贯穿城市新区的轨道交通骨干线路前期研究特点

吕昌明

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

1 概述

城市轨道交通前期研究是轨道交通设计及建设过程中极其重要的阶段，决定着轨道交通的研究方向，也是确定建设规模和设计标准的重要阶段[1-2]。不同城市、不同区域、不同轨道交通线路的前期研究具有各自特点，具体线路应特定分析。例如，北京、上海、广州、深圳等城市客运枢纽站多、衔接复杂，前期要重点论证轨道交通接入枢纽站的形式和规模[3]；“山城”重庆地形变化剧烈，轨道交通形成桥隧结合、“上天入地、穿山跨河”的独特布设[4]，重点分析线路通道和敷设方式；西安市文物遗址分布广泛，前期要重点对接文物部门，落实工程与文物保护范围关系，取得文物部门的许可等[5-6]；河谷型城市轨道交通选线在前期需重点考虑主客流走廊、避免单边客流现象、跨河客流需求、天然冲沟的影响等因素[7-8]。以穿越大西安西咸新区范围内的西安地铁16号线为例，重点探讨贯穿城市新区的轨道交通骨干线路前期研究过程中的典型特点。

2 西咸新区功能定位及发展特点

2014年国务院正式批复陕西省设立西咸新区，作为中国第七个国家级新区，西咸新区发展定位为现代化大西安新中心、西部大开发的新引擎、丝绸之路经济带重要支点、国家创新城市发展方式试验区[9]。沿承西安国际化大都市的空间结构，新区形成“一河两带四轴五组团”的空间结构，其中五组团分别为沣东新城、沣西新城、秦汉新城、空港新城和泾河新城[10]。根据西咸新区城市总体规划，新区规划区范围882 km2，规划城乡总建设用地360 km2，其中城市建设用地272 km2，2020年人口156万人。

西安地铁16号线是线网规划中的一条区域线路，贯穿并辐射了西咸新区五大新城，见图1。

图1 西安地铁16号线与西咸新区五大新城关系

作为一条南北向的快速客运通道，西安地铁16号线覆盖了西咸新区主要功能区，支撑大西安新中心发展格局。同时，一期工程线路沿科技创新轴布设，对大西安新中心新轴线(简称“大轴线”)具有重要的引领带动作用，见图2。

图2 西安地铁16号线一期工程与大西安新中心新轴线关系

根据上位规划，西咸新区优先发展渭河以南的沣东、沣西新城，两新城相对其他三大西城提前启动建设，因此西安市城市轨道交通第三期建设规划纳入了辐射沣东、沣西新城的16号线一期工程，并于2019年6月获得国家发改委批复。作为贯穿西咸新区的首条轨道交通骨干线路，16号线及其一期工程在前期研究过程中，技术特点和标准选择与西安市其他轨道交通线路存在一定差别，具有不同于建成区线路的独特特点。

3 轨道交通线路前期研究特点分析

结合城市新区的发展特点和发展时序，西安地铁16号线前期研究具有如下特点。

3.1 规划引导型线路，规划条件控制方案研究，工程实施难度相对可控

一期工程沿线规划强度高，尤其大轴线核心走廊复兴大道沿线及能源金融起步区规划商业办公用地、容积率极高，但现状开发程度较低，决定了16号线是一条典型的以TOD模式带动新区开发建设的线路。研究过程中，规划条件十分影响线站位布局及沿线客流，需不断结合规划设施的平面总图和竖向高程设计，稳定轨道交通总图设计。相反，沿线开发建设强度较低的特性，也决定了工程实体控制因素较少，工程边界条件相对简单，工程实施难度相对可控。

3.2 沿线初、近、远期建设强度差异较大，规划客流风险大，车辆选型、编组及运营方案适应性研究复杂

大轴线沿线规划建设强度较高，但受建设时序影响，初期建设规模较小，远期客流规模可能超过预测量级。结合西安市轨道交通1、2、3号线等运营线路开通后客流增长过快的实际情况及预测断面客流，考虑系统运能的适应性、资源共享等因素，16号线推荐选用与西安市已运营、在建及规划线路相同的钢轮钢轨B型车。就如何适应初、近、远期建设强度差异的列车编制和运营组织方案进行了专项研究，重点对初、近、远期采用4-4-6、6-6-6及列车灵活编组的4-4(8)-8等列车编组方案进行了多方案比选论证[11]。经研究，4-4-6编组方案近期需开行至30对/h，灵活性较差，伴随列车改扩编和混跑运营组织难度；4-4(8)-8编组远期运行采用4+4重连编组，车站规模大，投资高，在远期东西向线路(15、5、11、19、17号线)建成分流的情况下，必要性不强，而重连编组列车中部不能贯通，与目前列车具备端门疏散功能要求有一定争议，需随着技术发展进一步明确；综合比选推荐采用6-6-6编组方案，初期高峰小时开行12对/h，根据预测客流量级，系统运能稍富裕，但总体上车站规模、投资规模控制较好。鉴于预估远期客流较大，在考虑东西向连接西安主城区线路分流的条件下，在新一轮大西安轨道交通线网修编过程中，增加了沿轴线布置的中低运量局域线路，以疏解轴线客流，同步研究了局域线与轴线内部交通设施和轨道交通的衔接方案，在前期建设中做好合理的预留。

3.3 全线超长线路，一期建设长度短，引起系统研究范围广，技术标准确定难度大，对后期线路建设影响深远

规划地铁16号线线路全长达67 km，是线网规划中里程最长的线路，需要按照超长轨道交通线路系统研究[12-13]。而本期建设的一期工程线路仅长15.03 km，占比不足全线的1/4。前期研究过程中结合全线规划情况统筹考虑、系统研究技术标准、预留条件及设备选型等相关重点，从行车配线、大宗用地选址、资源共享以及设备选型的结构与延展等方面进行了系统深化研究，避免对后续延伸线路形成制约。同时土建方案综合考虑了二期线路的通道路由、敷设方式、施工方法等，预留了二期工程合理的接口条件，尽量避免因后续延伸线路的不稳定造成工程的浪费。例如，一期工程起点预留了向南采用高架、地下不同敷设方式的灵活性；终点向北延伸，按照线网规划，线路上跨渭河进入秦汉、空港及泾河新城，为适应后期的不确定性，预留了向北、向东、向西延伸的平面通道条件，同时预留了向北上跨、下穿渭河的竖向条件，将二期工程的三站三区间纳入了前期研究范围。

3.4 重要客流集散点偏离轴线核心走廊，局部线路路由选择难度大

骨干轨道交通贯穿大轴线核心走廊，符合新中心新轴线构建大西安多轴多心的核心载体，以创新发展、开放合作为着力点 ，建设成为大西安区域经济新的增长极和产业发展新引擎。

因此，大轴线核心区域沣东段，沿线规划了高强度开发的商务办公用地，平均容积率高达5.0以上。在偏离大轴线西侧约1.5 km位置是铁路阿房宫站，该站是《西安铁路枢纽规划(2016—2030年)》中“四主一辅”客运站中的辅助客运站[14]，主要办理汉中方向通过动车组作业，是轨道交通需要考虑的客流集散点，线路通道和车站布设应考虑对其衔接，社会关注度高。在项目研究过程中，通过对铁路枢纽规划和城市总体规划的充分分析研究，结合大西安“三轴三带多中心”的空间战略规划和阿房宫火车站功能定位、年发送旅客量，详细分析了大轴线的功能定位和发展趋势，在充分尊重规划意见的基础上，最终确定地铁16号线沿着轴线核心走廊复兴大道布设，以支撑和带动新轴线的开发建设[15]，如图3所示。在此基础上，也重点研究了对阿房宫火车站的交通衔接，有利于乘客客运枢纽换乘。

图3 沣东新城段线站位比选示意

3.5 贯穿城市发展轴线，契合新区定位，线路设计标准高，新技术应用广泛

大西安新中心新轴线将聚焦现代化、国际化服务功能，传承历史，创新未来。沿线用地规划强度高，平均容积率基本在5以上，将是未来商务、办公的集中区域。考虑大轴线功能定位及作为西咸新区发展的示范区，新区范围内首条骨干线路16号线贯穿新区核心走廊，带动规划集中区发展。

遵循新区“现代、时尚、生态、科技、文化、活力”的特征和目前轨道交通发展趋势，线路采用一键开关站、语音购票、人脸识别、智能咨询终端等多项智慧车站新技术，对AFC、通信、扶梯、给排水、综合监控等系统设备提出了新要求和接口功能；采用全自动运行系统，按照GOA4等级建设和开通，将是大西安地区第一条开通运营的全自动运行线路；车辆基地按照绿色建筑、海绵城市、干热岩供热、上盖开发等标准设计，体现生态化、绿色化、智能化理念。设计标准高、新技术应用广泛[16-17]，16号线也因此成为目前大西安地区建设标准最高、新技术应用最多的轨道交通线路。

3.6 紧密结合地上地下空间开发，合理设计轨道交通并实现地下空间开发效益的最大化

西咸新区初期建设强度较低，具有丰富的地下空间开发资源，尤其大轴线地下空间综合利用，规划定位为打造大西安地下空间全面开发的时代标志，规划有综合管廊、轨道交通、地下环路、步行系统、公共设施、停车网络等功能板块。在本项目研究过程中，结合国内先进理念[18-19]，提出轨道交通与地下空间采用“同期规划、同期设计、同期实施”的思路，在实施过程中秉承“共同管理、独立设计、独立施工、独立验收”原则，实现“地下空间”与“轨道交通”的合理衔接，遵循建地铁就是建城市的发展理念，前期研究中，平面总图、竖向高程、外立面造型都充分考虑了地下空间开发方案，满足轨道交通设计方案合理，同时实现地下空间开发效益最大化。

3.7 采用超前设计理念，车站规模适当留有富裕，提高抗风险能力

根据沿线规划用地建设时序和建设方案存在不确定性的实际情况，部分片区处于开发建设阶段，导致客流风险较高[20]。因此基于当前预测的客流数据，部分车站站台宽度取值稍大，车站规模适当留有富裕。例如，沣东大道站是位于西咸新区规划的“一心双轴”中两轴交汇的核心区域车站，即车站处于大轴线核心走廊复兴大道与对接西安钟楼东西方向传统轴线沣东大道走廊的交汇地带，周边区域商务商业气氛浓郁，规划强度高(车站周边的四个象限容积率分别为5.5、8.9、9.5、9.5，其中1个象限的商务办公高层已入驻，2个象限的用地已经按规划开工建设，包含1处高达498 m的中国国际丝路中心大厦)，为打造一流的地铁商业活力湾及现代商务核心城，推荐站台宽度在计算值14 m的基础上适当增加，取为16 m，提高抗风险能力。位于中轴线其他的车站，根据周边规划强度和实施情况，基于车站宽度的计算值适当加大，规模适当提高，留有一定富裕。超前的设计理念，为将来本线应对客流风险提供一定基础条件，可以有效支撑大西安新中心新轴线沿线的高强度开发建设。

4 相关建议

针对西安地铁16号线在西咸新区范围内发挥的交通功能和带动城市综合开发功能，后续线路在参照规划建设过程可借鉴规划理念和研究思路，同时应注意以下相关问题。

(1)城市设计与轨道交通规划应充分互动，轨道交通作为城市功能的一部分，需提前做好与周边设施设备的衔接，相互融合发展。

16号线一期工程基本沿大西安新中心新轴线布设，《大西安新中心新轴线综合规划(城市设计)》是轴线建设的上位依据，在大轴线城市设计编制和稳定过程中，充分考虑了《关中城市群城市轨道交通线网规划》及16号线的整体规划，对站点周边的用地性质进行了统筹梳理和合理调整，实现聚集TOD效益。地下空间布局规划涉及的竖向规划、分层规划、地下公共服务设施规划、地下交通规划等充分衔接了轨道交通站点和轨道隧道空间，打造配套完善、功能复合、三维一体、交通便捷、安全舒适的地下城市网络。可以看出，大轴线的城市设计与轨道交通规划做到了互动协调，融合发展，为规划交通的建设提供了稳定的上位依据，是轨道交通深化建设的基础。

(2)重要客流集散点与轴线功能关系要客观分析，以确定轨道交通布设路径，不可一概而论。

16号线在大轴线核心区域沣东段沿中轴线复兴大道布线，主要是基于轴线沿线用地规划强度高、发展潜力大、轨道交通需求强，而阿房宫火车站为辅助客运站，远期年发送旅客量少，通过东西方向11号线衔接可以满足轨道交通需求等相关因素提出的推荐。相反，若阿房宫火车站为主要客运站，站台规模大，办理高铁、动车始发终到作业及通过列车频次多，年发送旅客量大，则轨道交通应当选择衔接铁路客运枢纽，按照文中提出的沿站东一路方案布线，重点考虑与枢纽接驳换乘。而轴线核心走廊内部理应做好沿轴线的局域线路规划，满足沿轴线的客流出行需求。类似轨道交通工程的路径选择还需客观分析，合理决策。

另外，鉴于社会稳定性影响的重要性，在研究论证过程中，社稳评估小组通过问卷调查、团体交流、张贴公告等方式，征求了沿线个人和团体单位意见，全面考虑了社稳影响，尤其多次征询了沣东规划局、西安铁路局等管理主体部门的意见，在方案抉择的过程中充分考虑了社会民众意愿和群众利益的因素。

(3)以客流为设计依据，但不局限于客流数据，土建工程适当预留合理规模；以发展眼光看新区发展，设备系统预留改造提升接口条件。

考虑到与西安市轨道交通资源共享和远期东西线路分流作用，16号线选用地铁B型车开展总图、土建设计，但对于处于大轴线核心区域内的个别特殊车站，在前期研究中，适当增加了车站规模提高抗风险能力，建议后续线路在充分结合城市发展方向、规划条件、工程投资等条件，合理借鉴，不可盲目增扩。另外，新区的发展日新月异，轨道交通的技术也不断创新，加之轨道交通与城市设施设备衔接紧密，在新形势下，目前的新技术、新设备、高标准或许在城市的发展过程中逐渐成为时代产品，设备系统需要在目前新技术的基础上，预留设备功能提升的接口条件，在用户需求书编制和设计联络时与设备厂商充分对接，运用时代前沿的同时，能适应未来发展的要求。

5 结语

城市新区是城市郊区化发展的产物，是承接中心城区产业、人口迁移的重要载体，与中心城区存在着紧密的社会、经济联系，而自身也具有高定位、沿轴线高强度发展的特征。在城市综合规划和综合交通规划研究中，应特别重视大运量城市轨道交通在公共交通的中流砥柱作用，尤其对于类似西安地铁16号线贯穿城市新区的骨干线路，在落实规划的前期研究过程中，需要统筹考虑，合理分析，使轨道交通整体布局与城市规划相协调。

贯穿城市新区的轨道交通骨干线路主导控制因素一般是规划条件，因此需要深入贯彻TOD发展理念，采用高标准、新技术的建设思路适应行业发展趋势，全面实现轨道交通与城市创新同步发展。在遵循轨道沿城市发展轴带布线的前提下，合理考虑客流集散点的布局和功能，分析轨道交通线路分布。城市新区各功能区域的有序化发展特征，也决定了轨道交通骨干线路分期建设的实际情况，这对于系统选型、标准选择、接口预留等研究提出了较高的要求，需要认真探讨与决策，而在选择系统标准时，建议以客流预测为依据，但不局限于客流数据，在线路设计时适当预留规模适应新区远期发展的不确定性。