京張高鐵五環內建設方案研究

林海波

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京 100055)

1 概述

京張高鐵是北京—張家口—集寧—呼和浩特—包頭—蘭州快速鐵路通道的重要組成部分，建成后可形成西北、華北地區間的快速鐵路通道。線路東起北京北站，途經北京市海淀區、昌平區和延慶縣，由延慶縣康莊鎮入河北省境內，西迄張家口南站，新建正線全長174 km，最高行車速度為350 km/h。

本線起點線路沿既有京包鐵路通道北行，從海淀區三環至五環之間穿越，與學院南路、北三環、知春路、北四環、成府路、雙清路、地鐵10號線、地鐵12號線等多條道路和地鐵交叉，同時，既有京包線兩側分布有密集的建筑物(如圖1)。因此，線路敷設方式需結合道路、地鐵、拆遷和工程可實施性等進行綜合比選。

圖1 京張高鐵五環內線路方案示意

2 自然特征及控制點說明

2.1 工程地質

該段線路位于北京平原區，全線地層均為第四系松散堆積層。根據區域地層分布特征， 表層為人工填土，厚1.4～7.4 m，其下地層為粉土、粉質黏土、砂類土與粗圓礫土互層。

2.2 控制點說明

(1)沿線道路

涉及學院南路、北三環、知春路、北四環、成府路、雙清路，北五環等多條市政道路，其中成府路、雙清路與京包鐵路為平面交叉。

(2)沿線地鐵

涉及地鐵13號線，規劃地鐵12號線、10號線，在建地鐵15號線；其中本線五環內的線路走向基本與地鐵13號線平行。

(3)地下管線

涉及地下管線105條，其中熱力涵1條(4.4 m×2.8 m)、電力16條、通訊21條、各類水管51條、燃氣9條、照明8條。

(4)建筑物

圖4 五環內地下方案線路縱斷面示意

沿線建筑物密集，主要分布有北京交通大學、學苑公寓、北太平莊住宅、西五道口、部隊小區、羅莊西里小區、碧興園等。

3 五環內線路方案研究

3.1 方案介紹

根據以上控制因素，結合環保要求及地方意見，分別研究了地面方案與地下方案。

(1)方案1(地面方案)

線路沿既有京張鐵路增建第二線(原則上在13號線與既有鐵路之間增建)，連續上跨學院南路(道路下挖改造)、北三環、知春路、北四環、成府路及雙清路(鐵路原位高架)，下穿北五環至比較終點(清河站)。比較范圍內線路總長8.4 km，其中橋梁長1.744 km(清華園特大橋1.302 km)，路基長6.656 km。另外，將現狀3處平交道口(分別為學院南路、成府路、雙清路)改為高架橋梁。方案示意如圖2。

圖2 五環內地面方案示意

(2)方案2(地下方案)

線路自北京北站引出，沿既有京包線、城鐵十三號線，于學院南路以南轉入地下，后分別下穿學院南路、北三環路(上跨規劃12號線)、知春路(地鐵10號線)、北四環路、成府路、雙清路、清華東路(上跨在建地鐵15號線)，轉出地面再下穿北五環至清河站。線路總長8.41 km，隧道總長6.2 km(地下隧道按單洞雙線設計)，其中盾構段4.3 km、暗挖段0.7 km、明洞段1.2 km，其余為路基地段，路基段中U形槽長0.54 km。五環內地下方案示意見圖3，線路縱斷面如圖4。

3.2 沿線道路交叉對比分析

比較范圍內線路總長8.4 km，擬將3處平交道口(學院南路、成府路、雙清路)改為立交，地面方案與地下方案沿線道路現狀和改造情況見表1。

表1 沿線道路交叉和改造情況對比

學院南路位于北京西直門地區，為東西走向，與既有京包線十字交叉，周圍建筑密集，北側有金五星批發市場、藝海商務酒店，南側有北京華聯商場、金輝大酒店等，地面方案需對學院南路進行下挖改造，最大挖深5.7 m，改移道路長度為710 m，對兩側商場、酒店、居民出行均有一定的影響，在地下方案中，采用隧道形式下穿學院南路，對周邊環境基本無影響，故地下方案較優。

3.3 環境影響方面對比分析

(1)方案1(地面方案)

研究范圍涉及35處敏感點，噪聲現狀值為晝間55.0～68.5 dBA，夜間49.2～60.9 dBA。其中，13號線為晝間43.8～66.5 dBA，夜間36.5～59.2 dBA；既有京包線為晝間43.8～60.4 dBA，夜間41.2～57.7 dBA；城鐵13號線貢獻值大于既有京包線。根據預測，近期噪聲值為晝間55.3～68.5 dBA，夜間48.2～60.1 dBA。其中，13號線為晝間43.8～66.5 dBA，夜間36.5～59.2 dBA；京張高鐵為晝間41.5～58.6 dBA，夜間35.4～52.1 dBA；采取相應措施后，京張高鐵及城鐵13號線近期噪聲預測值為晝間52.7～64.7 dBA，夜間46.6～57.1 dBA，較現狀值降低。

(2)方案2(地下方案)

研究范圍內對噪音有影響的敏感點有4處，這4處敏感點噪聲現狀值為晝間58.0-64.7 dBA，夜間51.8～58.7 dBA。其中，13號線為晝間48.4～63.5 dBA，夜間41.1～56.2 dBA；既有京包線為晝間44.9～56.9 dBA，夜間42.1～54.2 dBA；城鐵13號線貢獻值大于既有京包線。根據預測，近期噪聲值為晝間58.0～64.7 dBA，夜間51.1～57.6 dBA。其中，13號線為晝間48.4～63.5 dBA，夜間41.1～56.2 dBA；京張高鐵為晝間43.1～56.8 dBA，夜間36.5～50.0 dBA；京張開通后，既有京包線影響值相對降低；在采取無縫線路、電力動車、列車限速及隔音降噪等措施后，京張高鐵及城鐵13號線近期預測值為晝間55.8～64.2 dBA，夜間50.5～57.1 dBA，采取相應措施后較現狀值降低，環境條件較現狀有很大改善。

五環內地下方案僅有環境敏感點4處，較地面方案減少31處，有利于通過環評公參。因此，從環境影響方面考慮，地下方案較優。

3.4 工程投資比較

兩個方案主要拆遷數量和工程投資見表2、表3。

表2 總投資估算對照 (拆遷單價按3萬元/m2)

由表2、表3可知，地面方案土建工程投資小，但征拆投資大，若拆遷單價按3萬元/m2估算(若按30 m范圍內敏感建筑拆遷)，地面方案工程總投資少4.80億元；若按30 m隔離帶(北京市7號令)范圍進行拆遷，則地面方案工程總投資多3.65億元。若拆遷單價按5萬元/m2估算，地下方案投資較地面方案減少1.26億元；若按30 m隔離帶(北京市7號令)范圍進行拆遷，則地下方案工程總投資減少15.33億元。因此，從目前市場拆遷單價分析，地下方案總投資較少。

(4)工期對比分析

工期對比分析見表4。

表3 總投資估算對照 (拆遷單價按5萬元/m2)

表4 工期對比分析

由表4可知，地下方案雖工程相對復雜，工程安全和工期風險高，但工期可控，并留有6個月彈性時間，可滿足全線工期要求。

3.5 方案綜合對比分析及推薦意見

地面方案與地下方案綜合對比分析見表5。

綜上所述，地面方案比選范圍內涉及環境敏感點35處，雖然采取了加強環保等相關措施，但通過環保公參的難度仍然很大。地下方案雖施工風險相對較大，但僅涉及環境敏感點4處，且工程投資較省，并可有效節約土地資源。經綜合對比分析，從減小環境影響和有利于加快項目順利推進的角度考慮，推薦采用地下方案。

表5 地面與地下方案綜合比較

4 結束語

京張高鐵五環內線路地下方案總工程投資較省，同時地下方案較地面方案減少環境敏感點31處，其通過環評公參的難度大大減小，有利于項目的推進和順利實施，并可節約和釋放既有鐵路用地277畝，有利于城市環境改善和形象提升。目前，京張高鐵地下方案(清華園隧道)已順利貫通。