耿 飛

(中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，蘇州 215131)

近年來(lái),隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化率的上升，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，為緩解不斷加劇的交通擁堵?tīng)顩r，軌道交通作為新型、綠色、大運(yùn)量的城市公共交通骨干系統(tǒng)，得到了大力的推廣和發(fā)展。截至2021年初，全國(guó)已有40個(gè)城市在建設(shè)城市軌道交通工程，其中，北京、上海、廣州和深圳已經(jīng)初步建成軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

在南方河網(wǎng)密布的區(qū)域，河流及沿線既有橋梁是軌道交通選線的重要控制因素，同時(shí)，如需跨越大江大河，還要考慮河流的通航及防洪需求，這就對(duì)線路方案的平、縱斷面設(shè)計(jì)造成了限制。同時(shí)在沿河分布的城市中，河流兩岸一般為城市核心城區(qū)，建筑較為密集，設(shè)計(jì)中需結(jié)合城市綜合規(guī)劃，同時(shí)考慮對(duì)區(qū)域其他交通形式的影響和銜接，選取合適的跨河方案，并采用符合實(shí)際、合理經(jīng)濟(jì)的工程方案(橋梁上跨或隧道下穿)。

本文通過(guò)對(duì)廣東省佛山市順德區(qū)13號(hào)線軌道交通跨越容桂水道范圍內(nèi)線路方案的比選研究，分析軌道交通工程跨越通航河道選線的主要控制性因素及影響范圍，結(jié)合地方綜合交通規(guī)劃及當(dāng)?shù)胤篮?、通航?guī)定，合理確定跨河位置及形式，綜合確定線路的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。需要說(shuō)明的是，本次的方案研究為可研階段方案走向及敷設(shè)方式比選研究，不涉及后續(xù)階段的方案優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。

1 選線基本原則

軌道交通設(shè)計(jì)在選線時(shí)應(yīng)遵守以下原則：

(1) 注重經(jīng)濟(jì)性。充分考慮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行車條件、站位布置、工程實(shí)施難度與風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)交通和環(huán)境的影響、拆遷量和工程造價(jià)等因素，對(duì)線路局部走向、敷設(shè)方式及施工方法等進(jìn)行比較和優(yōu)化，合理確定各段線路平面布置、車站分布、輔助線設(shè)置和敷設(shè)方式[1]。

(2) 注重線路選線的可實(shí)施性。線、站位選擇與沿線規(guī)劃相結(jié)合，力求綜合開(kāi)發(fā)利用土地資源，并協(xié)調(diào)好相關(guān)預(yù)留工程條件。在收集、掌握基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上，充分考慮現(xiàn)有及規(guī)劃的地面建筑物、地下構(gòu)筑物、地下管網(wǎng)、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等因素對(duì)線路位置的影響，線路平面線形設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)單順直、易于實(shí)施、避免工程風(fēng)險(xiǎn)。

(3) 注重景觀協(xié)調(diào)性。高架段落結(jié)合所處城區(qū)位置、道路條件、沿線建筑物分布及其風(fēng)格特點(diǎn)、城市規(guī)劃、土地綜合開(kāi)發(fā)，注重文化街區(qū)、公園廣場(chǎng)、生態(tài)綠地、河流水域的保護(hù)，合理選擇高架段落線路高度和平縱線形，為軌道交通乘客、道路交通使用者和沿線居民營(yíng)造良好的空間感和景觀協(xié)調(diào)性。

2 規(guī)劃方案概況及區(qū)域控制因素分析

2.1 建設(shè)規(guī)劃方案概況

佛山軌道交通13號(hào)線作為順德區(qū)內(nèi)部的補(bǔ)充線，主要功能是為順德區(qū)內(nèi)部提供交通服務(wù)。線路起自倫教，主要沿工業(yè)大道、新基北路、規(guī)劃?rùn)M八路、碧桂路、龍盤(pán)北路、民安路、金桂路、昌明路敷設(shè)，途經(jīng)大良、創(chuàng)智城、順德區(qū)政府、德勝新城、順風(fēng)島，終至廣珠城際容桂站。

13號(hào)線大致沿碧桂公路—昌明東路—民安路—龍盤(pán)北路—碧桂公路—倫教橫十三路布設(shè)。線路在該段通過(guò)順德區(qū)大良新城區(qū)，跨越容桂水道，至容桂城區(qū)，在容奇大道沿道路向南至容桂站。本文主要對(duì)跨越容桂水道及兩岸銜接的線路范圍進(jìn)行比選研究。

13號(hào)線線路在眉蕉頭公園附近設(shè)置容奇大道站，之后線路上跨容桂水道，在順風(fēng)島設(shè)置順風(fēng)島站；出站后線路向北沿德勝新城中軸線布設(shè)，在彩虹路路口設(shè)置德勝站，與肇順南城際接駁；出站后線路折向西北沿民安路布設(shè)，在德民路路口設(shè)置民安路站；出站后線路折向東進(jìn)入龍盤(pán)北路，之后線路折向北沿碧桂路西側(cè)敷設(shè)，在龍盤(pán)大橋北側(cè)設(shè)置歡樂(lè)谷站[2]。線路在歡樂(lè)谷站至容奇大道站路段長(zhǎng)約5.3 km，跨河范圍內(nèi)建設(shè)規(guī)劃方案線路如圖1所示。

圖1 跨河范圍內(nèi)建設(shè)規(guī)劃方案線路

2.2 沿線區(qū)域概況

2.2.1 區(qū)域地形地貌

工程位于廣東省佛山市順德區(qū)(廣東省南部)，東連廣州市番禺區(qū)，北接佛山市禪城區(qū)和南海區(qū)，西鄰江門市新會(huì)區(qū)，南接中山市，是佛山市與廣州市聯(lián)系的重要核心區(qū)域之一。順德區(qū)地處珠江三角洲入?？?，地貌單元主要為沖積平原，局部分布低山殘丘。地勢(shì)平坦開(kāi)闊、起伏不大，地形坡度1°～10°，地面高程一般在0.6～16.0 m，局部殘丘如順?lè)迳?，高程可達(dá)100 m以上。順德境內(nèi)河流縱橫，水網(wǎng)交織，沿線地表水系發(fā)達(dá)，主要水道有西江干流、平洲水道、眉蕉河、南沙河等。河面寬度一般為200～300 m，水深5～10 m。工程經(jīng)過(guò)的河流水道主要為容桂水道、興順河、桂畔海及其支流河道小河涌。

2.2.2 區(qū)域城市現(xiàn)狀

研究區(qū)域位于佛山市順德區(qū)新城區(qū)，河北岸沿線主要構(gòu)筑物有順德區(qū)政府、區(qū)行政中心、順德博物館、嘉信城市花園小區(qū)、嘉信帝苑小區(qū)、大信新都商業(yè)中心、順德展覽中心、中軸景觀帶、喜來(lái)登酒店、保利國(guó)際金融中心和保利中悅花園等，區(qū)域規(guī)劃用地類型主要為文化設(shè)施用地、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、居住用地、水域和公共綠地等。

河南岸區(qū)域沿線主要構(gòu)筑物有眉蕉河水閘、眉蕉河公園、愛(ài)立信公司廠房(2層)、泰科電子(8層)、科龍集團(tuán)倉(cāng)庫(kù)(4層)、龍光水悅云天小區(qū)(33層)等，區(qū)域規(guī)劃用地類型主要為商業(yè)用地、居住用地和公共綠地。河道中有順風(fēng)島，規(guī)劃為公共綠地。

2.2.3 區(qū)域道路情況

由于此次研究工程為跨坐式軌道交通制式，主要為高架方式，因此需對(duì)范圍內(nèi)道路進(jìn)行調(diào)研，確定線路敷設(shè)條件。研究區(qū)域范圍內(nèi)道路主要有龍盤(pán)北路、國(guó)泰路、民安路、祥和路、昌明路等，道路具體情況如下:

龍盤(pán)北路：道路規(guī)劃紅線寬度60 m，雙向8車道，四塊板形式，兩側(cè)各有機(jī)非隔離?，F(xiàn)狀道路紅線寬度29 m，雙向4車道。

國(guó)泰路：規(guī)劃紅線寬度33 m，雙向4車道，道路兩側(cè)設(shè)置綠化帶。

民安路：規(guī)劃紅線寬度33 m，雙向4車道，道路兩側(cè)設(shè)置綠化帶。

祥和路：規(guī)劃紅線寬度33 m，雙向4車道，道路兩側(cè)設(shè)置綠化帶。

昌明路：道路紅線寬度36 m，規(guī)劃為雙向6車道，路中綠化帶1.0 m，兩側(cè)分隔帶1.5 m。

2.3 控制性因素

2.3.1 周邊建筑

研究線路穿過(guò)順德區(qū)新城區(qū)域，區(qū)行政辦公中心、順德區(qū)政府和區(qū)行政服務(wù)中心、順德區(qū)博物館、演藝中心等都坐落于此，另有保利金融中心、洲際酒店等企業(yè)也在此設(shè)有辦公地點(diǎn)，同時(shí)德勝小學(xué)、華僑中學(xué)也位于區(qū)域內(nèi)，沿河還分布有萬(wàn)科、喜來(lái)登等住宅和酒店建筑。沿線既有建筑物密集，區(qū)域人流量較大。河南岸眉蕉河區(qū)域西側(cè)有愛(ài)立信公司廠房、泰科電子和科龍集團(tuán)倉(cāng)庫(kù)，東側(cè)有龍光水悅小區(qū)。區(qū)域內(nèi)以辦公、教育、居住區(qū)域?yàn)橹鳎瑢?duì)環(huán)境噪聲控制要求較高。本線為高架線路，需要考慮噪聲對(duì)沿線的環(huán)境影響。

2.3.2 中軸景觀提升工程

中軸景觀提升工程位于順德新城區(qū)，正對(duì)順德區(qū)政府大樓，北起德勝?gòu)V場(chǎng)，南至容桂水道、喜來(lái)登酒店旁。該工程由北至南總長(zhǎng)約840 m，寬142 m，總面積約11.9萬(wàn)。中軸景觀提升工程是順德新城區(qū)最重要的城市景觀綠軸之一，其東西兩側(cè)均為金融商貿(mào)用地。方案如在該處，須考慮高架方案對(duì)景觀工程影響。

2.3.3 容桂水道

容桂水道位于珠江順德支流，西南起中山市鶯歌嘴，流經(jīng)容奇，東至順德區(qū)板沙尾，長(zhǎng)19 km，流域面積319 km2。該水道航道水深條件良好，為一級(jí)航道。航道通航凈高18 m，單孔雙向通航凈寬要求不小于220 m?，F(xiàn)狀順風(fēng)島南側(cè)為主要通航航道，等級(jí)一級(jí)；北段為副通航航道，通航凈空10 m。由于通航凈空及凈寬需求，方案設(shè)計(jì)時(shí)需考慮合適的橋位。

2.3.4 眉蕉河水閘

眉蕉河水閘位于順風(fēng)島南側(cè)，容桂水道與眉蕉河交叉口。水閘長(zhǎng)約40 m，最高點(diǎn)標(biāo)高約28 m，為中型水閘。根據(jù)《廣東省水利工程管理?xiàng)l例》規(guī)定：“中型水閘上、下游五十至三百米，兩側(cè)寬度三十至五十米”為水利工程管理范圍，則方案在該處從水閘一側(cè)通過(guò)，需考慮合適的線位繞避減少拆遷和沿線影響。

3 方案比選研究

3.1 方案跨河通道可行性分析

根據(jù)線路選線原則及沿線區(qū)域分析研究，結(jié)合沿線規(guī)劃、現(xiàn)狀、客流集散點(diǎn)分布情況、道路條件、景觀、工程投資及地方意見(jiàn)等因素，研究了沿觀綠路高架方案、沿國(guó)泰路高架方案、沿民安路高架方案及沿祥和路地下方案等4個(gè)主要跨河通道方案。歡樂(lè)谷至容奇大道區(qū)域各線路方案如圖2所示。

圖2 歡樂(lè)谷至容奇大道區(qū)域各線路方案

方案一：沿觀綠路高架方案

線路出歡樂(lè)谷站后，上跨龍盤(pán)大橋后向南，沿觀綠路走行，于天華路與觀綠路交叉口設(shè)天華路站，跨興順河后沿路繼續(xù)向南，在保利廣場(chǎng)設(shè)站，跨越容桂水道，在順風(fēng)島設(shè)站，繼續(xù)跨水道后沿容奇大道南側(cè)向西，設(shè)西河公園站。線路跨越眉蕉河后向南，至容奇大道站。

方案二：沿國(guó)泰路高架方案

線路出歡樂(lè)谷站后，上跨龍盤(pán)大橋折向西，沿龍盤(pán)北路、國(guó)泰路走行，于國(guó)泰路與德民路交叉口設(shè)行政中心高架站，于國(guó)泰路與興業(yè)路交叉口處設(shè)德勝高架站，后沿國(guó)泰路繼續(xù)向南至順風(fēng)島設(shè)站，沿島向西南跨河后，于容奇大道北側(cè)設(shè)容奇大道站，之后上跨容奇大道沿昌明路路中走行。

方案三：沿民安路高架方案

線路出歡樂(lè)谷站后，上跨龍盤(pán)大橋折向西，沿龍盤(pán)北路、民安路走行，于民安路與德民路交叉口北側(cè)設(shè)民安路高架站，后沿民安路向南，跨興順河后折向金桂路設(shè)德勝高架站，繼續(xù)向南至順風(fēng)島設(shè)站，跨過(guò)容桂水道后，沿眉蕉河水閘外走行，于眉蕉河公園內(nèi)敷設(shè)，之后折向南，于容奇大道北側(cè)設(shè)容奇大道站，出站后上跨容奇大道沿昌明路路中走行。

方案四：沿祥和路地下方案

線路出歡樂(lè)谷站后，上跨龍盤(pán)大橋折向西，沿龍盤(pán)北路路側(cè)走行，在路側(cè)綠地轉(zhuǎn)入地下，之后下穿龍盤(pán)北路，沿祥和路在德勝小學(xué)附近設(shè)德勝站，之后繼續(xù)沿祥和路向南，在興業(yè)路設(shè)站，線路以隧道形式下穿容桂水道后，繼續(xù)下穿容奇大道后折向東，在道路南側(cè)從地下轉(zhuǎn)入高架，最后上跨道路至昌明路設(shè)站。

歡樂(lè)谷至容奇大道區(qū)域線路方案比較如表1所示。

表1 歡樂(lè)谷至容奇大道區(qū)域線路方案比較

(續(xù)表)

由表1可知，沿觀綠路高架方案和沿國(guó)泰路高架方案跨河道橋位不能滿足《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50139—2014)的要求，可行性較差；且沿國(guó)泰路高架方案沿線周邊環(huán)境敏感點(diǎn)較多，環(huán)評(píng)風(fēng)險(xiǎn)較大，線路走行順風(fēng)島長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不利于島嶼內(nèi)開(kāi)發(fā)。沿觀綠路高架方案跨河橋梁長(zhǎng)度較長(zhǎng)、造價(jià)較高。綜上，以上兩個(gè)方案的跨河通道工程可行性較差，暫不考慮。

沿祥和路跨河方案可分為高架和地埋兩種方案，跨河通道在原有順德區(qū)城市道路規(guī)劃中為預(yù)留公路跨河通道，因此在研究方案時(shí)，對(duì)兩種敷設(shè)方式進(jìn)行研究。高架方案設(shè)橋跨越容桂水道，橋位距離現(xiàn)有橋最小距離950 m，不滿足《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50139—2014)的要求，且因通航航道凈高要求，橋兩側(cè)引橋較長(zhǎng)，如果為節(jié)省投資及兼顧公路規(guī)劃需求，設(shè)置橋梁為公鐵合建橋，則橋梁兩側(cè)引橋過(guò)長(zhǎng)，無(wú)法與兩岸沿河主要公路直接連接；如采用地埋方案，則可將公路跨河下穿隧道與軌道交通隧道合建以節(jié)省投資。因此綜合比選后，在沿祥和路跨河方案中采用下穿隧道形式。沿民安路高架方案工程可實(shí)施性較好、環(huán)境敏感區(qū)域相對(duì)較少、高架線路投資較少，與建設(shè)規(guī)劃路由及敷設(shè)方式一致，工程可行性較高。

根據(jù)以上跨河通路分析，對(duì)沿民安路高架方案與沿祥和路地下方案進(jìn)行進(jìn)一步深入比選研究，選擇最佳方案。

3.2 方案施工工法分析

根據(jù)跨河通道分析，結(jié)合建設(shè)規(guī)劃，對(duì)原有沿祥和路地下方案進(jìn)行分析優(yōu)化研究，減少地下段長(zhǎng)度，結(jié)合其他研究方案，提升客流吸引，對(duì)沿祥和路地下方案進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)對(duì)地下方案跨河工法進(jìn)行分析研究。

地下方案跨河根據(jù)工法不同，可以分為沉管和盾構(gòu)兩種類型，由于跨河位置有公路規(guī)劃通道，因此此次設(shè)計(jì)方案均為公軌合建方案。沉管方案、盾構(gòu)方案跨水道縱斷面示意如圖3、圖4所示。其中公軌合建沉管隧道沉管長(zhǎng)度為710 m， 斷面形式為矩形框架，埋深較淺，公路與軌道在同一平面，公路可與河兩岸德勝中路、容奇大道等主要道路連通；公軌合建盾構(gòu)隧道長(zhǎng)度約880 m，斷面形式為15.2 m大直徑盾構(gòu)，受地質(zhì)條件影響埋深較深，同時(shí)軌道與公路不在同一平面，公路因埋深原因無(wú)法與河兩岸主要交通道路連通。因此，綜合考慮，地下方案采用沉管過(guò)河。沉管隧道橫斷面示意如圖5所示，盾構(gòu)隧道橫斷面示意如圖6所示。

圖3 沉管方案跨水道縱斷面示意

圖4 盾構(gòu)方案跨水道縱斷面示意

圖5 沉管隧道橫斷面示意

圖6 盾構(gòu)隧道橫斷面示意

3.3 方案比選研究

對(duì)沿民安路高架方案和沿祥和路地下方案兩個(gè)方案進(jìn)一步深入對(duì)比分析研究如下：

沿民安路高架方案：線路出歡樂(lè)谷站后，上跨龍盤(pán)大橋折向西，沿龍盤(pán)北路、民安路走行，于民安路與德民路交叉口北側(cè)設(shè)民安路高架站，后沿民安路向南，跨興順河后折向金桂路設(shè)德勝高架站，繼續(xù)向南至順風(fēng)島設(shè)站，跨過(guò)容桂水道后，沿眉蕉河水閘外走行，于眉蕉河公園內(nèi)敷設(shè)，之后折向南，于容奇大道北側(cè)設(shè)容奇大道站，出站后上跨容奇大道沿昌明路路中走行。

沿祥和路地下方案：線路出歡樂(lè)谷站后，上跨龍盤(pán)大橋折向西，沿龍盤(pán)北路、國(guó)泰路走行，于國(guó)泰路與德民路交叉口設(shè)行政中心高架站，線路跨越興順河后折向西，沿河岸敷設(shè)，同時(shí)線路轉(zhuǎn)入地下，在順德學(xué)校站設(shè)置德勝站，之后線路沿祥和路地下敷設(shè)，設(shè)站祥和路站，線路以隧道形式下穿容桂水道后，繼續(xù)下穿容奇大道后折向東，在道路南側(cè)從地下轉(zhuǎn)入高架，最后上跨道路至昌明路設(shè)站。

對(duì)方案進(jìn)行對(duì)比分析研究，如表2所示。線路方案比選平面示意如圖7所示。

表2 線路方案比較

圖7 線路方案比選平面示意

可以看出，沿祥和路地下方案距離較短，客流覆蓋較好，隧道通過(guò)河道對(duì)防洪通航影響小，共建段軌道交通投資較小，但線路在順風(fēng)島不設(shè)站，不利于島嶼開(kāi)發(fā)，且線路沿線分布學(xué)校等環(huán)境敏感點(diǎn)，同時(shí)，線路與目前報(bào)審建設(shè)規(guī)劃敷設(shè)方式不一致，線路調(diào)整段落占全線長(zhǎng)度的35%，有調(diào)整建設(shè)規(guī)劃的風(fēng)險(xiǎn)，需要與規(guī)劃單位溝通后再確定方案可行性。沿民安路高架方案為全高架方案，客流覆蓋較好[5]，沿線環(huán)境敏感點(diǎn)較少，線路走向及敷設(shè)方式符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016—2014)的要求，但是還需根據(jù)通航及防洪要求調(diào)整橋位，且高架線路對(duì)中軸景觀帶有一定影響。綜合考慮，目前暫推薦采用沿民安路高架方案，后續(xù)應(yīng)繼續(xù)對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

4 總結(jié)

在軌道交通工程設(shè)計(jì)中，線路專業(yè)作為設(shè)計(jì)的總體專業(yè)，在地鐵設(shè)計(jì)中起著牽一發(fā)而動(dòng)全身的龍頭作用，具有總體性、綜合性等特點(diǎn)。在線路設(shè)計(jì)中，對(duì)于影響線路方案設(shè)計(jì)的主要控制性因素，如沿線大江大河、沿線道路交通現(xiàn)狀、沿線建構(gòu)筑物、地下結(jié)構(gòu)、沿線土地規(guī)劃、客流分布、環(huán)保需求、景觀要求、工程實(shí)施條件等因素[6]，應(yīng)當(dāng)收集詳細(xì)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料、交通及規(guī)劃資料、環(huán)保調(diào)查報(bào)告、客流報(bào)告等材料，進(jìn)行綜合比選分析，明確影響線路方案走向的主要因素。

本文研究發(fā)現(xiàn)，在跨越大的通航河道時(shí)，通航河道須滿足通航、防洪要求，對(duì)河道上構(gòu)筑物要求較高[7]，同時(shí)城市內(nèi)合適的跨河通道有限，存在公路和軌道交通利用過(guò)河通道沖突。因此，在線路設(shè)計(jì)中首先需要對(duì)線路跨河通道進(jìn)行可行性研究，根據(jù)跨河位置的不同通道對(duì)線路方案進(jìn)行各個(gè)控制性因素綜合比選，剔除不合理或者工程實(shí)施困難的方案。而后，應(yīng)當(dāng)根據(jù)跨河采用的不同形式(橋梁上跨或隧道下穿)，研究方案的合理性，確定跨越河道的合理施工工法。最后對(duì)排除后的剩余方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)及控制因素綜合比選分析，確定最終的線路方案。同時(shí)綜合設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等各方面影響因素，并積極與各市政部門對(duì)接，確定科學(xué)合理、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、有利于運(yùn)營(yíng)的線路方案。規(guī)劃單位在建設(shè)規(guī)劃中，也應(yīng)對(duì)規(guī)劃方案跨越通航河道的重點(diǎn)工程、困難地段進(jìn)行深入的比選研究，保證規(guī)劃方案的合理性與可行性[8]，避免后續(xù)設(shè)計(jì)修改。