城市規(guī)劃待建區(qū)域軌道交通線路方案研究
——以西安地鐵5號線二期工程為例

楊再存

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,西安 710043)

1 研究背景

西安地鐵5號線是西安城市軌道交通線網(wǎng)中貫穿西安城南東西部區(qū)域的一條骨干線路，依次串聯(lián)了紡織城鐵路綜合交通樞紐、曲江新區(qū)、交大校區(qū)及科技園、文藝路片區(qū)、西工大片區(qū)、高新區(qū)、西咸新區(qū)等城市重要功能區(qū)和大學(xué)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)[1]。其中二期工程是向西咸新區(qū)方向的拓展線路，線路從交大創(chuàng)新港至和平村站。該段線路基本位于西咸新區(qū)的灃東新城和灃西新城范圍內(nèi)[2]，該區(qū)域現(xiàn)狀基本為農(nóng)田，處于城市的規(guī)劃待建區(qū)域。5號線二期工程線路方案的選擇需要結(jié)合城市總體規(guī)劃、軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃、城市路網(wǎng)規(guī)劃以及城市待建區(qū)域的近期重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目等情況，進(jìn)行線路走向方案研究[3-4]。

線路敷設(shè)方式的選擇是城市軌道交通建設(shè)過程中需要解決的另一個(gè)重要問題，城市規(guī)劃、路網(wǎng)交通、環(huán)境景觀等與線路敷設(shè)方式的選擇相互影響，密不可分，城市建成區(qū)域大多道路狹窄，兩側(cè)建筑密集，線路多采用地下敷設(shè)方式[5-6]，而處于規(guī)劃待建區(qū)域的西咸新區(qū)灃東、灃西新城處于開發(fā)建設(shè)初期，區(qū)域規(guī)劃道路及周邊用地性質(zhì)存在調(diào)整的可能性。依據(jù)城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范，在城區(qū)外有條件的地方，地鐵宜采用高架或地面線路[7-8]，因此5號線二期工程需要緊密結(jié)合城市規(guī)劃條件、與城市路網(wǎng)規(guī)劃、沿線城市設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)配合，在滿足沿線環(huán)境景觀要求的前提條件下，選擇適當(dāng)?shù)木€路敷設(shè)方式。

2 線路走向方案研究

2014年1月6日，西咸新區(qū)獲國家批復(fù)，成為我國第七個(gè)國家級新區(qū)，賦予了西咸新區(qū)新的定位、新要求，隨著西咸新區(qū)的獲批，5號線二期沿線區(qū)域的規(guī)劃用地布局有了較大變化[9]，基于此背景，對5號線二期工程在西咸新區(qū)范圍內(nèi)的線路走向方案進(jìn)行了比選論證研究。西安地鐵5號線二期工程線路走向方案示意如圖1所示。

圖1 西安地鐵5號線二期工程線路走向方案示意

2.1 方案概述

(1)方案1(原線網(wǎng)規(guī)劃方案)

線路西起余姚，向東穿行信息產(chǎn)業(yè)園拓展區(qū)、國際文教園至終點(diǎn)灃河。比選范圍內(nèi)線路長13.4 km，設(shè)站7座。

(2)方案2(規(guī)劃調(diào)整后方案)

考慮到規(guī)劃調(diào)整后信息產(chǎn)業(yè)園拓展區(qū)為城市遠(yuǎn)期建設(shè)項(xiàng)目，且規(guī)劃人口較少，研究了灃河段走行于新西寶高速公路北側(cè)的方案2走向方案。

該方案線路西起交大創(chuàng)新港，向東穿行絲路風(fēng)情小鎮(zhèn)、國際文教園至終點(diǎn)灃河。比選范圍內(nèi)線路長12.3 km，設(shè)8座車站。

2.2 方案分析

(1)客流吸引

方案1主要走行于信息產(chǎn)業(yè)園拓展區(qū)及國際文教園，人口密度相對較低，且為遠(yuǎn)期建設(shè)區(qū)域，客流吸引較差；方案2覆蓋交大創(chuàng)新港、絲路風(fēng)情小鎮(zhèn)、國際文教園、信息產(chǎn)業(yè)園、會(huì)展城等客流密集區(qū)，客流吸引較好。

(2)沿線規(guī)劃

方案1沿線規(guī)劃有大部分工業(yè)用地，不屬于近期開發(fā)建設(shè)范圍；方案2走行于規(guī)劃功能區(qū)核心，且屬于近期開發(fā)建設(shè)范圍，可以有效支持區(qū)域開發(fā)建設(shè)，落實(shí)城市總體規(guī)劃。

(3)線路條件

相對而言，方案2線路較曲折，線形較差。

(4)工程實(shí)施條件

方案1走行區(qū)域不屬于近期開發(fā)建設(shè)范圍，沿線現(xiàn)狀為村莊、田地，本工程實(shí)施時(shí)施工進(jìn)場條件、協(xié)調(diào)難度大；方案2走行于近期城市重點(diǎn)建設(shè)區(qū)域，本工程實(shí)施時(shí)，沿線已經(jīng)開始開發(fā)建設(shè)，建設(shè)條件比較成熟，實(shí)施條件較好。

2.3 方案綜合比較

線路走向方案綜合比較結(jié)果如表1所示。

規(guī)劃調(diào)整后的線路方案2與方案1相比，線路覆蓋了交大創(chuàng)新港、絲路風(fēng)情小鎮(zhèn)、國際文教園、信息產(chǎn)業(yè)園、會(huì)展城等，這些區(qū)域人口密度大，客流量大且屬于城市近期重點(diǎn)開發(fā)建設(shè)區(qū)域，其線路方案覆蓋的功能區(qū)范圍較大，無論是客流吸引還是支持城市規(guī)劃落實(shí)等方面均較優(yōu)，且沿線建設(shè)條件相對成熟，因此推薦線路方案2。

表1 線路走向方案綜合比較

3 線路敷設(shè)方式研究

西安地鐵5號線二期工程主要走行于城市規(guī)劃待建區(qū)域，其線路敷設(shè)方式的選擇主要受沿線規(guī)劃用地性質(zhì)、城市設(shè)計(jì)、規(guī)劃道路條件、現(xiàn)狀建設(shè)條件、既有和規(guī)劃建(構(gòu))筑物等影響，線路敷設(shè)方式需要積極主動(dòng)與城市規(guī)劃條件、城市路網(wǎng)規(guī)劃、沿線城市設(shè)計(jì)互相協(xié)調(diào)配合，在滿足沿線環(huán)境景觀要求的前提條件下，選擇適當(dāng)?shù)木€路敷設(shè)方式。

3.1 高架線方案

高架線方案旨在降低工程投資，同時(shí)也可避免與地下管線和構(gòu)筑物的干擾，消除安全隱患。

高架線車站采用高架三層島式車站，其中，地上三層為站臺層，主要負(fù)責(zé)旅客乘降。地上兩層為站廳層，負(fù)責(zé)售檢票、旅客換乘等功能，高架線車站站臺層如圖2所示。

圖2 高架線車站站臺層

由于車站規(guī)模較大，沿線車站周邊用地緊張，站廳層設(shè)于地上兩層。但車站橋梁體量大，景觀效果較差。因此將站廳層布于地面，既有利于客流集散又能美化景觀，高架車站效果圖如圖3所示。

圖3 高架車站效果圖

高架區(qū)間橋梁結(jié)構(gòu)基本形式主要為簡支梁及連續(xù)梁2種。區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)梁跨結(jié)構(gòu)形式選用跨度30 m簡支梁結(jié)構(gòu)(寬度8.9 m)，經(jīng)過主要路口時(shí)則根據(jù)地面交通組織情況及橋梁跨度選擇合理的鋼混連續(xù)梁。

軌道交通高架橋中可選用的截面形式主要有箱梁、T梁、預(yù)制吊裝小箱梁和板梁。由于整體箱梁在整體造型與形體變化上比較豐富，與橋梁的整體比例結(jié)合比較好，跨度適應(yīng)性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)線路外觀線形的流暢與連續(xù)，因此本線橋梁截面采用整體箱梁形式。

由于地鐵高架線對沿線景觀有較大影響，高架車站、高架線路的孔跨形式、外觀造型都將產(chǎn)生較大的視覺沖擊，如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，將形成良好的視覺誘導(dǎo)與周邊相映成輝。若設(shè)計(jì)不當(dāng)，易造成視覺污染。

通過國內(nèi)外地鐵專家對梁型、整體比例、橋高、跨度等方面的美學(xué)研究，認(rèn)為當(dāng)滿足以下條件時(shí)，軌道交通高架橋能夠符合人們的審美習(xí)慣和特點(diǎn)[10]。

橋高與跨度比:1∶2.3(2.5)；梁高與橋高之比：1/4～1/5；墩厚與梁高的比：接近黃金分割比1∶1.6[11]。

通過對不同橋高進(jìn)行視覺分析，橋高在9～13 m視覺壓抑感不明顯，高架區(qū)間效果圖如圖4所示。

圖4 高架區(qū)間效果圖

高架車站大多采用自然通風(fēng)和排煙方式，必要時(shí)才設(shè)置機(jī)械通風(fēng)、排煙系統(tǒng)；高架線路本體工程簡易，工期短，施工風(fēng)險(xiǎn)較小，運(yùn)營期遇突發(fā)事件較易疏散。運(yùn)營后照明、通風(fēng)空調(diào)等運(yùn)營費(fèi)用低，可以有效地降低建設(shè)、運(yùn)營成本，提高收益。

3.2 地下線方案

地下線敷設(shè)方案是城市軌道交通建設(shè)中常用的一種敷設(shè)方式。車站一般采用地下兩層形式。其中，地下一層為站廳層，如圖5所示，負(fù)責(zé)售檢票、旅客換乘等功能。地下二層為站臺層，如圖6所示，主要負(fù)責(zé)旅客乘降。由于地鐵車站規(guī)模較大，大多采用明挖法施工，車站的實(shí)施對區(qū)域內(nèi)地下管線需進(jìn)行遷改。

圖5 地下線車站站廳層

圖6 地下線車站站臺層

地下線區(qū)間由于斷面小，埋深大，施工多采用盾構(gòu)或暗挖，對地面道路基本沒有干擾。

地下線建成后，只有車站出入口、風(fēng)亭等少量建筑露出地面，對城市景觀、周邊規(guī)劃影響較小。同時(shí)，運(yùn)營振動(dòng)及噪聲較小，對線路兩側(cè)環(huán)境干擾較小。

3.3 5號線二期工程沿線建設(shè)條件分析

5號線二期工程西起交大創(chuàng)新港，之后沿規(guī)劃學(xué)鎮(zhèn)環(huán)路、天元路向東，在秦皇大道路口附近轉(zhuǎn)向南，沿秦皇大道布設(shè)，經(jīng)過新西寶高速公路，至大學(xué)路向東沿昆明二路、大寨路至終點(diǎn)和平村站。線路長約19.868 km，設(shè)站13座，西安地鐵5號線二期工程線路走向如圖7所示。

圖7 西安地鐵5號線二期工程線路走向示意

線路從交大創(chuàng)新港至文教園站段沿線現(xiàn)狀基本為田地和村莊，處于開發(fā)建設(shè)的起步階段，沿線規(guī)劃的學(xué)鎮(zhèn)環(huán)路、天元路、秦皇大道、科技路的道路紅線寬度都在50 m以上，經(jīng)與規(guī)劃部門多輪次溝通對接，將沿線規(guī)劃道路的路中預(yù)留12 m寬的中央分隔帶作為線路高架敷設(shè)的走廊，同時(shí)調(diào)整道路兩側(cè)用地布局，把對環(huán)境影響不太敏感的商業(yè)建筑臨街布置，把居住等對環(huán)境要求較高的建筑靠后布置，結(jié)合線路周邊環(huán)境對高架車站、高架橋梁孔跨形式、橋墩造型等進(jìn)行美化設(shè)計(jì)，能夠形成良好的景觀效果，與周邊相映成輝[12]。因此，線路從交大創(chuàng)新港至文教園站段采用高架敷設(shè)方式是合理的。

線路從文教園至豐鎬村段，該段線路上跨灃河后主要走行于灃東新城區(qū)，昆明二路規(guī)劃紅線寬50 m，道路還未實(shí)施，兩側(cè)規(guī)劃用地性質(zhì)主要為商業(yè)和居住用地，可研階段線路從張旺渠至鎬京站段采用高架敷設(shè)方式，由于近期城市規(guī)劃的調(diào)整，該段線路穿越了規(guī)劃的大西安新核心區(qū)，地處規(guī)劃的大長安軸，近期將進(jìn)行高強(qiáng)度、高密度、高品質(zhì)的開發(fā)建設(shè)，而從現(xiàn)狀條件和功能需求來看，高架和地下兩種敷設(shè)方式均具有可行性。

3.4 文教園至豐鎬村站段敷設(shè)方案研究

(1)方案1：高架線敷設(shè)方案

線路出文教園站后上跨灃河向東進(jìn)入昆明二路敷設(shè)，于灃涇大道西側(cè)設(shè)張旺渠站，科源三路西側(cè)設(shè)牛角村站，科源一路東側(cè)設(shè)鎬京站，出鎬京站后線路上跨太平河，于新城園區(qū)路西側(cè)AK18+010處設(shè)敞口位置，由高架轉(zhuǎn)換為地下敷設(shè)，并于新城園區(qū)路東側(cè)設(shè)豐鎬村站。文教園至豐鎬村站段高架敷設(shè)示意如圖8所示。

圖8 文教園至豐鎬村站段高架敷設(shè)示意

方案1優(yōu)缺點(diǎn)分析如下。

方案比較范圍內(nèi)線路長4.994 km，其中地下線0.384 km，高架線長約4.437 km，路基和U形槽段0.173 km；全線設(shè)地下車站1座，高架車站3座，車站建筑面積共計(jì)約36 507 m2；征用建設(shè)用地約9.4 hm2，房屋拆遷面積約48 050 m2；高架線路需要占用城市道路資源，與周邊城市歷史景觀不協(xié)調(diào)；施工作業(yè)面多，工期短；建設(shè)投資省，土建費(fèi)用約8.7億元，運(yùn)營成本較低。

(2)方案2：地下線敷設(shè)方案

線路出文教園站后上跨灃河向東進(jìn)入昆明二路敷設(shè)，線路于灃涇大道西側(cè)YDK13+950處設(shè)敞口段，由高架轉(zhuǎn)換為地下，并于道路東側(cè)設(shè)張旺渠站，之后線路地下敷設(shè)至方案比較終點(diǎn)豐鎬村站。文教園至豐鎬村站段地下敷設(shè)示意見圖9。

方案2優(yōu)缺點(diǎn)分析如下。

方案比較范圍內(nèi)線路長4.994 km，全為地下線路；設(shè)地下車站4座，車站建筑面積共計(jì)50 027 m2；在施工時(shí)車站范圍需交通疏解，建成后無影響；征用建設(shè)用地約5.33 hm2，房屋拆遷面積約32 016 m2；該段線路地質(zhì)條件主要為中砂層，敞口段有局部暗挖施工，工程風(fēng)險(xiǎn)大，工期長；建設(shè)投資高，較高架方案多近5.7億元。

圖9 文教園至豐鎬村站段地下敷設(shè)示意

(3)方案綜合比較

對高架線和地下線的敷設(shè)方案分別從車站形式、規(guī)模、對景觀的影響、工期、投資等方面綜合比較，比較結(jié)果如表2所示。

表2 文教園至豐鎬村段敷設(shè)方案比較

由于城市規(guī)劃的調(diào)整，灃東立體城市段規(guī)劃了南北向的大長安軸，為大西安新的核心區(qū)，昆明二路規(guī)劃紅線寬度為50 m，沿線道路兩側(cè)將進(jìn)行高強(qiáng)度、高密度、高品質(zhì)的開發(fā)建設(shè)，高架線對本段城市核心區(qū)的環(huán)境景觀影響較大，與區(qū)域功能定位不符，不利于城市高品質(zhì)的開發(fā)建設(shè)，而地下線對環(huán)境景觀基本無影響，因此該段線路推薦采用地下敷設(shè)方案。

4 結(jié)語

通過對西安地鐵5號線二期工程線路方案的研究和分析，位于城市規(guī)劃待建區(qū)域的城市軌道交通線路方案的選擇需要做好以下幾個(gè)方面的工作。

(1)由于城市發(fā)展向外圍擴(kuò)展，其外圍區(qū)域的城市總體規(guī)劃存在不穩(wěn)定性，線路方案的選擇需要與城市總體規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃緊密配合，盡量增大沿線客流吸引，滿足城市發(fā)展的需要，最大限度地滿足城市規(guī)劃的落實(shí)。

(2)高架線路最好沿著城市主干道的路中敷設(shè)，設(shè)計(jì)過程中需要與城市路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)配合，一般在道路中間預(yù)留12 m寬綠化帶作為高架敷設(shè)走廊，同時(shí)把對環(huán)境影響不太敏感的商業(yè)建筑臨街布置，把居住等對環(huán)境要求較高的建筑靠后布置，以降低線路對兩側(cè)的環(huán)境影響。

(3)需要從車站景觀造型設(shè)計(jì)、橋梁孔跨形式、梁型選擇、墩形選擇等方面對高架線進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)，使其形成良好的視覺誘導(dǎo)與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。

(4)城市規(guī)劃核心區(qū)一般都要進(jìn)行高強(qiáng)度、高密度、高品質(zhì)的開發(fā)建設(shè)，高架線很難與城市核心區(qū)的功能定位和周邊規(guī)劃環(huán)境相協(xié)調(diào)，建議一般采用地下線敷設(shè)。

以上僅對西安地鐵5號線二期工程的線路方案進(jìn)行了分析研究，希望通過本文的研究，能夠?yàn)楦囝愃频某鞘熊壍澜煌ň€路方案的合理規(guī)劃和決策提供參考。