城市軌道交通線路組合與拆分的線路方案研究

李曉飛1,梁素枝2,趙國(guó)勇1

(1.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院,天津 300392； 2.中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司天津分院,天津 300073)

摘 要：由于引導(dǎo)城市空間結(jié)構(gòu)、TOD開發(fā)、車輛基地選址等原因,城市外圍段線路較長(zhǎng)、客流效益較差。為縮短低效益路段長(zhǎng)度、降低前期工程投資,提出不同線路的部分路段先期建成并貫通運(yùn)營(yíng)、后期適時(shí)拆分的設(shè)想,分析研究組合拆分適用的情形及實(shí)施方案。以天津地鐵6、8號(hào)線組合拆分方案為例,綜合考慮線路及周邊實(shí)施條件、行車組織、土建投資及施工風(fēng)險(xiǎn)等因素,最終確定合理的方案。兩線間的組合拆分方案有利于線網(wǎng)結(jié)構(gòu)的靈活性,避免城市外圍線路較長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)效益不佳等情形。工程設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用靈活的形式,在不給遠(yuǎn)期工程實(shí)施及安全運(yùn)營(yíng)造成困難的前提下,盡量減少近期工程投資。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；線路；組合；拆分；方案研究

1 研究背景

城市軌道交通建設(shè)規(guī)模應(yīng)根據(jù)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、客運(yùn)需求、經(jīng)濟(jì)能力、工程實(shí)施能力等因素綜合確定。為降低軌道交通工程投資和運(yùn)營(yíng)成本,線路兩端起訖點(diǎn)不宜設(shè)在高峰斷面流量小于全線高峰小時(shí)單向最大斷面流量1/4的位置。如果線路起終點(diǎn)客流斷面小于最大斷面的1/4,在保證一定服務(wù)水平的條件下,線路兩端的列車滿載率及運(yùn)營(yíng)效率較低,不利于行車交路的組織[1]。

近期建設(shè)線路應(yīng)以緩解近期交通擁堵問(wèn)題為重點(diǎn),而在引導(dǎo)城市空間結(jié)構(gòu)形成、TOD開發(fā)、車輛基地選址等需在城市外圍修建相當(dāng)長(zhǎng)度的低滿載率線路。如天津市城市軌道交通第二期建設(shè)規(guī)劃(2015～2020年)中心城區(qū)建設(shè)的M7一期、M11一期工程,M7一期自蘆北路至普濟(jì)河道站,線路長(zhǎng)26.9 km,近期早高峰斷面流量小于最大斷面1/4的線路長(zhǎng)達(dá)10 km,M11一期工程自晉寧道至七經(jīng)路站,線路長(zhǎng)25.4 km,近期早高峰斷面流量小于最大斷面1/4的線路長(zhǎng)達(dá)8 km[2-4]。

2 線路組合與拆分

線路組合與拆分是指線網(wǎng)中的兩條線路的部分路段先期建成并貫通運(yùn)營(yíng),待后期各線的全線建設(shè)條件成熟時(shí)再將貫通線路進(jìn)行拆分各自獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。

由于城市區(qū)域格局演替,軌道交通建設(shè)快速推進(jìn)、既有城市軌道交通線網(wǎng)展望不足等因素,需對(duì)既有城軌線網(wǎng)中部分線路的定位及走向進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整,如天津地鐵6號(hào)線，廣州地鐵2、8號(hào)線等,加之大規(guī)模修建城市軌道交通的財(cái)政壓力,各地較多采用分段建設(shè)的方式。線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整線路及采用分段建設(shè)的線路,均可考慮不同線路部分段落初近期組合貫通、遠(yuǎn)期拆分的方案,以盡量縮短低效益路段的修建長(zhǎng)度。

根據(jù)線路具體情況及線路間的相互關(guān)系,可在以下地段考慮組合拆分。

2.1 聯(lián)絡(luò)線處

聯(lián)絡(luò)線根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃需要而設(shè)置,為車輛提供跨線服務(wù),以實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)內(nèi)車輛基地資源共享。在設(shè)有聯(lián)絡(luò)線的車站可考慮利用聯(lián)絡(luò)線實(shí)現(xiàn)不同線路的組合拆分。聯(lián)絡(luò)線通常采用單線,在規(guī)劃有聯(lián)絡(luò)線的車站進(jìn)行線路組合拆分時(shí),宜設(shè)置為雙線聯(lián)絡(luò)線,并宜按正線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

2.2 小交路折返站

在線路長(zhǎng)度較短、途徑經(jīng)濟(jì)發(fā)展均衡地區(qū)的線路,宜采用單一交路,而通過(guò)中心城的多數(shù)線路常呈現(xiàn)出中心地段客流大斷面集中,市區(qū)外圍客流斷面不斷減小,且客流斷面不在一個(gè)運(yùn)量級(jí)別上,此時(shí)需要考慮多交路運(yùn)行方案,以提高滿載率及運(yùn)輸效益。根據(jù)軌道交通建設(shè)經(jīng)驗(yàn),一條線路的交路一般采用大小兩個(gè)交路運(yùn)行,小交路折返站的選取應(yīng)根據(jù)客流斷面特征、組團(tuán)客流以及小交路覆蓋范圍需求、土建成本等因素綜合考慮。在小交路折返站進(jìn)行線路組合拆分,貫通運(yùn)營(yíng)效益可期。

2.3 兩條線路共通道處

在線網(wǎng)規(guī)劃中,常出現(xiàn)兩條線路重疊的情形,如天津地鐵5、6號(hào)線賓水道段，地鐵6、8號(hào)線微山路段等[5]。在共通道段常設(shè)有換乘車站,可考慮在換乘站采用適宜的線路布置實(shí)現(xiàn)兩線的組合及拆分。

3 組合、拆分實(shí)施方案

根據(jù)線路間的相互關(guān)系,結(jié)合周邊實(shí)施條件,可采用聯(lián)絡(luò)線、平面平行雙島四線車站、上下疊摞雙島四線車站等形式實(shí)施組合拆分。

3.1 聯(lián)絡(luò)線方案

聯(lián)絡(luò)線方案是指利用聯(lián)絡(luò)線作為先期兩線的貫通運(yùn)行線路,根據(jù)線路的交叉關(guān)系,可采用以下2種方式。

3.1.1 兩線十字交叉(圖1)

A、B兩線十字交叉時(shí),根據(jù)需組合的線路方向設(shè)置雙線聯(lián)絡(luò)線,根據(jù)兩線拆分過(guò)程中的行車運(yùn)營(yíng)組織,并考慮拆分后所保留單線聯(lián)絡(luò)線的靈活性,可在1、2站設(shè)置折返線或單渡線。

采用聯(lián)絡(luò)線方案時(shí),需對(duì)6個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)留,在Ⅰ、Ⅱ處布設(shè)道岔或預(yù)留改造成道岔的條件,在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ處預(yù)留軌道及土建拆分條件。拆分后,與正線存在交叉的聯(lián)絡(luò)線廢棄,另一條作為線網(wǎng)內(nèi)的聯(lián)絡(luò)線使用。

廣州地鐵2、8號(hào)線即采用聯(lián)絡(luò)線的方式進(jìn)行組合拆分,原2號(hào)線呈L形走向,拆分后的新2號(hào)線及8號(hào)線為十字交叉情形[6],交叉處設(shè)置2、8號(hào)線換乘站。

3.1.2 兩線共通道

A、B兩線局部共通道且設(shè)有換乘站2時(shí),自A線的1站引出雙線聯(lián)絡(luò)線接入換乘站2站的B線來(lái)實(shí)現(xiàn)列車的跨線。兩線共通道時(shí)聯(lián)絡(luò)線方案見圖2。

采用該線路布置形式時(shí),在換乘站內(nèi)A、B兩線均為島式站臺(tái),分別位于地下2層及3層,換乘便捷；兩線不存在交叉、僅需重點(diǎn)控制外側(cè)聯(lián)絡(luò)線與B線的交叉關(guān)系；由于聯(lián)絡(luò)線的出入,1和2車站均需加長(zhǎng)。車站2剖面見圖3。

3.2 平面平行雙島四線車站方案

在組合拆分車站,A、B線均位于地下2層,A線在站臺(tái)內(nèi)側(cè)、B線位于站臺(tái)外側(cè),兩線通過(guò)兩條單渡線實(shí)現(xiàn)列車跨線。此布置形式屬于同臺(tái)換乘,車站前后區(qū)間A、B線均存在交叉關(guān)系,由于雙島位于同一平面,對(duì)道路寬度要求較高。見圖4、圖5。

3.3 上下疊摞雙島四線車站方案

在組合拆分車站,A、B線分別疊摞、位于站臺(tái)的一側(cè),可將A線的左線和B線的左線、A線的右線和B線的右線同層布置,通過(guò)設(shè)置單渡線實(shí)現(xiàn)列車跨線。此布置形式屬于同臺(tái)換乘,換乘更加便捷和人性化；僅有站后區(qū)間兩線存在交叉關(guān)系。

昆明軌道交通1、2號(hào)線即采用上下疊摞雙島四線車站進(jìn)行組合拆分,兩線通過(guò)環(huán)城南路站的渡線實(shí)現(xiàn)組合貫通運(yùn)營(yíng)[7]。見圖6、圖7。

4 天津地鐵6、8號(hào)線組合、拆分方案

2014年,天津市城市快速軌道交通建設(shè)規(guī)劃(2015～2020年)對(duì)在建的地鐵6號(hào)線線位進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,原6號(hào)線淇水道站以南線路及南端雙港停車場(chǎng)調(diào)整為8號(hào)線的一部分。6、8號(hào)線非同期建設(shè)線路,而8號(hào)線淇水道站以南的線路途經(jīng)天津大學(xué)、南開大學(xué)等天津市空間發(fā)展戰(zhàn)略中的文化、教育、科研等功能提升區(qū)域[8],故可考慮6號(hào)線及8號(hào)線淇水道以南線路近期一同修建并貫通運(yùn)營(yíng),待8號(hào)線修建時(shí)機(jī)成熟時(shí),再對(duì)貫通線路進(jìn)行適時(shí)拆分、各線獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。近期組合運(yùn)營(yíng)、后期適時(shí)拆分,既可滿足近期8號(hào)線淇水道以南的功能需求,也可緩解政府的財(cái)政壓力,避免全線修建造成資產(chǎn)的近期閑置浪費(fèi)。

6、8號(hào)線在淇水道站段共通道,選取淇水道站為線路組合及后期拆分點(diǎn)。天津地鐵6號(hào)線拆分示意見圖8。

淇水道站位于津南區(qū)微山路與淥水道、外環(huán)線交口之間,兩路口間長(zhǎng)度為670 m,微山路道路紅線寬度40 m,外環(huán)線南側(cè)緊貼外環(huán)河,河底相對(duì)高程為-5 m,外環(huán)線地面交通繁忙,不允許開挖。

4.1 聯(lián)絡(luò)線方案

淇水道站內(nèi)6號(hào)線位于地下二層、8號(hào)線位于地下三層,在6號(hào)線榆林路站后左右線分別引出一條聯(lián)絡(luò)線接入淇水道站8號(hào)線,以實(shí)現(xiàn)列車跨線。見圖9。

該方案為臺(tái)到臺(tái)換乘,換乘距離適中,客流組織簡(jiǎn)單。但榆林路站后引出、淇水道站前接入聯(lián)絡(luò)線,車站長(zhǎng)度均需加長(zhǎng)；且榆林路右轉(zhuǎn)至淇水道站距離較近,上側(cè)的聯(lián)絡(luò)線無(wú)法在淇水道站前接入8號(hào)線,只得在淇水道站后接入,使得該線運(yùn)行列車需增加一次拉抽屜動(dòng)作才能在淇水道站上下客,行車組織復(fù)雜。

4.2 平面平行雙島四線車站方案

淇水道站內(nèi)6、8號(hào)線位于同層,6號(hào)線位于雙島之間,線間距5 m,8號(hào)線位于雙島外側(cè),6號(hào)線列車通過(guò)單渡線跨線進(jìn)入8號(hào)線,6、8號(hào)線線間距15 m,車站主體寬度為40.7 m,車站前后區(qū)間均有立交。

采用該方式時(shí),車站前后控制點(diǎn)需在670 m長(zhǎng)度范圍內(nèi)布設(shè)。站前控制點(diǎn)為兩線相交點(diǎn),由于外環(huán)線道路不允許明挖,站后以6號(hào)線明挖、盾構(gòu)法交界點(diǎn)作為站后控制點(diǎn),且站后穿越外環(huán)線、外環(huán)河及兩線交叉處均應(yīng)滿足盾構(gòu)施工要求。見圖10。

該方案兩線部分方向可實(shí)現(xiàn)同臺(tái)換乘,換乘較為便捷；6、8號(hào)線線間距15 m,設(shè)置單渡線長(zhǎng)度較長(zhǎng),導(dǎo)致車站長(zhǎng)度加長(zhǎng)；車站兩端存在較長(zhǎng)的明挖段,且車站寬度大于道路紅線寬度,管線切改、交通疏解困難,實(shí)施難度大。

4.3 上下疊摞雙島四線車站方案

淇水道站內(nèi)6、8號(hào)線各自疊摞,6號(hào)線在地下二層、三層各設(shè)置島式站臺(tái)與8號(hào)線共用,站前設(shè)置單渡線實(shí)現(xiàn)列車跨線。6、8號(hào)線線間距為17 m,車站主體寬度22.7 m。

該方案6、8號(hào)線可實(shí)現(xiàn)同臺(tái)換乘,換乘便捷,車站兩端均可采用盾構(gòu)法施工,對(duì)地面交通影響?。徽竞笙麓┩猸h(huán)線、外環(huán)河及兩線交叉處只需合理設(shè)置線路埋深即可。見圖11。

綜上所述,根據(jù)線路及淇水道站周邊建設(shè)條件、運(yùn)營(yíng)條件、土建工程量及施工風(fēng)險(xiǎn)等,最終選擇上下疊摞雙島四線車站方案作為6、8號(hào)線組合拆分的推薦方案。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)城市軌道交通發(fā)展迅猛,城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃不斷修編,在適宜地段采用不同線路組合與拆分的方法有利于線網(wǎng)結(jié)構(gòu)的靈活性,降低前期工程投資,避免城市外圍段線路較長(zhǎng)、滿載率較低、運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益不佳等情形。

工程設(shè)計(jì)中,線路組合、拆分方案均應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用靈活的形式,在不給遠(yuǎn)期工程實(shí)施及安全運(yùn)營(yíng)造成困難的前提下,應(yīng)盡量減少近期工程投資。

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Research on Scheme of Combination and Split of Urban Rail Transit Lines

LI Xiao-fei1, LIANG Su-zhi2, ZHAO Guo-yong1

(1.Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute, Tianjin 300392, China; 2.Tianjin Branch of China Railway Shanghai Design Institute Group Company Limited, Tianjin 300000, China)

Abstract：Due to the guidance of the urban spatial structure, TOD development, the location of the vehicle base and other factors, the line sections in the periphery of the cit are longer and the passenger flow efficiency is poor. In order to shorten the length of low-benefit sections and reduce pre-project investment, this paper puts forward the idea that some sections of different lines are built and operated in advance and timely separated late to shorten the length of the low efficiency sections, and analyzes the applicable conditions and implementation plan of the combination and split. With reference to the combination and split of Tianjin Metro Line 6 and line 8, a reasonable program is determined with comprehensive consideration of the line and its surrounding conditions, traffic organization, civil engineering investment, construction risk and other factors. The combination and split scheme between two lines is conducive to the flexibility of the network structure, and can avoid longer lines in the city periphery and poor operating efficiency. In the engineering design, the near future project investment should be reduced practically and flexibly as much as possible under the premise that the execution of the long-term project and normal operation are not impacted.

Key words：Urban rail transit; Line; Combination; Split; Scheme research

文章編號(hào)：1004-2954(2017)06-0034-04

收稿日期：2016-10-27；

修回日期：2016-11-18

作者簡(jiǎn)介：李曉飛(1986—),男,工程師,2011年畢業(yè)于西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸工程專業(yè),工學(xué)碩士,主要從事城市軌道交通工程設(shè)計(jì)與研究工作,E-mail：lixiaofei0319@163.com。

中圖分類號(hào)：U231+.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.2017.06.008