依据值本身具有的参考价值消失，如果继续按照它来进行选线施工只会导致工程的浪费。因而在实际施工中，应当对地形地质条件综合考虑之后，最大限度的确保速度的全程最优化。

最关键的手段应当是始终坚持线路短和直这一原则，禁止过多的关注和适应地形，而采取不当避绕的措施，通常采用工程措施时是能够防止出现这种矛盾的出现的，但是如果不能避免时还是应当选择安全第一。对于由于不良地形而造成的铁路必须展线绕行外，应当慎重处理，如果展线程度过大时，可能会导致整体路线线性的劣化，除了会大幅度限制机车的运行速度外，还会导致高铁维护成本的增加，因而不到必要的时候尽量不应使用。

在京沪高铁引入徐州枢纽线路方案选择时，争议性较大的有东线、西线方案，另外充分利用徐州现有客站的方案也获得了较大支持。在多方评估分析后，最终发现东线方案工程来那个较大，但是相对其他两个方案具有线路技术标准较高，线路较为短、直的优势，和西线方案相比能够减少1.88千米，从而能够有效缩短运行时间，同时综合考虑徐州市区的远期规划，这一方案也是较为符合的，因而最终实施了东线方案。其中线路短直、列车运行时间短，是关键因素。在未来，速度必定会成为高速铁路和其他运输方式竞争的一个重要优势。

（4）坚持环保原则。高速铁路由于行车密度较高、速度也较快，从而会产生较大的震动以及噪音污染，对于沿线居民可能会产生较多负面影响。因而在选线时应当最大限度的远离一些居民住宅区、商业区、学校或者城市大型公共设施等。如果沿线有文物保护单位或者旅游资源、风景区的，也应当尽量绕过。京沪铁路建设时仅徐沪一段就出现了琅琊山、苏州虎丘塔以及国家森林公园等重要旅游资源，因而在选线时，对这些地区都有效的避开了。比如对于规划到国家一级保护文化的苏州虎丘塔，设计时采取了半径为1500米和1750米的同向曲线进行绕过，并成立专门的实验研究，在确保不会对其安全性造成影响的情况下才开始实施该项工程。

（5）提高乘客的舒适度。高速铁路和普通铁路二者的一个较大区别就是前者更为关注乘客的人性化需求，尽量提高乘坐的舒适性，有效降低运行所产生的颠簸、震动以及噪声等情况。通常来说，主要的解决方法有两种，一是在选线时综合考虑整体线路的刚度需求，防止由于地形等原因造成不同刚性的路基与桥梁连接过于频繁，同时可以根据构筑物的具体情况设计一些过渡段，当然在选线时应当尽量选择地质条件优良的路段，从源头上确保地基的稳定性，有效避免由于路基沉降而导致的行车震动以及摇摆现象。还有一种方法是通过较大的曲率半径以及一些长而缓的坡度，实现整体线路的平顺，从而有效缩减列车产生的非动力向加速度。

3 结语

综上所述，在高速铁路选线设计时应当从高速铁路的特点入手，注意对其地质因素、经济因素、速度因素、环保因素以及乘客的舒适度等几个方面着手，不断提高高速铁路选线的科学性和合理性。

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