深圳轨道交通4号线二期工程设计特点

2012-08-10徐成永阮文忠白雪梅

都市快轨交通 2012年1期

徐成永阮文忠白雪梅

(1.北京城建设计研究总院有限责任公司北京 100037;2.港铁轨道交通(深圳)有限公司深圳 518109)

港铁轨道交通(深圳)有限公司以“建设-运营-移交”的BOT模式，投资建设深圳轨道交通4号线二期工程和4号线全线运营管理30年。二期工程总投资额约人民币60亿元，已于2011年6月16日建成并投入试运营。该工程不仅是港铁公司首次以全资形式参与内地轨道交通项目发展的一个重要里程碑，更是CEPA(2003年，内地与香港、澳门特别行政区政府分别签署了《关于建立更紧密经贸关系的安排》，简称CEPA)正式实施以来深港两地的第1个大型基建工程，是落实CEPA协议、探索深港合作建设项目新模式的有益尝试。

北京城建设计研究总院承担了本工程《建设标准》的编制工作，与奥雅纳工程顾问公司组成联合体承担了本工程的初步设计工作，以及施工图4个设计标中的3个，包含线路、限界、轨道、车辆段、OCC(运营控制中心)、机电系统、高架段等。笔者旨在通过工作实践和体会，分析作为国内第1条以BOT模式建设的轨道交通线，讨论其在工程设计和管理方面所具有的特点和不同做法，供业界借鉴和参考。

1 工程概况

深圳轨道交通4号线(龙华线)是第1条连接市区南北的轨道交通主干线，在线网中起着举足轻重的作用。线路南起深港分界的福田口岸，向北经过福田中心区，出梅林关后穿越龙华二线拓展区，连接新建的高铁深圳北站，直至龙华片区的清湖站。

4号线分2期建设，一期工程线路长4.55 km，全为地下线，共设有5个车站，由深圳地铁公司建造，已于2004年12月投入运营，并在2010年7月1日由港铁(深圳)公司接管运营。二期工程起自少年宫站，向北至清湖站，线路长15.94 km，其中地下线5.09 km，高架线10.33 km，地面线和过渡段0.52 km，共设有10个车站，其中莲花北站、上梅林站为地下车站，民乐站为地面站，白石龙站、深圳北站、红山站、上塘站、龙胜站、龙华站和清湖站均为高架站。在龙华新建车辆段一座，作为车辆的维修、停放基地及整条4号线的支援中心。新建主变电所1座。车辆采用A型车，直流1500 V接触网供电。

2 项目设计管理特点

2.1 新的管理模式

业主与设计联合体的互动，形成有别于国内而与国际接轨的设计管理模式。作为国内第1条以BOT模式建设的轨道交通线，港铁公司为业主，项目管理沿用香港的建设管理模式。港铁的设计管理团队起到了类似国内“总体”的角色，全方位参与和审查，以利于将港铁的规划、设计、运营和物业开发的理念统一考虑，并体现在项目建设的前期上;设计管理通过过程文件的交付和审查、设计里程碑管理、月度时程报告、月度成本控制报告等实现全过程管理。业主设计指令的发出，设计变更的确认及时有效，并对延期服务有明确的补偿。

2.2 具有特色的专项研究

结合工程需要开展的专题研究和专项设计体现了业主丰富的管理经验，提升了项目的实施效果。专题报告和专项设计有:

1)通过《各系统用房、电力需求、热能排放量》报告，协调各系统与车站及车辆段工点之间的接口关系;

2)通过《车站及车辆段房间数据表》报告，明确地铁运营部门、建筑部门和机电部门对车站及车辆段房间内各项设施的综合需求和要求;

3)通过《大型设备运输路线图》的专项设计，落实供电、环控、扶梯、信号等大型设备在车站及车辆段内的运输方案和接口预留，建设期和运营期分别考虑;

4)通过《结构预埋件、预留孔洞图》的专项设计，进一步协调和落实大型设备运输路线图及综合管线图的设计成果，对结构预埋件及预留孔洞图进行专门综合设计;

5)通过《车站周边规划专项设计》，研究和落实轨道交通车站与周边规划及市政设施的接口和配合，稳定车站方案;

6)通过《物业接口专题报告》研究，协调和落实轨道交通与物业发展的接口和配合，更好地实现“轨道+物业”的发展理念;

7)通过《车站客流组织路线图》的专项设计，分析和研究车站客流组织路线，优化和调整车站设施的布置，通过车站设施的合理布置，争取车站客流最顺畅的组织路线，尽量避免客流的交叉和干扰，真正实现以人为本的理念;

8)通过《车站消防策略报告》的专项设计，整理和综合了建筑、环控、气体灭火、水消防、FAS(火灾自动报警系统)、疏散标志等与消防安全有关的所有设施的内容，落实了消防安全方面的接口，该报告可直接移交地铁运营部门指导运营;

9)通过《接口专用规范》的编制，明确了施工合同和承包商之间的接口内容、范围和接口划分以及接口协调的要求，该《接口专用规范》包含在了各个合约的招标文件《专用技术规范》中，表达形象、内容详尽。

2.3 车站建筑一体化综合设计管理

将车站建筑的主体、内外装修、标志系统、共性商业运营元素、设备系统终端布置等进行一体化综合设计，落到一张图上，均由车站设计单位承担，有效地协调了各专业之间的接口，大大减少了各专业在施工过程中的矛盾，取得良好的效果。

2.4 首次开展了“轨旁设备”设计

国内第1次引入“轨旁设备”专业，及两阶段“CSD(综合管线)/SEM(预留孔洞)设计”。通过区间轨旁设备综合、车站管线综合及车辆段室内外管线综合设计，各系统专业只提供管线路径需求，由轨旁设备专业、车站及车辆段的楼宇设备专业负责进行综合，设计所有管线的布置图，并提供管线的支承和悬挂等安装设计，真正意义上实现了管线的综合设计，减少了接口上的协调。在工程实施前的第二阶段，港铁合约要求机电承包商参与CSD/SEM设计，在管理过程中赋予其较大责任，取得良好的实施效果。

3 项目工程设计特点

3.1 国内首次采用“轨道+物业”的设计模式

以“轨道+物业”模式对沿线规划进行调整，物业开发规划与轨道交通建设同步开展。

4号线二期工程穿越龙华二线拓展区，为深圳特区拓展的新区。在本工程初步设计开始时，龙华二线拓展区的控规已基本完成，当时的控规基本还是以“棋盘型道路网”为主导的发展模式，对轨道交通引入后的发展模式和“互动”重视不够。

4号线二期工程启动之初，就借鉴了香港地铁的建设经验，坚持引入“轨道+物业”的规划和发展模式，对龙华二线拓展区的规划进行重新调整，实现以轨道交通车站为中心的“珠链式”土地开发模式(见图1)。这一模式是以平衡城市开发量为前提，实现车站核心区内高强度的综合开发，以及核心区外良好的生态环境，是实现土地利用与地铁运营良性互动的理想模式。

图1 4号线二期工程“珠链式”开发模式

物业开发规划与轨道交通建设同步，是保证“轨道+物业”发展模式成功的关键。4号线二期工程沿线的物业发展项目主要分布在白石龙站、红山站、上塘站和龙胜站，为实现龙华车辆段的上盖开发，新增龙胜站将此地块纳入车站辐射范围。在保证物业开发规划与轨道交通建设基本同步的同时，在设计和建设过程中，每周定期召开与物业的接口协调会，完成了《物业接口专题报告》，明确接口协调和配合方案，预留接口条件，实现轨道交通车站通过有盖的通道(连廊)可直接连接到周边的建筑物内。

3.2 引入“车站周边规划”专项设计

4号线二期工程借鉴香港地铁的建设经验，国内首次引入“车站周边规划”的专项设计，实现交通整合及无缝接驳模式。在轨道交通沿线，利用车站来组织公交、路网、人行系统等，使轨道交通成为主要交通方式和主要接驳对象，实现交通网络与设施的整合(见图2)。

图2 龙华站周边规划设计

车站周边规划专项设计的内容包括:

1)站位及服务范围;

2)出入口(及地下站风亭)选址、与道路红线的关系;

3)人行系统(天桥、地下通道、斑马线);

4)与其他交通方式的接驳，包含公交站(公交首末站、公交车站)、的士站;自行车停放处等。

5)残障人士走行路线;

6)设备用房安全出口;

7)紧急车辆停放位(消防车、工程车);

8)高架站结构墩柱与道路的配合、与路口渠化的关系。

3.3 国内首次采用π型高架三层岛式车站方案

4号线二期工程共有8座地面和高架车站，这些车站均位于城市新发展区，以通勤客流为主，潮汐特征明显。为有效应对客流的潮汐性，8座地上车站均采用岛式站台。红山站、上塘站、龙胜站采用了17 m×15 m的高架3层“门”型结构方案，全部高架于道路上方。白石龙站、龙华站和清湖站位于红线宽度40～50 m的道路上方，为减少占地且适应岛式车站方案，3座车站均采用π型高架3层岛式车站方案(见图3)，路中只占用10 m绿化带，车站建筑全部位于道路上方，车站出入口也位于道路红线范围内，车站内荷载较大的牵引变电所和消防泵站、水池等设施设置在路中绿化带上。该π型车站方案，将道路绿化带和隔离带集中在路中，设10 m绿化带，既满足了车站结构及区间过渡段设置的需要，也满足了道路车行道断面的需要;车站含出入口不占用道路红线外的任何用地，且在两个出入口之间还可设公交港湾，衔接换乘方便。另外，该类车站的纵向跨度均采用了15 m，即站厅到站台的扶梯可在单跨内设置，车站空间效果较好。该高架车站方案也节省了大量用地，得到了城市规划和管理部门的好评，使用效果良好。

3.4 采用线路换边实行同站台换乘

4、6号线并行三站两区间，为实现便捷换乘，上塘站为国内首座预留“通过线路换边实现同台换乘条件”的高架车站(见图4)。

图3 龙华站π型结构横断面

图4 上塘站远期线路换边同向同台换乘横断面

4号线与6号线高架并行三站两区间，由南向北依次为深圳北站、红山站和上塘站，从线网上分析，4、6号线之间的换乘以同方向换乘客流为主，首选换乘点在北边的上塘站，该站为国内首座预留同台换乘条件的高架车站。上塘站初期建设单岛门型高架车站，由4号线使用，远期建设双岛四线车站，上塘站南北两端的线路和区间结构上预留4、6号线线路换边，即远期4号线左线与6号线右线换边运营，从而实现两线在该站同向同台换乘的条件。

3.5 与国铁站房一体化设计

深圳北站在国内首次实现轨道交通车站与国铁站房屋顶有机融合、一体化设计，打造综合交通枢纽(见图5)。

图5 深圳北站横断面

在4号线二期工程施工图设计过程中，高铁车站深圳北站的选址得以确定。为做到轨道交通与国铁的无缝换乘，疏解高铁带来的巨大客流，4号线深圳北站线位西移了250 m，由民塘路移至高铁站房东侧。深圳北站设计独具匠心，考虑到4号线与规划的6号线均为高架，将4、6号线的车站共同设计建造，置于高铁车站东侧的站房屋顶上。这样做，既方便了乘客换乘，又整合了建筑立面，实现了不同投资和建设主体之间的有机融合和一体化设计。4、6号线的高架站厅、站台及国铁站房大屋顶一起由16个Y型柱共同支撑，车站纵向跨度达到27 m，大跨度创造了良好的空间效果。深圳北站综合交通枢纽有4、5、6号线3条轨道交通线，高架的4、6号线与地下的5号线实现了在付费区的便捷换乘，并通过东广场的两层综合换乘厅与其他交通方式实现换乘。

3.6 创建了目前国内最集约利用土地的车辆段

图6 龙华车辆段总平面

作为港铁公司全功能的车辆基地(含大架修、综合办公楼、OCC和主变电站)，龙华车辆段(见图6)占地17 hm2，可服务于42列6A车，且在咽喉区同步建造了8 hm2的物业发展平台，单车占地面积综合指标仅为675 m2。平台上预留了物业发展建筑物基础及管线沟槽，并建有6号线横穿平台的轨道基础。

车辆段在国内首次采用密集式维修工艺，综合维修车间与检修库合建，设电机楼，服务于检修库。车辆段首次不设牵出线，不设运用库，停车线露天停放。检修库采用波浪形屋顶，通风、采光效果良好。检修库国内首次设“点冷”空调，有效改善了工人的工作环境。

3.7 高架景观及环境效果领先

高架桥首次采用全包络桥面系设计，避免了局部加宽对景观的影响。全线统一安装了一体化预制的曲线护栏，对应车窗高度的声屏障采用透明材料，高架区间的轨旁设备均安装了遮阳板。车站及桥梁排水、国内首次大规模采用在墩柱中预埋排水管;车站外立面采用流线型设计，与区间协调一致。

高架车站采用自然光和自然通风以体现低碳环保，站台层国内首次预留了机械通风条件，安装了风机和风管，以满足乘客舒适度的要求。

3.8 国内首次采用车站群的运营模式

主控系统集成了2个系统和互连了12个系统，提高了各子系统的协调配合能力，实现系统间的联动。国内首次采用车站群运营模式，主控系统的设计将全线15个车站共划分为5个车站群，其中5个车站为轴心站，每个轴心站负责监控邻近的2个卫星站。

3.9 国内首次采用RAMS系统保证管理

为确保本项目建设的安全和质量，将RAMS系统保证管理应用于整个项目周期中，主要特点是自系统概念阶段至最终正式运营，在设计、建设、运营、维护各阶段各方面能全面满足安全要求、可靠性要求、可维修性要求、运营性要求等。在设计及建设过程中，运营团队全过程参与，其中“可维护性”设计在国内领先，如高架站外立面的检修道和安全索设计等。