軌道交通已運營線路改造設(shè)計分析

張樺楠

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，湖北武漢 430000）

1 建筑及裝修

1.1 地下車站建筑改造設(shè)計

1.1.1 車站功能改造設(shè)計

在對地下車站進行改造時，首先要考慮根據(jù)車站增加換乘接口、增加出入口、設(shè)備更新等功能需求和裝修的改進要求對軌道交通已運營線路進行改造設(shè)計。

（1）根據(jù)遠期線網(wǎng)需求，以合肥軌道交通為例，合肥軌道交通已建成運營南北走向的1、3、5號線與東西走向的2、4號線形成的骨干線路，今后建設(shè)不可避免地會有新建線路與已運營線路的換乘站，其中某些車站目前不是換乘站，因此需要對已運營車站的土建結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和設(shè)備進行改造設(shè)計，以實現(xiàn)多線換乘的功能。

（2）已運營線路在設(shè)計時可能未能充分考慮到區(qū)域客流的增長，無法滿足大客流的需求。軌道交通的迅速發(fā)展帶動了周邊建筑的經(jīng)濟效應(yīng)，導(dǎo)致大型商業(yè)區(qū)域的上下車客流逐漸增多。早期軌道交通設(shè)計并未充分考慮到這一點，導(dǎo)致客流擁堵等問題。因此，車站需要對原有的進出站客流組織設(shè)施，如欄桿、閘機、安檢儀等進行重新改造設(shè)計，以合理組織乘客的進出站流線。對于有預(yù)留接口的車站，需要通過改造設(shè)計增加出入口并升級設(shè)備，以滿足不斷增長的客流需求[1]。

（3）車站原有的設(shè)備經(jīng)過多年使用可能無法滿足現(xiàn)代系統(tǒng)要求，因此需要更換新設(shè)備，以確保軌道交通的運營安全、時效性和便利性。這將涉及軌道交通設(shè)備用房的調(diào)整和改造設(shè)計。

（4）隨著軌道交通建設(shè)的不斷發(fā)展，線網(wǎng)逐漸完善，人們對軌道交通的功能和服務(wù)要求越來越高。車站可以結(jié)合商業(yè)開發(fā)，形成一體化的綜合城市空間，既能帶動整個區(qū)域的經(jīng)濟效益，又能使軌道交通與商業(yè)相融合，以優(yōu)化城市界面。這需要對已建成車站的出入口和風亭進行改造設(shè)計，使其與商業(yè)相協(xié)調(diào)，滿足規(guī)劃要求。

1.1.2 車站公共服務(wù)設(shè)施改造設(shè)計

根據(jù)車站無障礙設(shè)施改進、綠化修復(fù)、增加休息座椅、增加便民商業(yè)、廣告更新等公共服務(wù)設(shè)施提升的需求，需要對軌道交通已運營線路進行改造設(shè)計。

（1）通過對各地已運營線路的實地考察和調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)車站長期運營中存在一些問題，如無障礙設(shè)施導(dǎo)向設(shè)計與實際乘客使用習慣不符、無障礙電梯長時間使用平臺裝修破損、坡道防滑處理破損、無障礙電梯導(dǎo)向標識脫落等。因此，后期需要采取改造設(shè)計措施，包括更換破損的設(shè)施、補充缺失的設(shè)施，并按照規(guī)范設(shè)置盲道和無障礙坡道，以確保無障礙設(shè)施的合理、規(guī)范布置。無障礙坡道底部應(yīng)無高差和積水，改造設(shè)計應(yīng)嚴格按照規(guī)范設(shè)置盲道、無障礙坡道、無障礙標識標牌（中英文對照）、語音提示系統(tǒng)等設(shè)施。

（2）通過對各地已運營線路的現(xiàn)場踏勘調(diào)研分析，車站附近綠化經(jīng)長時間使用存在破損、不規(guī)范等問題，后期采用換+規(guī)+新等改造設(shè)計措施，清洗見新，破損原樣更換，規(guī)范設(shè)置。

改造設(shè)計后，確保設(shè)計綠化內(nèi)容與路段風貌協(xié)調(diào)，種植箱設(shè)置不得影響人行道和盲道通行。

（3）以合肥軌道交通為例，發(fā)現(xiàn)1號線車站站臺未設(shè)置乘客休息座椅，而2號線設(shè)置了簡單的藍色座椅，但數(shù)量有限。乘客休息座椅是軌道交通車站的必要便民服務(wù)設(shè)施，因此改造設(shè)計需要考慮整個車站設(shè)置乘客休息座椅的數(shù)量和舒適性等因素。此外，在特色站點的改造設(shè)計中，還需要考慮設(shè)置符合相應(yīng)公共區(qū)域裝修主題的休息座椅，兼顧軌道交通空間的舒適性和美觀性。

（4）通過對各地已運營線路的現(xiàn)場踏勘調(diào)研分析，車站周邊存在非機動車亂停放占用道路、無非機動車停車場、非機動車停車棚老化等現(xiàn)象，后期采用遷+修+新等改造設(shè)計措施，取消占道停放點并重新?lián)裰?，廢置車架車棚拆除，保留車棚修復(fù)，清洗見本色。

改造設(shè)計后確保自行車停放點統(tǒng)籌規(guī)劃，適當隱藏，不影響人行道和盲道正常通行。非機動車停放區(qū)域與場地鋪裝劃分明確，并設(shè)置圖案及文字標識（中英文對照）及多功能標牌（含智慧查詢系統(tǒng)）。

（5）通過對各地已運營線路的現(xiàn)場踏勘調(diào)研分析，以合肥軌道交通為例，1、2號線車站在站廳層未利用的空間較大，可以通過改造設(shè)計在站廳空間開闊處增設(shè)便利商店及在站廳、站臺邊角空余空間增設(shè)自動販售機提高軌道交通空間利用率。

（6）經(jīng)過長時間的使用，站內(nèi)及列車內(nèi)會出現(xiàn)廣告箱破損，廣告照明損壞，廣告畫面脫落、卷邊、污穢、褪色、破損，廣告燈箱空置等現(xiàn)象，或前期站內(nèi)及列車廣告設(shè)置為印刷廣告隨著多媒體的發(fā)展需采用電子廣告屏幕。因此，產(chǎn)生改造的需求。后期通過改造設(shè)計對廣告媒體設(shè)施進行專項改造可以使廣告設(shè)備功能完好、廣告照明正常；廣告燈箱干凈、美觀；無過期廣告內(nèi)容；廣告燈箱無空置，空置廣告填補公益廣告畫面。

同樣經(jīng)過長時間的使用導(dǎo)向標識會出現(xiàn)卷邊、污穢、褪色、破損等現(xiàn)象，或因車站功能改造引起乘客流向改變，需要重新改造導(dǎo)向標識滿足地鐵功能需求。通過改造設(shè)計后確保導(dǎo)向標識無脫落、無卷邊、無污穢、無褪色、無破損，滿足車站媒體廣告高效傳播、導(dǎo)向標識清晰合理的功能要求。

1.2 高架車站建筑改造設(shè)計

高架車站建筑的改造設(shè)計包括清洗和修復(fù)外墻、景觀亮化提升等內(nèi)容。改進高架車站的外觀和公共服務(wù)設(shè)施將有助于提高整個車站的形象和服務(wù)質(zhì)量，為乘客提供更好的出行體驗。

1.3 場段建筑改造方案

隨著軌道交通建設(shè)的不斷發(fā)展，對已運營的場段提出新功能和美化的需求。通過改造設(shè)計，可以增加場段所需的新功能，改進現(xiàn)有功能，并對場地、道路和綠化進行改造。改造設(shè)計要求包括對外墻進行清洗、重新涂刷、更換受損墻體等措施，以確保建筑外觀保持完好無損。

2 土建結(jié)構(gòu)

2.1 車站結(jié)構(gòu)

2.1.1 混凝土自身病害治理改造設(shè)計

混凝土自身病害包括混凝土蜂窩麻面、露筋、裂縫、腐蝕等，嚴重影響軌道交通的運營安全。通過改造設(shè)計進行適當修復(fù)和加固措施處理，確保混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，具體措施包括混凝土表面修補、防腐蝕涂層的應(yīng)用，以及其他維修和保養(yǎng)策略，以延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，保證軌道交通長期運營安全。

2.1.2 地下結(jié)構(gòu)滲漏水病害治理改造設(shè)計

在軌道交通已運營線路中滲漏水是一種常見的工程質(zhì)量危害。結(jié)構(gòu)滲漏水不僅與地下工程周邊水文地質(zhì)條件、土層分布情況、結(jié)構(gòu)埋深、原防水設(shè)計方案、防水材料等有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)混凝土性能、施工組織、施工工藝等有關(guān)。影響地鐵工程防水效果的因素很多，地鐵工程在完工后或多或少存在局部滲漏的質(zhì)量缺陷，因此，通過改造設(shè)計編制結(jié)構(gòu)滲漏水病害治理改造專項方案，發(fā)現(xiàn)運營過程中結(jié)構(gòu)滲漏水后，應(yīng)及時按照專項方案治理改造，以滿足車站的使用功能要求[2]。

2.1.3 已運營線路鋼結(jié)構(gòu)腐蝕治理改造設(shè)計

在軌道交通長期運營中受環(huán)境及天氣影響，常規(guī)采用鋼結(jié)構(gòu)的部位容易被腐蝕，影響了鋼結(jié)構(gòu)的美觀，危及鋼結(jié)構(gòu)的安全，通過改造設(shè)計采用定期的巡檢治理維護的措施，如采用冷噴鋅的防腐涂料，可較大程度地提高鋼結(jié)構(gòu)的耐久性，在保證鋼結(jié)構(gòu)防腐安全的同時兼顧美觀性。

2.2 區(qū)間結(jié)構(gòu)

在對各地已運營線路隧道進行調(diào)研時，發(fā)現(xiàn)以下問題：一是管片開裂破損。由于盾構(gòu)施工不當或擠壓等因素引起，可能導(dǎo)致管片結(jié)構(gòu)的鋼筋銹蝕和耐久性下降，從而影響結(jié)構(gòu)的承載能力。二是結(jié)構(gòu)裂縫。涉及隧道底板和道床、軌枕與道床之間的縫隙，可能由隧道沉降或變形引發(fā)，導(dǎo)致軌道和道床的磨損，甚至引發(fā)列車脫軌。三是管片螺栓銹蝕。在隧道運營過程中，螺栓孔封堵材料可能脫落，螺栓暴露在空氣中，導(dǎo)致銹蝕問題。這一問題影響很大，因為更換螺栓通常非常困難。為解決這些隧道結(jié)構(gòu)的病害，需要制訂隧道病害治理改造專項方案，包括治理方案、修復(fù)方案和維護措施。這些改造設(shè)計方案采用不同的技術(shù)和材料，例如修補裂縫、加固結(jié)構(gòu)、防腐蝕處理和防水措施，以確保隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。改造設(shè)計根據(jù)隧道病害的具體情況和項目需求進行制訂，以延長隧道的使用壽命，提供安全的軌道交通運營環(huán)境[3]。

3 機電系統(tǒng)

3.1 智能運營維保平臺的改造設(shè)計

隨著城市規(guī)模的發(fā)展，軌道交通正面臨線路數(shù)量急速增長的挑戰(zhàn)，這將導(dǎo)致維護和管理工作量的急劇上升。通過改造設(shè)計將智能運營維保平臺引入軌道交通的管理系統(tǒng)。該平臺的功能模塊廣泛覆蓋了工單管理、巡檢管理、計劃性維護、設(shè)備資產(chǎn)臺賬、庫存管理、能耗管理、服務(wù)中心、在崗簽到、合同管理、審批管理、公告文檔發(fā)布以及報表管理。通過改造上線后的智能運營維保平臺，軌道交通運營部門可以更好地管理維護工作，包括自動生成工單、實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，并根據(jù)設(shè)備運行情況進行計劃性維護。這不僅降低了管理難度，還提高了維護效率和整體可控性[4]。

3.2 通風空調(diào)風水聯(lián)動節(jié)能控制系統(tǒng)的改造設(shè)計

3.2.1 既有線群控系統(tǒng)改造設(shè)計

合肥軌道交通已運營線路的通風和空調(diào)系統(tǒng)，在運營時間和需求提升的背景下，需要進行效率提升和節(jié)能改造設(shè)計。首先，基本的群控系統(tǒng)將升級為通風空調(diào)風水聯(lián)動節(jié)能控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)更智能化的管理。其次，系統(tǒng)采用兩級結(jié)構(gòu)，分為管理層和控制層，管理層負責集中監(jiān)視、控制和管理受控系統(tǒng)；控制層包括水系統(tǒng)和風系統(tǒng)的節(jié)能控制子系統(tǒng)。系統(tǒng)需要滿足嚴格的電氣和控制要求，以確保設(shè)備的可靠性和安全性。此系統(tǒng)還可以實現(xiàn)冷量的動態(tài)分配控制，以優(yōu)化冷水流量，確保各個環(huán)路的冷量供應(yīng)與需求平衡，進一步提高節(jié)能效果[5]。

3.2.2 系統(tǒng)架構(gòu)改造設(shè)計

系統(tǒng)的控制柜采用一體化改造設(shè)計，集成強電、弱電、計量、電力監(jiān)測和節(jié)能控制功能，遵循“集中管理、分布控制”的理念，以降低系統(tǒng)的控制風險?？傮w架構(gòu)強調(diào)了“集中管理、分散控制”的設(shè)計理念，提高了系統(tǒng)在管理層和控制層之間的雙向通信和控制能力。

3.2.3 系統(tǒng)配電改造設(shè)計

通風空調(diào)風水聯(lián)動節(jié)能控制系統(tǒng)的技術(shù)改造設(shè)計可實現(xiàn)對冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機、電動水閥、電動調(diào)節(jié)閥、水處理器等設(shè)備的直接監(jiān)測和控制。此外，系統(tǒng)改造設(shè)計后可實現(xiàn)設(shè)備之間的協(xié)調(diào)控制，以確保最佳的節(jié)能效果。系統(tǒng)優(yōu)化改造后，實現(xiàn)集中管理平臺充當控制中心功能，通過改造接口接入高速以太網(wǎng)與各個控制柜通信，用于負責集中監(jiān)測和控制通風空調(diào)系統(tǒng)的運行。該系統(tǒng)還具備冷量動態(tài)實時分配控制功能，以適應(yīng)車站功能需求下不同負荷情況，確保節(jié)能效果最大化。

3.3 地下工程積水綜合排放系統(tǒng)改造設(shè)計

在已運營線路的調(diào)研中，發(fā)現(xiàn)一些問題，如信號轉(zhuǎn)轍機坑排水困難和電纜夾層積水等問題。傳統(tǒng)的排水方式無法解決這些積水問題。通過改造設(shè)計應(yīng)用的積水綜合排放系統(tǒng)提供了一種創(chuàng)新型解決方案。該系統(tǒng)包括真空罐、排水泵組、真空管、真空隔膜閥、電動閥、傳感器、控制箱等組件。通過各積水點的液位信號，系統(tǒng)可以實現(xiàn)精確的積水控制，將積水及時抽排并集中排出，從而解決地下工程中的排水問題。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于武漢軌道交通2號線等線路，有效解決了信號轉(zhuǎn)轍機坑的排水問題。

3.4 多工位卷閘式升降自動防淹擋板改造設(shè)計

在已運營車站，特別是位于低洼地段的出入口，周邊的市政排水管網(wǎng)容易出現(xiàn)排水不暢的情況，尤其在極端天氣時，雨水倒灌進車站成為常見問題。傳統(tǒng)的防雨水倒灌方式存在一些不足，如設(shè)計的臺階和緩坡不能應(yīng)對高水位，人工操作的防淹擋板無法同步發(fā)揮作用。為解決這一問題，通過創(chuàng)新型改造設(shè)計采用了多工位卷閘式升降自動防淹擋板。該系統(tǒng)包括左滾筒和右滾筒，系統(tǒng)上纏繞有擋水閘板和卷簾，繩鏈使左滾筒和右滾筒相互轉(zhuǎn)動，電機用于控制卷閘式升降自動防淹擋板的升降。當液位傳感裝置報警時，系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)并及時降下卷閘式升降自動防淹擋板，以確保車站的出入口不會被雨水倒灌。該系統(tǒng)已成功在蘇州等城市的軌道交通系統(tǒng)中得到應(yīng)用，并取得顯著的效果。

4 結(jié)語

綜上所述，本文綜合探討了軌道交通已運營線路的改造設(shè)計，從建筑及裝修、土建結(jié)構(gòu)、機電系統(tǒng)等多個方面提供了詳細的改造方案和建議。這些改造方案旨在提高車站的功能性、可用性和安全性，以滿足城市不斷增長的交通需求。在今后的城市軌道交通建設(shè)中，可以參考本文提出的改造設(shè)計理念和經(jīng)驗，不斷改進已運營線路，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻更多力量。