漳州開發(fā)區(qū)雙魚島旅游鐵路建設(shè)方案研究

謝 鵬 何要超

(中鐵大橋勘測設(shè)計院集團(tuán)有限公司武漢分公司， 武漢 430074)

1 工程概況

漳州開發(fā)區(qū)雙魚島旅游鐵路地處漳州市，定位為雙魚島旅游項目配套工程，是服務(wù)于廈漳旅游市場、打造廈門灣精品旅游品牌、溝通兩地經(jīng)濟(jì)文化、以客為主的市域旅游鐵路，同時兼顧廈漳同城化的區(qū)域交通。項目沿線人口密度較大，路網(wǎng)和獨(dú)立水系眾多，有高校、海洋物種自然保護(hù)區(qū)等眾多環(huán)境敏感點(diǎn)；線路跨越廈門灣，沿線地形、地質(zhì)條件復(fù)雜多變，氣候具有高溫、高濕、高鹽等特點(diǎn)，項目設(shè)計難度較大[1-4]。本文基于有效銜接軌道交通、加快實(shí)現(xiàn)便捷換乘、更好服務(wù)旅游通勤、降低經(jīng)營開發(fā)等原則，充分考慮既有漳州市規(guī)劃、客流、地形、地質(zhì)、氣候環(huán)境、投資等因素，對漳州開發(fā)區(qū)雙魚島旅游鐵路的交通模式、設(shè)站位置、線路走向方案進(jìn)行了研究，提出了經(jīng)濟(jì)合理的雙魚島旅游鐵路建設(shè)方案。

2 軌道交通模式研究

目前沿線主要景區(qū)的交通方式仍以汽車、輪渡為主。若是在旅游旺季，車流較大，一方面給景區(qū)道路帶來較大壓力，大大限制了道路的通行能力；另一方面，隨著游客接待人數(shù)的不斷增加，特別是自駕車游、包車旅游的迅速增長，影響了景區(qū)內(nèi)的旅游環(huán)境，加大了管理難度，不利于提升旅游品質(zhì)。軌道交通具有運(yùn)量大、輸送能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在能量消耗、環(huán)境污染、事故損失、道路占用等方面有著其它交通方式不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。不同交通模式時間對比如表1所示。

表1 不同交通模式時間對比表

從表1可以看出，軌道交通可極大限度縮短旅游到達(dá)景區(qū)所經(jīng)歷的時間，提高游客的舒適度，提高景區(qū)交通服務(wù)水平與運(yùn)輸質(zhì)量。因此推薦漳州開發(fā)區(qū)旅游交通模式采用軌道交通模式。

2.1 不同軌道交通模式特點(diǎn)分析

根據(jù)不同服務(wù)對象、服務(wù)水平、客運(yùn)量、建設(shè)規(guī)模和管理方式等，軌道交通模式大致可分為城際鐵路、城市軌道交通、市域鐵路3個層次[5-7]。不同軌道交通模式的特點(diǎn)對比如表2所示。

表2 不同軌道交通模式特點(diǎn)對比表

本線定位為雙魚島旅游項目配套工程，是服務(wù)于廈漳旅游市場同時兼顧廈漳同城化的區(qū)域交通，線路長度較短。城際鐵路主要服務(wù)于省會城市和主要大、中城市之間的中長途客流，其平均站間距較長，與本線的功能定位不相匹配；城市軌道交通主要承擔(dān)城市中心城內(nèi)的客運(yùn)服務(wù)，可滿足本線的功能定位，但單公里造價高昂；市域鐵路可將城市市區(qū)與周圍的多個點(diǎn)或組團(tuán)相連接，具有內(nèi)聚外聯(lián)的功能，不僅能滿足本線的功能定位，而且造價也較城市軌道交通低廉。綜合軌道交通模式分類、功能及工程造價來分析，本線宜按市域鐵路進(jìn)行建設(shè)。

2.2 雙魚島定位及服務(wù)對象分析

漳州開發(fā)區(qū)雙魚島是經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)的中國首例經(jīng)營性用海項目，本線作為連接廈門本島與漳州開發(fā)區(qū)的旅游鐵路項目，是雙魚島項目招商和開發(fā)的重要支撐，是連接未來雙魚島景區(qū)與鼓浪嶼景區(qū)的主要交通工具，并與鼓浪嶼景區(qū)交相輝映，促進(jìn)漳州開發(fā)區(qū)融入廈門灣經(jīng)濟(jì)一體化，成為廈門的“第五城”，實(shí)現(xiàn)和廈門同城化發(fā)展。本項目近期、中期、遠(yuǎn)期對應(yīng)的客流指標(biāo)如表3所示。

表3 漳州開發(fā)區(qū)雙魚島旅游鐵路客流指標(biāo)表

從表3可以看出，本線近期、中期、遠(yuǎn)期高峰小時最大斷面發(fā)送客流分別為 4 602人次、5 753人次、7 966人次。隨著漳州開發(fā)區(qū)發(fā)展和完善，廈門本島至漳州開發(fā)區(qū)日常公務(wù)通勤和生活出行需求的客流將穩(wěn)步增長，廈門鼓浪嶼景區(qū)與漳州開發(fā)區(qū)雙魚島景區(qū)間的旅游客流在本線承擔(dān)的客流中占相當(dāng)?shù)谋戎亍?/p>

從雙魚島功能定位和承擔(dān)的主要客流分析，本線的建設(shè)宜充分考慮雙魚島游客旅游的要求、服務(wù)對象的特殊性，建議本線按市域鐵路進(jìn)行建設(shè)。

2.3 軌道交通模式推薦

從上述綜合分析可以看出，本項目建設(shè)時應(yīng)充分考慮旅游客流的季節(jié)性、舒適性、游覽性和安全性等，本項目軌道交通模式為連接廈門本島與漳州開發(fā)區(qū)的市域旅游鐵路，線路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)表

3 軌道交通建設(shè)方案研究

本文參考既有文獻(xiàn)的研究結(jié)論，抓住選線工作的主要制約因素，充分貫徹“規(guī)劃選線”、“地質(zhì)選線”、“環(huán)保選線”、“重大工程優(yōu)先選址”的原則[8-13]，對漳州開發(fā)區(qū)雙魚島旅游鐵路建設(shè)方案進(jìn)行研究。

根據(jù)漳州市遠(yuǎn)期規(guī)劃鐵路規(guī)劃布置，新建鐵路西側(cè)遠(yuǎn)期接入港尾站，東側(cè)近期引入廈門大學(xué)站，遠(yuǎn)期經(jīng)廈門大學(xué)站引入廈門車站，線路的大致走向確定，結(jié)合周圍的客流來源、疏散等因素考慮，線路設(shè)站4個，分別為濱海新城站、廈門大學(xué)分校站、雙魚島站及廈門大學(xué)站。濱海新城站至雙魚島站，沿線地勢開闊平坦、人口密布、路網(wǎng)發(fā)達(dá)，其線路平面方案需重點(diǎn)關(guān)注。雙魚島站至廈門大學(xué)站線路需穿越廈門灣海域，廈門灣海域附近有珍稀海洋物種保護(hù)區(qū)等諸多環(huán)境敏感點(diǎn)，線路需進(jìn)行繞避，綜合考慮海底地質(zhì)、地形因素，線路平面方案擺動余地較小，單線路縱斷面方案受地質(zhì)條件、隧道施工方法等影響較大，縱斷面需進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。

3.1 濱海新城站至雙魚島站段

該段主要位于漳州開發(fā)區(qū)內(nèi)，線路走向主要受地方規(guī)劃、客流需求、工程投資等方面影響，本次主要研究了沿南濱大道方案和穿虎甲山方案，兩方案沿線均設(shè)濱海新城、廈門大學(xué)分校、雙魚島3個車站。

3.1.1 方案概述

(1)沿南濱大道方案(方案Ⅰ)

方案Ⅰ線路從白沙村附近的濱海新城站接出，沿南濱大道前行，沿線經(jīng)店地村、廈門大學(xué)漳州分校、綠海學(xué)城、廈門灣1號，至雙魚島陸島連接橋附近設(shè)雙魚島站，線路方案比較段終點(diǎn)為AK 9+160.00。該比較方案共設(shè)有9個曲線，最小曲線半徑500 m。沿線設(shè)橋梁1座1.1 km，隧道1座7.008 km，橋隧比重88.52%。

(2)穿虎甲山方案(方案Ⅱ)

方案Ⅱ線路從白沙村附近的濱海新城站接出，穿多肽用地東南側(cè)后，在尖山橋附近設(shè)廈門大學(xué)分校站，出站后線路經(jīng)廈門大學(xué)漳州校區(qū)西側(cè)，穿行虎甲山，至半山片區(qū)的永鴻用地北側(cè)后與南濱大道重合，在雙魚島陸島連接橋附近設(shè)雙魚島站，比較段終點(diǎn)A1K 8+560.42。該比較方案線路長8.56 km，共設(shè)有5個曲線，最小曲線半徑500 m。沿線設(shè)橋梁2座2.56 km，隧道2座4.96 km，橋隧比重87.85%。

3.1.2 主要方案比選

兩種線路方案對應(yīng)的主要工程數(shù)量及投資如表5所示，其優(yōu)缺點(diǎn)對比如表6所示。

表5 主要工程數(shù)量及投資比較表

表6 方案優(yōu)缺點(diǎn)分析比較表

綜上分析：沿南濱大道方案雖然線路較長，工程投資稍大，但線路穿越開發(fā)區(qū)金融商務(wù)中心，站點(diǎn)布置于人流密集區(qū)，對客流的吸引能力強(qiáng)，且符合地方城市規(guī)劃，故推薦沿南濱大道方案。

3.2 雙魚島站至廈門大學(xué)站段

3.2.1 方案概述

線路從雙魚島站出站后，繼續(xù)沿南濱大道行進(jìn)，至南炮臺公園下穿廈門灣海域。線路經(jīng)廈門本島后沿演武路向北，至演武路與大學(xué)路交叉路口設(shè)置廈門大學(xué)站，本期工程終點(diǎn)為AK 15+215.00，終端預(yù)留與和國鐵廈門站直接順接的條件。結(jié)合廈門灣海域地質(zhì)情況、廈門大學(xué)站的設(shè)置需求、隧道施工工藝需求以及跨海隧道出口的設(shè)置等因素，本次研究了線路穿越廈門灣海域段不同縱坡間的比選。

廈門灣廈漳跨海隧道海底段海水深約20 m，下伏花崗巖強(qiáng)風(fēng)化層(W3)埋深35～70 m，花崗巖弱風(fēng)化層(W2)埋深為70～80 m。該隧道擬采用公鐵兩用分修，公鐵三洞并行布置，公路隧道兩線互為救援，鐵路隧道利用臨近公路隧道救援。鐵路隧道為單洞雙線布置，軌面以上有效凈空面積應(yīng)不小于73 m2，隧道端斷面布置如圖1所示。

圖1 公鐵隧道斷面布置圖

若將隧道海底段洞身完全設(shè)置于花崗巖W2內(nèi)時，其線路高程將位于-100～-130 m之間，隧道埋深太大，本隧道位于廈門島內(nèi)的出口段無設(shè)置車站條件，難以實(shí)現(xiàn)本線與地鐵3號線的換乘功能。若將隧道海底段完全設(shè)置于強(qiáng)風(fēng)化花崗巖W3底部時，隧道埋深最低處高程為-70 m，隧道經(jīng)過地層地質(zhì)情況相對較好，但因隧道埋深問題，導(dǎo)致廈門大學(xué)站線路高程約-40 m，距離地表高差約45 m；在實(shí)現(xiàn)本線與地鐵3號線的換乘功能上仍存在較大困難，與和國鐵廈門站順接的條件將更一步惡化。因此在進(jìn)行縱坡方案比選時，不宜將該兩地層方案進(jìn)行詳細(xì)更深入研究，本次重點(diǎn)研究廈漳跨海隧道淺埋方案、隧道W3頂部方案。

(1) 隧道淺埋方案(方案Ⅰ)

該方案海域段隧道基本經(jīng)行于W4全風(fēng)化土狀花崗巖內(nèi)，該地層土質(zhì)偏軟，隧道基底位于土層與花崗巖強(qiáng)風(fēng)化層接觸帶附近，并略靠近軟土地層范圍內(nèi)，隧道海底段地表上覆淤泥及砂層厚約25～35 m，隧道最大埋深高程為 -50 m，適宜采用盾構(gòu)法施工，如圖2所示。該方案在廈門大學(xué)站處，本線路高程與地鐵3號線高程能得到較好銜接。

圖2 廈漳跨海隧道淺埋方案坡度示意圖

(2) 隧道W3頂部方案(方案Ⅱ)

該方案海域段隧道經(jīng)行于花崗巖強(qiáng)風(fēng)化層(W3)頂部，隧道海底段地表上覆層厚約35～45 m，隧道最大埋深高程為-60 m，適宜采用鉆爆法施工。該方案線路在廈門大學(xué)站處軌面高程為-22 m，距地表高差為27 m，與地鐵3號線立體交叉條件后埋深比較合理，車站與地表通道的設(shè)置較為理想，如圖3所示。

圖3 廈漳跨海隧道W3頂部方案坡度示意圖

3.2.2 主要方案比選

本隧道海底段按不同埋深控制，隧道洞身線位分別設(shè)置于軟土地層或花崗巖地層時，根據(jù)地質(zhì)適應(yīng)性，方案Ⅰ和方案Ⅱ可分別選用盾構(gòu)法或鉆爆法施工，方案優(yōu)缺點(diǎn)對比如表7所示。

表7 方案優(yōu)缺點(diǎn)分析比較表

采用盾構(gòu)方案時，機(jī)械設(shè)備投入大，并可能出現(xiàn)地層軟硬不均或局部遭遇孤石的風(fēng)險，且橫通道施工難度大，成本高，總體經(jīng)濟(jì)性差；采用鉆爆法方案時，雖然隧道斷裂、風(fēng)化槽地段的施工難度相對較大，但目前已積累了較為成熟的施工經(jīng)驗，且技術(shù)成熟，總體經(jīng)濟(jì)性相對較好。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，建議本隧道優(yōu)先選擇鉆爆法施工，推薦隧道W3頂部方案。

3.3 推薦線路方案綜合概述

推薦方案線路從白沙村附近的濱海新城站引出，沿南濱大道行進(jìn)，經(jīng)店地村、廈門大學(xué)漳州分校、廈門灣1號，至雙魚島陸島連接橋附近設(shè)雙魚島站；其后線路繼續(xù)前行，至南炮臺公園穿越廈門灣海域進(jìn)入廈門思明區(qū)，沿演武路向北，止于大學(xué)路，線路終點(diǎn)AK 15+215.00。沿線設(shè)橋梁1座1.10 km，隧道1座13.415 km，路基0.7 km，共設(shè)有濱海新城、廈門大學(xué)分校、雙魚島、廈門大學(xué)4個車站。

4 結(jié)語

本文充分貫徹“規(guī)劃選線”、“地選質(zhì)線”、“環(huán)保選線”，“重大工程優(yōu)先選址”的理念，結(jié)合漳州開發(fā)區(qū)城市規(guī)劃、廈門地區(qū)綜合交通規(guī)劃等因素，從軌道交通形式的選擇、區(qū)域內(nèi)線路走向及站點(diǎn)布置、廈漳海底隧道實(shí)施難易程度等進(jìn)行綜合分析，推薦建設(shè)方案采用市域鐵路的軌道交通形式，沿濱海大道布置濱海新城、廈門大學(xué)分校、雙魚島3站，廈漳海底隧道位于花崗巖強(qiáng)風(fēng)化層上部，并采用鉆爆法進(jìn)行建設(shè)。本文對城區(qū)交通軌道及海底隧道的建設(shè)具有一定的借鑒意義。