規(guī)劃變化對地鐵線路設(shè)計的影響分析

規(guī)劃變化對地鐵線路設(shè)計的影響分析

0地鐵2號線線路設(shè)計的現(xiàn)狀近年來，隨著交通擁堵現(xiàn)象的加劇，越來越多的城市開始建設(shè)高標準、高運輸?shù)牡罔F運輸系統(tǒng)。但是城市快速發(fā)展產(chǎn)生的規(guī)劃滯后現(xiàn)象,導致地鐵設(shè)計的過程中經(jīng)常會因為外部規(guī)劃條件的劇烈變化而產(chǎn)生較大的調(diào)整甚至是顛覆性的變動,而地鐵作為百年工程,一旦開工,改建將十分困難。因此,地鐵的線路規(guī)劃設(shè)計能否適應當前新形勢的發(fā)展,便成為影響城市全局和未來發(fā)展模式的關(guān)鍵因素。目前國內(nèi)關(guān)于地鐵線路設(shè)計適應城市規(guī)劃發(fā)展方面的研究較多,但對于設(shè)計階段外部發(fā)生的規(guī)劃巨變所帶來的影響及地鐵設(shè)計的應對調(diào)整措施研究相對稍少。南昌作為快速發(fā)展的區(qū)域經(jīng)濟中心城市,其地鐵2號線的線路設(shè)計具有一定的代表性。本文結(jié)合這一工程實例,通過對線路平面、縱斷面設(shè)計與動態(tài)規(guī)劃相協(xié)調(diào)適應過程的研究,重點提出在當前形勢下,線路規(guī)劃設(shè)計在確保百年使用功能的前提下,更應具有一定的前瞻性、靈活性和適應性。1昌南新城軌道交通現(xiàn)狀根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃,南昌地鐵2號線的功能定位為:2號線是線網(wǎng)中最重要的一條西南—東南向骨干線路,覆蓋“人形”客流主走廊,不僅連通了新舊兩城的核心區(qū)域,還分別覆蓋了昌南老城與昌北新城南北向走廊上最重要的地區(qū),兼具滿足交通需求和引導城市發(fā)展的功能。其中,南昌2號線一期工程的起點為站前南大道站,終點為辛家庵站。軌道交通2號線一期工程線路全長約23.78km,均為地下線,共設(shè)置車站21座,其中換乘站6座,平均站間距約1.14km。南昌地鐵2號線一期工程線路平面見圖1。2從橋反沖適用的方案南昌市軌道交通建設(shè)規(guī)劃編制于2008年,其中規(guī)劃的2號線已無法適應當前城市的發(fā)展需求。隨著設(shè)計工作的進一步深入,根據(jù)最新的規(guī)劃開發(fā)資料,對原規(guī)劃線路進行了多個區(qū)段的優(yōu)化調(diào)整,其中比較有代表性是過江段線路路由(豐和站—陽明公園站段)的變動。豐和站—陽明公園站段線路比較方案見圖2。原規(guī)劃方案線型明顯較差,但在2008年,昌北主要規(guī)劃的商業(yè)區(qū)位于橋北側(cè)的鳳凰洲附近,南側(cè)的紅谷灘片區(qū)尚未進行高強度的規(guī)劃開發(fā),同時考慮避讓八一橋等重要構(gòu)筑物,從而選擇了從橋北側(cè)過江的路由方案。但是經(jīng)過幾年的發(fā)展變化,紅谷灘片區(qū)已打造成南昌的中央商務區(qū),沿線建成了多個大型商貿(mào)中心、高檔寫字樓和住宅小區(qū)等大型客流集散點,產(chǎn)生了強烈的客流出行需求,八一橋每逢高峰時段(7:30—9:00、11:30—12:30、16:30—19:00)南側(cè)車流都會堵至3個路口之外,而鳳凰洲片區(qū)的發(fā)展則相對滯后。此外,原規(guī)劃線路經(jīng)過的綠地地塊已經(jīng)開始修建大量高層(見圖3),經(jīng)過與規(guī)劃部門的協(xié)調(diào),明確該地塊不具備線路穿越條件,因此本段線路在規(guī)劃變化的前提下,需要進行重大的調(diào)整。具體方案比較見表1。經(jīng)過綜合比較,雖然方案1和方案2對鳳凰洲客流吸引稍差,但由于該區(qū)域已敷設(shè)1號線,基本能滿足鳳凰洲客流吸引的需求。此外,方案3相對于方案1和方案2具有線路長度較短、線路運營條件好、線路與規(guī)劃配合好、工程投資較小、客流吸引效果較好等多方面優(yōu)勢。最終將過江段調(diào)整至方案3的路由。線路方案1,2,3如圖2所示。3綜合交通規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)、城市綜合交通規(guī)劃系統(tǒng)內(nèi)的聯(lián)系地鐵的所有服務功能均需通過車站來實現(xiàn),因此車站應布設(shè)在主要客流集散點,同時與城市綜合交通規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)相協(xié)調(diào),以有利于最大限度地吸引客流。南昌2號線滕王閣站的增設(shè)與取消,充分體現(xiàn)了規(guī)劃及客流變化對車站設(shè)置產(chǎn)生的重大影響。滕王閣區(qū)域軌道交通規(guī)劃線網(wǎng)見圖4,滕王閣景區(qū)規(guī)劃變化見圖5。3.1方案二:河道二十五段，采用專物來建設(shè)的綜合改造工程,確保了明確的客群量江南三大名樓之一的滕王閣位于沿江路贛江東岸,在線網(wǎng)規(guī)劃及建設(shè)規(guī)劃階段,并未設(shè)置單獨的滕王閣站,當時主要考慮通過1號線的萬壽宮站(距景區(qū)695m)對滕王閣景區(qū)進行服務。在工程可行性編制階段,由于滕王閣周邊的規(guī)劃產(chǎn)生了重大變化,該區(qū)域正在進行二期改造工程,同時陽明路北側(cè)規(guī)劃了下正街的綜合改造工程。規(guī)劃實現(xiàn)后的滕王閣景區(qū)年客流量將超過100萬人次,下正街地塊則會產(chǎn)生約6000個崗位,經(jīng)預測,該區(qū)域遠期的客流集散量將接近58000人次/日。鑒于滕王閣周邊區(qū)域規(guī)劃開發(fā)力度的加大,且景區(qū)二期規(guī)劃的北門已位于2號線附近,因此經(jīng)過專題研究論證,特在2號線塘子河區(qū)域增設(shè)了滕王閣站(距景區(qū)270m),并獲得了正式批復。3.2滿足景區(qū)客流出行需求在初步設(shè)計階段,滕王閣周邊區(qū)域的規(guī)劃相比之前又發(fā)生了較大變化,景區(qū)2期改造的范圍已經(jīng)向南擴展至1號線,濱江大道站已經(jīng)緊鄰新規(guī)劃的滕王閣景區(qū)南門;因此,1號線已能完全滿足景區(qū)的客流出行需求。此外,下正街改造工程已經(jīng)取消,塘子河區(qū)域?qū)o新增客流產(chǎn)生。受規(guī)劃變動的影響,塘子河區(qū)域遠期的客流出行量將由工可階段的58000人次/日降低到26000人次/日,且若取消該站,該區(qū)域出行客流的80%將會轉(zhuǎn)移至600m外的陽明公園站。因此,2號線陽明公園站已能滿足塘子河區(qū)域的客流出行需求。結(jié)合最新的規(guī)劃情況并經(jīng)過專題論證,2號線最終取消了滕王閣站的設(shè)置。4交通綜合分析第5期2005年5月之后2號線一期工程開展至初步設(shè)計階段時,起點站為站前南大道站,站后設(shè)出入段線接入西南側(cè)的紅角洲綜合基地(全線網(wǎng)的大架修基地),二期工程將繼續(xù)向西延伸至望城方向。現(xiàn)階段,該區(qū)域的規(guī)劃產(chǎn)生了重大變化,東南方向新規(guī)劃的九龍湖片區(qū)成為了南昌市乃至江西省重點打造的區(qū)域,5年內(nèi)將形成面積100m2、容納50萬人口的新城區(qū),未來將建成南昌都市圈的城市副中心。由于區(qū)內(nèi)多處地塊、道路、管線和綠道等已經(jīng)開工建設(shè),且原紅角洲綜合基地的用地已無法保證,經(jīng)過綜合考慮,新一輪規(guī)劃已將2號線二期南延線調(diào)整到九龍湖方向,并將綜合基地移至該區(qū)域。九龍湖片區(qū)新舊規(guī)劃變化見圖6。該段線路起點為南路村站,終點為站前南大道站(不含該站),線路全長約7.9km,全部采用地下形式敷設(shè),共設(shè)6座車站,平均站間距約1.37km。鑒于規(guī)劃配套的迫切性,該段線路已提前至與一期工程同期實施運營。南延線及綜合基地位置的變化導致2號線一期起點站前南大道站需重新進行設(shè)計,增設(shè)了1根聯(lián)絡(luò)線且配線形式重新進行了調(diào)整。同時,地鐵作為系統(tǒng)工程,全線的線路、客流、行車、配線等專業(yè)均需重新進行貫通設(shè)計。2號線二期南延線線路見圖7。5規(guī)劃變化對縱斷面設(shè)計的影響5.1周邊規(guī)劃調(diào)整2號線二期南延線原規(guī)劃的是地面敷設(shè)方式,但由于規(guī)劃的變化,線路由望城片區(qū)調(diào)整到了九龍湖片區(qū),周邊規(guī)劃條件發(fā)生了較大變化。望城片區(qū)主要規(guī)劃為工業(yè)、教育及部分居住用地,而九龍湖片區(qū)則規(guī)劃為高檔商業(yè)、金融、會展及高密度居住用地,且沿線道路紅線的寬度為24~65m,基本無地面或高架敷設(shè)的條件,結(jié)合規(guī)劃意見,敷設(shè)方式需調(diào)整為地下。望城片區(qū)與九龍湖片區(qū)規(guī)劃對比見圖8。5.2地面方面的問題結(jié)合規(guī)劃、客流、施工條件等多方面考慮,2號線二期南延線考慮采用淺埋明挖的敷設(shè)方式。為節(jié)省造價,需在滿足覆土的前提下,盡量將線路靠近地面敷設(shè),但九龍湖片區(qū)的道路規(guī)劃存在一定特點。規(guī)劃地面與地鐵縱向關(guān)系見圖9。由于規(guī)劃道路標高多呈反V型,地鐵線路雖已盡量采用緩坡(區(qū)間3‰左右),但仍無法有效降低最深段的覆土(最深處10m左右),經(jīng)與規(guī)劃對接,道路坡度調(diào)整較困難。城市規(guī)劃與地鐵線路的不匹配將直接導致工程量的大幅度增加,較大的埋深與淺埋明挖的總原則相矛盾,且降低了乘客進出站時的舒適度。為緩解規(guī)劃與線路設(shè)計的矛盾,在規(guī)劃不能配合變化的前提下,本段線路考慮進行反V坡(即低站位、高區(qū)間)的技術(shù)經(jīng)濟綜合比較。5.2.1用電增加量由表2牽引計算可得,本工程采用“反V坡”線路比采用“正V坡”線路的牽引能耗增加約9.46%。初期按日均開行156對計,本工程采用“反V坡”線路較“正V坡”線路全年增加用電139.184×104kW·h。近期按日均開行174對計,本工程采用“反V坡”線路較“正V坡”線路全年增加用電155.244×104kW·h。遠期按日均開行224對計,本工程采用“反V坡”線路較“正V坡”線路全年增加用電199.854×104kW·h。根據(jù)以上結(jié)果,經(jīng)初步估算,本工程采用“反V坡”線路方案運營100年的用電增加量約為19130.681×104kW·h。參考網(wǎng)上公布的南昌2012年電費標準,大工業(yè)用電的電價為0.6354元/(kW·h),考慮100年的運營情況,“正V坡”線路可以節(jié)省約1.224億元。5.2.2施工成本線路選用反V坡相對于正V坡,區(qū)間隧道施工會減少一定的土方量,具體對比見表3。5.2.3廢水泵房設(shè)計本段線路采用淺埋明挖法施工,且區(qū)間較短,采用“正V坡”方案時,需要在區(qū)間設(shè)一座廢水泵房;采用“反V坡”方案時,需將區(qū)間廢水排至車站。1)由于線路為淺埋明挖,區(qū)間設(shè)廢水泵房時,土建造價增加50萬元左右,5個區(qū)間共計250萬元左右。2)區(qū)間排水與車站排水2種方式的設(shè)備造價差異較小,基本可以忽略。5.2.4地鐵的能力分析1)“反V坡”比“正V坡”線路增加了1個變坡點,增大了線路坡度,增加了3處緩和曲線和豎曲線的重合段,從而增加了工程實施的難度并降低了乘客乘車的舒適度。2)當采用“反V坡”時,列車若發(fā)生緊急故障,喪失動力時,由于區(qū)間坡度較大,列車將會向車站方向溜車,增大了運營風險。地鐵是一項系統(tǒng)性工程,當規(guī)劃符合性與地鐵功能合理性產(chǎn)生矛盾時,且規(guī)劃無法按照地鐵的功能進行變化調(diào)整時,需從百年工程的層面,進行多方面的綜合比選,以便確定最適合的設(shè)計方案供相關(guān)部門進行最終決策。針對本段線路,采用“反V坡”時,前期土建投資雖然減少了0.408億元,但是長期運營費用將增加1.224億元,且大大增加了實施難度并降低了乘客乘車過程中的舒適度,并增大了運營的風險。因此,經(jīng)過綜合比選,本段線路以百年使用功能作為優(yōu)先考慮的前提,仍然按照“正V坡”開展設(shè)計