穿越城市中心區(qū)的市域快速軌道交通工程設(shè)計(jì)重難點(diǎn)問(wèn)題淺析

馬斌軍

摘 要：近年來(lái)，隨著城市的發(fā)展，地鐵和市域鐵路大力發(fā)展，二者工程技術(shù)基本成熟，地鐵主要服務(wù)市區(qū)，市域鐵路主要服務(wù)郊區(qū)，但其二者獨(dú)立運(yùn)營(yíng)使得出行時(shí)間成本高，穿越城市中心區(qū)的市域快速軌道交通兼顧城市地鐵和市域鐵路的雙重服務(wù)功能，其大大降低時(shí)間成本，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)線路較少，工程設(shè)計(jì)技術(shù)不成熟，現(xiàn)以成都地鐵13號(hào)線為例，分析穿越城市中心區(qū)的市域快速軌道交通工程設(shè)計(jì)重難點(diǎn)問(wèn)題，希望起到拋磚引玉的效果。

關(guān)鍵詞：市域快速軌道交通;重難點(diǎn);設(shè)計(jì)

0 前言

近年來(lái)，隨著城市的發(fā)展，地鐵和市域鐵路大力發(fā)展，地鐵線路短、站間距小、旅行速度較低、客流密度高，市域鐵路線路長(zhǎng)、站間距大、旅行速度大、客流密度低等特點(diǎn)，二者工程技術(shù)基本成熟。然而，穿越城市中心區(qū)的市域快速軌道交通[1]需兼顧城市地鐵和市域鐵路的雙重服務(wù)功能，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)線路較少，工程設(shè)計(jì)技術(shù)不成熟，現(xiàn)以成都地鐵13號(hào)線為例，對(duì)市域快速軌道交通工程的特征進(jìn)行分析，為市域快速軌道交通的工程設(shè)計(jì)及運(yùn)營(yíng)提供參考。

1 工程特征

13號(hào)線起于城鐵溫江站，貫穿中心城區(qū)后銜接龍泉驛區(qū)、簡(jiǎn)陽(yáng)新城、空港新城，終止于天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)，形成一條東西向的快速通道，同時(shí)兼顧機(jī)場(chǎng)線功能，13號(hào)線定位為市域快線，全線97.8 km，設(shè)站36座，見(jiàn)圖1[2]。

成都13號(hào)線作為穿越城市中心區(qū)的市域快速軌道交通，與市域快線和市內(nèi)地鐵線路相比具有較大的不同，主要有以下7個(gè)特點(diǎn)。

1.1 服務(wù)功能多

13號(hào)線為貫穿中心城區(qū)，連接?xùn)|西方向的快線，串聯(lián)了溫江區(qū)、中心城區(qū)、龍泉驛區(qū)、簡(jiǎn)陽(yáng)區(qū)和新機(jī)場(chǎng)，既要承擔(dān)中心城區(qū)內(nèi)部出行（地鐵線）和中心城區(qū)與周邊衛(wèi)星城的聯(lián)系功能（市域線），又要兼顧機(jī)場(chǎng)線的服務(wù)功能（機(jī)場(chǎng)線）。

1.2 線路長(zhǎng)度長(zhǎng)

13號(hào)線線路全長(zhǎng)97.8 km，設(shè)站36座，銜接溫江、中心城區(qū)、龍泉驛區(qū)、簡(jiǎn)陽(yáng)新城、機(jī)場(chǎng)等多個(gè)組團(tuán)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)范對(duì)于市內(nèi)地鐵線路不宜長(zhǎng)于35 km的要求[3]。

1.3 中心城區(qū)與市域范圍差異較大

13號(hào)線中心城區(qū)段（七里溝～龍華寺）長(zhǎng)度為28.2 km，設(shè)站19座，平均站間距1.48 km，客流量大，周邊建構(gòu)筑物密集，實(shí)施條件苛刻;而外圍的城鐵溫江～七里溝段長(zhǎng)度13.94 km，設(shè)站3座，平均站間距4.65 km;龍華寺～T3T4站段長(zhǎng)度55.61 km，設(shè)站12座，平均站間距4.63 km，客流量相對(duì)小，周邊建構(gòu)筑物少，實(shí)施條件較好。

1.4 客流差異大

在城市軌道交通的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，客流是項(xiàng)目必要性分析、方案比選、確定系統(tǒng)規(guī)模、進(jìn)行效益分析的基礎(chǔ)[4]，特別是市域快線特有的客流特征：中心城區(qū)段與市域段存在嚴(yán)重的時(shí)空不均衡性。

1.5 互聯(lián)互通要求高

本線遠(yuǎn)期與普線網(wǎng)中的1、2、3、4、5、6、7、8、11、25、30號(hào)線換乘實(shí)現(xiàn)快慢網(wǎng)的一體化，提高全網(wǎng)的運(yùn)輸效率，與快線網(wǎng)中的9、10、16、18、19、24號(hào)線換乘，具備互聯(lián)互通的運(yùn)營(yíng)條件，提高各線利用率，加強(qiáng)外圍組團(tuán)之間的直接聯(lián)系，凸顯軌道交通網(wǎng)絡(luò)形態(tài)與城市發(fā)展方向的匹配性。

2 重難點(diǎn)問(wèn)題分析

2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

13號(hào)線服務(wù)于市區(qū)、市域、機(jī)場(chǎng)，不同功能的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，市區(qū)地鐵平均運(yùn)距短、客流量大，主要以通勤客流為主，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，市域鐵路、機(jī)場(chǎng)線平均運(yùn)距長(zhǎng)、客流量小，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高。因此，應(yīng)重點(diǎn)分析市域快速軌道交通功能要求以確定合理的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 綜合系統(tǒng)

2.2.1 速度目標(biāo)值

13號(hào)線是一條兼顧機(jī)場(chǎng)功能的市域快線，具有服務(wù)客流長(zhǎng)距離出行的需求，采用常規(guī)的80 km/h的速度目標(biāo)值，全線旅行時(shí)間大于2 h，相比其他交通方式并無(wú)優(yōu)勢(shì)，且不符合本線的功能定位，應(yīng)考慮與公路的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮市域快線的速度優(yōu)勢(shì)，因此，速度目標(biāo)值是市域快線的重要技術(shù)指標(biāo)。

2.2.2 線站位方案

13號(hào)線作為穿越中心城區(qū)的市域快線，中心城區(qū)換乘節(jié)點(diǎn)多，受控因素多，既要實(shí)現(xiàn)較高的速度目標(biāo)，又要盡可能兼顧主要的客流集散點(diǎn)，因此，合理布設(shè)線站位是本線的研究重點(diǎn)。

2.2.3 車(chē)輛選型與列車(chē)編組

13號(hào)線服務(wù)功能多，不同功能的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，市域段與市區(qū)段客流嚴(yán)重不均衡，且車(chē)輛選型受速度目標(biāo)值方案的影響較大，這對(duì)車(chē)輛選型與列車(chē)編組研究帶來(lái)一定的困難。

2.2.4 列車(chē)運(yùn)行交路

13號(hào)線一、二期范圍內(nèi)客流需求差距較大，為控制運(yùn)營(yíng)成本，需根據(jù)客流需求開(kāi)行種類(lèi)較多的列車(chē)運(yùn)行交路，運(yùn)營(yíng)組織難度大。

2.2.5 越行運(yùn)行

市區(qū)段需結(jié)合速度目標(biāo)值方案研究確定是否有必要設(shè)置越行站;市域段需根據(jù)站點(diǎn)客流乘降量、區(qū)段通過(guò)能力等研究越行站設(shè)置方案，以及大小交路列車(chē)是否采用越行的情況。

2.2.6 跨線運(yùn)行

根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，13號(hào)線市域段需在石盤(pán)等站與其他市域線跨線運(yùn)營(yíng)，13號(hào)線列車(chē)運(yùn)行交路多，且要考慮開(kāi)行大站快車(chē)的情況，實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)營(yíng)，運(yùn)營(yíng)組織方案復(fù)雜、難度較大，需預(yù)估跨線客流，以分配合理的列車(chē)對(duì)數(shù)。

2.3 限界及結(jié)構(gòu)工程

由于13號(hào)線市區(qū)段和市域段的差異導(dǎo)致在不同地段最高運(yùn)行速度不同，研究過(guò)程中應(yīng)結(jié)合不同速度目標(biāo)值，進(jìn)行不同速度下盾構(gòu)管片尺寸的比選研究。

2.4 設(shè)備系統(tǒng)

2.4.1 車(chē)輛系統(tǒng)

13號(hào)線為市域快線并兼顧機(jī)場(chǎng)線功能且未來(lái)實(shí)現(xiàn)與其他快線的互聯(lián)互通，這對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)的運(yùn)行速度及舒適性比普通地鐵高，并與其他線路互聯(lián)互通運(yùn)營(yíng)相兼容。

2.4.2 供電制式

傳統(tǒng)地鐵采用DC1 500 V接觸網(wǎng)供電，市域鐵路采用AC25 kV接觸網(wǎng)供電，然而13號(hào)線兼具傳統(tǒng)地鐵和市域鐵路兩種功能，且需考慮互聯(lián)互通線路的供電要求，研究合理的供電制式，以期提高線路運(yùn)營(yíng)效率，減小運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)及節(jié)省投資。

2.4.3 弱電系統(tǒng)

弱電系統(tǒng)應(yīng)遵循互聯(lián)互通的相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，統(tǒng)一運(yùn)行模式，統(tǒng)一軌旁設(shè)備布置原則、統(tǒng)一人機(jī)界面，以實(shí)現(xiàn)成都地鐵13號(hào)線與24、18-1（資陽(yáng)）線路間在不降級(jí)情況下的互聯(lián)互通運(yùn)行。

2.4.4 站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)

根據(jù)13號(hào)線的功能定位，速度要求高，列車(chē)高速在隧道內(nèi)運(yùn)行時(shí)，隧道內(nèi)活塞風(fēng)效應(yīng)增強(qiáng)，并產(chǎn)生了壓力波等影響列車(chē)安全、舒適運(yùn)行的次生問(wèn)題，對(duì)環(huán)控系統(tǒng)提出了特殊要求。由于列車(chē)運(yùn)行速度的提高，隧道內(nèi)活塞風(fēng)效應(yīng)增強(qiáng)，列車(chē)越行時(shí)站臺(tái)門(mén)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)滿足列車(chē)通過(guò)時(shí)的活塞風(fēng)壓要求，停站時(shí)的隧道活塞風(fēng)壓應(yīng)滿足站臺(tái)門(mén)啟閉要求。因此，站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)也是本線區(qū)別于普速地鐵的一個(gè)研究重點(diǎn)。

2.5 運(yùn)營(yíng)維保

由于市域快線采用的車(chē)輛系統(tǒng)、供電方式等與既有地鐵線路存在差異，因此應(yīng)針對(duì)新工藝、新設(shè)備的維保和檢測(cè)進(jìn)行重點(diǎn)研究，除此之外，穿越中心城區(qū)的市域快線的站間距差異大，對(duì)于長(zhǎng)大線路固定設(shè)施保養(yǎng)維修布點(diǎn)方案應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)研究。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文以成都13號(hào)線為例，分析了穿越城市中心區(qū)的市域軌道交通工程的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)重難點(diǎn)，希望為市域軌道交通工程的研究提供綿薄之力。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁青槐，柴樹(shù)山.市域快軌功能定位及規(guī)劃要點(diǎn)[J].都市快軌交通，2018（4）：1-5.

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[3]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢查檢疫總局.GB 50157-2013，地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[4]沈麗萍，馬瑩，高世廉.城市軌道交通客流分析[J].城市交通，2007（3）：14-19.