軌道交通工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新與實(shí)踐

申曉明

摘要：5號(hào)線是蘇州第二期建設(shè)規(guī)劃最后一條線路，承擔(dān)了對既有建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和對下一期建設(shè)線路技術(shù)引領(lǐng)的作用，5號(hào)線以“構(gòu)建智慧、安全、綠色、人文的現(xiàn)代化軌道交通”為建設(shè)理念，在智慧地鐵、預(yù)制裝配式、土建施工新工法、車站地下空間形式等方面進(jìn)行了新技術(shù)的探索應(yīng)用，取得了不錯(cuò)的實(shí)踐效果，對城市軌道交通的設(shè)計(jì)與建設(shè)具備一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：軌道交通;智慧;安全;綠色;人文

1.概述

圍繞長三角區(qū)域一體化、滬蘇同城化、市域一體化發(fā)展戰(zhàn)略，蘇州軌道交通加快推進(jìn)規(guī)劃布局和工程建設(shè)，全力構(gòu)建智慧、安全、綠色、人文的現(xiàn)代化軌道交通網(wǎng)絡(luò)體系。目前，蘇州軌道交通已開通4條線路，總里程166公里，初步構(gòu)建起“井”字型軌道交通骨干網(wǎng)絡(luò)，日均客流超過120萬人次，在公共交通中的分擔(dān)率超過50%。

5號(hào)線全長44.1Km，設(shè)站34座，是線網(wǎng)中東西向的骨干線路，可緩解古城交通，加強(qiáng)湖東湖西兩岸的聯(lián)系，緩解1號(hào)線運(yùn)能不足。5號(hào)線是蘇州第二期建設(shè)規(guī)劃最后一條線路，承擔(dān)了對既有建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和對下一期建設(shè)線路技術(shù)引領(lǐng)的作用，在此契機(jī)下，筆者帶領(lǐng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在5號(hào)線進(jìn)行了一些設(shè)計(jì)創(chuàng)新探索。

2.設(shè)計(jì)創(chuàng)新探索

2.1創(chuàng)新安全管理

1）強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)源管理

施工安全的根源在設(shè)計(jì)階段對風(fēng)險(xiǎn)源的摸排、定級(jí)，采取針對性的技術(shù)和管理措施。

5號(hào)線在設(shè)計(jì)各個(gè)階段開展風(fēng)險(xiǎn)源專項(xiàng)設(shè)計(jì)，根據(jù)蘇州地質(zhì)特點(diǎn)建立《蘇州軌道交通風(fēng)險(xiǎn)源分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，并對各個(gè)車站、區(qū)間工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)摸查，依據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，編制風(fēng)險(xiǎn)源總報(bào)告，確定全線I環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)27處，II級(jí)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)158處。對于高風(fēng)險(xiǎn)工程，編制高風(fēng)險(xiǎn)工程專項(xiàng)設(shè)計(jì)文件，采取針對性的技術(shù)及管理措施。通過上述程序，確保設(shè)計(jì)階段對風(fēng)險(xiǎn)摸排準(zhǔn)確，并將最終成果應(yīng)用于施工現(xiàn)場的風(fēng)險(xiǎn)管理。

2）采用新工法降低土建施工風(fēng)險(xiǎn)

5號(hào)線東西向穿越蘇州古城，古城區(qū)道路狹窄、建筑物密集，整體實(shí)施難度較大。竹輝路站基坑開挖深度24米，距離文廟古玩市場僅1米，采用了短幅地下連續(xù)墻、鋼支撐伺服系統(tǒng)、分小基坑開挖等技術(shù)措施，確保車站實(shí)施期間建筑物的安全。勞動(dòng)路站地下四層深31米，采用槽壁加固、提前施工端頭加固、分坑實(shí)施、鋼支撐自動(dòng)伺服系統(tǒng)等多項(xiàng)措施，確保超深基坑施工安全。勞動(dòng)路站～新市橋站區(qū)間盾構(gòu)機(jī)始發(fā)15米即下穿運(yùn)營中的地鐵2號(hào)線，垂直最近距離僅3米，開創(chuàng)性的采用短鋼套筒始發(fā)，保障2號(hào)線運(yùn)營安全。石蓮街站、李公堤站出入口通道在蘇州軌道交通首次采用頂管法施工，減小基坑穿越快速道路施工的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2響應(yīng)綠色號(hào)召

1）應(yīng)用多項(xiàng)預(yù)制裝配式技術(shù)

5號(hào)線嘗試在以下幾個(gè)方面開展了預(yù)制裝配式技術(shù)的應(yīng)用。

（1）預(yù)制裝配式軌道板

嘗試對傳統(tǒng)預(yù)制板軌道技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：①填充層材料采用了鋼纖維細(xì)石混凝土代替?zhèn)鹘y(tǒng)的自密實(shí)混凝土，取消了鋼筋設(shè)計(jì)，大幅簡化了施工工序，經(jīng)濟(jì)性更佳。②預(yù)制板外隔離層采用工廠內(nèi)噴涂改性聚氨酯隔離材料的做法，簡化施工工序的同時(shí)，提高了絕緣性能，有利于雜散電流防護(hù);③施工采用全系列裝配式軌道施工專用裝備，實(shí)現(xiàn)了涵蓋運(yùn)輸、鋪設(shè)、精調(diào)、灌筑全過程的機(jī)械化施工和無軌化作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了軌道板的一次性、快速、自動(dòng)調(diào)整到位。

改進(jìn)后的預(yù)制裝配式軌道板施工技術(shù)簡化了施工工序，大幅提高了施工效率，同時(shí)降低了工程造價(jià)，實(shí)施效果較好。

（2）基于BIM的機(jī)電系統(tǒng)裝配式技術(shù)

設(shè)計(jì)、施工階段均采用基于BIM的全過程機(jī)電裝配式技術(shù)。全專業(yè)施工圖設(shè)計(jì)采用BIM建模，設(shè)計(jì)過程中開展管線碰撞檢查，采用三維激光掃描技術(shù)修正土建BIM模型，機(jī)房、綜合管線BIM精細(xì)化設(shè)計(jì)，墻體孔洞BIM精準(zhǔn)預(yù)留，綜合支吊架BIM深化設(shè)計(jì)等。

（3）預(yù)制裝配式疏散平臺(tái)

既有線路的疏散平臺(tái)一般采用型鋼支架+現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，型鋼支架存在易銹蝕、難維保的問題，現(xiàn)澆鋼筋混凝土作業(yè)環(huán)境差。為改善上述問題，5號(hào)線全線疏散平臺(tái)采用活性粉末混凝土（RPC）的預(yù)制板及支架。RPC預(yù)制板質(zhì)量較輕，便于現(xiàn)場的運(yùn)輸和安裝。支架采用RPC預(yù)制構(gòu)件，解決了傳統(tǒng)鋼支架易銹蝕、難維保的問題。

（4）預(yù)制裝配式車輛段檢查坑立柱

胥口車輛段試點(diǎn)采用預(yù)制鋼筋混凝土立柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。采用空心結(jié)構(gòu)，在工廠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，大幅提高了短柱自身的施工質(zhì)量。預(yù)制裝配式短柱施工質(zhì)量高、周期短、精度高，取得不錯(cuò)的實(shí)施效果。

2）采用直流智能照明系統(tǒng)

5號(hào)線率先全線采用直流智能照明系統(tǒng)，為國內(nèi)軌道交通行業(yè)首創(chuàng)，直流電較交流電安全性高、損耗小、可控性高、易于接入分布式能源等優(yōu)勢。

3）場段采用雨水回收系統(tǒng)

為滿足節(jié)約用水及海綿城市建設(shè)的要求，對胥口車輛段、唯亭北停車場大型屋面雨水進(jìn)行收集、處理和回用，用于綠化澆灑、道路沖洗，以達(dá)到開發(fā)建設(shè)對城市自然環(huán)境影響最低、水資源循環(huán)利用、可持續(xù)發(fā)展和維護(hù)城市良好生態(tài)功能的目標(biāo)，是具有環(huán)保功效的綠色工程。

段場雨水調(diào)蓄回用采用雨水調(diào)蓄回用水池的方式。雨水回用系統(tǒng)具有雨水集蓄利用，同時(shí)也具有削減峰值流量的作用。

4）車輛段設(shè)置上蓋平臺(tái)

5號(hào)線胥口車輛段是江蘇省第一個(gè)上蓋開發(fā)+全自動(dòng)運(yùn)行型式車輛段，實(shí)現(xiàn)了“TOD”理念下的車輛基地上蓋一體化設(shè)計(jì)，提升了土地利用率。

在設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)行多方案比選優(yōu)化，通過采取將周月檢與定臨修合建、試車線按地形條件設(shè)置為曲線等方式，既滿足全自動(dòng)運(yùn)行的各項(xiàng)要求，又最大限度的集約出用地進(jìn)行上蓋和白地綜合開發(fā)。優(yōu)化線路和工藝布局后的，集約出約9萬平方米白地用于物業(yè)開發(fā)，同時(shí)通過車輛段上蓋，將土地分層使用，創(chuàng)造出16.5萬平方米蓋上土地進(jìn)行二次開發(fā)利用。

2.3突顯人文關(guān)懷

1）創(chuàng)新車站地下空間形式

建設(shè)國內(nèi)大運(yùn)量軌道交通首例中庭+無柱地下車站。蘇嘉杭站位于黃天蕩河邊的綠地內(nèi)，車站中板設(shè)置了一個(gè)65mX10m的大中庭，使得整個(gè)車站站廳與站臺(tái)空間融入為一體，提高了車站空間的通透性和乘車體驗(yàn)，是一種新線值得廣泛推廣的地下車站形式。

長江路站采用車站公共區(qū)無吊頂設(shè)計(jì)，將自然美感與工業(yè)質(zhì)感相結(jié)合，摒棄繁雜的裝飾而趨向于整合各專業(yè)管線安裝，關(guān)注管線的序列所呈現(xiàn)的美學(xué)效果，作為裝飾構(gòu)件的一部分，將仿生形態(tài)與現(xiàn)代多媒體結(jié)合營造空間現(xiàn)代體態(tài)、自然靈動(dòng)的藝術(shù)感。

李公堤南站將垂直綠色植物應(yīng)用在地鐵站內(nèi)，改善了車站空氣質(zhì)量，提高了地下車站空間舒適度，協(xié)調(diào)人與環(huán)境之間的關(guān)系。

2）應(yīng)用智能導(dǎo)向系統(tǒng)

車站首次采用了三維街景立體圖，導(dǎo)向信息更簡潔、更清晰。車站在出入口、站廳及站臺(tái)等區(qū)域采用了互動(dòng)式智能LCD綜合咨詢屏，同步反映周邊街區(qū)、線網(wǎng)圖、列車運(yùn)行圖、車站平剖面、暢行、車站首末車時(shí)間及公交換乘等信息。

3）實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)與周邊開發(fā)的融合

建設(shè)前期與周邊地塊提前融合設(shè)計(jì)，建設(shè)時(shí)期相近的站點(diǎn)與開發(fā)同步，車站設(shè)計(jì)充分結(jié)合周邊地下空間及地建筑進(jìn)行一體化融合設(shè)計(jì)。勞動(dòng)路站與龍湖天街商業(yè)無縫連接，南門站與金地商業(yè)融合共建，車站出入口、風(fēng)亭及冷卻塔均設(shè)置在商業(yè)建筑的地下室及地面建筑內(nèi)，給市民出行帶來極大的出行便利，同時(shí)大大地提升了城市景觀形象。

4）開展管理用房一體化設(shè)計(jì)

車站管理用房遵循以人為本、技術(shù)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念，采用家具一體化設(shè)計(jì)的處理手法，地面及墻面運(yùn)用冷暖色調(diào)的搭配，摒棄了地下空間的沉悶感，讓車站地下空間更加整齊干凈，簡潔明快的色彩搭配、營造現(xiàn)代現(xiàn)代的辦公環(huán)境，體現(xiàn)人文關(guān)懷。

5）提升便民服務(wù)設(shè)計(jì)

無障礙設(shè)計(jì)過程中與無障礙人士進(jìn)行密切溝通，對設(shè)備設(shè)施、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化。每座車站均獨(dú)立設(shè)置了無障礙衛(wèi)生間，衛(wèi)生間門采用了電動(dòng)平移門和自潔式抗菌扶手。車站客服中心采用了高低位服務(wù)窗口，便于無障礙人士使用。

3.結(jié)語

經(jīng)過近二十年的快速發(fā)展，我國城市軌道交通建設(shè)正經(jīng)歷從高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展的重要階段，蘇州市軌道交通5號(hào)線開展了一些設(shè)計(jì)創(chuàng)新探索，應(yīng)用了一些新技術(shù)，取得了不錯(cuò)的成效，為新線建設(shè)提供了有益的借鑒。下一步，我們將圍繞“綜合、智慧、安全、綠色、人文”的理念，不斷創(chuàng)新，進(jìn)一步推動(dòng)軌道交通高質(zhì)量發(fā)展。

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