考虑城市外围区域特性的城市轨道交通线路选线研究

刘 辉,王海鑫,陈日文

（广州地铁设计研究院股份有限公司,广东 广州 510010）

0 引言

近年来，随着我国城市轨道交通的持续建设，一线城市中心城区的轨道交通线路建设渐趋完善，城市轨道交通线路开始往城市外围和郊区延伸发展，以实现外围组团与中心城区的快速联系。

城市的外围区域呈现出诸多与中心城区不同的特点：①由于开发密度相对较低，往往是所在城市的生态功能的重要承载，分布有多处湿地公园，例如成都环城生态公园、上海环城生态公园带；②考虑历史原因，由于已建成区域缺少规划，房屋建筑等分布较为零散无序；③由于国内轨道交通建设起步较晚，城市外围区域中较好的廊道被铁路、高等级公路等先期建成的线性工程占用[1]。

因此，在城市外围和由中心城区往郊区延伸的城市轨道交通线路建设面临诸多问题。基于此，有必要通过研究线路路由走向，最大限度地保护湿地生态资源（特别是国家湿地公园）、减少下穿既有房屋建筑、降低对既有铁路廊道的影响等，以降低后续工程实施、协调难度，为轨道交通的顺利建设提供保障[2]。

1 重要控制因素分析

1.1 国家湿地公园

国家湿地公园是指经国家湿地主管部门批准建立的湿地公园，是自然保护体系的重要组成部分。截至2020年3月底，全国共建立国家湿地公园899处。全国各类湿地公园总数达1 600余处。

国家林业局印发的《国家湿地公园管理办法》中第十九条规定，除国家另有规定外，国家湿地公园内禁止下列行为[3]（节选）：（一）开（围）垦、填埋或者排干湿地。（二）截断湿地水源。（三）其他破坏湿地及其生态功能的活动。

因此，线站位选择时，应使车站站位设置在国家湿地公园保护范围之外，并确保车站的明挖区域距离湿地保护范围有一定净距，同时车站的出入口、风亭等地面工程均不得占用湿地公园范围。

1.2 铁路廊道

城市铁路廊道是指经过城市的铁路地段及其两侧的城市环境。随着我国地铁隧道建设规模的不断扩大，大量的新建地铁隧道需要穿越既有铁路线路。在新建地铁隧道下穿既有铁路线路过程中不可避免地会对地层产生一定的扰动，而对周边环境造成一定程度的影响，使既有铁路线路、周边地表发生隆沉变形。过大的变形会对铁路车辆的运营造成不利影响，且会使铁路机车运行过程中产生一定的附加轮轨作用力，影响地铁隧道的后期沉降。

因此，当城市轨道交通线路下穿既有铁路，特别是高速铁路时，应经过充分的论证并取得铁路主管部门的同意[4]。

2 线路选线原则

线路选线即通过对线路进行多个方案的充分比选，以逐渐完善线路的大致走向、具体的敷设方法，以基本地确定车站站位和配线等的分布情况；提出线路主要技术标准、设计出线路的平纵断面及选定车站的具体位置等[5]。

线路选线要综合考虑国土空间规划、各分区的规划总体布局及城市的具体空间结构形态、用地布局和规划，尤其是要研究线路与各外围片区规划、重要基础设施及公共服务设施、风景名胜区等衔接的可行性。其中，山、水、林、田、湖、海以及行政区划等，也是限制线路走向的重要因素。

线路方案经济技术比选要考虑较多因素，例如线路技术条件、客流情况、房屋拆迁情况、管线迁改的比较、既有道路的迁改和交通便道比较、施工工法比较以及对地块的影响比较等因素[6]。

3 线路比选案例分析

该文选取某一线城市的一条城市轨道交通地铁快线，其最高设计速度为100 km/h，为全地下敷设线路，功能定位为城市外围区域快速直达城市中心区的地铁快线。

该文比选研究的线路位于城市外围区域，距离主城中心区约30 km。该区域为老城区，区域东侧有国家湿地公园一处；区域内村民房较为密集，房屋建筑等分布较为零散无序；区域的西侧分布有铁路廊道（含普速铁路、高速铁路和城际铁路），是一个较为典型的区域。

3.1 路由走向分析

3.1.1 方案一

线路出CZ-1站后，继续沿既有公路向北行进，在路口北侧设CZ-2站与规划地铁L1线换乘；下穿公园后转入既有道路，在路口西侧设CZ-3站；后沿既有道路西行，下穿普速铁路（1处）、高速铁路（1处）、城际铁路（1处）后折向北，接入CZ-4站（国铁枢纽站点），见图1。沿线周边规划主要为居住、商业、教育科研用地，现状为村民房、居住区、公园和学校。

图1 方案一线路走向示意图

3.1.2 方案二

线路出CZ-1站后，沿既有道路向西行进，在路口北侧设CZ-2站；出站后下穿普速铁路（1处）、高速铁路（1处）、城际铁路（1处）后折向北，接入CZ-4站国铁枢纽站点，见图2。沿线周边规划主要为居住、交通枢纽用地和绿地，现状为村民房。

图2 方案二线路走向示意图

3.2 实施条件分析

3.2.1 车站

方案一：设置CZ-2站和CZ-3站。

CZ-2主体结构设置在现状道路东侧规划绿地中。主体结构施工期间需临时局部废除村民下穿通道（约600 m2），主体结构施工完成后还建该下穿通道；附属施工期间需拆除3栋4～5层村民自建房屋（约1 000 m2）。车站周边环境相对较好，施工条件便利。

CZ-3站位于既有道路交叉路口西侧。站点周边现状主要为住宅区和学校，现状道路宽度仅为13 m，车站建设需拆迁住宅小区，拆迁面积约为3.6万m2。另外受场地限制原因，车站建设需要封闭道路，进行区域交通疏解。

方案二：设置CZ-2站。

CZ-2站位于规划道路上，现状为密集的村民房。车站主体结构、附属结构位置现状均为既有房屋，拆迁量约2.3万m2，拆迁工程量大，实施条件相对较差。

3.2.2 区间

方案一：CZ-2站至CZ-3站区间下穿跨湿地公园大桥桩基及桥台，多处需要桩基托换，其中跨湿地公园大桥匝道桥处桩基托换处于湿地公园内，需要围堰施工。CZ-2站至CZ-3站区间大段下穿河涌及人工湖，存在施工风险性。CZ-3站至CZ-4站区间下穿职业技术学院宿舍楼，存在施工风险。CZ-2站至CZ-3站区间连续下穿普速铁路（1处）、高速铁路（1处）、城际铁路（1处）的路基桥涵；与城际铁路桥涵桩基冲突，需要托换多根既有桩基。高速铁路对沉降损害极其敏感，相关段地质为灰岩上覆砂层，涉铁段工程实施难度大：

（1）桥涵底板受损：结构受力降低25%，需受力补偿措施。

（2）MJS竖向加固：桥涵净空4 m，施工受限。

（3）施工场地：周围可用场地较少，影响施工。

方案二：CZ-1站至CZ-2站区间下穿跨涌桥及高架桥桩，有多处需要桩基托换。CZ-2站至CZ-4站区间侧穿普速铁路（1处）、高速铁路（1处）、城际铁路（1处）桥桩，与桥桩最小距离1.4 m。高速铁路（1处）对沉降损害极其敏感，盾构施工时需进行隔离保护，降低对铁路桥桩的影响。CZ-2站至CZ-4站区间下穿多处民房，盾构施工时对地面沉降要求较高；下穿职业技术学院宿舍楼及教学楼，存在施工风险。

3.3 综合比选

综合比较可知（表1和图3），方案一的CZ-3站拆迁量较大，且需要区域疏解，实施难度大，而方案二取消了CZ-3站，不仅降低了工程难度，也减少了工程投资；方案二区间侧穿普速铁路（1处）、高速铁路（1处）、城际铁路（1处）高架桥段桥桩，而方案一连续下穿普速铁路（1处）、高速铁路（1处）、城际铁路（1处）路基桥涵，同时与城际铁路（1处）桥涵桩基冲突，方案二涉铁段的协调难度和实施风险相对方案一较小。此外，方案一下穿国家湿地公园，协调难度较大，同时区间下穿大桥匝道桥处桩基。因此，考虑CZ-3站较难实施、区间涉铁风险及下穿国家级湿地公园等因素，将方案二作为推荐方案。

图3 方案一和方案二线路走向示意图

表1 CZ-1站至CZ-4站段线站位比选比较表

方案二可最大限度地保护国家湿地公园、减少拆迁既有房屋建筑、降低对既有铁路廊道的影响等[6]，可为后续轨道交通的顺利建设提供更加坚实的保障。

4 结语

城市轨道交通作为大型的线性工程，其建设受到诸多因素的影响[7]。该文针对城市外围和郊区的城市轨道交通线路，在穿越国家湿地公园、铁路廊道、密集村民房的情况下，综合考虑线路技术条件、客流吸引条件、与铁路廊道的关系、与国家湿地公园的关系、工程实施条件、投资情况等因素，深入比选线路路由走向方案。最后，总结出线路选线要尽量实现生态环境不被破坏、铁路廊道少被影响、既有建筑物少被拆迁的目标。