沈陽地鐵2號(hào)線一期工程線路設(shè)計(jì)回顧與總結(jié)

周敏黃睿

(北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司 北京 100037)

沈陽地鐵2號(hào)線一期工程線路設(shè)計(jì)回顧與總結(jié)

周敏黃睿

(北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司 北京 100037)

系統(tǒng)簡(jiǎn)略回顧沈陽地鐵2號(hào)線一期工程的線路及總體設(shè)計(jì)情況，總結(jié)與思考前期規(guī)劃的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)其中設(shè)計(jì)變化調(diào)整情況，對(duì)城市軌道交通從前期規(guī)劃到后期實(shí)施提出借鑒和思考建議，如加強(qiáng)工程規(guī)劃和管理，引入設(shè)計(jì)速度和運(yùn)營(yíng)速度的概念等。

沈陽地鐵2號(hào)線一期工程;線路設(shè)計(jì);總結(jié);建議

沈陽地鐵2號(hào)線一期工程于2011年底建成通車，自建成伊始就獲得良好的客流效益和社會(huì)效益，得到市民和業(yè)內(nèi)人士的高度贊揚(yáng)。該線自2004年開展研究，2005年獲得國(guó)家發(fā)改委建設(shè)規(guī)劃批復(fù)，2006年獲得國(guó)家發(fā)改委工程可行性研究批復(fù)，2006年年底完成初步設(shè)計(jì)，隨后完成施工圖設(shè)計(jì)，至2011年底建成通車，歷時(shí)7年多。2號(hào)線一期工程建設(shè)期間，正是國(guó)內(nèi)省會(huì)城市第一輪軌道交通建設(shè)的集中期，因此，總結(jié)和反思該線的設(shè)計(jì)過程，對(duì)沈陽乃至其他城市今后的軌道交通建設(shè)具有重要的借鑒意義。本文擬就線路專業(yè)及其總體性的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和分析。

1 工程概況

2號(hào)線一期工程線路起自黃河北大街松山路路口，終至渾南上深溝(見圖1)。主要沿黃河大街、北陵大街、青年大街、渾南大街布置，沿途經(jīng)過北陵公園、沈陽北站、市府廣場(chǎng)等大型客流集散點(diǎn)。線路全長(zhǎng)21.6 km，共設(shè)19座車站。平均站間距1 161.333 m，最大站間距1 512 m，最小站間距為716 m。

圖1 沈陽市地鐵2號(hào)線一期工程

2 線路設(shè)計(jì)與方案調(diào)整回顧

2號(hào)線一期工程經(jīng)歷了建設(shè)規(guī)劃、工程可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)四個(gè)階段。從項(xiàng)目前期立項(xiàng)至建成通車，從線路規(guī)劃設(shè)計(jì)的角度，主要有三類大的調(diào)整。

2.1 第一類：線路起終點(diǎn)的調(diào)整

在建設(shè)規(guī)劃報(bào)告中，本工程起點(diǎn)位于城市二環(huán)白山立交與黃河北大街的路口。在工程可行性研究(以下簡(jiǎn)稱“工可”)過程中，編制單位建議2號(hào)線一期起點(diǎn)宜往北延伸約1 km至松山路路口，主要原因：1)白山路為城市二環(huán)快速路，二環(huán)北側(cè)的三臺(tái)子區(qū)域居民住宅樓較多，起點(diǎn)往北延伸一區(qū)間，可更好地照顧快速路北側(cè)沿線的客流，同時(shí)為城市向北發(fā)展創(chuàng)造條件;2)白山路與黃河北大街路口沒有設(shè)站條件。該意見得到業(yè)主、規(guī)劃及業(yè)內(nèi)專家的認(rèn)可，最終線路起點(diǎn)站定在松山路站。

2號(hào)線一期工可獲得國(guó)家批復(fù)后，由于車輛段選址的調(diào)整，線路往南延伸了約2.6 km，結(jié)合沿線的規(guī)劃調(diào)整，增加了兩座車站，分別是下深溝站和上深溝站，見圖1。

2.2 第二類：配線的調(diào)整

一期工程最終的配線如圖2所示。配線圖的調(diào)整除了終點(diǎn)段因延伸兩站兩區(qū)有所變化外，最大的變化在于故障停車線的方向調(diào)整。在原工可設(shè)計(jì)中，考慮到崇山路站與市府廣場(chǎng)站之間可以利用故障車停車線組織臨時(shí)小交路的可行性，在真正實(shí)施過程中，為了將配線實(shí)施與區(qū)間工法進(jìn)行統(tǒng)一，將崇山路站北端停車線設(shè)置在車站南端，將市府廣場(chǎng)北端停車線調(diào)整到車站南端，這樣，使得停車線的實(shí)施與礦山法區(qū)間統(tǒng)一起來，并使得本工程滿足“能盾則盾”的原則，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境影響。

圖2 一期工程最終配線圖

配線的另一處調(diào)整是取消了文體路站與規(guī)劃地鐵5號(hào)線的聯(lián)絡(luò)線。在本工程實(shí)施過程中，從網(wǎng)絡(luò)的角度分析了5號(hào)線的走向，并結(jié)合沈陽線網(wǎng)的調(diào)整，認(rèn)為該線在文體路站已經(jīng)基本沒有實(shí)施的可能性，因?yàn)樵摼€向東的路由已經(jīng)基本被堵死。另外，原線網(wǎng)規(guī)劃中M5線為環(huán)線，車輛段綜合基地位于1號(hào)線的十三街車輛段，M1線在修建時(shí)已經(jīng)預(yù)留了M5線的聯(lián)絡(luò)線接口，故綜合這兩個(gè)因素，取消了該聯(lián)絡(luò)線接口。

2.3 第三類：重難點(diǎn)車站調(diào)整引起線路調(diào)整

以崇山路站和工業(yè)展覽館站最為典型。

2.3.1 崇山路站

崇山路站的變化，主要是由于在工可階段對(duì)地下管線考慮較少，另外施工場(chǎng)地的協(xié)調(diào)也有一定的難度。崇山路站位于北陵大街與崇山路交叉口，呈南北向布置，在原線網(wǎng)中與規(guī)劃5號(hào)線換乘(見圖3)。

圖3 崇山路最終方案

在初步設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)：崇山路橋樁中間以及橋樁的南側(cè)均有大型污水管線，其中橋樁中間的污水管線管徑為2 400 mm×2 200 mm，埋深6.4 m，橋樁南側(cè)污水管線管徑為1 400 mm×1 300 mm，埋深3.98 m;地下管線控制了崇山路站站位和遠(yuǎn)期5號(hào)線站位;原工可確定方案的明挖施工場(chǎng)地難以協(xié)調(diào)。

2.3.2 工業(yè)展覽館站

工業(yè)展覽館站方案的調(diào)整是由于實(shí)施單位主動(dòng)降低了施工風(fēng)險(xiǎn)所致。工業(yè)展覽館站是2號(hào)線與規(guī)劃5號(hào)線的換乘站，位于青年大街文化路立交橋處。該立交橋?yàn)檫B續(xù)梁型橋，橋樁樁長(zhǎng)約18 m，樁徑1.45 m，為3層立交橋，其中最下層為東西向下拉槽，第二層為環(huán)島平交路口，最上層為南北向快速路(見圖4)。

圖4 工業(yè)展覽館站站址環(huán)境

在工可階段和初步設(shè)計(jì)階段，工業(yè)展覽館站站位設(shè)在文化路立交橋下，為分離島式設(shè)計(jì)。與5號(hào)線換乘關(guān)系為十字換乘(見圖5，圖中黑點(diǎn)為橋樁)，并詳細(xì)研究了橋樁與車站主體的關(guān)系(見圖6)，兩線線間距35.6 m，單側(cè)站臺(tái)寬6.3 m。主體采用PBA工法(地下式蓋挖法)，小導(dǎo)洞距橋樁凈距不足2 m。

圖5 工業(yè)展覽館站初設(shè)方案

圖6 工業(yè)展覽館站站中橫斷面

專家對(duì)此方案爭(zhēng)議較大，最終提出：1)原則同意分離式洞內(nèi)降水方案，鑒于本站環(huán)境條件十分復(fù)雜，建議深化NTRM(新管幕工法)和補(bǔ)充調(diào)整站位的暗挖方案，做多方案比較;2)建議進(jìn)一步核實(shí)站廳、站臺(tái)連接通道寬度、外掛斷面及行車隧道各部尺寸，盡量減小斷面，壓縮面積以降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

由于考慮文化路立交橋?yàn)檫B續(xù)梁橋，并且沈陽區(qū)域地下水豐富，車站PBA施工大范圍與橋樁近距離接觸，橋梁的不均勻沉降難以有效控制，同時(shí)該方案內(nèi)部尺寸受橋樁控制而不足，最終將車站挪出車站橋樁區(qū)域，將車站主體移至立交橋西北角，與5號(hào)線的通道換乘，整座車站采用明挖3層施工(見圖7)。

圖7 工業(yè)展覽館站最終方案

3 總結(jié)與思考

3.1 對(duì)前期規(guī)劃的經(jīng)驗(yàn)借鑒

3.1.1 加強(qiáng)線路的功能性研究

本工程建成伊始，即達(dá)到日20萬人次/d以上的客流，取得較好的客流效益和社會(huì)效益。同時(shí)，工程在修建過程中，棄議較少，線站位方案基本穩(wěn)定，這些都得益于在前期研究過程中，各方對(duì)本線的功能定位取得了較為一致的意見，本線在沈陽線網(wǎng)中是南北主干線，支持“金廊”規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)。

因此，在線網(wǎng)規(guī)劃研究階段，就應(yīng)當(dāng)對(duì)線路在城市和線網(wǎng)中的功能定位進(jìn)行重點(diǎn)研究，往往功能定位較為清晰的線路，其實(shí)施過程一般較為順利，在其路由選擇上很少反復(fù)。

3.1.2 加強(qiáng)線路起終點(diǎn)的研究

受工程投資的控制，線路的起終點(diǎn)在建設(shè)規(guī)劃階段就基本確定，工可階段只能微調(diào)。本工程起終點(diǎn)發(fā)生變化原因各異，另一方面也說明前期研究階段尚存在一定的不足。

因此，在線網(wǎng)和建設(shè)規(guī)劃階段，應(yīng)重點(diǎn)研究全線的起終點(diǎn)以及本期工程的起終點(diǎn)。一般全線的起終點(diǎn)在線網(wǎng)規(guī)劃中的研究，應(yīng)結(jié)合城市綜合規(guī)劃和線網(wǎng)架構(gòu)綜合確定，而本期工程的起終點(diǎn)與車輛段選址、全線小交路折返點(diǎn)、城鄉(xiāng)規(guī)劃的臨界點(diǎn)緊密相關(guān)。建設(shè)規(guī)劃中線路方案的起終點(diǎn)應(yīng)緊密結(jié)合城市總體規(guī)劃中的近期建設(shè)規(guī)劃，并考慮工程起終點(diǎn)車站與周邊線網(wǎng)的銜接關(guān)系等綜合確定。

3.1.3 工可階段重視基礎(chǔ)資料和邊界條件

本工程工可依據(jù)總規(guī)、線網(wǎng)規(guī)劃、控規(guī)、建設(shè)規(guī)劃、道路紅線、沿線地形圖，以及沿線重要的地下構(gòu)筑物，這也是本工程后期實(shí)施較為順利的重要原因。但另一方面，因地下管線在工可階段較少被考慮，導(dǎo)致了后期工程設(shè)計(jì)有所反復(fù)。因此，建議在工可階段，應(yīng)將重要地下管線，如大型重力流管線或高壓電力與沿線橋樁等地下構(gòu)筑物按同等設(shè)計(jì)深度考慮。同時(shí)，工可階段應(yīng)對(duì)方案成立的前提邊界條件，如明挖的施工場(chǎng)地，暗挖的施工豎井場(chǎng)地等事先初步調(diào)查和協(xié)調(diào)。事實(shí)上，臨時(shí)占地的補(bǔ)償也是工程投資的一部分，工可理應(yīng)對(duì)此有所考慮。

3.2 對(duì)實(shí)施過程的經(jīng)驗(yàn)借鑒

3.2.1 功能完善與工程可行的平衡

工程實(shí)施過程中的線路功能與工程難度之間的矛盾貫穿了整個(gè)工程的實(shí)施過程。通過本工程的實(shí)踐，筆者認(rèn)為應(yīng)做到“風(fēng)險(xiǎn)可控，功能不失，減小影響”。

本工程大部分車站偏于路口一側(cè)設(shè)置，如工業(yè)展覽館站為避免立交橋的不均勻沉降，車站偏于路口一角明挖施工，雖不能全面照顧四周客流，但規(guī)避了施工風(fēng)險(xiǎn)，并減小了工程實(shí)施對(duì)道路交通的影響，使得工程得以順利進(jìn)行。整個(gè)2號(hào)線一期工程在實(shí)施過程中沒有發(fā)生社會(huì)影響性較大的工程事故，工程建成通車后取得的較好客流效益也充分體現(xiàn)了整個(gè)工程的路由選擇、站點(diǎn)分布的合理性和決策的正確性。

3.2.2 線路設(shè)計(jì)的全局性和連續(xù)性思想

線路專業(yè)是城市軌道交通工程的上游專業(yè)，同時(shí)也是總攬全局的專業(yè)，進(jìn)行著整個(gè)工程的總圖設(shè)計(jì)。在城市軌道交通工程中必須具有全局性和連續(xù)性的思想。

全局性指的是在工程設(shè)計(jì)中，線路專業(yè)有必要在全盤考慮基礎(chǔ)邊界條件的基礎(chǔ)上，綜合協(xié)調(diào)線路、運(yùn)營(yíng)、建筑、結(jié)構(gòu)等相關(guān)影響專業(yè)，通過“旋轉(zhuǎn)、拉直、平縱結(jié)合”的方式使線路盡量順直，并使得各專業(yè)綜合效果最好。

連續(xù)性思想指的是線路規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，要隨著城市和線網(wǎng)規(guī)劃的發(fā)展預(yù)留本線延伸和線網(wǎng)連接條件。本工程在實(shí)施過程中，沈陽市啟動(dòng)了新一輪線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃的研究工作。在新規(guī)劃中，2號(hào)線向北延伸約15 km，比原線路向北多延伸約8 km，車站增加6座;向南延伸約15 km，與原方案長(zhǎng)度基本一致，但車站增加6座。線路專業(yè)在方案研究的過程中，始終是從全線系統(tǒng)配置的角度出發(fā)來研究該項(xiàng)工作，考慮全線大小交路的設(shè)置、車輛段和停車場(chǎng)功能劃分及規(guī)模、主變電所分布和數(shù)量;在新線網(wǎng)修編過程中，新增線路充分利用2號(hào)線一期工程為原線網(wǎng)預(yù)留的接口，方便資源共享，并在新的線網(wǎng)中考慮線路延長(zhǎng)導(dǎo)致的綜合維修基地功能不足的問題，使得本工程在設(shè)計(jì)實(shí)施過程中，與新一輪線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃保持了連續(xù)性，充分保證了2號(hào)線全線功能的發(fā)揮。

3.3 思考與建議

3.3.1 加強(qiáng)工程規(guī)劃和管理

在2號(hào)線一期工程實(shí)施過程中，因車輛段南移引起整個(gè)工程增加兩站兩區(qū)間，從另一方面體現(xiàn)了城市軌道交通與城市規(guī)劃建設(shè)不協(xié)調(diào)的一面，基于此，提出以下建議：

1)線網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)盡量與城市總體規(guī)劃(以下簡(jiǎn)稱“城市總規(guī)”)同步或依據(jù)城市總規(guī)進(jìn)行編制，線網(wǎng)規(guī)劃成果應(yīng)納入城市總規(guī)，并協(xié)調(diào)兩者的不和諧之處，為城市開發(fā)建設(shè)和軌道交通的客流形成良好互動(dòng)。線網(wǎng)的控規(guī)成果實(shí)際上是城市黃線的一部分，應(yīng)根據(jù)《城市黃線管理辦法》和《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》進(jìn)行管理，并報(bào)相關(guān)部門審批。沿線用地的控制性詳細(xì)規(guī)劃應(yīng)考慮城市軌道交通因素，最好的方式是提高站點(diǎn)周邊的開發(fā)強(qiáng)度，并在沿線考慮用地強(qiáng)度的平衡。

2)在建設(shè)規(guī)劃編制過程中，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建設(shè)方案中沿線用地性質(zhì)和規(guī)模的審核，并要求對(duì)沿線工程范圍直接影響區(qū)域中尚未出讓的用地編制控制性詳細(xì)規(guī)劃，作為工可報(bào)批的相關(guān)依據(jù)。

3)工可報(bào)告中的客流預(yù)測(cè)應(yīng)以沿線批復(fù)的控規(guī)為依據(jù)，客流預(yù)測(cè)規(guī)模指導(dǎo)車輛選型和系統(tǒng)規(guī)模設(shè)置。工可的專家審查和批復(fù)增加沿線用地性質(zhì)和強(qiáng)度的審查。

沿線用地控規(guī)的調(diào)整、出讓等必須嚴(yán)格按《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》的規(guī)定進(jìn)行審批和管理。

3.3.2 線路設(shè)計(jì)規(guī)范5.3.7 的商榷

GB 50517—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中 5.3.7“折返線和停車線應(yīng)布置在面向車擋或區(qū)間的下坡道上，隧道內(nèi)的坡度宜為2‰…”，2號(hào)線一期工程線路終點(diǎn)站上深溝站后折返線接出入段進(jìn)入上深溝車輛段，上深溝站也是全線南端小交路折返點(diǎn)。根據(jù)該條款，本段線路縱斷面采用如圖8設(shè)計(jì)。

圖8 終點(diǎn)站出入段縱斷面圖

采用上述條款設(shè)計(jì)的主要原因是避免車輛在折返時(shí)溜車進(jìn)入車站，從而威脅站內(nèi)作業(yè)，但遵循該條款的代價(jià)是使得線路埋深加大，出入段線坡度加大，并且增加一處排水泵站。這種情況在城市軌道交通的設(shè)計(jì)中較為常見，出入段線兼小交路折返線，如寧波1號(hào)線一期工程終點(diǎn)站后也采用此方式設(shè)計(jì)。事實(shí)上，車輛在此處并無停車需求，在進(jìn)行折返作業(yè)時(shí)列車駕駛員始終存在，并監(jiān)視和操縱列車。香港地鐵的折返線設(shè)計(jì)并無面向區(qū)間下坡的要求。因此，建議該條款進(jìn)行以下修改：“有停車需求功能的折返線和故障車停車線應(yīng)面向區(qū)間下坡，隧道內(nèi)的坡度宜為2‰…”，因此線路則可直接以2‰爬坡，減小出入段線的爬坡難度。

3.3.3 引入設(shè)計(jì)速度和運(yùn)營(yíng)速度的概念

目前城市軌道交通設(shè)計(jì)時(shí)各系統(tǒng)均按最高車速80 km/h進(jìn)行設(shè)計(jì)，但信號(hào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)ATP(列車自動(dòng)防護(hù))時(shí)，將車速限制在72 km/h左右，主要考慮ATP防護(hù)啟動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)控制延時(shí)，以避免車輛超過80 km/h。但這樣的設(shè)計(jì)直接導(dǎo)致車輛最高速度受限，影響了折返時(shí)間和全程旅行時(shí)間，因此，多條線路包括北京5號(hào)線和本工程均在線路通車后采取了修改ATP的防護(hù)速度。

對(duì)此，建標(biāo)-2008《城市軌道交通建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》也提出一些改正措施，如第三十三條“車輛構(gòu)造速度應(yīng)高于車輛設(shè)計(jì)最高速度的10%或10 km/h。車輛設(shè)計(jì)最高速度應(yīng)滿足列車最高運(yùn)行速度，并允許出現(xiàn)瞬間超速5 km/h”，在條文解釋說明中指出“瞬間一般指2～3 s”。

事實(shí)上，建標(biāo)頒布后，ATP防護(hù)速度在設(shè)計(jì)中仍然是一個(gè)爭(zhēng)議性很大的問題，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在于，往往設(shè)計(jì)單位的車輛只是工藝專業(yè)，并不承擔(dān)車輛制造方面的責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn);而在招標(biāo)過程中，車輛廠商往往根據(jù)車輛最高運(yùn)營(yíng)速度進(jìn)行投標(biāo)，對(duì)瞬間超速不予同意，原因是難以驗(yàn)證。根據(jù)筆者參與本工程以及北京、寧波等地工程的經(jīng)驗(yàn)，建議在城市軌道交通設(shè)計(jì)中引入“最高設(shè)計(jì)速度”和“最高運(yùn)營(yíng)速度”，系統(tǒng)最高設(shè)計(jì)速度提到90 km/h，而實(shí)際運(yùn)營(yíng)最高速度為80 km/h，不再提瞬間最高速度的概念，速度提高后對(duì)線路、限界、軌道等行車系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的影響很小。事實(shí)上，目前在鐵路設(shè)計(jì)中即采用了設(shè)計(jì)速度和最高運(yùn)營(yíng)速度兩個(gè)指標(biāo)。

［1］北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司.沈陽地鐵二號(hào)線一期工程可行性研究報(bào)告［R］.北京，2005.

［2］北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司.沈陽地鐵二號(hào)線一期工程初步設(shè)計(jì)：第二篇 線路［R］.北京，2006.

［3］北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司.沈陽地鐵二號(hào)線一期工程施工圖設(shè)計(jì)：第一篇 線路［R］.北京，2007.

［4］北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司.沈陽市城市軌道交通建設(shè)建設(shè)規(guī)劃(2012—2018)［R］.北京，2010.

［5］GB/T 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

［6］建標(biāo)-2008城市軌道交通建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008.

Review and Summary of the Line Design of Shenyang Subway Line 2 First-stage Project

Zhou Min Huang Rui
(Beijing Urban Engineering Design＆Research Institute Co.，Ltd.，Beijing 100037)

The paper systematically reviewed the line design of Shenyang subway Line 2 first-stage project and the overall design，summarized and reflected on the experience of preplanning and presented advice for urban rail transit from preplanning up to later-stage implementation according to the design modifications，such as strengthening project planning and management，introducing the concept of design speed and operation speed，etc.

Shenyang subway Line 2 first stage-project;line design;summary;proposals

U239.5

A

1672-6073(2013)05-0030-05

10.3969/j.issn.1672-6073.2013.05.008

2012-12-22

2013-01-19

周敏，男，高級(jí)工程師，從事城市軌道交通線路規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作，zhoumin1979@sohu.com

(

郝京紅)