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山区铁路选线设计要点及方法研究
摘要:中国疆域辽阔,地形多变,尤其山区占据了显著的比例,这在铁路的规划与建设中提出了独特的挑战。穿越崎岖山地的铁路项目繁多,线路路径的决策与设计显得至关重要。它不仅影响着项目的经济效益,更关乎施工与运营的全程稳定,以及广大民众的生命财产保障。因此,在山区铁路的规划蓝图中,精细的选线与工程设计策略是不可或缺的基石。
关键词:山区铁路;选线设计;要点;方法
1山区铁路选线设计要点
1.1线路走向比选
在山区铁路规划中,线路路径的选择至关重要,它直接影响到新线路与现有轨道的无缝对接,以及如何最大化途径经济中心、规避重大地质隐患和环境保护区域,以确保工程效益的最大化。在决定路线走向的过程中,设计师需综合考量多方面因素:如整体交通网络的结构、经济发展热点、地质稳定性风险、运营成本的经济性,尤其是在矿产富集和旅游热点区域,线路规划还需要充分顾及矿产分布和自然景观保护区的分布特点。这样的精细化设计旨在实现铁路功能的最大效能和可持续发展。
1.2速度目标值
探讨铁路速度设定的核心要素首先始于对项目选址的详尽调研,这包括地理位置的深入考察以及项目实施的社会经济效益评估,这些都将成为确定速度目标值的重要参考依据。接下来,关键在于对项目承载的客运和货运流量进行精确剖析,同时结合周边路网中相关铁路的技术规格和经济效率指标,以此为基石,实现速度目标值的精准科学选择,确保其既科学又务实。自2011年起,我国明确了京广线以西的高铁速度上限为250公里/小时,对于地势复杂的山区铁路和关键交通网络主干道,可能设定为200公里/小时。至于其他线路,速度目标则限定在160公里/小时以下,这一系列规定旨在兼顾安全与效率。
1.3限制坡度
决定铁路线路的坡度限制是一项至关重要的任务,其合理性直接影响工程规模的经济效率和后期运营的便利性。在规划阶段,深入研究并考虑铁路项目的地理位置特性,如地貌特征和地质条件,至关重要,这有助于选择出最适合的坡度限制。同时,对沿线已有线路的标准进行详尽的调查和了解,也是制定坡度策略的重要参考依据。在设计过程中,专业人员需对多种可能的坡度方案进行技术与经济效益的全面评估,以确定最为优化的方案。在中国,对于客运专列和城际铁路,通常选择的坡度限制最大值为20%,但在面对特殊地理或复杂的实际条件时,可能会允许适度增加至超过30%。而客货共线铁路的坡度限制则更为灵活,可能包括诸如13‰、18.5‰和24‰等多种选项,这些都根据具体需求进行定制。
1.4复杂地质区选线
在复杂山区的地质探索中,首要任务是对区域的水文地质和地形地貌实施精确的测绘分析。通过对这些数据的详细采集和解读,工程师们能够深入理解地质特性,从而选择出最适合的路线设计。这个过程涉及到广泛的数据收集,比如拟建区域的气候数据、详细的地形地质图、矿物资源勘探报告、水文地质报告、地震活动记录以及交通规划蓝图等。在资料收集方面,关键是要获取反映地层岩石构成和矿产开采影响的信息,包括地表动态变化监测、区域特性和要素特征的研究,以及建筑物在地质活动下的变形数据。同时,技术人员还要密切关注可能发生的不良地质现象,他们需掌握场地构造、地层结构、地下水状况以及任何潜在的不良地质作用。通过系统性的资料收集和实地考察,他们可以洞察拟建区域的工程地质条件,预测其发展趋势和潜在风险,初步评价该区域是否适合建设,以及场地的稳定性如何。这一步骤为后续的工程决策提供了坚实的基础。
2山区铁路选线设计质量保障方法
2.1做好前期分析
在着手线路规划的初始阶段,首要步骤是深入搜集周边项目的详细信息,通过详尽的实地考察,全面理解工程所在的区域特性。这包括对工程功能定位的深入剖析,以及对项目实施必要性的严谨评估。在此基础上,我们进行深入的路线比较和优选,以确保最终方案既科学又实用,从而从项目设计的起点就强化其稳固性,有效预防可能的铁路工程难题。设计过程中,技术人员需严格审阅所有地质勘探报告,透彻理解铁路项目所处地区的独特环境特性,精确评估地震风险级别以及所需的技术规格标准。这样的细致工作旨在构建出安全且经济高效的工程设计,为工程的顺利实施和长期效益提供强有力的支持。
2.2重视方案会审
为了提升铁路线路规划的精准度,必须强化多元化的策略和严谨的评审流程。首先,强调对多种设计备选方案的深入探讨和细致绘制,每一步都需经过详尽的实地考察、测量和信息收集。设计过程中,务必重视方案和工程措施的全面审议,充分考量地势地貌、地质特性、环境保护、土地征用及人文因素,通过设计团队内部、分公司乃至集团的多层次、多维度的审议,以确保最终选定的方案最为优化,从而提升其科学性和实用性,减少建设中因决策失误导致的变更和返工。设计完成后的每个阶段,都需要得到上级审批机构和相关铁路管理部门的严格审查。施工图纸则需通过招标引入第三方专业机构进行独立评估。在施工前,设计单位需进行详尽的技术交底,明确设计目标、关键技术和操作要点,以防止施工过程中出现质量或安全问题。这样的严谨流程旨在确保项目设计的精准无误,保障工程质量和施工安全。
2.3运用先进技术
在山区铁路线路规划的创新策略中,集成应用BIM等前沿科技手段至关重要,它能深度挖掘设计潜力并确保设计效果的精确评估。BIM技术以其独特的三维可视化、施工流程模拟以及空间冲突预防功能脱颖而出。设计团队能够借此技术构建铁路项目的三维立体虚拟模型,通过对铁路结构内部应力分布的精细模拟,实现科学而精准的设计决策。在设计预阶段,BIM的应用超越了传统方法,它不仅允许工程师进行详尽的空间结构碰撞检查,还实现了模拟施工过程,这使得潜在的设计漏洞和不足得以提前识别并进行优化改良。这样做的结果是显著降低了铁路建设项目在实施过程中可能遇到的质量和安全问题,从而强有力地保障了工程品质。
2.4加强专业技术人员管理
山区铁路选线设计的实施过程中,技术团队扮演着核心且被依赖的角色,他们的专业角色至关重要。研究表明,技术团队的专业能力、职业操守和个人特质,如专业素养、责任感,直接决定了设计成果的优劣。在这个过程中,技术员需熟练运用精密仪器,处理海量数据,同时还要应对多变的现场挑战。因此,确保高质量的选线设计,关键在于技术团队成员具备卓越的专业技能、深厚的职业素养,以及在任务执行中的专注度和应变能力,他们必须全力以赴,以维护设计的精准性。设计工作并非单打独斗,它涉及多个部门和角色的合作:生产与管理的领导者、技术审核者、专业设计者、实地勘探与测量人员以及计划协调者等。每个角色都有其独特的职责,他们需要紧密协作,如同齿轮般精确运转,共同致力于提升铁路选线设计的精细度和完整性。
3结论
总结来说,山区铁路线路规划的复杂性不容忽视,它兼具高技术挑战、多元影响因素以及广泛的涉及领域,寻求最优解决方案并非易事。在这一过程中,设计专家需紧密契合地域特性,诸如地势地貌、城市发展规划、产业与自然资源分布、环境敏感地带、人文背景、建设条件以及投资预算等多重考量,持续迭代线路设计,以确保技术上的可行性、经济效益的合理性以及工程实施的安全性。
参考文献:
[1]朱颖,罗圆.基于知识工程的铁路智能选线设计理论、方法及应用[J].铁道科学与工程学报,2021,18(07):1671-1678
[2]孙晓浩.基于BIM的铁路实体选线与线路自动建模方法研究[D].石家庄铁道大学,2022.