汪 勝

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司,北京 100055)

太原地鐵1號線重大工程技術(shù)問題研究

汪 勝

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司,北京 100055)

太原地鐵1號線對于太原市后續(xù)軌道交通建設(shè)項目具有示范和引導(dǎo)作用,因此需要慎重確定建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)方案。結(jié)合工程實際情況,采用對比分析、模擬計算等方法,對于1號線車輛選型和編組方案、長大陡坡地段的列車運(yùn)行安全性及運(yùn)行速度、太原站至南內(nèi)環(huán)東街段線路走向及車站分布方案等幾個重大工程技術(shù)問題進(jìn)行分析研究,為項目提供專業(yè)、科學(xué)的決策依據(jù),對于推動太原市城市軌道交通可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

太原地鐵；方案研究；車輛選型與編組；長達(dá)陡坡；線路走向

1 概述

太原市是山西省省會，是全省政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，是我國重要的能源重化工基地和中西部地區(qū)主要的商貿(mào)集散中心；同時太原擁有2500年的建城歷史，是山西省級歷史文化名城。建設(shè)大運(yùn)量的城市軌道交通對緩解日益緊張的交通擁堵，推動城市公共交通政策落實，支持城市總體規(guī)劃的實施，促進(jìn)城市軌道交通與城市用地協(xié)調(diào)發(fā)展，保護(hù)歷史文化名城，促進(jìn)旅游業(yè)發(fā)展等均具有十分重要的意義。

太原市于2009年4月啟動城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃編制工作，2012年6月國家發(fā)展和改革委員會批復(fù)《太原市城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃(2012—2018)》。根據(jù)批復(fù)，遠(yuǎn)景年太原市城市軌道交通規(guī)劃形成7條線路，總長233.6 km，其中市區(qū)線5條，總長157.9 km，市域線2條，總長75.7 km。太原市近期將建設(shè)地鐵2號線一期工程和1號線一期工程兩條線路，共計49.2 km「1」。目前2號線已完成初步設(shè)計，1號線正開展工程可行性研究工作。

2 工程概況

規(guī)劃的太原地鐵1號線起于西山礦務(wù)局，終于龍湖大街南高校園區(qū)，于太原市內(nèi)呈倒“L”形分布，東西向沿西礦街、迎澤大街敷設(shè)，途經(jīng)客運(yùn)西站、下元、大南門、五一廣場、太原站等客流集散點，南北向沿太行路、馬練營路敷設(shè)，途經(jīng)雙塔公園、東太堡、太原南站、武宿等片區(qū)。1號線全長約32.0 km，共設(shè)車站27座。其中一期工程為西山礦務(wù)局站至龍城大街東站，線路長24.38 km，設(shè)站22座，平均站間距為1.09 km。見圖1。1號線擬采用6輛編組的A型車，接觸網(wǎng)授電，在西端設(shè)西山停車場1座、南端設(shè)馬練營車輛段及綜合維修基地1座，線網(wǎng)控制中心設(shè)于2、4號線相交的龍城大街西站。

圖1 太原地鐵1號線一期工程線路走向示意

1號線的建設(shè)可改善迎澤和武宿兩大市級中心的居民出行條件，緩解中心城區(qū)交通壓力，對引導(dǎo)沿線城市的健康有序發(fā)展、土地合理利用及加快城市化進(jìn)程等均有積極促進(jìn)作用，是一條客流需求和規(guī)劃引導(dǎo)兼顧的大運(yùn)量線路，在太原市軌道交通線網(wǎng)中具有重要的地位和作用。

為配合線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃編制工作，太原市于2010年4月就啟動了地鐵1號線的前期研究工作。通過近幾年的大量前期研究論證，1號線工程技術(shù)方案基本穩(wěn)定，為推進(jìn)軌道交通建設(shè)規(guī)劃的順利評審和批復(fù)提供了強(qiáng)有力支撐，也為配合沿線城市建設(shè)并穩(wěn)定接口條件提供了充分依據(jù)。但由于1號線沿線特殊的地形條件、近幾年城市建設(shè)發(fā)展迅速等因素，同時隨著人們生活水平的不斷提高，對軌道交通服務(wù)水平的要求也越來越高，因此對于1號線若干工程技術(shù)問題需要深入研究，以便于進(jìn)一步穩(wěn)定工程技術(shù)方案，為下一步工作奠定堅實基礎(chǔ)。

3 方案研究與分析

3.1 車輛選型與列車編組方案

車輛選型與列車編組方案是城市軌道交通工程最重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，直接關(guān)系到運(yùn)營服務(wù)水平和工程投資，也是其他專業(yè)開展規(guī)劃設(shè)計工作的基礎(chǔ)，同時涉及到網(wǎng)絡(luò)資源共享問題，因此是城市軌道交通工程前期研究過程中首先需要解決的問題，特別是對于第一次修建城市軌道交通的城市的先期啟動項目而言。

3.1.1 客流預(yù)測

太原地鐵1號線客流預(yù)測以交通規(guī)劃有關(guān)理論及客運(yùn)需求預(yù)測理論為指導(dǎo)，在吸收國內(nèi)外交通需求預(yù)測豐富實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過“四階段”模式，得到軌道交通預(yù)測客流指標(biāo)(表1)，并進(jìn)行敏感性分析。

表1 太原地鐵1號線各特征年的主要客流指標(biāo)

綜合考慮太榆一體化、瀟河新城與太原中心城的聯(lián)系度、南部新城線網(wǎng)的不確定性等系統(tǒng)外部因素及票制票價、運(yùn)營水平、接駁銜接等系統(tǒng)內(nèi)部因素，結(jié)合其各自的波動范圍，并設(shè)置敏感性因素的權(quán)重，1號線不同年限預(yù)測客流的波動范圍見表2。

3.1.2 運(yùn)能及適應(yīng)情況

車輛站席標(biāo)準(zhǔn)的采用直接影響列車運(yùn)能，進(jìn)而影響車輛選型和編組數(shù)量的選擇?！兜罔F設(shè)計規(guī)范》

表2 太原地鐵1號線不同年限的客流波動范圍

(GB50157—2013)和《城市軌道交通工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(建標(biāo)104—2008)中，列車定員站席標(biāo)準(zhǔn)(車內(nèi)面積扣除座席區(qū)及相關(guān)設(shè)施后每平方米有效空余地板面積站立的人數(shù))均是按6人/m2計，超員按9人/m2計[2-3]。而歐洲多數(shù)國家通過提高舒適度來吸引更多的乘客乘坐地鐵，規(guī)定站席標(biāo)準(zhǔn)為4人/m2，莫斯科地鐵為4.5人/m2。目前日本新建的城市軌道交通，列車定員計算原則完全以人為本，坐在座位上、抓住吊環(huán)、或者扶住門附近的柱子的乘客數(shù)量計算為定員。以此計算，其設(shè)計站立密度為3人/m2，但在實際運(yùn)營時間允許超員。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人體尺寸的改變，居民的出行要求不斷提高，對舒適度的要求也越來越高，因此改善地鐵乘車舒適度特別是遠(yuǎn)期舒適度勢在必行。北京市的地方標(biāo)準(zhǔn)《城市軌道交通工程設(shè)計規(guī)范》已將站席標(biāo)準(zhǔn)定為4.5～5人/m2[4]，上海市根據(jù)城市特點制定的站席標(biāo)準(zhǔn)為5人/m2。

在系統(tǒng)能力30對/h時的運(yùn)輸能力及列車長度見表3。

表3 列車運(yùn)輸能力及列車長度

從表3可以看出，站席標(biāo)準(zhǔn)采用5人/ m2時，7輛編組的B型車(簡稱B7，下同)與A6的列車長度僅相差3.1 m，對土建的影響不是很大，而A6的運(yùn)能比B7增加0.39萬人。B8列車長度最長，運(yùn)能雖為最大，但相對于車站長度的增長值來看，不具有明顯優(yōu)勢。站席標(biāo)準(zhǔn)采用6人/m2時，B6與A5的列車長度僅相差0.1 m，對土建的影響較小，運(yùn)能相差也不大。B6、A5的運(yùn)輸能力小，只有站席標(biāo)準(zhǔn)采用6人/m2時方可適應(yīng)1號線遠(yuǎn)期高峰時段最大斷面客流需要，且B6運(yùn)能儲備較低。

國內(nèi)現(xiàn)狀運(yùn)營中、在建及設(shè)計中的線路極少采用5輛、7輛編組的列車，因為列車動力配置、維修不理想，且作為國內(nèi)一種新編組車型，在采購價格和供貨周期等方面無明顯優(yōu)勢，資源共享程度較低「5」。對于B6，由于采用6人/m2的站席標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)期高峰小時行車量已經(jīng)達(dá)到系統(tǒng)能力30對/h，故無法執(zhí)行5人/m2的站席標(biāo)準(zhǔn)。對于A6，采用6人/m2的站席標(biāo)準(zhǔn)時，遠(yuǎn)期高峰時段只需要開行24對/h，若采用5人/m2的站席標(biāo)準(zhǔn)，則行車量還有增加的余地。

3.1.3 工程影響及工程投資分析

(1)線路

A型車最小曲線半徑采用400 m，B型車最小曲線半徑采用350 m，根據(jù)本線線路條件，對小半徑曲線位置進(jìn)行優(yōu)化，僅郝家溝站至朝陽街站區(qū)間對地塊和建筑物的切割影響稍大，其他區(qū)段兩種車型線路平面差別不大。根據(jù)規(guī)范要求對縱斷面方案進(jìn)行設(shè)計，A、B型車所對應(yīng)的縱斷面方案變化很小。因此，A型車相對于B型車，線路平縱斷面主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)雖有所提高，但對全線進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化后，1號線全線區(qū)間平、縱斷面均能滿足A型車、B型車方案要求，工程影響不大。

(2)限界

采用接觸網(wǎng)授電時，A、B型車車輛限界、設(shè)備限界的主要差異在控制點的橫向坐標(biāo)上，而高度上基本相同，因此二者圓形隧道建筑限界相同，均為5 200 mm。車型不同影響最大的是矩形隧道，對于直線地段建筑限界，采用A型車時比B型車寬200 mm，曲線地段及道岔區(qū)建筑限界加寬量A型車也大于B型車。對于馬蹄形隧道，不同車型對建筑限界的影響介于矩形隧道、圓形隧道二者之間。明挖車站范圍內(nèi)等同于矩形隧道；不同車型的站臺與屏蔽門限界有所不同，但基本不會對土建工程量造成影響。

A型車車輛長度、寬度尺寸都大于B型車，更大的建筑限界也必然造成土建工程量有所增加，詳見車站建筑與區(qū)間結(jié)構(gòu)部分分析。

(3)車站建筑

A型車與B型車對車站建筑的影響主要體現(xiàn)在限界上，對車站方案影響不大，但不同的車輛編組對車站的土建規(guī)模影響較大。經(jīng)研究分析，在公共區(qū)樓扶梯布置大致相同的情況下，車站總長度由車站站臺長度控制，結(jié)論為：A6相比于B6，標(biāo)準(zhǔn)車站長度增加20 m左右，寬度增加0.4 m，主體建筑面積增加約800 m2，1號線一期工程22座車站總投資增加約8.1%； B8相比于B6，標(biāo)準(zhǔn)車站長度增加40 m左右，寬度相同，主體建筑面積增加約1 400 m2，22座車站總投資增加約14.1%。

(4)區(qū)間結(jié)構(gòu)

地下區(qū)間工程數(shù)量與車型有關(guān)，而與車輛編組方案無關(guān)。經(jīng)研究分析，不同車型對盾構(gòu)區(qū)間、U形槽、路基段工程量幾乎無影響，僅對明挖、礦山法區(qū)間有影響，結(jié)論為：1號線一期工程不同車型影響礦山法區(qū)間4.25 km，影響明挖隧道區(qū)間2.33 km，區(qū)間寬度均增加200 mm，采用A型車相比于采用B型車，全線區(qū)間工程總投資增加約0.5%。

(5)車輛段

經(jīng)計算，太原地鐵1號線不同車型和列車編組方案的車輛運(yùn)用檢修工作量見表4。

表4 不同編組方案車輛運(yùn)用檢修工作量

從檢修工作量可以看出，除停車列位外，各方案所需各級車輛運(yùn)用檢修設(shè)施列位數(shù)均相同，但因列車長度不同，車型寬度不同，所以各方案土建規(guī)模有所不同。

經(jīng)方案研究，對于近期車輛段建筑軸線面積，A6比B6增加約0.9萬m2，B8比B6增加約1.3萬m2；對于遠(yuǎn)期建筑軸線面積，A6比B6增加約1萬m2，B8與B6相當(dāng)。對于遠(yuǎn)期車輛段占地面積，A6比B6增加約0.967 hm2(14.5畝)，B8比B6增加約1.773 hm2(26.6畝)。另外，對于維修設(shè)備數(shù)量和費(fèi)用，A6與B8均較B6有所增加[6]。

(6)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)和車輛購置費(fèi)

不同車型和編組方案對機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在供電系統(tǒng)和站臺門上。經(jīng)研究，如僅考慮本線近遠(yuǎn)期負(fù)荷需求，當(dāng)采用A型車時，1號線2座主變電站近期安裝容量較B型車沒有區(qū)別，但遠(yuǎn)期均需增容。不同車型和編組方案對應(yīng)的站臺門滑動門單元數(shù)量不同，A6比B6站臺門投資增加約20%，B8比B6站臺門投資增加約26.7%。

車輛購置費(fèi)要考慮列車數(shù)量、車載信號設(shè)備費(fèi)用、車載通信設(shè)備費(fèi)用等。經(jīng)計算，在1號線滿足運(yùn)輸能力需要的方案中，A6初期車輛購置費(fèi)最低，B6居中，B8最高，分別為13.4億元、14.76億元和15.87億元。

(7)工程總投資和運(yùn)營總成本費(fèi)用比較

經(jīng)專題研究，對太原地鐵1號線一期工程不同車型和編組方案的工程總投資進(jìn)行了測算：與B6相比，A6土建和機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)投資較高，但車輛購置費(fèi)降低，總投資增加約10.6億元，提高6%，但運(yùn)輸能力提高27.6%(站席標(biāo)準(zhǔn)按5人/m2)；與B6相比，B8土建和機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)投資增加，車輛購置費(fèi)也增加，總投資增加約16.2億元，提高9.2%，運(yùn)輸能力提高34.5%(站席標(biāo)準(zhǔn)按5人/m2)。

運(yùn)營總成本費(fèi)用包括工資及福利、車輛維修費(fèi)、電力費(fèi)、維修費(fèi)、營運(yùn)費(fèi)、管理費(fèi)用、折舊費(fèi)、攤銷費(fèi)和財務(wù)費(fèi)用。經(jīng)比較不同車型和編組方案在運(yùn)營期內(nèi)的總成本費(fèi)用，與B6相比，A6提高5.5%，B8提高7.7%。

3.1.4 小結(jié)

隨著人民物質(zhì)生活水平的日益提高，高品質(zhì)出行成為越來越多市民的選擇。太原市城市軌道交通建設(shè)應(yīng)發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，適當(dāng)提高舒適度標(biāo)準(zhǔn)，提高服務(wù)水平，吸引更多的誘發(fā)客流，達(dá)到良性循環(huán)。太原地鐵1號線若采用B6的車型與編組方案，站席標(biāo)準(zhǔn)需采用6人/m2，且運(yùn)能儲備不足，難以適應(yīng)發(fā)展需要。A6與B6相比，工程投資增加不多，運(yùn)輸能力卻大大提高，故從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，應(yīng)選擇6輛編組的A型車方案為宜。

3.2 長大陡坡地段的列車運(yùn)行安全性及運(yùn)行速度分析研究

太原地鐵1號線沿線地形總體趨勢為東西高，中間低，東轉(zhuǎn)南后趨于平緩。其中西山礦務(wù)局站至理工大學(xué)站6個區(qū)間連續(xù)下坡(反過來連續(xù)提升)，總高差達(dá)124 m，區(qū)間線路連續(xù)提升高度超過16 m，平均達(dá)20.7 m，最大區(qū)間連續(xù)提升達(dá)35.9 m。同時，太原站至南內(nèi)環(huán)東街站3個區(qū)間也為長大陡坡地段。根據(jù)《城市軌道交通項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，連續(xù)提升超過16 m應(yīng)對列車運(yùn)行安全性進(jìn)行全面分析評價。

3.2.1 主要研究內(nèi)容

本文采用仿真模擬計算，涉及兩種線路條件：一是持續(xù)大坡道，包括坡度為30‰、35‰兩個方案；二是太原地鐵1號線實際設(shè)計縱斷面方案。檢算過程選取四動二拖(4M2T)、三動三拖(3M3T)、二動四拖(2M4T)、一動五拖(1M5T)幾種情況進(jìn)行檢算，即可判斷能否滿足正常情況及故障情況下的運(yùn)行要求?！?」主要研究內(nèi)容如下。

(1)列車的編組和動力(牽引和制動)性能，能否滿足長大陡坡線路上的正常安全運(yùn)行。

(2)列車的編組和動力性能能否滿足故障情況時的運(yùn)行要求：

①在定員(AW2)工況下，當(dāng)列車喪失1/4或1/3動力時，列車能維持運(yùn)行至線路終點；

②在定員(AW2)工況下，當(dāng)列車喪失1/2動力時，列車仍能在正線最大坡道上起動，并行駛至就近車站，列車清客后返回車輛段；

③在定員(AW2)工況下，當(dāng)列車喪失全部動力時，應(yīng)能由另一列相同空載列車(AW0)在正線最大坡道上牽引(或推送)至臨近車站，列車清客后被牽引至車輛段。

3.2.2 持續(xù)大坡道上的仿真計算

(1)持續(xù)牽引性能

通過仿真計算，各種工況下的列車速度(V)-距離(S)曲線如圖2、圖3所示。

圖2 30‰坡道各種工況下的列車達(dá)速V-S曲線

圖3 35‰坡道各種工況下的列車達(dá)速V-S曲線

通過仿真計算結(jié)果可以得出如下結(jié)果。

①全動力(4M2T)牽引情況按照不利條件考慮，即列車處于超員(AW3)工況。經(jīng)檢算，列車在30‰坡道上牽引可以達(dá)速，從起車到達(dá)速所需時間約1.3 min，所需距離約1 291 m；在35‰坡道上達(dá)速距離較遠(yuǎn)，所需距離為9 297 m，所需時間為7.4 min。

②4M2T列車喪失1/4動力的情況與3M3T列車全動力相當(dāng)，列車按定員(AW2)考慮。經(jīng)檢算，列車在30‰坡道上牽引不能達(dá)速，最高速度為78 km/h；在35‰坡道上最高速度為73 km/h。

③4M2T列車喪失1/2動力的情況與3M3T列車喪失1/3動力的情況相當(dāng)，列車按定員(AW2)考慮。經(jīng)檢算，列車在30‰坡道上可維持64 km/h左右的速度運(yùn)行，滿足故障情況時的運(yùn)行要求；在35‰坡道上可維持60 km/h左右的速度運(yùn)行，滿足故障情況時的運(yùn)行要求。

④4M2T列車喪失3/4動力的情況與3M3T列車喪失2/3動力的情況相當(dāng)，列車按定員(AW2)考慮。經(jīng)檢算，此時列車已不滿足在30‰及以上坡度的牽引要求。

⑤對于出現(xiàn)連續(xù)30‰及以上的長大坡道，4M2T列車在喪失1個(1/4)或2個(1/2)動車牽引力的情況下，均滿足故障情況時的運(yùn)行要求。而3M3T在失去2個(2/3)動車牽引力后，不能在30‰坡道上啟動，需由另一列空載列車救援。因此，選擇A型車采用4M2T配置更能適應(yīng)長大坡道上正常和故障情況下的起動和持續(xù)運(yùn)行要求。

(2)制動性能

列車制動包括空氣制動和電阻制動(再生制動)，動力制動力不足時，最終作用于列車的綜合制動力可由空氣制動力補(bǔ)足。按照列車超員(AW3)的情況下，檢算下坡道上的列車制動性能。通過對兩種連續(xù)下坡道模擬計算，下坡道采用綜合制動可滿足停車制動需要。

3.2.3 實際坡道上的模擬計算

(1)全程牽引計算

全程牽引計算主要檢算了4M2T和3M3T兩種動力配置在超員(AW3)工況下的運(yùn)行情況，包括運(yùn)行時間、達(dá)速比、運(yùn)行速度等。根據(jù)1號線實際平縱斷面設(shè)計方案，通過牽引計算，可以看出，采用3M3T時，列車運(yùn)行時分較4M2T長1.3～1.6 min，達(dá)速比較4M2T低6.6%～19.0%，旅行速度較4M2T方案低1.4～1.7 km/h，達(dá)速區(qū)間個數(shù)減少3～7個。耗電量方面，3M3T較4M2T方案減少約5.3%～6.9%，有一定節(jié)能效果，但旅行速度僅略高于地鐵一般要求的35 km/h，余量小?？梢?M2T較3M3T有較明顯的優(yōu)勢「8」。

(2)故障情況下的運(yùn)行檢算

太原地鐵1號線長大陡坡最困難區(qū)段為西山礦務(wù)局—小井峪段。其中，西銘路—客運(yùn)西站間采用28‰的坡度連續(xù)提升達(dá)35.9 m，為區(qū)間連續(xù)提升最大區(qū)段。根據(jù)故障列車停車線設(shè)置于下元站的實際情況，把西山礦務(wù)局～下元作為運(yùn)行區(qū)段進(jìn)行故障情況下的運(yùn)行檢算。

①列車喪失1/4或1/3動力時

經(jīng)檢算，2種動拖比均能滿足喪失1/4或1/3工況的運(yùn)行要求，4M2T相對于3M3T在應(yīng)對該工況時有明顯優(yōu)勢。

②列車喪失1/2動力時

經(jīng)檢算，4M2T列車在喪失1/2動力時不僅能夠運(yùn)行至就近車站，還能繼續(xù)運(yùn)行至西山礦務(wù)局停車場；而3M3T列車在喪失1/2動力時(實際是喪失2/3動力)，僅剩下1個動車，在該工況下若處于區(qū)間內(nèi)，則無法起動，需要其他列車救援?？梢?，4M2T相對于3M3T在應(yīng)對該工況時有明顯優(yōu)勢「9」。

③列車喪失全部動力時

經(jīng)檢算，4M2T、3M3T在喪失全部動力后，均可滿足另一列相同空載列車實施救援的運(yùn)行要求，但4M2T仍具有明顯優(yōu)勢。

(3)列車動力配置建議

通過上述模擬計算分析表明，無論是正常情況下，還是故障情況下，3M3T列車對于1號線的適應(yīng)能力均較弱，喪失2個動車動力后即需救援；而4M4T則滿足正常情況下和故障情況下的運(yùn)行要求，因此，建議太原地鐵1號線采用4M2T配置的列車。

3.3 太原站至南內(nèi)環(huán)東街段線路走向及車站分布方案比選

根據(jù)《太原市城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃(2012-2018)》，1號線沿迎澤大街向東，至太原站后向東南轉(zhuǎn)向朝陽街并設(shè)站，之后線路繼續(xù)沿朝陽街向東延伸至太行路轉(zhuǎn)向南。2014年，為向東擴(kuò)展城市發(fā)展空間，促進(jìn)東部地區(qū)城市建設(shè)和舊城改造，太原市提出將建設(shè)迎澤大街東延工程，并對太原站以東片區(qū)用地規(guī)劃進(jìn)行重大調(diào)整，區(qū)域功能定位為東部區(qū)域重點發(fā)展地區(qū)，將建設(shè)為商業(yè)、商貿(mào)、購物區(qū)域性中心及區(qū)域大型居住社區(qū)。結(jié)合區(qū)域規(guī)劃調(diào)整和沿線環(huán)境條件，有必要對1號線太原站至南內(nèi)環(huán)東街段線路走向及車站分布方案進(jìn)行深入研究。

3.3.1 周邊環(huán)境基本情況

(1)迎澤大街路口的建設(shè)路快速化改造工程

2014年，太原市實施了建設(shè)路太榆路快速化改造工程。在迎澤大街路口，建設(shè)路由地面平交形式改造為地下立交形式。改造后的建設(shè)路有地下2層結(jié)構(gòu)，地下一層為過街通道及非機(jī)動車道，地下二層為機(jī)動車快速車道及公交車專用道，建設(shè)路主線與迎澤大街主線形成分離式立交。

(2)規(guī)劃迎澤大街東延路

迎澤大街東延路起于太原站西廣場前的建設(shè)路，終于東環(huán)高速公路以東的松莊路，長度約3.6 km，規(guī)劃紅線寬度50 m，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為城市主干道，設(shè)計車速60 km/h。規(guī)劃迎澤大街東延路方案為：左右車道分別從太原站西廣場南北兩側(cè)的建設(shè)路口向東引出，下穿太原站南、北咽喉區(qū)，過太原站規(guī)劃東廣場后，于雙塔北路東側(cè)出地面，左右車道交匯后繼續(xù)向東，與太行路輔道平交、上跨經(jīng)園路與東環(huán)高速公路，直至松莊路口。屆時道路紅線范圍內(nèi)的建筑將全部拆除。

(3)太原站

太原站位于太原市迎澤區(qū)迎澤大街東端，為石太鐵路及同蒲鐵路的客運(yùn)特等站，每日到發(fā)量在4～5萬人，高峰期間達(dá)到8萬人。太原站站房基樁呈矩陣布置，共有4排24列，各列之間基樁間距最小為6 m，最大為14.8 m，鋼筋混凝土樁長15 m，樁身直徑1.3～2.3 m。太原站站臺區(qū)無柱雨棚布置于站房南北兩側(cè)，共有2排15列，各列之間基樁間距為24 m。

(4)朝陽街

朝陽街東起省電力開關(guān)廠，西至建設(shè)南路，全長1.8 km，紅線寬30 m，為雙向四車道。朝陽街毗鄰太原火車站，交通便利，已發(fā)展成為華北最有影響的服裝集散中心之一，同時為家居、飲食、零售等產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展的商業(yè)一條街。

3.3.2 區(qū)域規(guī)劃基本情況

太原站東側(cè)區(qū)域結(jié)合迎澤大街東延，發(fā)展以商業(yè)、居住為主，形成旅游、休息娛樂為輔的片區(qū)商業(yè)中心。朝陽街區(qū)域結(jié)合太原服裝城以及周邊商業(yè)用地，聯(lián)合火車站東側(cè)商業(yè)用地，形成太原市市級服裝商貿(mào)中心。南內(nèi)環(huán)東街區(qū)域利用南內(nèi)環(huán)街沿線商業(yè)氛圍，結(jié)合站點周邊商業(yè)用地以及綠地，打造片區(qū)級商業(yè)中心，并形成南內(nèi)環(huán)街景觀節(jié)點。雙塔寺文化旅游區(qū)規(guī)劃將利用雙塔景點和永祚寺名勝，在郝莊村東起太行路、西至建設(shè)路，北起永祚寺西街、南至雙塔烈士陵園的350畝面積范圍內(nèi)，分3期建設(shè)6個主題風(fēng)景區(qū)，形成集現(xiàn)代旅游服務(wù)、觀光休閑體驗、歷史人文傳播和自然風(fēng)光旖旎于一身的三晉晉陽文化特區(qū)。

3.3.3 方案比選

(1)方案描述

根據(jù)沿線現(xiàn)狀和規(guī)劃情況，本段線路提出2個走向和車站分布方案進(jìn)行比選：沿迎澤大街東延路敷設(shè)方案和沿朝陽街敷設(shè)方案。如圖4所示。

圖4 太原站至南內(nèi)環(huán)東街段方案比較示意

①方案一：沿迎澤大街東延路方案

線路沿迎澤大街向東敷設(shè)，下穿建設(shè)路并設(shè)站，繼續(xù)下穿太原站站前廣場、主站房及站臺、規(guī)劃太原站東廣場，之后沿規(guī)劃迎澤大街東延路向東敷設(shè)，在迎澤大街東延路與二馬路交叉口西側(cè)設(shè)郝家溝站，至太行路時以R-400 m曲線轉(zhuǎn)向南，在朝陽街路口設(shè)朝陽街站，之后繼續(xù)沿太行路西側(cè)綠帶敷設(shè)，至南內(nèi)環(huán)東街路口北側(cè)設(shè)站。站間距分別為1 030、1 080 m和1 630 m。

②方案二：沿朝陽街方案

線路沿迎澤大街向東敷設(shè)，至建設(shè)路時以R-400 m曲線轉(zhuǎn)向東南并設(shè)站，然后線路斜穿太原站南段雨棚基礎(chǔ)、雙塔北路西側(cè)洪金寶商業(yè)樓及東側(cè)小商品市場和部分居民樓，之后以R-400 m曲線轉(zhuǎn)至朝陽街，在郝莊西巷與朝陽街交叉口東側(cè)設(shè)置朝陽街站，至太行路時線路以R-400 m曲線下穿煤炭郝莊小區(qū)并轉(zhuǎn)向南，沿太行路西側(cè)綠帶敷設(shè)，在雙塔公園東側(cè)設(shè)置雙塔公園站，繼續(xù)敷設(shè)至南內(nèi)環(huán)東街路口設(shè)站。站間距分別為1 230、1 070 m和1 010 m。見圖4。

(2)工程數(shù)量對比

兩方案主要工程數(shù)量對比見表5。

表5 太原站至南內(nèi)環(huán)東街段方案主要工程數(shù)量對比

沿迎澤大街東延路方案線路長度比沿朝陽街方案長0.41 km，經(jīng)測算，工程總投資高約3.3億元。

(3)方案優(yōu)缺點分析

兩方案優(yōu)缺點分析見表6。

表6 太原站至南內(nèi)環(huán)東街段方案優(yōu)缺點分析

(4)客流影響對比

通過對兩方案進(jìn)行客流測試，結(jié)果顯示：對于全線客流影響，沿迎澤大街東延路方案比沿朝陽街方案的初、近、遠(yuǎn)期客流總量增加0.86、1.11、1.86萬人次/d，線路負(fù)荷強(qiáng)度提高0.04、0.05、0.09萬人/km；對于比選范圍內(nèi)的車站客流影響，沿迎澤大街東延路方案比沿朝陽街方案沿線車站的初、近、遠(yuǎn)期全日集散量提高8 184、13 579、21 195人次/d，初、近、遠(yuǎn)期早高峰集散量提高1 320、1 951、4 124人次/d?？土饔绊憣Ρ确治霰砻?，迎澤大街東延路方案的沿線開發(fā)強(qiáng)度高，因此客流量大，客流強(qiáng)度高。

(5)推薦意見

根據(jù)以上分析，沿迎澤大街東延路方案雖然工程投資略高，但是線路走向與城市規(guī)劃的符合性較好，有利于引導(dǎo)城市建設(shè)開發(fā)，有利于吸引客流，且線形條件及設(shè)站條件較好，因此，根據(jù)城市建設(shè)和規(guī)劃調(diào)整情況，將建設(shè)規(guī)劃階段的線路路由由朝陽街調(diào)整為迎澤大街東延路是合理可行的。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，我國各大中城市均將城市軌道交通作為公共交通的主體給予大力發(fā)展。太原地鐵1號線是太原市首期啟動的地鐵項目之一，對后續(xù)軌道交通建設(shè)項目具有示范和引導(dǎo)作用，因此需要詳細(xì)深入研究，充分論證，慎重確定建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)方案。對于1號線幾個工程技術(shù)問題進(jìn)行了分析研究，以便于進(jìn)一步穩(wěn)定工程技術(shù)方案，為下一步工作奠定基礎(chǔ)，為項目決策提供專業(yè)的技術(shù)支撐和科學(xué)的研究依據(jù)，為將項目建成政府滿意、運(yùn)營滿意、乘客滿意的精品工程提供保障，并必將對于推動太原市城市軌道交通可持續(xù)發(fā)展具有重要作用，同時也為其他城市地鐵項目研究提供了借鑒和參考，具有指導(dǎo)意義和重大經(jīng)濟(jì)效益價值。當(dāng)然，太原地鐵1號線還有若干工程技術(shù)問題需要研究解決，包括柳巷是否設(shè)站、太原南站預(yù)留工程的利用、線路下穿鐵路站房、線路經(jīng)過地質(zhì)斷裂帶[10]、地下水源保護(hù)、迎澤大街歷史文化風(fēng)貌街區(qū)保護(hù)等問題，需要在下一步工程可行性研究、工程設(shè)計過程中進(jìn)行深入研究分析或?qū)ｎ}論證。

[1]中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院.太原市城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃(2012—2018)「R」.太原：太原市人民政府，2011.

「2」 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50157—2013地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建標(biāo)104—2008城市軌道交通工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)「S」.北京：中國計劃出版社，2013.

[4]北京市規(guī)劃委員會.DB11/995—2013城市軌道交通工程設(shè)計規(guī)范[S].北京：北京市規(guī)劃委員會，2013.

[5]吳非，張巖.關(guān)于軌道交通列車編組合理性的探討[J].都市快軌交通，2010(4)：46-48.

[6]陳福貴.地鐵不同場段分布對其規(guī)模分配和運(yùn)營成本的影響[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2013(9)：37-39.

[7]張學(xué)軍.地鐵長大坡道設(shè)計相關(guān)問題的探討[J].都市快軌交通，2005(5)：58-60.

[8]李曉明，陳進(jìn)杰，牛紅凱，顧天鴻.基于城市軌道交通列車牽引計算的列車編組形式選擇[J].鐵道勘察，2008(1)：82-84.

[9]陸縉華.關(guān)于6輛地鐵列車編組的動車與拖車配置[J].都市快軌交通，2006(3)：15-17.

[10]孫寶忠，潘瑞林.太原地鐵1號線工程地質(zhì)條件及主要地質(zhì)問題研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2015(2)：95-99.

Research on Major Engineering Problems of Taiyuan Metro Line 1

WANG Sheng

(China Railway Engineering Consulting Group Co., Ltd., Beijing 100055, China)

Taiyuan metro line 1 plays a role in demonstration and guidance for subsequent urban rail transit projects, as such we need to carefully determine the construction standards and engineering solutions. With reference to the actual situations of Taiyuan metro line 1, this paper addresses such major engineering problems with comparative analysis and simulation as vehicle selection and marshalling scheme, operating safety and train speed on long and steep slopes, alignments and station distribution scheme between Taiyuan railway station and east section of south ring road, which has great significance for providing professional and scientific

for project decisions and promoting sustainable development of urban rail transit in Taiyuan.

Taiyuan metro; Engineering planning scheme; Vehicle selection and marshalling scheme; Long and steep slope; Alignment

2015-01-22；

2015-02-04

汪 勝(1972—)，男，高級工程師，1998年畢業(yè)于北方交通大學(xué)，工學(xué)碩士，E-mail：wangshenggy@sina.com。

1004-2954(2015)08-0068-07

U231

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.08.016