城市快速軌道交通敷設方式經濟性與適應性研究

劉建紅

(中鐵上海設計院集團有限公司，200070，上海//教授級高級工程師)

城市快速軌道交通是連接城市主城區與近郊城區的軌道交通線路，線路一般都較長。城市快速軌道交通的建設特點：一是沿線城市化密度逐漸降低，或者呈現節點狀分布；二是線路一般選擇沿主干路、快速路通道敷設，道路橫斷面較寬；三是建設場地條件優越，沿線能夠提供預制梁場等大型臨時場地。針對這些特點，在敷設方式選擇時，就可以考慮更多地采用橋梁方式。

城市軌道交通的敷設形式有地下線、地面線和高架線等3種。一般的敷設形式選擇原則是：地下線主要應用于繁華市區地段，同時兼顧人防功能。地面線是在處理過的路基之上直接敷設軌道的，通常設置于空曠地帶；具有施工簡單、造價低的優點；但是對地塊切割比較嚴重，不利于城市后期的發展與規劃。高架線主要適用于市區近郊線路或市區到衛星城、開發區、機場等的線路。

筆者在參與成都軌道交通10號線二期方案研究過程中發現，由于10號線周邊開發強度不斷提高，因此，在線路敷設方式選擇時，沿線地方政府部門仍然希望選擇地下線作為首選的推薦方式。理由是橋梁會對城市造成切割，并且存在景觀和環境的負面影響。但是，由此造成投資大量增加也應高度重視。公共交通本身具有公益性和普及性的特點，財務收益狀況一般較差，在當前我國大力發展公共交通和軌道交通的背景下，對于城市快速軌道交通而言，如果一味追求高標準、全地下的建設模式，會給地方和國家財力造成大量負擔。因此，在城市快速軌道交通建設中，需要在確定一般敷設原則的基礎上，進一步根據線路、橋梁的特點，結合周邊環境、地塊規劃以及施工組織，進行精細化的設計，同時采取有效措施降低高架橋梁對城市景觀與周邊環境的影響，改變以往認為橋梁切割城市、不利環境、不利景觀的觀點，讓橋梁與城市發展，與城市環境相協調，讓橋梁成為風景。城市快速軌道交通線路采用高架敷設方式，能夠降低工程投資、縮短工期，同時還能夠降低施工風險，建成后更新改造也相對容易，從而使軌道交通的發展更具有可持續性。

1 工程實例

成都軌道交通10號線二期工程由空港二站引出，以地下線形式進入雙流西站；然后逐漸出地面，以地面線下穿成貴高鐵后，沿既有大件路走行；跨越金馬河后，逐漸進入地下區間，終到南河路站。該線設有高大路停車場。全長27 km，如圖1所示。

圖1 成都軌道交通10號線二期工程線站位布置示意圖

1. 1 線路敷設方式

本線為連接市郊城區的快速軌道交通線，主要服務于雙流組團、新津組團及新津縣城區。國內同等功能定位下的軌道交通線路高架敷設方式見表1。

表1 國內軌道交通線高架敷設方式統計表

根據城市快速軌道交通線路的特點，對成都軌道交通10號線敷設方式影響因素進行詳細分析:

1) 沿線的規劃統一性。由圖1可知，本線由北至南依次串聯空港新城、雙流西客運樞紐、勝利鎮、花源新城、花橋新城、新津城區；除首尾段外，線路均在城鎮郊區穿越，環境影響因素小。

2) 對地塊的切割程度和城市發展的影響。由于地面線、高架線沿既有道路路中走線敷設方式，因此對城市地塊的切割影響均較小；而且這種敷設方式還能最大程度避免新征用地、房屋拆遷，同時能夠最大限度地滿足城市發展的要求。

3) 施工便利性、工程投資。在工程投資上，高架線具有很大的優勢。同時，利用既有道路敷設高架線也大大有利于工程機械的施工。從而能極大的加快工期，滿足快速成網、盡早投入運營、改善交通出行的實際需求。

由以上因素可知，成都軌道交通10號線應優先選擇地上線路。以下對地面線、高架線兩種敷設方式進行論述。

1. 2 線路平面

根據現狀道路路幅情況，需研究線路沿路中、半路中、路側等3種平面布置形式的優劣，并進行合理選擇。圖2為現狀道路橫斷面圖。圖3～5為3種高架敷設方案圖。

圖2 現狀大件路新津縣界內橫斷面布置

圖4 高架線敷設方案道路半路中布置圖

圖5 高架線敷設方案道路路側布置圖

高架線路中敷設方案，設置軌道交通橋墩后，路幅總寬度不變(仍為54.5 m)，壓縮主輔車道綠化帶寬度各1 m，加大中央綠化帶寬度2 m；高架線半路中敷設方案，主輔車道綠化帶需拓寬1.5 m，即道路路幅需拓寬1.5 m，拓寬后為56 m；高架線路側敷設方案方案，需根據軌道交通占地面積新征用地，同時對線路上的建筑進行拆遷。

現狀大件路兩側均有大量民房、住宅小區、高壓線、別墅區等，若選擇路側方案則存在大量征地拆遷，工程難度大，投資規模大。因此，結合現狀大件路路幅寬度及路幅布置，選擇大件路路中走行方案。

1. 3 全高架方案

根據現狀大件路路幅布置，在中間分隔帶設置軌道交通橋梁結構，將中央分隔帶改造為5 m寬度，將主輔車道分隔帶寬度各壓縮1 m，道路總寬度不變。

結合橋梁橫斷面設計，按照道路建筑限界確定橋梁高度[5]，并兼顧景觀高跨比1…3，從而確定線路縱斷面設計。

總體而言，全高架方案優點明顯。充分利用現狀道路路幅，避免大量新征用地、拆遷；采用高架線敷設，可以節省較多工程投資；采用高架、地面雙層交通方式，互不干擾，土地利用率高；橫向市政道路可從軌道交通下方穿越，無任何改造工程及費用。弊端主要是高架方案對周邊環境和景觀有一定影響，但采取減振降噪措施后可以滿足環境保護相關要求。

1. 4 半高架方案

沿大件路路中敷設，結合現狀橫向市政道路，在十字交叉地采用高架結構形式，在其余地段沿路中采用路基敷設。

半高架方案的缺點主要有：線路起伏較大，乘車舒適性差，景觀效果差；路口設置高架，其余地段按照路基處理，節約造價，能滿足近期城市發展要求，對遠期地塊協同發展存在制約因素；路基段路幅需要進行拓寬，引起道路兩側征地、拆遷量較大。適用條件主要為橫向道路較少的情況。

1. 5 地面方案

沿大件路走行段按照路中地面線走行，設置地面站,與地面道路交叉時，橫向道路按照立交方式穿越。橫向道路可采用下穿立交橋形式或者是上跨軌道交通立交橋形式。

地面方案優點主要有：路基方案施工簡單，軌道交通工程造價低；現狀大件路上方幾處高壓線不需升遷，工程協調難度小，減小工程遷改費用。產生的影響主要有：橫向市政道路需由現狀平交改為立交，工程投資大；路基占用現狀大件路路基寬度12 m，大件路需兩側拓寬，產生相應的征地拆遷費用。適用條件主要為兩側建筑較少、道路拓寬影響因素小的情況。

1. 6 方案綜合比選

由表2可見：3種方案均為可行方案，其中全高架方案總投資最少，主要由于征地、拆遷、橫向道路、道路拓寬等費用較低。綜合考慮到線路經過地段為鄉鎮區段，道路兩側受高架產生的環境影響相對較小，最終采用路中全高架方案。與地下方案相比較，節約投資近60億元，同時建設工期加快。全線設置2座預制梁場，在沒有投入過多大型設備的情況下，本線橋梁于2017年3月開工，2018年12月完成全線橋梁貫通，建設工期僅僅21個月。

表2 成都軌道交通10號線不同線路敷設方案投資綜合比較表 萬元

1.7 高架線路相關優化措施

1) 與沿線道路及規劃的可靠銜接。考慮到高架橋梁橋墩布設對地面既有及規劃道路的影響，設計過程中需要進行全過程的有效對接，落實道路路幅布置，深化關鍵節點方案。特別是對于交叉口區域，應充分考慮車輛轉彎曲線與橋墩的位置關系，合理布置橋墩位置。不需要一味加大孔跨，這樣會造成橋梁高度和橋墩尺寸的增加，反而造成更多的負面影響。

2) 采取多種措施減少施工干擾。一是采用預制架設的施工工藝，減少現場作業時間，降低支架施工對地面交通的干擾。對于島式車站引起的架橋機無法過站問題，在施工過程中采用臨時支架方式，保證架橋機連續過站作業，為全線預制架設創造了有利條件。二是施工期間采用有效的交通疏解方式，充分利用地面道路寬度和周邊道路，靈活設計交通導改，增設臨時通行車道，細化施工圍擋。今后還可以采用下部結構預制化的方式，進一步降低對城市交通和環境的影響。

3) 減振降噪設計。隨著減振降噪技術的日趨進步，如減振型鋼軌、扣件、彈性浮置板道床，以及橋梁聲屏障、吸聲性屏體的研究和應用，高架噪聲帶來的負面影響得到極大改善。

4) 景觀設計。隨著橋梁美學的不斷發展，結合梁、墩造型，設計與自然和諧共生的美好建筑，高架成為城市中的一道風景線。乘客在旅行過程中能夠欣賞沿線的風景物貌而舒緩身心。

2 結語

城市軌道交通工程是資金耗費巨大的系統工程，不同的敷設方式造成的工程投資、工期、后期運營費用等差異巨大。因此，需結合具體工程環境、城市規劃等因素進行整體評判，選擇最優的敷設方式。

1) 高架結構的諸多優點顯而易見，如：能根據規劃調整預留多個橫向通道，且無需增加軌道交通投資；而且大城市地下空間極限開發所帶來的高投入、通風環境差等缺點越來越突出。因此，結合工程投資、工程造價等因素綜合分析，城市快速軌道交通線路宜采用以高架為主的線路敷設方式。

2) 高架敷設時，具體是采用部分高架方案還是采用全高架方案應結合工程位置處現狀建筑、地塊規劃、交通組織、遠期發展規劃等多種因素綜合考慮。

3) 高架結構設計時需綜合考慮景觀、振動噪聲、對地塊的影響等進行統籌設計。

4) 地上線與既有道路的平面相對關系需進行詳細分析后進行合理選擇。