青島西站綜合交通樞紐中地鐵6號線青島西站站預(yù)留工程列車折返方案研究

宣海富

(1. 中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司， 710043， 西安；2. 陜西省鐵道及地下交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中鐵一院)， 710043， 西安∥工程師)

2019年9月，中共中央、國務(wù)院發(fā)布的《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》中明確提出：我國需推進(jìn)綜合交通樞紐的建設(shè)，且城市軌道交通是綜合交通樞紐中的重要交通方式[1]。為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通車站與綜合交通樞紐的無縫銜接，在新建高鐵站與機(jī)場等交通樞紐時，待建的城市軌道交通車站土建結(jié)構(gòu)一般與其同步設(shè)計、同步實(shí)施，并預(yù)留后期線路銜接條件。

預(yù)留城市軌道交通車站時，需站在全線網(wǎng)的高度，分析各專業(yè)的總體方案對預(yù)留工程的影響及其適應(yīng)性分析[2]，應(yīng)使預(yù)留工程具有較強(qiáng)的包容性，避免后期城市軌道交通線路實(shí)施時對預(yù)留工程進(jìn)行改造，以及造成線路功能不合理及工程投資浪費(fèi)。

目前，對既有運(yùn)營線路改造的相關(guān)研究案例較多[3-9]，而對預(yù)留工程改造的研究案例較少。本文以青島地鐵6號線(以下簡為“6號線”)青島西站站預(yù)留工程為例，從研究背景、工程概況、列車折返及其改造方案等方面進(jìn)行分析，以期為后續(xù)類似預(yù)留工程提供借鑒。

1 預(yù)留工程研究背景

6號線全線位于西海岸新區(qū)內(nèi)，整體呈反“C”形，起于鐵山站，止于王臺站，線路全長57.3 km，設(shè)38座車站，其中青島西站站為6號線的中間站。6號線線路走向示意圖如圖1所示。

圖1 6號線線路走向示意圖Fig.1 Route alignment diagram of Line 6

高鐵青島西站建成時，6號線青島西站站按無配線的中間站同步實(shí)施預(yù)留工程。其為地下兩層側(cè)式車站。

6號線一期工程為辛屯路站—生態(tài)園站區(qū)段，已于2019年開工建設(shè)；根據(jù)《青島市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃(2021—2026年)》，二期工程建設(shè)青島西站站—辛屯路站區(qū)段，已于2021年獲得國家發(fā)改委批復(fù)；三期工程北延伸段建設(shè)生態(tài)園站—王臺站區(qū)段、南延伸段建設(shè)鐵山站—青島西站站區(qū)段，均為遠(yuǎn)期工程。由于青島西站站為二期工程起點(diǎn)站，為滿足列車在青島西站站折返需求，綜合考慮車站功能、改造風(fēng)險及對高鐵影響等因素對青島西站站預(yù)留工程的列車折返方案進(jìn)行了研究。

2 預(yù)留工程概況

6號線青島西站站連同前后區(qū)間共長約735 m的土建工程已隨高鐵青島西站實(shí)施完成。其依次為暗挖隧道區(qū)間長88.500 m，明挖隧道區(qū)間長358.047 m，明挖框架結(jié)構(gòu)車站長190.000 m，明挖隧道區(qū)間長98.476 m。地鐵區(qū)間及站臺層位于地下二層、鐵路出站通道的下方，站廳層位于地下一層，與鐵路出站通道、市政廣場地下一層共用。6號線青島西站站已竣工的預(yù)留工程平面示意圖及剖面示意圖，分別見圖2和圖3。

圖2 6號線青島西站站預(yù)留工程平面示意圖Fig.2 Planar diagram of reserved project at QingdaoxiRailway Station of Line 6

圖3 6號線青島西站站預(yù)留工程剖面示意圖Fig.3 Section diagram of reserved project at QingdaoxiRailway Station of Line 6

2.1 線路概況

6號線青島西站站為地下二層側(cè)式車站，線路間距為5 m；出站后左、右線分別采用了1組反向曲線拉開線路間距。既有預(yù)留結(jié)構(gòu)內(nèi)原設(shè)計坡度和相應(yīng)坡長為：+5‰，433.4 m；0‰，250 m；-25‰，51.6 m。有效站臺范圍內(nèi)為平坡，預(yù)留結(jié)構(gòu)內(nèi)未鋪設(shè)軌道。

2.2 車站概況

青島西站站位于青島西站東廣場下，為地下兩層側(cè)式車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層；車站總長為190 m，總建筑面積為16 557.6 m2。

站廳層位于地下一層，與站前廣場地下一層合建，中部為付費(fèi)區(qū)，布置了6組樓扶梯和2部垂直電梯到達(dá)站廳和站臺層。目前，站廳層與站臺層樓扶梯洞口已臨時封堵。

站臺層位于地下二層，有效站臺長為118 m，軌道區(qū)寬為7.4 m，側(cè)式站臺寬為3.0 m；每側(cè)站臺各設(shè)置了3組樓扶梯到達(dá)站廳層。站臺尚未施工。

2.3 區(qū)間概況

明挖隧道區(qū)間為單洞雙線矩形斷面結(jié)構(gòu)，中間設(shè)有中隔墻，厚為0.35 m；暗挖隧道區(qū)間為單洞單線馬蹄形斷面結(jié)構(gòu)。

3 列車折返方案比選

3.1 站后折返方案

3.1.1 有效站臺不動的站后折返方案

6號線青島西站站原設(shè)計的有效站臺維持不動，在站后增設(shè)交叉渡線進(jìn)行折返。交叉渡線基本位于預(yù)留區(qū)間范圍內(nèi)。青島西站站有效站臺不動的站后折返方案示意圖如圖4所示。

原設(shè)計的車站預(yù)留工程沒考慮列車折返，僅以一般的無配線中間站實(shí)施，現(xiàn)為滿足交叉渡線限界及轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝要求，還需對82.4 m長的預(yù)留區(qū)間進(jìn)行改造。整體上改造分為3個部分(如圖5所示)：1-1斷面部分需要對側(cè)墻進(jìn)行擴(kuò)挖；2-2斷面部分需要將區(qū)間側(cè)墻、中隔墻及頂板拆除重建；3-3斷面部分拆除中隔墻，同時對頂板及底板進(jìn)行加固處理。改造范圍距離高鐵的最小水平距離為14 m。

圖4 青島西站站有效站臺不移動的站后折返方案示意圖

圖5 預(yù)留區(qū)間改造平面示意圖Fig.5 Planar diagram of reserved interval reconstruction

該改造方案的優(yōu)點(diǎn)：① 站后折返可分別使用兩個站臺上、下客，對高鐵站大客流適應(yīng)性較好；② 地鐵車站有效站臺不動，站臺公共區(qū)樓扶梯布置均勻，且設(shè)備用房不需新調(diào)整布置，車站使用功能較好。

該改造方案的缺點(diǎn)：① 改造工程位于鐵路管轄范圍，且距離已運(yùn)營高鐵的水平距離較近，與鐵路部門協(xié)調(diào)難度較大；② 需對預(yù)留區(qū)間進(jìn)行改造，存在一定風(fēng)險。

3.1.2 青島西站站有效站臺移動的站后折返方案

將青島西站站原設(shè)計的有效站臺向東移動52 m，在站后增設(shè)交叉渡線進(jìn)行折返，且交叉渡線基本位于預(yù)留車站范圍。青島西站站有效站臺移動的站后折返方案示意圖如圖6所示。

青島西站站有效站臺向東移動52 m后，為滿足疏散要求，需在站臺端部新增2部至站廳層的疏散樓梯，故對該區(qū)域中板重新開洞(見圖7)。此外，還需對設(shè)備用房進(jìn)行重新調(diào)整，可能會造成使用不便。

為滿足交叉渡線限界及轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝要求，需將站內(nèi)4根結(jié)構(gòu)柱鑿除，并新建8根柱子(見圖8)，以保證中板受力安全；還需對30.4 m的預(yù)留區(qū)間進(jìn)行改造，即對區(qū)間側(cè)墻進(jìn)行擴(kuò)挖和對區(qū)間側(cè)墻、中隔墻及頂板拆除重建。改造范圍距離高鐵的最小水平距離為66 m。

圖6 青島西站站有效站臺移動的站后折返方案示意圖

該改造方案的優(yōu)點(diǎn)為：① 站后折返可分別使用2個站臺上、下客，對高鐵站大客流適應(yīng)性較好；② 改造工程未進(jìn)入鐵路管轄范圍，且距離已運(yùn)營的高鐵較遠(yuǎn)，與鐵路部門協(xié)調(diào)難度小。

圖7 站廳層平面調(diào)整示意圖

a) 原橫剖面

該改造方案的缺點(diǎn)為：① 站臺向東移動52 m，站臺公共區(qū)樓扶梯布置不均勻，且設(shè)備用房需重新調(diào)整布置，車站使用功能較差；② 需對站臺層柱子、站廳層底板及區(qū)間進(jìn)行改造，存在一定風(fēng)險。

3.2 站前折返方案

青島西站站原設(shè)計的有效站臺維持不動，在站前增設(shè)交叉渡線進(jìn)行折返，且交叉渡線基本位于預(yù)留車站范圍。青島西站站有效站臺不動的站前折返方案示意圖如圖9所示。

圖9 青島西站站有效站臺不動的站前折返方案示意圖

為滿足交叉渡線限界及轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝要求，需將站內(nèi)4根結(jié)構(gòu)柱鑿除，同時新建8根柱子，以保證中板受力安全；同時需對長24 m的預(yù)留區(qū)間進(jìn)行改造，即對區(qū)間側(cè)墻進(jìn)行擴(kuò)挖和對區(qū)間側(cè)墻、中隔墻及頂板拆除重建。

該改造方案的優(yōu)點(diǎn)為：① 青島西站站有效站臺不動，站臺公共區(qū)樓扶梯布置均勻，且設(shè)備用房不需重新調(diào)整布置，車站使用功能較好；② 改造工程僅在地鐵本體工程范圍內(nèi)進(jìn)行，協(xié)調(diào)難度小。

該改造方案的缺點(diǎn)為：① 站前折返僅可使用一側(cè)站臺上下客，對高鐵站大客流適應(yīng)性較差；且如果遠(yuǎn)期地鐵線路不向西延伸，青島西站站作為永久折返站的站前折返使用功能較差；② 需對站臺層柱子及預(yù)留區(qū)間進(jìn)行改造，存在一定風(fēng)險。

3.3 延伸一站一區(qū)間折返方案

將線路向西延伸一站一區(qū)間至平湖路站進(jìn)行折返(見圖10)，延伸段線路長為1.96 km。但平湖路站周邊現(xiàn)狀發(fā)展不成熟，道路網(wǎng)尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)劃，區(qū)域處于待開發(fā)階段，現(xiàn)狀客流較小。

圖10 延伸一站一區(qū)間折返方案示意圖Fig.10 Diagram of turn-back scheme of extending onestation and one interval

該改造方案的優(yōu)點(diǎn)為：不需對青島西站站預(yù)留工程進(jìn)行改造，車站使用功能好、無改造風(fēng)險。其缺點(diǎn)為：① 平湖路站周邊區(qū)域道路網(wǎng)尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)劃，處于待開發(fā)階段，現(xiàn)狀客流較小；② 工程費(fèi)用增加較多，約7.01億元。

3.4 綜合比選

綜合上述各方案，青島西站站列車折返能力均能滿足要求。其中，青島西站站有效站臺不動的站后折返方案，雖改造工程存在一定風(fēng)險，且距離已運(yùn)營的高鐵水平較近、協(xié)調(diào)難度較大，但考慮到其可分別使用2個站臺上、下客，對高鐵站大客流適應(yīng)性較好，且站臺公共區(qū)樓扶梯布置均勻，設(shè)備用房不需重新調(diào)整布置，車站使用功能較好。因此，推薦采用有效站臺不動的站后折返方案。后經(jīng)工程可行性研究、初步設(shè)計專家評審，并與鐵路局對接，一致同意該方案。

4 結(jié)語

以青島地鐵6號線青島西站站預(yù)留工程的列車折返方案為例，對預(yù)留車站工程提出以下建議：

1) 城市交通樞紐建設(shè)同步預(yù)留在城市軌道交通車站時，應(yīng)考慮不同線路、站位方案及線路建設(shè)時序，避免后期城市軌道交通線路實(shí)施時對預(yù)留工程進(jìn)行改造。

2) 有以下幾種思路可解決列車折返需求：有客流需求時可延伸一站一區(qū)間進(jìn)行折返；在延伸線工程有比較明確實(shí)施的情況下可采用站前折返方案過渡，否則建議采取站后折返方案。站后折返方案可結(jié)合車站功能、改造風(fēng)險等采用有效站臺不動折返方案及有效站臺移動的折返方案。