王國富， 王德超,2， 路林海， 劉海東， 潘 雷

(1. 濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司， 濟(jì)南 250101； 2. 同濟(jì)大學(xué)土木工程博士后流動站， 上海 200092)

濟(jì)南軌道交通R1線工程新技術(shù)探索及應(yīng)用

王國富1， 王德超1,2， 路林海1， 劉海東1， 潘 雷1

(1. 濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司， 濟(jì)南 250101； 2. 同濟(jì)大學(xué)土木工程博士后流動站， 上海 200092)

R1線是濟(jì)南首條軌道交通線路，在工程建造過程中探索、應(yīng)用了多項綠色技術(shù)，詳細(xì)介紹結(jié)構(gòu)工程中的清水混凝土技術(shù)，深基坑支護(hù)及穩(wěn)定性控制技術(shù)，混凝土剛性防水技術(shù)及預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用技術(shù)；車輛基地上蓋物業(yè)開發(fā)和建筑廢棄物再利用技術(shù)；設(shè)備系統(tǒng)中的可調(diào)通風(fēng)型站臺門和隧道嵌裝型蒸發(fā)冷凝技術(shù)等改造工藝，以及“海綿”設(shè)施應(yīng)用、高架車站光伏發(fā)電和中壓能饋等自然資源利用技術(shù)，以期為后續(xù)濟(jì)南和其他城市軌道交通建設(shè)提供參考和借鑒。

濟(jì)南軌道交通； 綠色技術(shù)； 建筑工程； 設(shè)備系統(tǒng)

濟(jì)南軌道交通建設(shè)由于受泉水影響，經(jīng)歷了漫長的準(zhǔn)備時間，建設(shè)步伐與國內(nèi)同等規(guī)模城市相比落后10余年，但正是由于起步晚，建設(shè)過程中可以充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，借鑒其他城市地鐵建設(shè)經(jīng)驗，采用國內(nèi)外最新的施工工藝和設(shè)備集成技術(shù)。本文系統(tǒng)地介紹R1線工程建造周期內(nèi)結(jié)構(gòu)工程以及設(shè)備系統(tǒng)采用的新技術(shù)，為后續(xù)濟(jì)南地鐵工程及其他城市軌道交通建設(shè)提供借鑒。

1 工程概況

R1線位于濟(jì)南西部新城區(qū)，南起池東站，北至演馬莊西站，南北向敷設(shè)。線路全長26.1 km，其中高架段16.2 km，過渡段0.2 km，地下段9.7 km。全線共設(shè)置車站11座，其中高架站7座，地下站4座，范村車輛綜合基地1處，控制中心1座。全線地面標(biāo)高31.09～98.03 m，主要地貌單元類型有低山丘陵和沖洪積平原，地層巖性組合差異明顯；地下水位埋深在4.1～28.5 m，地下水類型主要為第四系孔隙水和巖溶裂隙水[1]。高架車站為3層框架結(jié)構(gòu)；地下車站為地下2層島式車站(局部換乘節(jié)點為3層)，均采用明挖法施工。圖1為R1線站位平面圖。

圖1 R1線站位平面圖Fig.1 Line and station plan of R1

2 工程建設(shè)特點

2.1 泉城首條軌道交通線路

R1線開工建設(shè)標(biāo)志著規(guī)劃了20余年的地鐵工程正式進(jìn)入實施階段，濟(jì)南的軌道交通建設(shè)實現(xiàn)了歷史性轉(zhuǎn)折。

2.2 地鐵建設(shè)與泉水保護(hù)協(xié)同發(fā)展

泉水是濟(jì)南的靈魂，是全國乃至全世界人民的物質(zhì)文化遺產(chǎn)，然而泉水在相當(dāng)一段時間內(nèi)卻成為軌道交通建設(shè)的障礙，軌道交通建設(shè)需與泉水保護(hù)協(xié)同發(fā)展。

2.3 地鐵建設(shè)周邊環(huán)境復(fù)雜

R1線高架段路中平行上跨多處既有市政橋，斜交上跨濟(jì)廣高速(單跨超過100 m)；地下段近距離下穿京滬鐵路框架涵、京臺高速橋樁、京滬高鐵橋樁、濟(jì)南西客站進(jìn)出口匝道橋等重要建(構(gòu))筑物。R1線地下水埋深淺，單井涌水量大，對地鐵建設(shè)極為不利。同時，該區(qū)域存在一定數(shù)量充填-半充填溶洞，對高架段嵌巖樁樁基的穩(wěn)定性存在不利影響[2]。

2.4 多項綠色建造技術(shù)綜合運(yùn)用

以資源節(jié)約、效率優(yōu)化、和諧相生、統(tǒng)籌共享、智慧預(yù)愿、修復(fù)再造為目標(biāo)，R1線擬采用30余項綠色建造技術(shù)，已獲批住建部2016年科學(xué)技術(shù)項目和山東省住建廳科技示范工程。

3 結(jié)構(gòu)工程特色與技術(shù)創(chuàng)新

3.1 高架車站清水混凝土外立面景觀設(shè)計

R1線高架車站遵循“一線一主題，一站一風(fēng)景”、“綠色、節(jié)能、生態(tài)、環(huán)?！币约啊奥分姓就饬⒚婧穸粚?，輕而不浮”的景觀設(shè)計理念[3]，為節(jié)約城市用地，將車站外側(cè)的設(shè)備用房布置于車站下方，在設(shè)備用房與站廳層之間留有空隙，既節(jié)約了土地又保證了車站整體空間的通透感(見圖2)。

圖2 R1線景觀設(shè)計效果Fig.2 Landscape design of R1

車站建筑結(jié)構(gòu)主體及外飾面均采用清水混凝土一次成型[4]，直接采用現(xiàn)澆混凝土的自然色作為飾面，凸顯了車站莊重、質(zhì)樸的特點?，F(xiàn)場以前大彥站作為試驗車站，針對施工中出現(xiàn)的混凝土砂線、泌水以及橋梁墩柱表觀顏色不一致、黑斑等現(xiàn)象，對清水混凝土配合比進(jìn)行了優(yōu)化，控制混凝土坍落度為120 mm，提高粗骨料(16～31.5 mm碎石)用量，減少砂率至40%。試驗方案優(yōu)化后(見表1中方案2)，混凝土表觀光滑度及亮度均較好，高效減水劑的應(yīng)用保證了混凝土的和易性，現(xiàn)場施工順利。

表1 清水混凝土配合比統(tǒng)計

3.2 預(yù)制U型梁截面優(yōu)化及架梁技術(shù)

針對高架U型梁受力結(jié)構(gòu)不合理、跨度很難突破30 m、易開裂、梁間接縫隔音效果差且與景觀不協(xié)調(diào)等問題，對U型梁采用混凝土性能、澆筑工藝、振搗工藝、脫模劑、養(yǎng)護(hù)工藝，預(yù)應(yīng)力張拉順序及張拉應(yīng)力分批控制等進(jìn)行探索，改善了U型梁外觀，提高了梁體抗裂性能；通過對U型梁截面優(yōu)化，降低了底板截面高度，優(yōu)化配筋量3%，節(jié)約鋼材1 000 t；砼優(yōu)化6%，減少4 000 m3，圖3為預(yù)制U型梁現(xiàn)場照片。

圖3 預(yù)制U梁現(xiàn)場Fig.3 Precast U beam

3.3 強(qiáng)富水砂卵石地層基坑支護(hù)技術(shù)

R1線王府莊站基坑地質(zhì)條件自上而下依次為雜填土、黃土、粉質(zhì)黏土、卵石層、粉質(zhì)黏土、卵石層，基底大部分位于卵石層中，基坑開挖時易發(fā)生涌水或滲透破壞等問題，影響基坑開挖面的穩(wěn)定性，同時也會引起基坑外的水位持續(xù)下降，導(dǎo)致周邊土體產(chǎn)生較大的固結(jié)沉降，使建筑物產(chǎn)生過大變形[5]。因此，王府莊站在基坑施工過程中充分利用基底以下粉質(zhì)黏土層的隔水作用，對厚度小于3 m的隔水層采用袖閥管注水泥-水玻璃雙液漿的方式進(jìn)行基底加固，有效控制了坑底加固效果。

在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中對比分析了鉆孔灌注樁+止水帷幕、套管咬合樁和地下連續(xù)墻的施工方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，最終選擇套管咬合樁施工方案，表2為3種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的對比分析。套管咬合樁是一種新型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于其樁芯相互咬合，解決了傳統(tǒng)排樁相切時防水效果差的問題[6]。同時，基于樁墻合一的理念，采用樁墻復(fù)合方案優(yōu)化了主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻尺寸，節(jié)約了工程造價。套管咬合樁方案成功解決了常規(guī)工法在泥漿難以護(hù)壁的強(qiáng)滲透高富水卵石層中無法鉆進(jìn)成樁、止水效果差的難題。王府莊站基坑已開挖完畢，監(jiān)測結(jié)果顯示，套管咬合樁打設(shè)精度高、止水效果好，在濟(jì)南強(qiáng)富水砂卵石地層中得到成功應(yīng)用。

3.4 深基坑圍護(hù)樁插入比及嵌巖深度優(yōu)化

工程勘察設(shè)計初期，R1線在地質(zhì)條件較差地段圍護(hù)樁的插入比設(shè)計相對保守，基本在0.7～0.8。結(jié)合濟(jì)南地層的實際情況及詳勘的地質(zhì)參 數(shù)，采 用 數(shù) 值 模擬和理論分析手段對圍護(hù)樁的插入比進(jìn)行了優(yōu)化，現(xiàn)場工程應(yīng)用結(jié)果顯示，圍護(hù)樁插入比在0.5～0.6可滿足基坑和支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求；同時，對圍護(hù)樁嵌入中風(fēng)化巖層的深度進(jìn)行了優(yōu)化，由原設(shè)計的4～5 m調(diào)整為2～3 m，優(yōu)化后既滿足了基坑穩(wěn)定性要求，又降低了工程投資和施工難度，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和工程價值。

表2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)對比分析

3.5 泉域地層基坑封閉降水及原位回灌技術(shù)

R1線地下車站基坑范圍內(nèi)卵石層、砂土層較厚，富含地下水且無穩(wěn)定的隔水層。地鐵基坑施工如采用直接降水方案對地下水環(huán)境及周邊建筑物的穩(wěn)定性造成較大影響，地下水資源浪費嚴(yán)重。

針對這一工程技術(shù)難題，軌道集團(tuán)依托省部級課題《濟(jì)南地鐵富水地層基坑降水與回灌保泉關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究》，將泉域范圍內(nèi)不同深度地層的基坑降水回灌區(qū)域進(jìn)行分區(qū)分級，將回灌區(qū)域劃分為非常適宜區(qū)，適宜區(qū)、較適宜區(qū)、不適宜區(qū)和非常不適宜區(qū)5類，并給出了相應(yīng)的判定標(biāo)準(zhǔn)[7-8]。在此基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了基坑降水原位回灌裝置(見圖4)，現(xiàn)場回灌試驗結(jié)果表明，王府莊和演馬莊西站等地下車站的回灌率可達(dá)到90%以上。

圖4 基坑降水原位回灌裝置Fig.4 In situ recharge device of foundation pit dewatering

3.6 混凝土剛性防水技術(shù)

通過大量的現(xiàn)場調(diào)研及施工經(jīng)驗總結(jié)表明，側(cè)墻防水在施工過程中可能會存在卷材被鋼筋扎穿，搭接不到位，密封不實等現(xiàn)象；施工單位進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)澆筑時因過度依賴側(cè)墻防水，而忽視對混凝土澆筑質(zhì)量的控制，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)較大裂縫。上述情況往往會導(dǎo)致“雙保險”的防水體系同時失效，主體結(jié)構(gòu)防水效果無法保證，且增加了工程造價，延長了施工工期。因此，有必要探索以混凝土自防水為主的防水體系，通過優(yōu)化混凝土參數(shù)配比，嚴(yán)格控制混凝土澆筑工藝，盡量避免混凝土的荷載裂縫和溫度裂縫，達(dá)到僅采用混凝土自防水即可實現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)防水的目的。在R1線車站結(jié)構(gòu)施工過程時，選擇了玉符河—王府莊站入地段進(jìn)行探索性試驗以驗證混凝土自防水效果。

3.7 預(yù)制疏散平臺技術(shù)

目前使用的疏散平臺多為鋼架組合結(jié)構(gòu)、管片鉆孔螺栓連接、復(fù)合材料板面，這種疏散平臺存在施工復(fù)雜，耐久性差，振動荷載作用下連接易松動，鉆孔造成管片結(jié)構(gòu)損傷等缺點?；诖耍灾餮邪l(fā)了一種盾構(gòu)區(qū)間隧道預(yù)制疏散平臺，該疏散平臺支架的螺栓孔和凸出的榫頭均為預(yù)制而成，同時在盾構(gòu)管片上預(yù)留螺栓孔和圓形榫槽，可實現(xiàn)疏散平臺支架的現(xiàn)場快速拼裝。改善了施工環(huán)境，提高了安裝效率，效果顯著，優(yōu)勢明顯。

3.8 預(yù)制樁及疊合結(jié)構(gòu)在基坑支護(hù)中的應(yīng)用

基于推進(jìn)地鐵車站構(gòu)件預(yù)制化進(jìn)程，實現(xiàn)圍護(hù)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計理念[9]，在R1線演馬莊西站試驗了自主研發(fā)的新工法，圖5為新工法效果圖。該工法基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用700 mm×700 mm的預(yù)制方樁，樁間距1 500 mm，先用長螺旋鉆機(jī)成孔并注入一定體積的水泥土漿，然后植入預(yù)制方樁，樁側(cè)留有預(yù)埋件，后期與側(cè)墻疊合作為加強(qiáng)肋；車站頂板采用預(yù)制和現(xiàn)澆疊合的方式，將第一道混凝土支撐與預(yù)制板相結(jié)合作為現(xiàn)澆部分的底模；車站中部設(shè)置400 mm×400 mm的預(yù)制方樁作為臨時立柱，待主體結(jié)構(gòu)施工完成后，預(yù)制立柱后包混凝土作為車站的永久結(jié)構(gòu)柱，車站結(jié)構(gòu)其余施工工藝與明挖順作法相同。

圖5 預(yù)制樁疊合結(jié)構(gòu)效果Fig.5 Precast pile composite structure

該工法采用預(yù)制方樁作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，不僅提高了成樁效率，而且將成孔時的渣土作為包裹預(yù)制樁的水泥土原材料，實現(xiàn)了棄土的資源化再利用(樁長24 m，用渣土量5 m3)；將部分預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用于地下工程，實現(xiàn)永臨結(jié)合，縮短了施工工期，節(jié)約了施工成本。

4 車輛基地上蓋及周邊物業(yè)一體化開發(fā)

地鐵車輛段占地面積大，利用上部空間進(jìn)行物業(yè)開發(fā)，結(jié)合規(guī)劃開發(fā)成住宅及公建設(shè)施，可充分開發(fā)商業(yè)利用價值，提高軌道交通和周邊土地的綜合效應(yīng)，帶動周邊地塊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，完善整個區(qū)域的城市功能[10]。范村車輛基地位于趙營站的東南側(cè)，占地面積50 hm2，基于車輛基地的地理位置、規(guī)模與城市總體規(guī)劃、專項規(guī)劃、地區(qū)規(guī)劃發(fā)展協(xié)調(diào)考慮，在車輛基地檢修庫和運(yùn)用庫進(jìn)行上蓋物業(yè)開發(fā)，其中，運(yùn)用庫上蓋11層，檢修庫上蓋6層，業(yè)態(tài)以住宅為主，另有少量公寓及配套設(shè)施，同時在車輛基地北側(cè)的空白地區(qū)進(jìn)行一體化物業(yè)開發(fā)。圖6為范村車輛基地物業(yè)開發(fā)效果圖。

圖6 車輛基地物業(yè)開發(fā)效果圖Fig.6 Real estate development above subway vehicle base

5 建筑廢棄物再利用及柱錘強(qiáng)夯技術(shù)

范村車輛基地場地內(nèi)近10萬m3的房屋拆遷建筑垃圾，垃圾外運(yùn)不僅影響建設(shè)工期、增加建設(shè)成本，還占用土地資源、惡化市區(qū)環(huán)境。車輛基地需采用大量C類土回填和強(qiáng)夯，遵循減量化、資源化、無害化和產(chǎn)業(yè)化的原則，將此類建筑垃圾進(jìn)行回填利用，強(qiáng)夯后的地基承載力不僅有了大幅度提高，而且還降低了對周邊環(huán)境的影響，充分體現(xiàn)了節(jié)地、節(jié)材和環(huán)保的建設(shè)理念。

此外，車輛基地北側(cè)為U型梁預(yù)制場，為了解決U型梁預(yù)制和車輛基地強(qiáng)夯振動之間的矛盾，采用柱錘強(qiáng)夯技術(shù)，柱錘高徑比大、與地面接觸面小，靜壓力大，影響深度增大，振動的傳播以垂直向為主，面波傳播為輔。柱錘強(qiáng)夯技術(shù)，降低了對周圍環(huán)境和U型梁施工的影響，提高了強(qiáng)夯的處理效果。

6 設(shè)備系統(tǒng)新技術(shù)推廣應(yīng)用

6.1 可調(diào)通風(fēng)型站臺門技術(shù)

可調(diào)通風(fēng)型站臺門系統(tǒng)是在傳統(tǒng)站臺門固定門或滑動門上部設(shè)置帶可控風(fēng)閥的通風(fēng)口的一種空調(diào)制式。圖7為可調(diào)通風(fēng)型站臺門立面圖，圖8為站臺門上可調(diào)風(fēng)閥及風(fēng)口結(jié)構(gòu)圖?？照{(diào)季節(jié)站臺門上的通風(fēng)口關(guān)閉，系統(tǒng)采用傳統(tǒng)站臺門系統(tǒng)運(yùn)行；非空調(diào)季節(jié)站臺門風(fēng)口開啟，系統(tǒng)采用開式系統(tǒng)運(yùn)行。整合了站臺門系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)勢的可調(diào)通風(fēng)型站臺門系統(tǒng)，可以適用于多種氣候分區(qū)，實現(xiàn)全年節(jié)能運(yùn)行[11]。

圖7可調(diào)通風(fēng)型站臺門立面Fig.7 Adjustable ventilation platform door

圖8 站臺門上可調(diào)風(fēng)口風(fēng)閥結(jié)構(gòu)Fig.8 Adjustable wind valve structure on the platform

6.2 隧道嵌裝型蒸發(fā)冷凝技術(shù)

隧道嵌裝型蒸發(fā)冷凝空調(diào)系統(tǒng)如圖9所示，由直膨壓縮裝置和壓縮冷水裝置、嵌裝型蒸發(fā)式冷凝裝置、直膨型空調(diào)箱、安全及智能控制系統(tǒng)、蒸發(fā)冷凝水質(zhì)檢測系統(tǒng)等組成。將蒸發(fā)冷凝裝置嵌裝在排風(fēng)道中，利用地鐵排風(fēng)進(jìn)行冷凝排熱，省去了冷凍水管路、冷凍水泵、分集水器等設(shè)備。具有取消冷卻塔、節(jié)省土建投資、降低運(yùn)行能耗等優(yōu)點。R1線4個地下站采用隧道嵌裝式全工況高效能空調(diào)系統(tǒng)，一個空調(diào)季可以節(jié)省能耗、水耗費用約50萬元。同時，取消了冷卻塔、制冷機(jī)房，節(jié)省了大量土建投資。

圖9 隧道嵌裝型蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)示意Fig.9 Tunnel mounted evaporative condensation system

6.3 “海綿”設(shè)施應(yīng)用技術(shù)

R1線高架車站、區(qū)間、車輛基地等地上建筑及設(shè)施采用源頭削減、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄等技術(shù)，提高對徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力，實現(xiàn)“海綿”功能。

6.3.1 高架區(qū)間“海綿”設(shè)施應(yīng)用技術(shù)

R1線高架區(qū)間間隔約30 m設(shè)置2根雨水立管，每根雨水立管匯水面積150 m2，收集雨量8.31 m3。圖10為儲水箱加雨水花園方式，收集的高架區(qū)間雨水用于綠化灌溉，可節(jié)省大量園林綠化用水。

圖10 儲水箱加雨水花園Fig.10 Water storage tank and rain garden

6.3.2 車輛基地“海綿”設(shè)施應(yīng)用技術(shù)

R1線范村車輛基地總匯水面積約為50 hm2，在基地東南側(cè)及北側(cè)的綠地上分別設(shè)置2個占地200 m2雨水收集模塊，收集列檢庫等大型屋面虹吸排水系統(tǒng)約1 000 m3雨水量，并接入中水系統(tǒng)作為基地綠化、洗車用水；場前區(qū)辦公樓屋面采用屋頂綠化，既降低了屋面徑流系數(shù)，又減少了辦公區(qū)熱島效應(yīng)；設(shè)置下沉綠化帶、植草溝等海綿設(shè)施，消納車行道的徑流雨水。通過上述措施，實現(xiàn)車輛基地對徑流雨水的“自然積存、自然滲透、自然凈化”功能。

6.4 高架車站光伏發(fā)電技術(shù)

R1線高架車站采用光伏發(fā)電系統(tǒng)，不僅可以降低運(yùn)營成本，推動該技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的發(fā)展，也可為其他城市提供借鑒。R1線共設(shè)置7座高架車站，標(biāo)準(zhǔn)高架車站屋頂總面積3 056 m2，其中光伏可用面積2 033 m2，標(biāo)準(zhǔn)車站剖面參見圖11[12]。

圖11 標(biāo)準(zhǔn)車站剖面Fig.11 Standard station profile

根據(jù)光伏組件年總輻照量與傾角、陣列間距與傾角的關(guān)系，濟(jì)南地區(qū)光伏板安裝傾角為12°，光伏發(fā)電系統(tǒng)的凈現(xiàn)值和發(fā)電量較高，且初始投資和回收期適中，能較好地兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

R1線7座高架車站配電變壓器容量均為2×400 kVA，光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大上網(wǎng)功率約為114.4 kW，不能滿足車站全部負(fù)荷用電需求?；诠╇娍煽啃砸螅呒苘囌竟夥l(fā)電系統(tǒng)應(yīng)采用低壓并網(wǎng)方式。白天車站負(fù)荷優(yōu)先使用光伏發(fā)電的電能，不足時由電網(wǎng)補(bǔ)給；在夜間或陰雨天光伏系統(tǒng)不能發(fā)電時，車站負(fù)荷由電網(wǎng)供電。

6.5 中壓能饋技術(shù)

軌道交通車輛所采用的電制動方式一般包括再生制動和電阻制動兩種方式。采用再生制動能量吸收裝置以后，當(dāng)處于再生制動工況下的列車產(chǎn)生的制動電流不能完全被其他車輛和本車的用電設(shè)備吸收時，線路上設(shè)置的再生制動能量吸收裝置投入工作，吸收多余的再生電流，使車輛再生電流持續(xù)穩(wěn)定，以最大限度發(fā)揮電制動性能。

R1線在牽引混合變電所中共設(shè)置9套再生能量吸收裝置，回收車輛制動能量，減少了大量牽引能耗。

6.6 非晶合金變壓器應(yīng)用技術(shù)

非晶合金變壓器應(yīng)用在軌道交通動力照明供電系統(tǒng)中。由于車站配電變壓器根據(jù)機(jī)電設(shè)備最大工況進(jìn)行容量選擇，運(yùn)營中動力照明負(fù)荷率較低，空載損耗尤為突出，從而造成系統(tǒng)損耗率較高。采用非晶合金變壓器可以有效降低系統(tǒng)損耗中的變壓器損耗，可有效降低空載損耗，節(jié)約配電設(shè)備的能源和運(yùn)行費用。

R1線供電系統(tǒng)配電變壓器采用非晶合金變壓器，空載損耗較常規(guī)的S10系列變壓器下降了75%～80%，可節(jié)省電費約594萬元(按30年使用壽命計算)。

7 結(jié)語

1) R1線是泉城首條軌道交通線路，周邊環(huán)境極其復(fù)雜，線網(wǎng)規(guī)劃及工程施工注重地鐵建設(shè)與泉水保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，運(yùn)用了多項綠色建造技術(shù)，是住建部和山東省科技示范工程。

2) 套管咬合樁技術(shù)、基坑封閉降水及原位回灌技術(shù)、圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、混凝土剛性防水技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上解決了土建工程中存在的施工技術(shù)難題，且節(jié)約了大量的工程投資。

3) 預(yù)制U梁技術(shù)、預(yù)制疏散平臺技術(shù)和預(yù)制樁疊合結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用，可有效改善施工環(huán)境，降低噪聲污染，提高施工效率，推動產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

4) 可調(diào)通風(fēng)型站臺門技術(shù)、隧道嵌裝型蒸發(fā)冷凝技術(shù)、“海綿”設(shè)施應(yīng)用技術(shù)、高架車站光伏發(fā)電技術(shù)、中壓能饋技術(shù)、非晶合金變壓器技術(shù)的應(yīng)用，可有效降低地鐵運(yùn)行能耗，充分利用自然資源，節(jié)省大量工程投資，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

5) 從結(jié)構(gòu)工程、車輛基地物業(yè)開發(fā)和設(shè)備系統(tǒng)等方面對R1線工程新技術(shù)進(jìn)行了探索，可為后續(xù)和其他城市軌道交通建設(shè)新技術(shù)的采用提供借鑒和參考。

[1] 陳愛俠，楊曉婷.軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃實施對地下水環(huán)境影響分析[J].北京理工大學(xué)學(xué)報, 2011, 31(2): 236-239.

CHEN Aixia, YANG Xiaoting.Analysis on the impacts of rail transit network planning implementation on groundwater circumstances[J].Journal of Beijing Institute of Technology, 2011, 31(2): 236-239.

[2] 王國富，路林海，朱立香.濟(jì)南軌道交通R1線工程勘察重難點分析及對策[J].都市快軌交通, 2014, 27(6): 92-96.

WANG Guofu, LU Linhai, ZHU Lixiang.Key and difficult points in geotechnical engineering prospecting of Ji’nan rail transit Line R1 project and the countermeasures[J].Urban rapid rail transit, 2014, 27(6): 92-96.

[3] 劉祥勇.濟(jì)南R1線高架車站外立面景觀造型設(shè)計研究[J].地下工程與隧道, 2015(4): 21-24.

LIU Xiangyong.Facade design and study of elevated station of Jinan R1 Line[J].Underground engineering and tunnels, 2015(4): 21-24.

[4] 王龍志, 王桂玲, 林開成, 等.城市橋梁清水混凝土的研究與應(yīng)用[J].混凝土, 2004(9): 60-62.

WANG Longzhi, WANG Guiling, LIN Kaicheng, et al.Research and application of the urban bridge fair-faced concrete[J].Concrete, 2004(9): 60-62.

[5] 李享松, 覃娟, 羅概, 等.富水砂卵石地層注漿參數(shù)優(yōu)化研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報, 2016, 13(3): 469-475.

LI Xiangsong，QIN Juan，LUO Gai，et al.Study on optimization of grouting parameters in water-soaked sand and cobble stratum[J].Journal of railway science and engineering, 2016, 13(3): 469-475.

[6] 王丹.濟(jì)南軌道交通規(guī)劃中的獨特性分析[J].都市快軌交通, 2015, 28(5): 117-121.

WANG Dan.Analysis of distinctive features in Ji′nan rail transit network planning[J].Urban rapid rail transit, 2015, 28(5): 117-121.

[7] 王國富，李罡，路林海，等.濟(jì)南軌道交通R1 線車站基坑降水回灌適宜性分析[J].施工技術(shù), 2016, 45(1): 67-72.

WANG Guofu, LI Gang, LU Linhai, et al.Foundation excavation dewatering and artificial recharge suitability analysis of Ji′nan rail transit R1[J].Construction technology, 2016, 45(1): 67-72.

[8] 王國富，唐卓華，李罡，等.基坑工程降水回灌適宜性分級研究[J].施工技術(shù), 2016, 45(13): 41-44.

WANG Guofu, TANG Zhuohua, LI Gang, et al.Suitability classification of groundwater recharge in deep foundation excavation[J].Construction technology, 2016, 45(13): 41-44.

[9] 王建華，徐中華，王衛(wèi)東.支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體地下結(jié)構(gòu)相結(jié)合的深基坑變形特性分析[J].巖土工程學(xué)報, 2007, 29(12): 1899-1903.

WANG Jianhua, XU Zhonghua, WANG Weidong.Analysis of deformation behavior of deep excavations supported permanent structure[J].Chinese journal of geotechnical engineering, 2007, 29(12): 1899-1903.

[10] 史時喜.地鐵車輛基地上蓋物業(yè)開發(fā)設(shè)計探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計, 2015, 59(3): 147-150.

SHI Shixi.Approach to property development of subway vehicle base[J].Railway standard design, 2015, 59(3): 147-150.

[11] 王國富，劉海東，潘雷.可調(diào)通風(fēng)型站臺門系統(tǒng)在濟(jì)南地鐵中的適用性研究[J].都市快軌交通, 2016, 29(5): 99-103.

WANG Guofu, LIU Haidong, PAN Lei.Research on adjustable ventilation platform doors system of Ji′nan rail transit[J]. Urban rapid rail transit, 2016, 29(5): 99-103.

[12] 北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限公司.濟(jì)南市軌道交通R1線工程初步設(shè)計[A].濟(jì)南，2015.

ExplorationandApplicationofNewTechnologiesinLineR1ofJi’nanRailTransit

WANGGuofu1,WANGDechao1,2,LULinhai1,LIUHaidong1,PANLei1

(1.Ji’nan Rail Transit Group Co., Ltd., Ji’nan 250101; 2. Mobile Post-doctoral Station in Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092)

Many environmental-friendly construction technologies have been applied to Line R1, the first rail transit line in Ji’nan, such as bare concrete technology, deep foundation pit supporting and stability control, concrete rigid waterproof and the use of prefabricated parts in the structural engineering, development of real estates above the subway vehicle base and recycling of construction waste, modification of adjustable ventilation platform doors, tunnel embedded evaporation condensation technique, etc., in the equipment system, as well as the natural resource utilization technologies like the use of the “sponge” facility, photovoltaic power generation in elevated railway stations and medium-voltage regeneration.

Ji’nan rail transit; new technology; structural engineering; equipment system

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.06.002

U239.5

A

1672-6073(2017)06-0007-07

2016-12-15

2017-02-23

王國富，男，博士，研究員，從事巖土工程、結(jié)構(gòu)工程相關(guān)理論和技術(shù)研究工作，metr_jinan@126.com

山東省自然科學(xué)基金項目(ZR2016EEQ25, ZR2016EE Q028)；濟(jì)南市博士后創(chuàng)新項目；山東省住建廳科技項目(2017-K2-011，2017-K4-008)

(編輯：曹雪明)

全球首條虛擬軌道列車示范線在湖南運(yùn)行

智能軌道快運(yùn)系統(tǒng)由中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司首創(chuàng)，是一種采用虛擬軌跡跟隨、高效電傳動技術(shù)的全新軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng)。其所用虛擬軌道列車整車采用儲能電池充電，在首站和末站建設(shè)充電站。該示范線安裝特種變壓器，單次充電10min可保障滿載行駛25km。

智軌列車長達(dá)30多m，雖然是馬路上的“巨無霸”，但它卻是一個靈活的“胖子”。列車采用了多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等設(shè)計方式，對虛擬軌跡進(jìn)行智能跟蹤控制，使整臺列車轉(zhuǎn)彎半徑與普通公交車相當(dāng)，且比普通公交車輛的通道寬度更小，這解決了超長車身帶來的轉(zhuǎn)彎難題。同時，智軌列車采用類似高鐵的雙車頭設(shè)計，省卻了掉頭的麻煩。

智軌列車采用標(biāo)準(zhǔn)的3節(jié)編組時，智軌列車最大載客307人，5節(jié)編組時可載客超過500人，能有效解決普通公交車載客量小的缺陷，大大提高運(yùn)力。智軌列車試驗線目前正在進(jìn)行調(diào)試，預(yù)計2018年上半年正式載客運(yùn)行。

摘編自http：//www．umt1998．com/20171023