上海市軌道交通浦江線工程建設實踐

張家慶 陳麗峰 鄭 亮

(上海黃浦江大橋建設有限公司，200090，上海//第一作者，工程師)

1 工程概況

上海市軌道交通浦江線工程(又名8號線三期)位于上海市閔行區浦江鎮內，線路全長6.6 km，均為高架線，共設6座車站。線路起于匯臻路站，并預留進一步向西延伸的條件；終于沈杜公路站，與上海軌道交通8號線沈杜公路站實現站內換乘。浦江線工程設車輛基地1處，控制中心位于車輛基地內。其線路走向如圖1所示。浦江線通過與上海軌道交通8號線的駁接，大大方便了浦江鎮多個大型居住區居民的出行。

圖1 上海軌道交通浦江線工程線路走向示意圖

浦江線屬中運量線路，是上海市首次采用膠輪路軌的全自動無人駕駛的自動旅客運輸(APM)系統。該系統采用電力牽引，配置橡膠輪胎支撐在軌道面上運行；車輛底部設置特殊的導向結構，確保車輛沿著軌道中心運行；此外，該系統可靈活配置列車的編組[1]。

與北京首都國際機場內旅客接駁系統和廣州珠江新城軌道交通系統不同，本工程首次將膠輪路軌APM應用到既有地鐵線客流走廊的延伸服務中，靈活構建了郊區新城與中心城之間的交通聯系，豐富了城市軌道交通網絡層次，有效發揮了網絡末端集散效益。

2 系統制式選型

2. 1 制式選型的技術指標

上海軌道交通骨干網絡已基本形成。后續建設的外圍線路，應充分考慮線路功能的差別、環境影響的不同、客流規模及出行特征的差異、運營方案的不同，以及項目全壽命周期成本等因素，采用適合環境和客流特點的系統制式，保證系統制式選擇的經濟性與合理性，以實現整個軌道交通網絡中不同系統制式各盡所能、優勢互補。根據線路規劃要求，本工程以下述技術指標為目標進行制式選型[2]：

1) 運能需求：遠期高峰高斷面單向客流為1.41萬人次/h。

2) 技術需求：高架全封閉專用路權;最小曲線轉彎半徑60 m，最大爬坡能力60‰；可靈活編組；平均旅行速度≥30 km/h，單程旅行時間15 min內。

3) 環境需求：運行振動與噪聲低;高架線路與沿線居住環境相協調，可以順利通過環評。

4) 成本需求：全壽命周期成本相對合理，可分階段實施國產化。

5) 發展需求：符合標準適度、方案簡潔、投資合理、工程影響小、服務功能好等技術發展要求。

2. 2 制式選型的綜合考量

2. 2. 1 客流預測及其特征

浦江線工程具有明顯的中運量客流特征，主要用以承擔上海軌道交通8號線末端客流集散。浦江線的功能定位與城市軌道交通骨干線路不同，屬于城市軌道交通網絡中的接駁線。在國外，類似項目有新加坡的武吉班讓線、盛港線和榜鵝線等。根據客流預測，本工程初、近、遠期高峰高斷面單向客流量分為0.81萬人次/h、1.12萬人次/h、1.41萬人次/h。如果采用既有地鐵制式進行線路延伸，勢必造成運能的浪費，且在技術需求上難以滿足。因此，浦江線在運營初期配置了4輛固定編組共計11列車靈活運營，在終點站與軌道交通8號線接駁，可更好地適應本工程中運量的客流需求。

2. 2. 2 環境影響

本工程所在區域除位于浦星公路、三魯路和魯南路旁的第一排住宅可執行4類區標準外，其他均執行2類區標準。因此，選擇噪聲源強值較低的橡膠輪與高強度混凝土走行面系統，對環境友好，能滿足環境影響評價的需要[3]。

2. 2. 3 運營組織

本項目對運營靈活性有較高要求。根據現狀及規劃，浦江鎮大型居住區將有大量通勤人口導入，他們工作崗位多在中心城區，早晚高峰時段客流較大，平峰時客流較小。因此，宜采用能夠靈活運營的軌道交通系統，以適應線路高峰與平峰時段客流差異較大的特點，降低運營成本。

2. 2. 4 沿線開發

本工程沿線建成多個居民住宅區，但仍有較多尚待開發地塊。APM具有編組小、曲線半徑小、爬坡能力強等特點，可縮小車站規模、減少區間對地塊的切割，從而降低工程造價、減少動拆遷量，有利于未開發地塊的綜合利用。

綜上所述，浦江線工程采用膠輪路軌APM連接8號線沈杜公路站，通過對沈杜公路站的改建、擴建和新建，實現了站廳內便捷換乘。兩線采用不同運營模式獨立運營，8號線橫貫中心城區，串聯人民廣場、南京路、世博園區、黃興公園等多個商業中心和大型客流集散點，而浦江線則以服務沿線居民通勤為主。功能互補的兩線可以更好地適應各自客流特點，提高了運營效益和效率。

3 項目關鍵節點

在2014年7月浦江線工程取得的工程可行性研究報告批復中，確定了工程的建設規模，明確了采用膠輪路軌系統制式。為實現系統高度集成的無人駕駛功能，充分學習國內外APM建設管理模式的經驗，項目最終確定了膠輪路軌APM核心機電系統及集成招標項目的模式。通過創新性的兩階段招投標模式，項目于2015年初確定了以車輛、信號及系統集成等行車相關專業組成的核心機電總承包聯合體。

技術方案確定后，項目開始了初步設計文件的編制，并于2015年5月取得了初步設計的批復。本工程于2015年12月正式開工建設，經歷1年的土建施工后，2016年12月，6座車站及其區間土建結構完成，停車場具備停車功能。2017年1月，首列車通過公路運輸抵達上海浦江鎮車輛基地，同年5月全線送電完成，6月開始上線動車信號調試。2018年1月，系統綜合聯調完成并開始空車試運行演練，3月取得了信號試運營載客安全證書及核心系統安全認證，并順利通過了試運營基本條件專家評審。浦江線于2018年3月31日正式載客試運營。

浦江線工程歷經2年多的建設，完成了從開工建設到交付運營的建設歷程，是上海首次實現一次設計、一次安裝調試、一次全功能開通全自動無人駕駛(UTO)系統的軌道交通線路，其建設周期在國內外同類項目中歷時最短。

4 工程建設管理特點

4. 1 創新的項目管理模式

根據本項目任務重、工期緊、系統集成度高、可借鑒經驗少等特點，建設單位采用了全新的建設管理模式。

在招投標階段，為減少系統接口管理，實現系統的高度集成，項目采用了總承包模式，即所有施工內容均包含在土建施工總承包、核心機電總承包、非核心機電總承包等3個標段中。其中：土建施工總承包包含了所有的主體結構和裝修安裝工程；核心機電總承包包含與行車安全相關的專業內容；其余機電設備采購及安裝均納入非核心機電總承包。

在管理制度方面，建設單位制定了有針對性的管理辦法和管理流程，明確了中、外方及各參建單位之間的工作界面和管理職責，如以核心機電為主，建立協調例會及專業專題會議制度，組建核心機電重大問題協調聯席小組等，有效提升了核心機電的管理效率。

在項目實施過程中，建設單位還聯合設計院、上海申通地鐵集團的無人駕駛技術小組、法國的咨詢公司、核心機電總承包商、運維公司等單位和部門，進行合署辦公。面對新技術、新制式，各相關單位群策群力，共同進行技術攻關，提高了工作效率，降低了技術風險。

4. 2 先進的機電系統集成

圖2 浦江線PBTS膠輪路軌APM車輛

本項目采用最新的PBTS膠輪路軌車輛(見圖2)，首次實現了在國內組裝、下線及集成調試。列車采用4節固定編組，增加了客室貫通道以均衡車廂內客流。列車不設駕駛室，乘客視野開闊。列車運行引起的噪聲低、振動小，空間適應性好，并配置了快速安全的緊急疏散系統和先進的健康維護管理系統。

浦江線采用基于通信的列車控制(CBTC)系統，可以實現無人值守下的全自動運行，列車的出入庫、正線運行、折返等作業，以及車場內無人區域運行均由信號系統自動控制，無需司機操作。系統還具備了列車自動開門、關門、自動喚醒和休眠列車等功能，控制中心直接指揮行車。按照設計，浦江線APM系統的平均可用性≥ 99.5%。

浦江線采用控制中心集中監控方式指揮行車及應急處置(見圖3)。調度員可以直接進行列車客室廣播、語音通話及視頻監視等操作。出現設備故障時，控制中心人員予以遠程處置；列車車廂內如發生緊急事件情況，控制中心人員可以通過車載系統引導乘客進行應急處置。

圖3 浦江線控制中心

浦江線還應用了多種智能化設備系統，可對惡劣氣象環境進行全過程晝夜不間斷的實時監測報警；如果有氣象災害發生，在人工確認信息無誤的情況下，列車會自動停車或到站停靠，以保證系統的安全運營。

4. 3 設計及驗收標準的制定

由于膠輪路軌與傳統的鋼輪鋼軌差異較大，而且不同的膠輪供應商各自擁有一些專利，技術平臺不盡相同，因而在系統設計、各項產品設計、施工標準等方面，在國際上均未形成統一、規范的體系。

本工程在初步設計階段，建設單位牽頭各參建單位，完成了《上海市軌道交通8號線三期暨集運系統(暫名)工程初步設計技術要求(試行)》，并組織了專項技術評審。該技術要求涵蓋了建筑結構、車輛、限界、軌道、機電、防災安全、環境保護、運營組織等各方面內容。

對系統的施工質量進行驗評，是項目投入使用后能夠實現“運行平穩、舒適安全”目標的根本性保障。由此，建設單位牽頭各參建單位編制了《城市軌道交通膠輪路軌系統施工質量驗收標準(試行)》。該標準在既有軌道交通建設經驗的基礎上，以現有的技術標準為標桿，提出了城市軌道交通膠輪路軌系統的施工要求、質量保證措施、驗收辦法、驗收程序和質量標準，明確了建設各方在施工質量控制中的職責，嚴格規定了材料進場驗收和施工質量檢測的程序和方法，有效指導了浦江線膠輪路軌系統的施工驗收工作。

4. 4 輕量化的車站建筑設計

浦江線的車站建筑采用輕量化的設計，制定了與系統功能定位相適應的建設標準，充分體現了中運量等級和全自動運行的功能需求和技術優勢。輕量化的車站設計有效整合了各項機電設備用房，結合運營特點大規模縮減管理用房，在確保滿足使用功能的前提下，有效控制了車站規模與工程投資。

浦江線標準車站的站型突破了傳統模式，采用路中高架兩層車站，主體地面層架空，二層為站臺層，為國內首創(見圖4)。此外，浦江線還首次將車站“廳、臺”同層布置，乘車流線更簡潔、高效；車站主體、天橋及兩側站廳利用懸挑的“Z”字形連廊和天橋有機串聯，可合理引導客流，整體性強。裝修設計采用簡潔現代的設計手法，整合公共區管線，設備終端依托于結構與綜合管廊集中設計，使整個車站空間通透干凈，體現了現代建筑結構之美。

圖4 浦江線高架兩層標準車站

4. 5 建筑信息模型(BIM)技術的全面應用

浦江線工程在設計、施工、建設管理以及運維對接等各個環節中，全面運用了BIM技術，提升管理水平及精細化程度。

在設計階段，運用BIM技術對設計方案進行檢驗、比選、優化。通過仿真建造驗證設計方案的可行性，對設計圖紙進行優化檢查，消除設計缺陷，以提高設計文件質量。

在施工階段，在各分階段施工前，運用BIM技術對施工工序以及復雜施工工藝進行4D模擬(見圖5)，從而合理編排施工計劃及施工工序，大大推進了基于BIM技術的工程管理便利性和效率。

在招標、設計變更及結算過程中，全面應用了BIM工程量清單，將方案變更與動態模型更新相結合，實現對投資的動態管理。

在工程竣工及運維階段，竣工前對各專業和系統模型根據竣工資料進行更新，確保竣工模型的準確性。在此基礎上，結合運維需求，在模型中增加了設備信息、運維信息等內容，為實現基于BIM的地鐵全壽命周期管理奠定了堅實的基礎[4]。

圖5 施工工序的4D模擬截圖

5 結語

浦江線工程為上海市首次采用全自動無人駕駛膠輪路軌APM的軌道交通線路，在適應客流特點，滿足技術、環境、成本等要求的同時，也豐富了上海軌道交通網絡的運營模式，提高了軌道交通的社會效益和經濟效益。

工程參建各方通過摸索創新，形成了項目管理模式、高度集成的核心機電系統、設計及驗收標準、輕量化車站建筑設計、BIM技術全面應用等先進的建設管理和技術手段，為順利完成浦江線的各項建設目標提供了有力保障。