張 帆

(中鐵十七局集團有限公司勘察設(shè)計院，山西 太原 030006)

1 概述

對于鐵路運輸行業(yè)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(yè)場所，不可避免的會對周邊環(huán)境造成一定的負面影響。因此，為了改善貨場的生產(chǎn)環(huán)境，降低貨場作業(yè)時對環(huán)境的污染，目前大量既有鐵路專用線貨場需要進行環(huán)保封閉改造工程，新建鐵路專用線則必需要同時進行環(huán)保封閉工程的設(shè)計與建設(shè)。但是由于該類型項目具有與鐵路運輸相關(guān)的特殊需求，不同于常規(guī)的廠房或倉庫。本文將以各類型工程的設(shè)計實踐為例，對鐵路專用線貨場環(huán)保封閉工程(下文簡稱專用線封閉工程)的建筑設(shè)計方法進行研究，力求總結(jié)出能夠應(yīng)對不同設(shè)計條件的設(shè)計方法與設(shè)計規(guī)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(zhì)和火災(zāi)危險性分類進行確定。首先，需要進行環(huán)保封閉改造的鐵路專用線及其貨場主要是用于礦產(chǎn)資源的運輸和裝載，而沒有存儲功能，因此根據(jù)其作業(yè)方式的特點此類建筑性質(zhì)通常應(yīng)定性為廠房。其次此類工程的生產(chǎn)內(nèi)容主要以鐵、銅等金屬礦產(chǎn)、各類鋼材和煤炭等居多，根據(jù)廠房的火災(zāi)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(yè)流程具備以下特點：作業(yè)線長度長，要求與貨運火車的長度相同；并且要保證每節(jié)車廂都要具備作業(yè)條件，作業(yè)具有連續(xù)性；同時要保證火車和其他作業(yè)車輛在封閉工程內(nèi)通行的安全性與連貫性，不能進行單獨的分區(qū)分隔，這就意味著無法進行防火分區(qū)的劃分。

因此在進行專用線封閉工程設(shè)計時，需要選擇適當?shù)慕ㄖ再|(zhì)、所屬類別和耐火等級，必要時可能需要提高設(shè)計標準，來滿足其無法進行防火分區(qū)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?shù)呢浳镆悦禾繛橹?，火?zāi)危險性類別較高，屬于丙類，但因作業(yè)需要，其封閉長度最長達900 m，封閉面積達到22 000 m2，而《建筑設(shè)計防火規(guī)范》要求常規(guī)耐火等級為二級的丙類廠房的防火分區(qū)要求不大于8 000 m2。為了解決封閉面積過大與防火分區(qū)劃分的矛盾，經(jīng)過論證，并結(jié)合實際的作業(yè)情況，采用下列方法進行設(shè)計：首先根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第3.1.1條條文說明規(guī)定，將此工程的使用性質(zhì)定性為煤的篩分與轉(zhuǎn)運工段，火災(zāi)危險性等級定位為丙類廠房；其次根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》3.3.1條規(guī)定，將封閉工程的耐火等級設(shè)計為一級，可不限制防火分區(qū)的面積大小，以此解決了生產(chǎn)與消防之間的矛盾關(guān)系，使項目能夠順利進行。

3 專用線封閉工程的總平面設(shè)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(chǎn)房屋、設(shè)施的安全間距。

首先，封閉工程應(yīng)滿足《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》第3.11條規(guī)定(見表1)。

表1 鐵路線路與房屋建筑物防火間距

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(nèi)的專用線往往無法滿足10 m的要求，那么需要結(jié)合《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》第3.14條規(guī)定，“為鐵路運輸生產(chǎn)作業(yè)的房屋、場所、倉科儲罐與鐵路線路的防火間距可不受此規(guī)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(yè)量與經(jīng)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(nèi)，需要根據(jù)鐵路是否有調(diào)車作業(yè)的要求，滿足封閉工程內(nèi)部鐵路中心線與最近凸出物的安全限界，一般無調(diào)車作業(yè)要求時為2.44 m，有調(diào)車作業(yè)要求時為3.5 m。

以山西建邦集團鐵路專用線環(huán)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(jié)合以上設(shè)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(yè)量，對整個貨場造成經(jīng)濟損失，因此在本次設(shè)計時，首先確保與國鐵正線保持21.88 m的安全距離，其次在其封閉范圍外側(cè)以最小空間需求保留消防車道和排水系統(tǒng)的設(shè)計條件，與場地圍墻最近處僅2.97 m，同時封閉工程內(nèi)部與專用線最近距離為12.57 m，滿足鐵路專業(yè)的限界要求，使其整個貨場的封閉范圍做到了最大，封閉區(qū)域內(nèi)的作業(yè)場地能夠得到最充分的利用。

3.2 場地排水系統(tǒng)的設(shè)計

由于此類工程實施封閉改造后，封閉區(qū)域內(nèi)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(tǒng)設(shè)計，目前較常用的設(shè)計辦法是沿封閉工程的兩條長邊兩側(cè)分別設(shè)計排水溝，并根據(jù)屋面面積確定排水溝的寬度和深度，一般建議寬度不小于1 m，最淺處深度不小于0.8 m，坡度與鐵路站場一致，并根據(jù)鐵路站場設(shè)計，設(shè)置雨水收集系統(tǒng)，或接入既有排水系統(tǒng)。

以山西立恒集團鐵路專用線環(huán)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(cè)，設(shè)計了兩條與建筑長度相同的排水明溝，設(shè)計寬度1 m，溝深最淺處深度達到0.8 m，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(tǒng)進行接入，確保封閉工程完成后貨場內(nèi)的雨水排出保持通暢。

3.3 消防車道的設(shè)計

鐵路專用線貨場環(huán)保封閉工程的建筑性質(zhì)屬于廠房，根據(jù)防火規(guī)范要求需要設(shè)置消防車道，但是由于此類工程設(shè)計環(huán)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(nèi)環(huán)形布置，因此常用做法為結(jié)合站場道路以及上站臺道路沿封閉工程兩個長邊設(shè)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(huán)形，但是根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第7.1.3條規(guī)定，可結(jié)合上站道路，沿封閉工程的兩個長邊設(shè)置通長的消防車道，來保證消防設(shè)計的相關(guān)要求。

4 專用線封閉工程的建筑單體設(shè)計

4.1 結(jié)構(gòu)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(shè)計要求，因此結(jié)構(gòu)形式以鋼結(jié)構(gòu)為主，主要根據(jù)其封閉跨度的大小和高度的高低可選擇門式鋼架結(jié)構(gòu)或者桁架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)形式。

4.2 圍護結(jié)構(gòu)的選擇

鐵路專用線封閉工程的圍護結(jié)構(gòu)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(chǎn)運輸?shù)碾[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(jié)能環(huán)保、自重輕、修補更換容易、節(jié)約鋼材、安全穩(wěn)定的優(yōu)點，在近幾年的封閉工程中廣為應(yīng)用。

同時還應(yīng)注意的是，封閉工程四周應(yīng)結(jié)合其作業(yè)需要，考慮設(shè)計實體圍墻，如有靠邊堆載的作業(yè)要求，則需要在堆載側(cè)設(shè)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(jù)實際情況，考慮設(shè)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(wǎng)密集，鐵路安全級別較高，因此主要頂部圍護結(jié)構(gòu)選擇了安全性高、較為經(jīng)濟的環(huán)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(jié)合站場標高設(shè)計了3.0 m～4.7 m高的燒結(jié)頁巖磚擋墻，作為其主要的側(cè)邊圍護結(jié)構(gòu)，同時由于其高度跨度要求較低，因此主體結(jié)構(gòu)形式以熱軋H型鋼拱架結(jié)構(gòu)為主。

5 結(jié)語

在進行鐵路專用線貨場環(huán)保封閉工程的建筑設(shè)計時，一定要深入了解鐵路貨運工程的特殊性，對總平面設(shè)計和單體設(shè)計要進行深入分析與研究，對各類規(guī)范要靈活合理的運用，選擇適當可行的設(shè)計方法與設(shè)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。