城市軌道交通綠色發(fā)展探索與思考

羅江勝，鐘 懷，柴家遠

（中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031）

0 引言

我國城市軌道交通發(fā)展迅猛，截至2020 年年底，我國內(nèi)地累計有40 個城市已經(jīng)開通城市軌道交通，運營里程達到7978.19 km。一線、二線重點城市正向建設(shè)“軌道上的都市圈”目標挺進。

新時代提出要牢固樹立“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”新發(fā)展理念，并把“綠色發(fā)展理念”擺在突出位置。城市軌道交通是城市公共交通的骨干，具有節(jié)能、省地、運量大、全天候、無污染（或少污染）又安全等特點，屬綠色環(huán)保交通體系，特別適用于大中型城市。同時也要看到，城市軌道交通工程在施工期和運營期對城市環(huán)境產(chǎn)生不同程度的負面影響，而且是城市“耗電大戶”。因此，城市軌道交通要積極踐行新時代綠色發(fā)展理念，要積極探索、推動城市軌道交通綠色發(fā)展。

1 綠色城市軌道交通的內(nèi)涵及本質(zhì)特征

“綠色交通、低碳出行”的綠色發(fā)展理念已逐漸深入城市軌道交通領(lǐng)域。國內(nèi)各城市紛紛踐行，積極探索并建立城市軌道交通綠色標準體系[1]。

綠色城市軌道交通的具體含義是指在城市軌道交通的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材），在實現(xiàn)高效、安全地運載乘客的同時，減少對環(huán)境的污染，為乘客提供舒適、健康、便捷的交通運輸方式[1]。

綠色城市軌道交通的本質(zhì)特征是“資源節(jié)約型”“環(huán)境友好型”交通方式。

2 城市軌道交通綠色發(fā)展各層面探索與思考

城市軌道交通綠色發(fā)展涵蓋了規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營等 4 個層面[2]。

2.1 規(guī)劃層面

（1）制定科學合理的線網(wǎng)規(guī)劃，合理選擇系統(tǒng)制式，實現(xiàn)互聯(lián)互通，確保線網(wǎng)運行效率。目前，我國城市軌道交通系統(tǒng)朝多元化方向發(fā)展，需要注重地鐵、軌道交通快線、市域鐵路、城際鐵路等不同系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，通過市域樞紐節(jié)點轉(zhuǎn)換和部分區(qū)段的跨線直通運行，實現(xiàn)多模式軌道交通系統(tǒng)之間的互聯(lián)互補（圖 1）[3]。

圖1 多模式軌道交通互聯(lián)互通模式

（2）科學制訂建設(shè)規(guī)劃，合理控制建設(shè)規(guī)模、系統(tǒng)規(guī)模及投資規(guī)模，合理選擇建設(shè)時機和制訂建設(shè)計劃，確保建設(shè)成效。建設(shè)規(guī)劃需要把握好“適度超前”與“過度超前”的本質(zhì)區(qū)別，軌道交通“過度超前”建設(shè)違背綠色發(fā)展理念，既不節(jié)能也不環(huán)保，而且會造成投資的極大浪費。

（3）高度重視綜合交通樞紐規(guī)劃，實現(xiàn)城市綜合交通一體化。通過與鐵路、長途大巴、出租車、城市公交等多種交通方式，以及地下商業(yè)、社會停車等的無縫銜接，不僅提高市民出行效率，而且大大降低公共交通設(shè)施的能耗等級，從工程建設(shè)的源頭上開啟“綠色建造”，帶來巨大的環(huán)境效益。

（4）積極推行以公共交通為導(dǎo)向（transit-oriented development, TOD）的開發(fā)模式，實現(xiàn)站城一體化。以縮短市民出行距離，縮短以步行為主的軌道交通接駁時間，經(jīng)濟和環(huán)境效益顯著。圖2 為香港地鐵將軍澳線夢幻之城TOD 開發(fā)理念。

圖2 香港地鐵將軍澳線夢幻之城TOD 開發(fā)理念

2.2 設(shè)計層面

深入貫徹“綠色設(shè)計”理念，優(yōu)化城市軌道交通工程各項設(shè)計，積極開展科技創(chuàng)新和采用“四新”技術(shù)，盡量節(jié)約資源，節(jié)省運營成本，減少對周圍環(huán)境的影響。

（1）車輛選型：采用牽引系統(tǒng)節(jié)能、車體輕量化技術(shù)、變頻變壓（VVVF）控制方式、再生制動、車載設(shè)備節(jié)能等新技術(shù)，減少列車牽引能耗。

（2）線路：合理選擇線站位，重視環(huán)保選線，減少對周圍環(huán)境的影響；優(yōu)化線形設(shè)計，盡量避免采用小半徑曲線，采用節(jié)能坡設(shè)計；需要減振地段建議在隧道工法、線路縱坡條件允許的情況下適當加大隧道埋深。

（3）行車組織：確定合理的速度目標值，重視行車交路設(shè)計和運營組織的靈活性，合理安排全日列車開行計劃，提高列車滿載率和車輛使用效率。建議重視各階段客流預(yù)測工作，以及對運營后實際客流增長的預(yù)判，增強長大地鐵線路（包括市域快線、城際線等）運營組織的靈活性，停車線的設(shè)置盡量兼顧組織臨時交路運行條件，如深圳地鐵11 號線配線（圖3）設(shè)置可組織多交路列車運行。

圖3 深圳地鐵11 號線配線

（4）車站建筑：合理控制車站規(guī)模，重視換乘車站設(shè)計，力求便捷換乘。線網(wǎng)規(guī)劃階段就要創(chuàng)造有利的換乘條件，特別是同站臺換乘車站。積極采用自然光、自然通風、太陽能、風力發(fā)電、雨水回收等多種節(jié)能環(huán)保技術(shù)。

（5）土建工程：選擇合理的施工工法和結(jié)構(gòu)型式，確保施工安全，盡量減少對市民生活及周邊環(huán)境的影響；盡量采用機械化施工［盾構(gòu)機、全斷面硬巖隧道掘進機（TBM）］，采用預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)[4]；在城區(qū)盡量避免或減少采用“民擾大、風險高、工期長”的礦山法施工。圖4 為青島地鐵2 號線自主研發(fā)的雙護盾TBM 設(shè)備及施工隧道。

圖4 青島地鐵2 號線自主研發(fā)的雙護盾TBM 設(shè)備及施工隧道

（6）車輛基地：合理控制車輛基地規(guī)模，合理利用并盡量節(jié)約城市土地。城區(qū)土地資源寶貴的車輛基地盡量上蓋物業(yè)開發(fā)，有條件采用雙層布置以節(jié)約用地，并與周圍城市環(huán)境形成“段城融合”，實現(xiàn)城市土地最大限度地集約化利用，車輛基地采用各種節(jié)能環(huán)保技術(shù)等。例如，青島地鐵2 號線遼陽東路車輛段（圖5）采用“半地下雙層布置+上蓋物業(yè)”節(jié)約用地9.26 hm2，深圳地鐵3 號線橫崗地上雙層車輛段節(jié)省占地10 hm2，而且上蓋物業(yè)經(jīng)濟效益十分顯著。

圖5 青島地鐵2 號線遼陽東路車輛段實景

（7）設(shè)備系統(tǒng)：因地制宜選擇合理的設(shè)備系統(tǒng)方案，積極推廣節(jié)能環(huán)保新技術(shù)，采用高效節(jié)能的設(shè)備，加強節(jié)能控制。以成都地鐵3 號線一期工程為例，其通風空調(diào)系統(tǒng)年平均能耗僅約85 萬kW·h/（年·站），其中磨子橋站由于采用多項節(jié)能措施，通風空調(diào)系統(tǒng)年平均能耗僅為34.2 萬kW·h，低于國內(nèi)地鐵車站一般用電量100～300 萬kW·h/（年·站），如圖6所示。

圖6 成都地鐵3 號線一期工程各站通風空調(diào)系統(tǒng)年用電量

（8）環(huán)保：高度重視環(huán)保要求，采用先進的減振、降噪技術(shù)，確保環(huán)保達標，如圖7 所示。

圖7 全封閉聲屏障

（9）積極應(yīng)用各種綠色技術(shù)：積極利用如隧道毛細管熱泵系統(tǒng)、光伏發(fā)電、光導(dǎo)照明等技術(shù)。

（10）積極應(yīng)用建筑信息模型（BIM）技術(shù)：BIM 技術(shù)對于綠色軌道交通意義重大，可實現(xiàn)工廠預(yù)制化生產(chǎn)，節(jié)省耗材，實現(xiàn)現(xiàn)場無切割、無焊接的綠色安全施工，改善施工環(huán)境[4]。

2.3 施工層面

倡導(dǎo)“四化一綠一提升”新理念（即以信息化、標準化、規(guī)范化、裝配化施工為導(dǎo)向，以綠色施工為原則，提升品質(zhì)），通過規(guī)范管理和技術(shù)創(chuàng)新，把“綠色建造”貫徹到施工全過程，最大限度地節(jié)約資源、減少對市民生活及周圍環(huán)境的影響。

（1）嚴格遵守安全文明施工準則，科學制訂施工組織計劃，加強施工安全風險管控，確保施工安全。

（2）積極采用先進的施工技術(shù)、施工工藝，大力推廣機械化施工，確保施工質(zhì)量，如盾構(gòu)機和TBM施工、CPⅢ鋪軌、設(shè)備安裝運用BIM 技術(shù)等[4]。

（3）創(chuàng)建綠色示范工地（圖8），應(yīng)用自動噴淋系統(tǒng)、廢水收集循環(huán)利用系統(tǒng)、霧炮機降塵、PM2.5 揚塵噪聲在線監(jiān)測、工廠化鋼筋加工棚、定型鋼模等技術(shù)。

圖8 綠色示范工地示例

（4）現(xiàn)場混凝土、格柵拱架、鋼筋網(wǎng)片、鋼筋籠、預(yù)制管片等采用集中工廠加工、統(tǒng)一配送技術(shù)。

（5）加強渣土運輸管控措施，棄渣棄土運送至政府指定的堆積點或處置點。

2.4 運營層面

（1）根據(jù)實際客流情況制訂科學合理的行車計劃，既要滿足市民軌道交通出行需求，又要節(jié)約運營成本，減少列車“空跑”距離、提高列車滿載率和車輛使用效率。

（2）提高軌道交通運營管理能力及維護保養(yǎng)水平，確保軌道交通各種設(shè)備系統(tǒng)運行效率。

（3）適時對耗能高的老舊設(shè)備進行節(jié)能改造。

（4）加強對軌道交通設(shè)備系統(tǒng)能耗控制管理，積極運用能源管理系統(tǒng)等，盡量降低軌道交通電能消耗和運營成本，達到節(jié)能減排的目的。

3 結(jié)語

綠色城市軌道交通的發(fā)展還處在起步階段，隨著科技進步和綠色軌道交通標準體系的建立，城市軌道交通將成為城市和人們生活的一道綠色風景線。建議從規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營等各層面貫徹落實城市軌道交通綠色發(fā)展理念，促進我國城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展。