鐵路專用線貨場工程建筑設計方法

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摘要:結合具體工程實例，對鐵路專用線貨場環保封閉工程的建筑設計方法進行了研究。力求從實際出發，找出此類型工程的普遍性與特異性，并期待能夠探究出針對不同類型鐵路專用線貨場環保封閉工程的建筑設計對策。

關鍵詞:鐵路專用線貨場，環保封閉工程，建筑設計

1概述

對于鐵路運輸行業來講，由于其運輸方式的特殊性，大量的鐵路專用線貨場屬于露天作業場所，不可避免的會對周邊環境造成一定的負面影響。因此，為了改善貨場的生產環境，降低貨場作業時對環境的污染，目前大量既有鐵路專用線貨場需要進行環保封閉改造工程，新建鐵路專用線則必需要同時進行環保封閉工程的設計與建設。但是由于該類型項目具有與鐵路運輸相關的特殊需求，不同于常規的廠房或倉庫。本文將以各類型工程的設計實踐為例，對鐵路專用線貨場環保封閉工程(下文簡稱專用線封閉工程)的建筑設計方法進行研究，力求總結出能夠應對不同設計條件的設計方法與設計規律。

2專用線封閉工程定性和分類

專用線封閉工程的定性和分類分別指對封閉工程的建筑使用性質和火災危險性分類進行確定。首先，需要進行環保封閉改造的鐵路專用線及其貨場主要是用于礦產資源的運輸和裝載，而沒有存儲功能，因此根據其作業方式的特點此類建筑性質通常應定性為廠房。其次此類工程的生產內容主要以鐵、銅等金屬礦產、各類鋼材和煤炭等居多，根據廠房的火災危險性分類，主要可分為丙類和戊類兩種類別。最后，此類專用線貨場的作業流程具備以下特點:作業線長度長，要求與貨運火車的長度相同;并且要保證每節車廂都要具備作業條件，作業具有連續性;同時要保證火車和其他作業車輛在封閉工程內通行的安全性與連貫性，不能進行單獨的分區分隔，這就意味著無法進行防火分區的劃分。因此在進行專用線封閉工程設計時，需要選擇適當的建筑性質、所屬類別和耐火等級，必要時可能需要提高設計標準，來滿足其無法進行防火分區劃分的特殊要求。以寧武縣廣聚能源專用線站臺封閉工程為例，其運輸的貨物以煤炭為主，火災危險性類別較高，屬于丙類，但因作業需要，其封閉長度最長達900m，封閉面積達到22000m2，而《建筑設計防火規范》要求常規耐火等級為二級的丙類廠房的防火分區要求不大于8000m2。為了解決封閉面積過大與防火分區劃分的矛盾，經過論證，并結合實際的作業情況，采用下列方法進行設計:首先根據《建筑設計防火規范》第3．1．1條條文說明規定，將此工程的使用性質定性為煤的篩分與轉運工段，火災危險性等級定位為丙類廠房;其次根據《建筑設計防火規范》3．3．1條規定，將封閉工程的耐火等級設計為一級，可不限制防火分區的面積大小，以此解決了生產與消防之間的矛盾關系，使項目能夠順利進行。

3專用線封閉工程的總平面設計

3．1封閉范圍的確定

在對貨場專用線封閉工程的封閉范圍進行確定時，最重要的就是確保與貨場外鐵路線路與各類生產房屋、設施的安全間距。首先，封閉工程應滿足《鐵路工程設計防火規范》第3．11條規定(見表1)。其次，如果專用線封閉工程不包含鐵路線路的封閉，那么封閉完成后的建筑與貨場內的專用線往往無法滿足10m的要求，那么需要結合《鐵路工程設計防火規范》第3．14條規定，“為鐵路運輸生產作業的房屋、場所、倉科儲罐與鐵路線路的防火間距可不受此規定限制”，才能在安全的情況下，進行封閉范圍的確定，進而保證貨場作業量與經濟效益的最大化。最后還要注意如果鐵路線路也在封閉范圍內，需要根據鐵路是否有調車作業的要求，滿足封閉工程內部鐵路中心線與最近凸出物的安全限界，一般無調車作業要求時為2．44m，有調車作業要求時為3．5m。以山西建邦集團鐵路專用線環保封閉改造工程為例(見圖1)，由于該貨場緊鄰國鐵正線，同時需要將全部站臺和鐵路專用線同時封閉，結合以上設計條件，如果選擇的封閉范圍不合理，會直接影響貨場的作業量，對整個貨場造成經濟損失，因此在本次設計時，首先確保與國鐵正線保持21．88m的安全距離，其次在其封閉范圍外側以最小空間需求保留消防車道和排水系統的設計條件，與場地圍墻最近處僅2．97m，同時封閉工程內部與專用線最近距離為12．57m，滿足鐵路專業的限界要求，使其整個貨場的封閉范圍做到了最大，封閉區域內的作業場地能夠得到最充分的利用。

3．2場地排水系統的設計

由于此類工程實施封閉改造后，封閉區域內屋面排水量巨大，與封閉前露天鐵路站臺排水量有天壤之別，因此，需要進行獨立的排水系統設計，目前較常用的設計辦法是沿封閉工程的兩條長邊兩側分別設計排水溝，并根據屋面面積確定排水溝的寬度和深度，一般建議寬度不小于1m，最淺處深度不小于0．8m，坡度與鐵路站場一致，并根據鐵路站場設計，設置雨水收集系統，或接入既有排水系統。圖1山西建邦集團封閉范圍選擇分析示意圖2.97m16.36m北側地界N8.92m12.57m既有線路新建建筑北側地界消防通道1道2道3道以山西立恒集團鐵路專用線環保封閉工程為例，考慮到貨場外部相鄰國鐵線路的安全，以及對周邊道路、圍墻的影響，在專用線封閉工程南北緊鄰建筑兩側，設計了兩條與建筑長度相同的排水明溝，設計寬度1m，溝深最淺處深度達到0．8m，縱向坡度與貨場、站臺既有坡度保持一致，并最終與既有的排水系統進行接入，確保封閉工程完成后貨場內的雨水排出保持通暢。

3．3消防車道的設計

鐵路專用線貨場環保封閉工程的建筑性質屬于廠房，根據防火規范要求需要設置消防車道，但是由于此類工程設計環境較為特殊，均位于鐵路貨場，考慮到鐵路貨運的安全性與特殊性，消防車道很難做到橫跨鐵路，在貨場內環形布置，因此常用做法為結合站場道路以及上站臺道路沿封閉工程兩個長邊設計消防車道。以忻州市山西禹王煤炭氣化有限公司2號站臺封閉工程為例(見圖2)，本工程橫跨一條鐵路線路，一座鐵路站臺，消防車道無法穿越鐵路，形成環形，但是根據《建筑設計防火規范》第7．1．3條規定，可結合上站道路，沿封閉工程的兩個長邊設置通長的消防車道，來保證消防設計的相關要求。

4專用線封閉工程的建筑單體設計

4．1結構形式的選用

鐵路專用線封閉工程具有體量大，高度高，施工周期短的設計要求，因此結構形式以鋼結構為主，主要根據其封閉跨度的大小和高度的高低可選擇門式鋼架結構或者桁架、網架等結構形式。

4．2圍護結構的選擇

鐵路專用線封閉工程的圍護結構主要包括壓型鋼板和建筑膜，其中壓型鋼板在早期的封閉工程中使用較多，其特點是施工方法成熟，施工進度較快，但其具有荷載大、較浪費鋼材的缺點，同時因其有因風脫落、危及鐵路安全生產運輸的隱患，因此，近幾年使用的頻率逐漸減小，特別在國有鐵路正線附近，一般禁止使用，而建筑用膜材屬于新型材料，因其具有節能環保、自重輕、修補更換容易、節約鋼材、安全穩定的優點，在近幾年的封閉工程中廣為應用。同時還應注意的是，封閉工程四周應結合其作業需要，考慮設計實體圍墻，如有靠邊堆載的作業要求，則需要在堆載側設計符合堆載高度需要的鋼筋混凝土墻，如果沒有堆載需要，則可根據實際情況，考慮設置砌體圍護墻。以河津市清澗站20道線路站臺封閉工程為例，因其周邊鐵路網密集，鐵路安全級別較高，因此主要頂部圍護結構選擇了安全性高、較為經濟的環保型建筑用PVC膜材(見圖3)，同時因其無堆載要求，故在建筑四周結合站場標高設計了3．0m～4．7m高的燒結頁巖磚擋墻，作為其主要的側邊圍護結構，同時由于其高度跨度要求較低，因此主體結構形式以熱軋H型鋼拱架結構為主。

5結語

在進行鐵路專用線貨場環保封閉工程的建筑設計時，一定要深入了解鐵路貨運工程的特殊性，對總平面設計和單體設計要進行深入分析與研究，對各類規范要靈活合理的運用，選擇適當可行的設計方法與設計策略，才能在安全可靠的前提下最大限度的保證鐵路貨運工程的順利進行。

參考文獻:

［1］GB50016—2014，建筑設計防火規范［S］．

［2］TB10063—2016，鐵路工程設計防火規范［S］．

［3］TB10066—2000，鐵路站場道路和排水設計規范［S］．

［4］GB146．2—1983，標準軌距鐵路建筑限界［S］.

作者：張帆單位：中鐵十七局集團有限公司勘察設計院