周敏黃睿

(北京城建設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司 北京 100037)

沈陽地鐵2號線一期工程線路設(shè)計回顧與總結(jié)

周敏黃睿

(北京城建設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司 北京 100037)

系統(tǒng)簡略回顧沈陽地鐵2號線一期工程的線路及總體設(shè)計情況，總結(jié)與思考前期規(guī)劃的經(jīng)驗，根據(jù)其中設(shè)計變化調(diào)整情況，對城市軌道交通從前期規(guī)劃到后期實施提出借鑒和思考建議，如加強工程規(guī)劃和管理，引入設(shè)計速度和運營速度的概念等。

沈陽地鐵2號線一期工程;線路設(shè)計;總結(jié);建議

沈陽地鐵2號線一期工程于2011年底建成通車，自建成伊始就獲得良好的客流效益和社會效益，得到市民和業(yè)內(nèi)人士的高度贊揚。該線自2004年開展研究，2005年獲得國家發(fā)改委建設(shè)規(guī)劃批復(fù)，2006年獲得國家發(fā)改委工程可行性研究批復(fù)，2006年年底完成初步設(shè)計，隨后完成施工圖設(shè)計，至2011年底建成通車，歷時7年多。2號線一期工程建設(shè)期間，正是國內(nèi)省會城市第一輪軌道交通建設(shè)的集中期，因此，總結(jié)和反思該線的設(shè)計過程，對沈陽乃至其他城市今后的軌道交通建設(shè)具有重要的借鑒意義。本文擬就線路專業(yè)及其總體性的特點進行總結(jié)和分析。

1 工程概況

2號線一期工程線路起自黃河北大街松山路路口，終至渾南上深溝(見圖1)。主要沿黃河大街、北陵大街、青年大街、渾南大街布置，沿途經(jīng)過北陵公園、沈陽北站、市府廣場等大型客流集散點。線路全長21.6 km，共設(shè)19座車站。平均站間距1 161.333 m，最大站間距1 512 m，最小站間距為716 m。

圖1 沈陽市地鐵2號線一期工程

2 線路設(shè)計與方案調(diào)整回顧

2號線一期工程經(jīng)歷了建設(shè)規(guī)劃、工程可行性研究、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計四個階段。從項目前期立項至建成通車，從線路規(guī)劃設(shè)計的角度，主要有三類大的調(diào)整。

2.1 第一類：線路起終點的調(diào)整

在建設(shè)規(guī)劃報告中，本工程起點位于城市二環(huán)白山立交與黃河北大街的路口。在工程可行性研究(以下簡稱“工可”)過程中，編制單位建議2號線一期起點宜往北延伸約1 km至松山路路口，主要原因：1)白山路為城市二環(huán)快速路，二環(huán)北側(cè)的三臺子區(qū)域居民住宅樓較多，起點往北延伸一區(qū)間，可更好地照顧快速路北側(cè)沿線的客流，同時為城市向北發(fā)展創(chuàng)造條件;2)白山路與黃河北大街路口沒有設(shè)站條件。該意見得到業(yè)主、規(guī)劃及業(yè)內(nèi)專家的認可，最終線路起點站定在松山路站。

2號線一期工可獲得國家批復(fù)后，由于車輛段選址的調(diào)整，線路往南延伸了約2.6 km，結(jié)合沿線的規(guī)劃調(diào)整，增加了兩座車站，分別是下深溝站和上深溝站，見圖1。

2.2 第二類：配線的調(diào)整

一期工程最終的配線如圖2所示。配線圖的調(diào)整除了終點段因延伸兩站兩區(qū)有所變化外，最大的變化在于故障停車線的方向調(diào)整。在原工可設(shè)計中，考慮到崇山路站與市府廣場站之間可以利用故障車停車線組織臨時小交路的可行性，在真正實施過程中，為了將配線實施與區(qū)間工法進行統(tǒng)一，將崇山路站北端停車線設(shè)置在車站南端，將市府廣場北端停車線調(diào)整到車站南端，這樣，使得停車線的實施與礦山法區(qū)間統(tǒng)一起來，并使得本工程滿足“能盾則盾”的原則，降低了施工風(fēng)險和環(huán)境影響。

圖2 一期工程最終配線圖

配線的另一處調(diào)整是取消了文體路站與規(guī)劃地鐵5號線的聯(lián)絡(luò)線。在本工程實施過程中，從網(wǎng)絡(luò)的角度分析了5號線的走向，并結(jié)合沈陽線網(wǎng)的調(diào)整，認為該線在文體路站已經(jīng)基本沒有實施的可能性，因為該線向東的路由已經(jīng)基本被堵死。另外，原線網(wǎng)規(guī)劃中M5線為環(huán)線，車輛段綜合基地位于1號線的十三街車輛段，M1線在修建時已經(jīng)預(yù)留了M5線的聯(lián)絡(luò)線接口，故綜合這兩個因素，取消了該聯(lián)絡(luò)線接口。

2.3 第三類：重難點車站調(diào)整引起線路調(diào)整

以崇山路站和工業(yè)展覽館站最為典型。

2.3.1 崇山路站

崇山路站的變化，主要是由于在工可階段對地下管線考慮較少，另外施工場地的協(xié)調(diào)也有一定的難度。崇山路站位于北陵大街與崇山路交叉口，呈南北向布置，在原線網(wǎng)中與規(guī)劃5號線換乘(見圖3)。

圖3 崇山路最終方案

在初步設(shè)計方案的設(shè)計過程中，發(fā)現(xiàn)：崇山路橋樁中間以及橋樁的南側(cè)均有大型污水管線，其中橋樁中間的污水管線管徑為2 400 mm×2 200 mm，埋深6.4 m，橋樁南側(cè)污水管線管徑為1 400 mm×1 300 mm，埋深3.98 m;地下管線控制了崇山路站站位和遠期5號線站位;原工可確定方案的明挖施工場地難以協(xié)調(diào)。

2.3.2 工業(yè)展覽館站

工業(yè)展覽館站方案的調(diào)整是由于實施單位主動降低了施工風(fēng)險所致。工業(yè)展覽館站是2號線與規(guī)劃5號線的換乘站，位于青年大街文化路立交橋處。該立交橋為連續(xù)梁型橋，橋樁樁長約18 m，樁徑1.45 m，為3層立交橋，其中最下層為東西向下拉槽，第二層為環(huán)島平交路口，最上層為南北向快速路(見圖4)。

圖4 工業(yè)展覽館站站址環(huán)境

在工可階段和初步設(shè)計階段，工業(yè)展覽館站站位設(shè)在文化路立交橋下，為分離島式設(shè)計。與5號線換乘關(guān)系為十字換乘(見圖5，圖中黑點為橋樁)，并詳細研究了橋樁與車站主體的關(guān)系(見圖6)，兩線線間距35.6 m，單側(cè)站臺寬6.3 m。主體采用PBA工法(地下式蓋挖法)，小導(dǎo)洞距橋樁凈距不足2 m。

圖5 工業(yè)展覽館站初設(shè)方案

圖6 工業(yè)展覽館站站中橫斷面

專家對此方案爭議較大，最終提出：1)原則同意分離式洞內(nèi)降水方案，鑒于本站環(huán)境條件十分復(fù)雜，建議深化NTRM(新管幕工法)和補充調(diào)整站位的暗挖方案，做多方案比較;2)建議進一步核實站廳、站臺連接通道寬度、外掛斷面及行車隧道各部尺寸，盡量減小斷面，壓縮面積以降低施工風(fēng)險。

由于考慮文化路立交橋為連續(xù)梁橋，并且沈陽區(qū)域地下水豐富，車站PBA施工大范圍與橋樁近距離接觸，橋梁的不均勻沉降難以有效控制，同時該方案內(nèi)部尺寸受橋樁控制而不足，最終將車站挪出車站橋樁區(qū)域，將車站主體移至立交橋西北角，與5號線的通道換乘，整座車站采用明挖3層施工(見圖7)。

圖7 工業(yè)展覽館站最終方案

3 總結(jié)與思考

3.1 對前期規(guī)劃的經(jīng)驗借鑒

3.1.1 加強線路的功能性研究

本工程建成伊始，即達到日20萬人次/d以上的客流，取得較好的客流效益和社會效益。同時，工程在修建過程中，棄議較少，線站位方案基本穩(wěn)定，這些都得益于在前期研究過程中，各方對本線的功能定位取得了較為一致的意見，本線在沈陽線網(wǎng)中是南北主干線，支持“金廊”規(guī)劃的實現(xiàn)。

因此，在線網(wǎng)規(guī)劃研究階段，就應(yīng)當(dāng)對線路在城市和線網(wǎng)中的功能定位進行重點研究，往往功能定位較為清晰的線路，其實施過程一般較為順利，在其路由選擇上很少反復(fù)。

3.1.2 加強線路起終點的研究

受工程投資的控制，線路的起終點在建設(shè)規(guī)劃階段就基本確定，工可階段只能微調(diào)。本工程起終點發(fā)生變化原因各異，另一方面也說明前期研究階段尚存在一定的不足。

因此，在線網(wǎng)和建設(shè)規(guī)劃階段，應(yīng)重點研究全線的起終點以及本期工程的起終點。一般全線的起終點在線網(wǎng)規(guī)劃中的研究，應(yīng)結(jié)合城市綜合規(guī)劃和線網(wǎng)架構(gòu)綜合確定，而本期工程的起終點與車輛段選址、全線小交路折返點、城鄉(xiāng)規(guī)劃的臨界點緊密相關(guān)。建設(shè)規(guī)劃中線路方案的起終點應(yīng)緊密結(jié)合城市總體規(guī)劃中的近期建設(shè)規(guī)劃，并考慮工程起終點車站與周邊線網(wǎng)的銜接關(guān)系等綜合確定。

3.1.3 工可階段重視基礎(chǔ)資料和邊界條件

本工程工可依據(jù)總規(guī)、線網(wǎng)規(guī)劃、控規(guī)、建設(shè)規(guī)劃、道路紅線、沿線地形圖，以及沿線重要的地下構(gòu)筑物，這也是本工程后期實施較為順利的重要原因。但另一方面，因地下管線在工可階段較少被考慮，導(dǎo)致了后期工程設(shè)計有所反復(fù)。因此，建議在工可階段，應(yīng)將重要地下管線，如大型重力流管線或高壓電力與沿線橋樁等地下構(gòu)筑物按同等設(shè)計深度考慮。同時，工可階段應(yīng)對方案成立的前提邊界條件，如明挖的施工場地，暗挖的施工豎井場地等事先初步調(diào)查和協(xié)調(diào)。事實上，臨時占地的補償也是工程投資的一部分，工可理應(yīng)對此有所考慮。

3.2 對實施過程的經(jīng)驗借鑒

3.2.1 功能完善與工程可行的平衡

工程實施過程中的線路功能與工程難度之間的矛盾貫穿了整個工程的實施過程。通過本工程的實踐，筆者認為應(yīng)做到“風(fēng)險可控，功能不失，減小影響”。

本工程大部分車站偏于路口一側(cè)設(shè)置，如工業(yè)展覽館站為避免立交橋的不均勻沉降，車站偏于路口一角明挖施工，雖不能全面照顧四周客流，但規(guī)避了施工風(fēng)險，并減小了工程實施對道路交通的影響，使得工程得以順利進行。整個2號線一期工程在實施過程中沒有發(fā)生社會影響性較大的工程事故，工程建成通車后取得的較好客流效益也充分體現(xiàn)了整個工程的路由選擇、站點分布的合理性和決策的正確性。

3.2.2 線路設(shè)計的全局性和連續(xù)性思想

線路專業(yè)是城市軌道交通工程的上游專業(yè)，同時也是總攬全局的專業(yè)，進行著整個工程的總圖設(shè)計。在城市軌道交通工程中必須具有全局性和連續(xù)性的思想。

全局性指的是在工程設(shè)計中，線路專業(yè)有必要在全盤考慮基礎(chǔ)邊界條件的基礎(chǔ)上，綜合協(xié)調(diào)線路、運營、建筑、結(jié)構(gòu)等相關(guān)影響專業(yè)，通過“旋轉(zhuǎn)、拉直、平縱結(jié)合”的方式使線路盡量順直，并使得各專業(yè)綜合效果最好。

連續(xù)性思想指的是線路規(guī)劃設(shè)計過程中，要隨著城市和線網(wǎng)規(guī)劃的發(fā)展預(yù)留本線延伸和線網(wǎng)連接條件。本工程在實施過程中，沈陽市啟動了新一輪線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃的研究工作。在新規(guī)劃中，2號線向北延伸約15 km，比原線路向北多延伸約8 km，車站增加6座;向南延伸約15 km，與原方案長度基本一致，但車站增加6座。線路專業(yè)在方案研究的過程中，始終是從全線系統(tǒng)配置的角度出發(fā)來研究該項工作，考慮全線大小交路的設(shè)置、車輛段和停車場功能劃分及規(guī)模、主變電所分布和數(shù)量;在新線網(wǎng)修編過程中，新增線路充分利用2號線一期工程為原線網(wǎng)預(yù)留的接口，方便資源共享，并在新的線網(wǎng)中考慮線路延長導(dǎo)致的綜合維修基地功能不足的問題，使得本工程在設(shè)計實施過程中，與新一輪線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃保持了連續(xù)性，充分保證了2號線全線功能的發(fā)揮。

3.3 思考與建議

3.3.1 加強工程規(guī)劃和管理

在2號線一期工程實施過程中，因車輛段南移引起整個工程增加兩站兩區(qū)間，從另一方面體現(xiàn)了城市軌道交通與城市規(guī)劃建設(shè)不協(xié)調(diào)的一面，基于此，提出以下建議：

1)線網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)盡量與城市總體規(guī)劃(以下簡稱“城市總規(guī)”)同步或依據(jù)城市總規(guī)進行編制，線網(wǎng)規(guī)劃成果應(yīng)納入城市總規(guī)，并協(xié)調(diào)兩者的不和諧之處，為城市開發(fā)建設(shè)和軌道交通的客流形成良好互動。線網(wǎng)的控規(guī)成果實際上是城市黃線的一部分，應(yīng)根據(jù)《城市黃線管理辦法》和《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》進行管理，并報相關(guān)部門審批。沿線用地的控制性詳細規(guī)劃應(yīng)考慮城市軌道交通因素，最好的方式是提高站點周邊的開發(fā)強度，并在沿線考慮用地強度的平衡。

2)在建設(shè)規(guī)劃編制過程中，相關(guān)部門應(yīng)加強對建設(shè)方案中沿線用地性質(zhì)和規(guī)模的審核，并要求對沿線工程范圍直接影響區(qū)域中尚未出讓的用地編制控制性詳細規(guī)劃，作為工可報批的相關(guān)依據(jù)。

3)工可報告中的客流預(yù)測應(yīng)以沿線批復(fù)的控規(guī)為依據(jù)，客流預(yù)測規(guī)模指導(dǎo)車輛選型和系統(tǒng)規(guī)模設(shè)置。工可的專家審查和批復(fù)增加沿線用地性質(zhì)和強度的審查。

沿線用地控規(guī)的調(diào)整、出讓等必須嚴格按《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》的規(guī)定進行審批和管理。

3.3.2 線路設(shè)計規(guī)范5.3.7 的商榷

GB 50517—2003《地鐵設(shè)計規(guī)范》中 5.3.7“折返線和停車線應(yīng)布置在面向車擋或區(qū)間的下坡道上，隧道內(nèi)的坡度宜為2‰…”，2號線一期工程線路終點站上深溝站后折返線接出入段進入上深溝車輛段，上深溝站也是全線南端小交路折返點。根據(jù)該條款，本段線路縱斷面采用如圖8設(shè)計。

圖8 終點站出入段縱斷面圖

采用上述條款設(shè)計的主要原因是避免車輛在折返時溜車進入車站，從而威脅站內(nèi)作業(yè)，但遵循該條款的代價是使得線路埋深加大，出入段線坡度加大，并且增加一處排水泵站。這種情況在城市軌道交通的設(shè)計中較為常見，出入段線兼小交路折返線，如寧波1號線一期工程終點站后也采用此方式設(shè)計。事實上，車輛在此處并無停車需求，在進行折返作業(yè)時列車駕駛員始終存在，并監(jiān)視和操縱列車。香港地鐵的折返線設(shè)計并無面向區(qū)間下坡的要求。因此，建議該條款進行以下修改：“有停車需求功能的折返線和故障車停車線應(yīng)面向區(qū)間下坡，隧道內(nèi)的坡度宜為2‰…”，因此線路則可直接以2‰爬坡，減小出入段線的爬坡難度。

3.3.3 引入設(shè)計速度和運營速度的概念

目前城市軌道交通設(shè)計時各系統(tǒng)均按最高車速80 km/h進行設(shè)計，但信號系統(tǒng)在設(shè)計ATP(列車自動防護)時，將車速限制在72 km/h左右，主要考慮ATP防護啟動時的系統(tǒng)控制延時，以避免車輛超過80 km/h。但這樣的設(shè)計直接導(dǎo)致車輛最高速度受限，影響了折返時間和全程旅行時間，因此，多條線路包括北京5號線和本工程均在線路通車后采取了修改ATP的防護速度。

對此，建標(biāo)-2008《城市軌道交通建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》也提出一些改正措施，如第三十三條“車輛構(gòu)造速度應(yīng)高于車輛設(shè)計最高速度的10%或10 km/h。車輛設(shè)計最高速度應(yīng)滿足列車最高運行速度，并允許出現(xiàn)瞬間超速5 km/h”，在條文解釋說明中指出“瞬間一般指2～3 s”。

事實上，建標(biāo)頒布后，ATP防護速度在設(shè)計中仍然是一個爭議性很大的問題，爭論的焦點在于，往往設(shè)計單位的車輛只是工藝專業(yè)，并不承擔(dān)車輛制造方面的責(zé)任和風(fēng)險;而在招標(biāo)過程中，車輛廠商往往根據(jù)車輛最高運營速度進行投標(biāo)，對瞬間超速不予同意，原因是難以驗證。根據(jù)筆者參與本工程以及北京、寧波等地工程的經(jīng)驗，建議在城市軌道交通設(shè)計中引入“最高設(shè)計速度”和“最高運營速度”，系統(tǒng)最高設(shè)計速度提到90 km/h，而實際運營最高速度為80 km/h，不再提瞬間最高速度的概念，速度提高后對線路、限界、軌道等行車系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的影響很小。事實上，目前在鐵路設(shè)計中即采用了設(shè)計速度和最高運營速度兩個指標(biāo)。

［1］北京城建設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司.沈陽地鐵二號線一期工程可行性研究報告［R］.北京，2005.

［2］北京城建設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司.沈陽地鐵二號線一期工程初步設(shè)計：第二篇 線路［R］.北京，2006.

［3］北京城建設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司.沈陽地鐵二號線一期工程施工圖設(shè)計：第一篇 線路［R］.北京，2007.

［4］北京城建設(shè)計研究總院有限責(zé)任公司.沈陽市城市軌道交通建設(shè)建設(shè)規(guī)劃(2012—2018)［R］.北京，2010.

［5］GB/T 50157—2003地鐵設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2003.

［6］建標(biāo)-2008城市軌道交通建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國計劃出版社，2008.

Review and Summary of the Line Design of Shenyang Subway Line 2 First-stage Project

Zhou Min Huang Rui
(Beijing Urban Engineering Design＆Research Institute Co.，Ltd.，Beijing 100037)

The paper systematically reviewed the line design of Shenyang subway Line 2 first-stage project and the overall design，summarized and reflected on the experience of preplanning and presented advice for urban rail transit from preplanning up to later-stage implementation according to the design modifications，such as strengthening project planning and management，introducing the concept of design speed and operation speed，etc.

Shenyang subway Line 2 first stage-project;line design;summary;proposals

U239.5

A

1672-6073(2013)05-0030-05

10.3969/j.issn.1672-6073.2013.05.008

2012-12-22

2013-01-19

周敏，男，高級工程師，從事城市軌道交通線路規(guī)劃與設(shè)計工作，zhoumin1979@sohu.com

(

郝京紅)