城市轨道交通线路选线设计
为保证城市轨道交通线路设计质量,提高工作效率,从对城市总体规划的研究入手, 对轨道交通线路选线设计的主要原则、要点和一般方法等进行了阐述。
轨道交通是一项具有多学科、综合性、接口复杂的工程项目,作为城市的百年工程,对城市外围组团发展和城市内部总体规划的推动具有极其重要的作用。轨道交通的线路选线工作是地铁设计的“龙头”,具有牵涉面广、复杂性强、劳动强度大、责任重大等特点,
应做到宏观控制,微观分析,分层规划,可持续发展。
1、总体工作研究
1.1 城市总体规划认识与研究
城市总体规划是线网规划研究的基础,而线网规划又是线路选线的重要依据,因此深入研究城市总体规划显得尤为重要,它决定了一条线路起步的成败。对城市总体规划把握不准,仅仅依据线网规划,容易出现线路起终点调整问题,导致线路设计反复,甚至对工程立项造成影响。
对城市总体规划的研究主要包括以下5点:
(1)确定城市性质和发展方向,估算城市人口发展规模。
(2)确定城市用地特别是轨道交通沿线功能分区。
(3)确定城市交通运输系统以及车站、港口、机场等主要交通运输枢纽的位置。
(4)总结城市大型公共建筑的规划与布点,认清其对轨道交通线路的影响。
(5)了解城市的旧城区改造规划。
由于大多数城市的总体规划年限都不足30年,因此除需对近期城市总体规划研究外,尚需对城市发展战略、城市综合交通战略进行研究。
1.2 线网规划的研究
线网规划是城市建设规划、城市交通规划、轨道交通规划三者之间的边缘科学,线网规划的主要内容包括以下7个方面[2]:
(1)轨道交通建设的必要性。
(2)线网规模研究。
(3)线网结构研究。
(4)线路规划主要包括线路走向、车站分布、线路敷设方式等。
(5)联络线规划。
(6)车辆段与其他基地规划。
(7)线网建设时序。
此外随着城市化进程的加速,城市间的交往日益频繁,市域轨道交通逐渐步入正轨,因此线网规划还要兼顾与市域轨道交通线路的衔接,结合城市规划,宏观上预留可实施条件。
1.3 网络资源共享
轨道交通网络资源主要包括人力资源、车辆资源、车辆段与综合基地、控制中心、供电系统、通信系统、信号系统、AFC系统、综合监控系统、车站ups电源系统整合分析等,尤其对占地大、使用频率低的场、架修设施,应全网统一筹划,尽量采取同一标准、制式。
2、线路选线设计
2.1 主要设计原则
(1)线路走向应符合城市总体规划、线网规划的要求,合理选择线路路径,并协调好与其他线路的衔接、换乘关系,使轨道交通充分发挥其交通骨干线路的作用。
(2)坚持以人为本的设计理念,根据工程沿线的城市规划、地形、地貌、工程地质及水文地质条件、地面与地下建(构)筑物和地面交通状况等情况,在复杂地段进行多方案优化选取,合理选定线路走向及车站站址分布。
(3)线路总体方案应结合其他后续的轨道交通工程,整体构思统筹考虑、远近结合,并为后续工程的实施创造条件。
(4)车站位置应与轨道交通网、城市道路网及公共交通网相结合,保持合理站间距,确保较快旅行速度,提高服务质量。
(5)线路平面应在满足功能的前提下力求顺直,尽量采用较大的曲线半径。
(6)根据行车组织的要求,结合线路现场具体条件,合理设置辅助线,满足列车正常运行、折返能力和线网中各线联络功能的需求。
2.2 设计要点
(1)重视基础资料的收集和分析,主要包括沿线地块规划、道路红线、管线(尤其是等级高、埋深深、影响大的电力隧道)、文物及相关保护要求、其他控制性建(构)筑物等。
(2)深入现场、多做方案,积极与规划协调,并尽量取得其书面意见,稳定线路平、纵断面。
(3)根据配线设置原则,结合车站具体实施条件,优化全线配线布置方案。
(4)征求规划部门意见,全网场、段统一选址,落实用地情况,稳定线路起终点。
(5)加强与业主、规划、市政等ZF职能部门的联系和协调,主动争取其指导、帮助和支持。
(6)加强轨道交通内部相关专业间的配合和协调。
2.3 线路选线工作的具体实施
轨道交通与城市规划、交通、水利、文物等各部门关系复杂,这决定了线路选线不可能一蹴而就,需要在反复的比较、优化中选出一条“适应规划、促进发展、社会效率和运营效益相结合”的最佳线位。具体实施步骤如下:
(1)确定初步线站位方案
在对城市总体规划、城市交通规划、线网规划等基础性文件充分研究的基础上,明确线路功能定位,结合沿线主要客流集散点,确定初步线站位方案。
(2)现场踏勘
线路选线的最终目标就是把方案“画在图上,落到地上”,因此需对轨道交通沿线的城市现状及规划特征进行深入了解。初步方案确定后,应组织经调、行车、建筑、结构、区间、暖通、车辆等相关专业沿线踏勘,确定工程的重点和难点。
(3)方案优化
结合踏勘情况,落实规划、道路红线、管线、文物及其他控制性建(构)筑物基础资料的收集。根据客流预测资料,初步确定列车编组、交路、有效站台长度、限界等边界条件,对初步线路方案进行优化调整。针对重要节点应做多方案比较,必要时应多次踏勘现场。
(4)征求规划部门意见
线路方案初步稳定后,由业主组织,向规划部门汇报全线线站位和场段、控制中心、主变电站等选址方案,并向市环保、交通管理、文物、园林、重要建筑物业主等征求意见,进行协调。根据相关部门意见,进一步完善线路、车站和场段方案。
(5)坐标定
待可研评审确定列车编组、交路等边界条件后,基本确定线路走向及车站分布方案。及时开展沿线各控制性建(构)筑物坐标、基础类型、埋深等测量工作,核实既有资料,结合道路红线,坐标定线,进一步稳定线路方案,确保工程的可实施性。
以上是正常的选线流程,在实际的设计过程中还应根据不同城市、不同地铁线的不同特点进行相应的线路设计,最终达到系统功能、工程造价、运营能力等综合性能最优的目的。
2.4 技术接口
轨道交通工程涉及专业多、接口复杂,其顺利实施依赖于各专业、系统间的密切配合。为了使轨道交通工程各子系统能紧密结合、有效联系,有效地发挥各个部分的功能,在总体设计以后的阶段开始前均应制定相关文件,用于指导设计的顺利开展。
线路设计的技术接口主要内容有:系统正线和辅助线、线路系统功能、主要技术标准和参数等。线路设计的系统主要接口有:
(1)与外部条件的接口 地铁沿线地形、地貌、地质、水文条件;城市快速轨道交通线网规划;与城市主干道关系;城市主要客流集散或交通枢纽点;地上、地下构筑物和管线及人防工程等。
(2)与土建工程的接口 线路形式与轨道和上部建筑相协调;线路的布置、坡度等条件与区间隧道、高架桥梁一致;线路布置、线间距等条件与车站建筑关系;线路布置、线路设计要素和线间距满足限界要求等。
(3)与车辆、车辆段与综合基地的接口 线路平面曲线半径、竖曲线半径和线路的限制坡度应符合车辆的技术条件;车辆段出入段线的接轨和技术要求;折返线、存车线和联络线线路平面布置、平面曲线半径,竖曲线半径和坡度等。
由于轨道交通工程涉及专业多,关系复杂,情况多变,以上接口只能由浅入深、由粗到细并应在各个设计阶段中根据实际逐步实施完善。
3、结语
城市轨道交通线路选线设计首先应该对城市总体规划、城市发展格局，线网规划等进行深入研究,明确功能定位;其次积极与相关规划部门对接,落实场、段、控制中心等用地,在对基础资料核实的基础上,与相关专业密切配合,并对重要节点反复推敲,逐步稳定线站位方案;此外,还应根据城市自身特点(如历史文化底蕴等)进行相应设计,最终确定科学合理、
技术可行、经济、环保的线路方案。