軌道交通既有運營線路新增車站設計方案及分析

于芳

(上海市城市建設設計研究總院,上海市200125)

軌道交通既有運營線路新增車站設計方案及分析

于芳

(上海市城市建設設計研究總院,上海市200125)

上海軌道交通11號線陳翔路站為國內首例在既有運營線路加站的車站。該站不同層面規劃對站位的設定與原預留站位有較大調整,經優化布局采用南移230 m跨陳翔路站位方案。站位調整帶來該工程在建設程序、工程技術方案等方面的一系列問題,。現對該工程建設程序梳理、技術方案研究的全過程作一闡述,可為運營線路預留加站條件或加站設計提供借鑒。

軌道交通運營線路加站；預留條件；站位優化；不間斷運營保障

0 引言

城市軌道交通建設與城市規劃密切相關,在規劃尚未穩定或站點周邊建設尚未開展時,為減少投資,保障運營效益,特別是軌道交通遠郊線及長大區間線路預留一定的加站條件可為后期城市及交通發展留有余地。陳翔路站為上海市軌道交通11號線預留車站(原站名環球樂園站),最初是為市郊大型游樂主題公園項目配套的公共交通設施。11號線工程建設期間,由于環球樂園項目擱淺,站點周邊規劃面臨重大調整,該車站按高架二層側式站予以預留,計劃今后根據規劃調整情況再行配合建設。

11號線一期工程于2009年2月通車運營,該站位于馬陸站與南翔站之間。隨后規劃調整完成,該站周邊用地性質明確為市級保障房基地和大型商業辦公住宅混合用地,并已相繼啟動大規模建設,車站建設對解決周邊區域交通出行意義重大。為解決站點周邊大居的交通出行問題,2012年該加站車站啟動建設。

工程推進過程中,由于車站站位重大調整,已開展的工程前期工作均無法延用,需要重新立項。站位調整后對原站位的預留措施須通過拆除和改造才能滿足加站需要,且改造難度大。因此需針對上述特殊情況開展車站方案研究。本文闡述了該工程站位調整、建設程序梳理、技術方案研究的全過程。

1 站位調整的背景及必要性

工程開始伊始,通過調查收集11號線工程規劃選址批復、區域控詳規劃、交通專項規劃等不同層面的規劃資料,發現存在與規劃選址批復站位不一致的其它兩個站位，分別位于預留站位南移230 m跨陳翔路路口及南移400 m的位置。其中南移230 m跨陳翔路路口的站位為區域控制性規劃研究確定的站位,為該設計方案最終采用的站位。選擇該站位主要是出于如下幾個方面的考慮：(1)更為貼近規劃大型商業綜合體項目地塊,符合TOD發展模式的規模及分層,優化資源配置,旨在強化公共交通及商業各自的客流吸引及互補效應,打造區域商業及活動中心并保障其活力；(2)更為靠近規劃的公交樞紐交通配套設施,縮短交通接駁換乘的走行距離,方便交通出行；(3)通過陳翔路地道的溝通,將被滬嘉高速公路分隔的南翔東社區納入車站服務范圍,并使得進站路徑更為短捷。

通過權衡比較,從支持區域發展、最大程度地發揮軌道交通引導城市發展的積極作用,車站調整至南移230 m跨陳翔路站位。由于車站跨路設置的原因,地面站廳分為被陳翔路分隔的兩部分,站廳層總長度隨之加大,見圖1所示。

圖1 車站俯瞰效果圖

2 建設程序梳理

陳翔路站以預留車站與11號線工程全線同步開展工程前期工作,除未計列工程投資以外,已完成工可、環評、規劃選址等一系列前期程序。初步設計評審亦同意針對該站的一系列預留措施,同意該站按高架兩層側式車站預留,設站范圍僅實施區間橋梁,機電系統按預留站位進行機電接口的相關預留。因此,若按預留站位實施車站,僅需開展概算調整程序完成項目審批,前期程序少且簡單。

由于站位重大調整,原先以預留站位開展的規劃、土地、環評等相關工作無法延用并需重新辦理。前期工作推進過程又恰逢軌道交通項目審批權限下放至省級投資主管部門的變革,最后明確該項工程報上海市發改委審批重新立項,并同步開展規劃選址、土地預審、配套的環評、風險穩定性評估、節能評估等前期工作。

3 工程技術方案

3.1 預留措施及適用性分析

陳翔路站按預留車站設計時,進行了一系列的土建及機電系統的技術預留措施,主要內容如下：

(1)車站形式：高架車站一般均應按側式站預留,可保持區間線型順直,站位亦具有調整余地。區間橋梁預留高度應滿足豎向設計要求,一般路中站按地上三層站預留,路側站則按地上兩層站預留。陳翔路站位于路側,車站按高架兩層側式車站預留,軌面標高12.500 m,區間箱梁下方凈空高度約5.6 m,滿足地面站廳空間高度要求。

(2)線路條件：從便于車站設計及施工的角度出發,車站范圍線路應盡量避免設于平、縱曲線段,線路宜順直,縱坡應不大于0.2%。該項工程既有加站范圍線路均采用直線線性,縱坡為0,滿足設站要求。

(3)供電：預留站位附近設區間牽引降壓變電所,加建車站時在站內設跟隨變電所,通過既有牽引降壓變電所高壓開關柜室35 kV母線引兩路電源供站內用電。

(4)接觸網：11號線采用接觸網供電,預留站位車站范圍避開接觸網上網開關、錨段關節等,僅設置接觸網中間柱,改造時結合高架車站屋頂結構體系將接觸網中間柱立柱改為吊掛式,改造簡單易于實施。

(5)信號系統：該車站為中間站,由南翔設備集中站控制,系統軟件已考慮預留條件,信號設備已按預留站位進行信號機、有源信標、無源信標、計軸、AP等軌旁設備安裝及設備光電纜敷設,實施加站時經升級更新軟件、調試設備后便可投入使用。

(6)通信系統：11號線通信系統由13個通信子系統及弱電UPS電源整合系統組成,通信系統按預留站位設置干線光電纜接線盒,便于后期加站時纜線開斷及引入。

上述主要預留措施均以預留站位為依據,若維持原站位不變,則預留措施均可加以利用,供電、觸網、信號等機電系統改造簡單易行,工程風險小、投資省。

該項工程由于站位調整的原因,上述措施中特別是信號和接觸網專業的相關預留措施不再適用,隨之造成改造工程量和工程建設風險的加大。接觸網方面,由于既有接觸網系統的上網開關、補償下錨柱均位于南移230 m站位車站有效站臺范圍內,故需將接觸網上網開關和錨段關節移出車站范圍并重新定位,改造范圍加長且難度加大；信號方面,原來已預留的軌旁信號機、信標、計軸、AP等軌旁設備均需拆除,并按新調整站位重新設置。在施工及調試過程中,由于軌旁存在供正常運營和測試時使用的兩套相同名稱的信號機與計軸,設備切換過程存在停運風險。同時,系統軟件需重新進行牽引計算,改造費用較高。

3.2 工程方案主要特點

針對該項工程為既有運營線路加站的特點,考慮到軌道交通疏導客流的重要作用和社會影響,建設期間保障不間斷運營的相關措施是該工程需要著重考慮的內容,并體現在工程設計、施工工序安排等各方面。

既有區間采用橋梁墩柱和箱梁結構,墩柱跨度30 m左右。新建車站采用鋼筋混凝土框架結構,除站臺板以外采用全現澆工藝,新建結構與既有結構之間采用“站橋分離”形式,各成體系互不干擾。站臺下方結合電纜通道形成小箱梁,承載車站范圍環網過站及電纜引入的功能，見圖2、圖3所示。

圖2 既有區間橫剖面圖

圖3 加站完成后車站橫剖面圖

合理安排施工工序對于工程方案優化、工期安排、不間斷運營保障都具有特殊意義,這也是該項工程在工程設計階段提前介入施工工序安排的目的。施工工序初步構想如下：第一步實施既有區間兩側的承臺、樁基及除站臺挑板以外的梁柱等結構部分,第二步實施上部鋼結構屋蓋,并結合屋蓋結構梁安裝接觸網吊柱、橫梁等轉換構件,第三步完成接觸網轉換,并拆除既有接觸網立柱,第四步實施懸挑站臺板結構部分。在上述工序完成并提供施工界面的情況下,可同步或隨后開展裝修、機電設備安裝、調試等工作內容。各關鍵階段施工工序如圖4所示。

施工內容按照是否影響運營可以分成兩類,第一類在施工時基本不影響運營,施工可以和運營同步進行,另一類則需要在停運后利用夜間天窗時間要點方可施工。由于夜間時間有限并具有一定的不確定性,而且夜間施工效率降低,因此設計方案考慮了多種措施減少或有效壓縮第二類施工內容。比如通過化整為零將鋼結構屋蓋結構構件分成3部分,先施工軌行區以外部分,然后夜間要點吊裝并焊接軌行區正上方部分。站臺板采用預制板施工工藝,避免現澆搭支模板侵入限界,以及現澆用時長且連貫等問題。

在工期方面,由于上述施工階段不影響運營的要求,站臺板施工、屋蓋及接觸網吊柱安裝、接觸網轉換、各類電纜接割、軌旁設備安裝及調試等工序需安排在夜間停運的天窗時間施工,造成該項工程工期較長,總工期初步估算需要18個月。

4 結語

本文分析了國內首例既有運營線路的加站車站——陳翔路站的建設程序、工程技術方案、不影響運營措施及施工方案、機電系統改造及新建方案等,可為運營線路預留加站條件或加站設計提供有益參考。

該站站位偏移大,原預留措施特別是信號和接觸網專業的預留措施不再適用,設備拆改及相應的土建改造增加了工程量及建設難度,本文詳述了改造內容及其技術方案。同時,該站技術方案增加了施工工序安排等內容,并分為正常施工及需要在夜間天窗時間施工兩部分,以滿足施工期間不間斷運營的要求。

總結該站的設計過程,早期及時對接區域規劃并開展充分研究以錨固站位是十分必要的,可利用已開展的前期工作,充分發揮預留設備及措施的最大化效用,減少改造工程量并降低改造難度,盡量規避工程風險等。當然,線路、機電系統預留方案應留有一定余地,滿足站位微調時的適用性,盡量減少改造。

U492.4+33、U492.1+45

B

1009-7716(2015)09-0053-03

2015-06-11

于芳(1978-)，女,河南開封人,碩士,工程師,從事軌道交通建筑設計及研究工作。

圖4 關鍵階段施工工序示意圖