城市快速轨道交通敷设方式经济性与适应性研究

2019-08-19刘建红

城市轨道交通研究 2019年7期

刘建红

(中铁上海设计院集团有限公司，200070，上海//教授级高级工程师)

城市快速轨道交通是连接城市主城区与近郊城区的轨道交通线路，线路一般都较长。城市快速轨道交通的建设特点：一是沿线城市化密度逐渐降低，或者呈现节点状分布；二是线路一般选择沿主干路、快速路通道敷设，道路横断面较宽；三是建设场地条件优越，沿线能够提供预制梁场等大型临时场地。针对这些特点，在敷设方式选择时，就可以考虑更多地采用桥梁方式。

城市轨道交通的敷设形式有地下线、地面线和高架线等3种。一般的敷设形式选择原则是：地下线主要应用于繁华市区地段，同时兼顾人防功能。地面线是在处理过的路基之上直接敷设轨道的，通常设置于空旷地带；具有施工简单、造价低的优点；但是对地块切割比较严重，不利于城市后期的发展与规划。高架线主要适用于市区近郊线路或市区到卫星城、开发区、机场等的线路。

笔者在参与成都轨道交通10号线二期方案研究过程中发现，由于10号线周边开发强度不断提高，因此，在线路敷设方式选择时，沿线地方政府部门仍然希望选择地下线作为首选的推荐方式。理由是桥梁会对城市造成切割，并且存在景观和环境的负面影响。但是，由此造成投资大量增加也应高度重视。公共交通本身具有公益性和普及性的特点，财务收益状况一般较差，在当前我国大力发展公共交通和轨道交通的背景下，对于城市快速轨道交通而言，如果一味追求高标准、全地下的建设模式，会给地方和国家财力造成大量负担。因此，在城市快速轨道交通建设中，需要在确定一般敷设原则的基础上，进一步根据线路、桥梁的特点，结合周边环境、地块规划以及施工组织，进行精细化的设计，同时采取有效措施降低高架桥梁对城市景观与周边环境的影响，改变以往认为桥梁切割城市、不利环境、不利景观的观点，让桥梁与城市发展，与城市环境相协调，让桥梁成为风景。城市快速轨道交通线路采用高架敷设方式，能够降低工程投资、缩短工期，同时还能够降低施工风险，建成后更新改造也相对容易，从而使轨道交通的发展更具有可持续性。

1 工程实例

成都轨道交通10号线二期工程由空港二站引出，以地下线形式进入双流西站；然后逐渐出地面，以地面线下穿成贵高铁后，沿既有大件路走行；跨越金马河后，逐渐进入地下区间，终到南河路站。该线设有高大路停车场。全长27 km，如图1所示。

图1 成都轨道交通10号线二期工程线站位布置示意图

1. 1 线路敷设方式

本线为连接市郊城区的快速轨道交通线，主要服务于双流组团、新津组团及新津县城区。国内同等功能定位下的轨道交通线路高架敷设方式见表1。

表1 国内轨道交通线高架敷设方式统计表

根据城市快速轨道交通线路的特点，对成都轨道交通10号线敷设方式影响因素进行详细分析:

1) 沿线的规划统一性。由图1可知，本线由北至南依次串联空港新城、双流西客运枢纽、胜利镇、花源新城、花桥新城、新津城区；除首尾段外，线路均在城镇郊区穿越，环境影响因素小。

2) 对地块的切割程度和城市发展的影响。由于地面线、高架线沿既有道路路中走线敷设方式，因此对城市地块的切割影响均较小；而且这种敷设方式还能最大程度避免新征用地、房屋拆迁，同时能够最大限度地满足城市发展的要求。

3) 施工便利性、工程投资。在工程投资上，高架线具有很大的优势。同时，利用既有道路敷设高架线也大大有利于工程机械的施工。从而能极大的加快工期，满足快速成网、尽早投入运营、改善交通出行的实际需求。

由以上因素可知，成都轨道交通10号线应优先选择地上线路。以下对地面线、高架线两种敷设方式进行论述。

1. 2 线路平面

根据现状道路路幅情况，需研究线路沿路中、半路中、路侧等3种平面布置形式的优劣，并进行合理选择。图2为现状道路横断面图。图3～5为3种高架敷设方案图。

图2 现状大件路新津县界内横断面布置

图4 高架线敷设方案道路半路中布置图

图5 高架线敷设方案道路路侧布置图

高架线路中敷设方案，设置轨道交通桥墩后，路幅总宽度不变(仍为54.5 m)，压缩主辅车道绿化带宽度各1 m，加大中央绿化带宽度2 m；高架线半路中敷设方案，主辅车道绿化带需拓宽1.5 m，即道路路幅需拓宽1.5 m，拓宽后为56 m；高架线路侧敷设方案方案，需根据轨道交通占地面积新征用地，同时对线路上的建筑进行拆迁。

现状大件路两侧均有大量民房、住宅小区、高压线、别墅区等，若选择路侧方案则存在大量征地拆迁，工程难度大，投资规模大。因此，结合现状大件路路幅宽度及路幅布置，选择大件路路中走行方案。

1. 3 全高架方案

根据现状大件路路幅布置，在中间分隔带设置轨道交通桥梁结构，将中央分隔带改造为5 m宽度，将主辅车道分隔带宽度各压缩1 m，道路总宽度不变。

结合桥梁横断面设计，按照道路建筑限界确定桥梁高度[5]，并兼顾景观高跨比1…3，从而确定线路纵断面设计。

总体而言，全高架方案优点明显。充分利用现状道路路幅，避免大量新征用地、拆迁；采用高架线敷设，可以节省较多工程投资；采用高架、地面双层交通方式，互不干扰，土地利用率高；横向市政道路可从轨道交通下方穿越，无任何改造工程及费用。弊端主要是高架方案对周边环境和景观有一定影响，但采取减振降噪措施后可以满足环境保护相关要求。

1. 4 半高架方案

沿大件路路中敷设，结合现状横向市政道路，在十字交叉地采用高架结构形式，在其余地段沿路中采用路基敷设。

半高架方案的缺点主要有：线路起伏较大，乘车舒适性差，景观效果差；路口设置高架，其余地段按照路基处理，节约造价，能满足近期城市发展要求，对远期地块协同发展存在制约因素；路基段路幅需要进行拓宽，引起道路两侧征地、拆迁量较大。适用条件主要为横向道路较少的情况。

1. 5 地面方案

沿大件路走行段按照路中地面线走行，设置地面站,与地面道路交叉时，横向道路按照立交方式穿越。横向道路可采用下穿立交桥形式或者是上跨轨道交通立交桥形式。

地面方案优点主要有：路基方案施工简单，轨道交通工程造价低；现状大件路上方几处高压线不需升迁，工程协调难度小，减小工程迁改费用。产生的影响主要有：横向市政道路需由现状平交改为立交，工程投资大；路基占用现状大件路路基宽度12 m，大件路需两侧拓宽，产生相应的征地拆迁费用。适用条件主要为两侧建筑较少、道路拓宽影响因素小的情况。

1. 6 方案综合比选

由表2可见：3种方案均为可行方案，其中全高架方案总投资最少，主要由于征地、拆迁、横向道路、道路拓宽等费用较低。综合考虑到线路经过地段为乡镇区段，道路两侧受高架产生的环境影响相对较小，最终采用路中全高架方案。与地下方案相比较，节约投资近60亿元，同时建设工期加快。全线设置2座预制梁场，在没有投入过多大型设备的情况下，本线桥梁于2017年3月开工，2018年12月完成全线桥梁贯通，建设工期仅仅21个月。

表2 成都轨道交通10号线不同线路敷设方案投资综合比较表万元

1.7 高架线路相关优化措施

1) 与沿线道路及规划的可靠衔接。考虑到高架桥梁桥墩布设对地面既有及规划道路的影响，设计过程中需要进行全过程的有效对接，落实道路路幅布置，深化关键节点方案。特别是对于交叉口区域，应充分考虑车辆转弯曲线与桥墩的位置关系，合理布置桥墩位置。不需要一味加大孔跨，这样会造成桥梁高度和桥墩尺寸的增加，反而造成更多的负面影响。

2) 采取多种措施减少施工干扰。一是采用预制架设的施工工艺，减少现场作业时间，降低支架施工对地面交通的干扰。对于岛式车站引起的架桥机无法过站问题，在施工过程中采用临时支架方式，保证架桥机连续过站作业，为全线预制架设创造了有利条件。二是施工期间采用有效的交通疏解方式，充分利用地面道路宽度和周边道路，灵活设计交通导改，增设临时通行车道，细化施工围挡。今后还可以采用下部结构预制化的方式，进一步降低对城市交通和环境的影响。

3) 减振降噪设计。随着减振降噪技术的日趋进步，如减振型钢轨、扣件、弹性浮置板道床，以及桥梁声屏障、吸声性屏体的研究和应用，高架噪声带来的负面影响得到极大改善。

4) 景观设计。随着桥梁美学的不断发展，结合梁、墩造型，设计与自然和谐共生的美好建筑，高架成为城市中的一道风景线。乘客在旅行过程中能够欣赏沿线的风景物貌而舒缓身心。