哈尔滨地铁3号线线路设计中的若干问题研究

薄 清

(铁道第三勘察设计院集团有限公司城交分院, 天津 300142)

哈尔滨地铁3号线(以下简称3号线)是哈尔滨市轨道交通近期建设规划的重点线路之一,是哈尔滨市城市轨道交通线网中的环线,线路由群力新区汽车齿轮厂引出,经哈尔滨西客站后转入保健路,穿何家沟、马家沟,沿红旗大街北行,穿哈牡客运专线、哈佳客运专线进入靖宇街,穿哈齐客运专线后沿友谊路西行进入哈药路、前进路,后转入群力大道、丽江路,终至群力新区汽车齿轮厂。本线途经南岗、香坊、道外、道里4个行政区,线路全长约37.6 km，见图1。

图1 3号线线路走向示意

本线的主要功能作用：一是加强中心区边缘各客流集散点的联系；二是通过换乘,沟通各放射线,对外围区之间经过市中心的客流进行截流、疏解,减轻中心区的交通压力,使全网客流相对均衡。

1 道外区线路走向及换乘方案

本线途径哈尔滨市道外区,道外区是哈尔滨老城区,区内建筑密集,为传统商业文化主中心区,是我国特有的中华巴洛克保护建筑在哈尔滨最为集中的街区,有丰富的客流来源。因此3号线在该区的线路走向及换乘方案,是本线研究的重点、难点。

(1)道外区线路走向

线路从振江街站至兆麟公园站区间研究了2种线路走向,即北新街方案与靖宇街方案,详见图2道外区线路方案示意图。

图2 道外区线路方案示意

①北新街方案

北新街道路红线宽度约为40 m,交通疏解条件较好。但线位距松花江河漫滩较近,路下管线较多,车站及区间施工风险较大,同时形成单侧客流,吸引客流能力较差。

②靖宇街方案

道路周边以商业、居民住宅和保护建筑为主,吸引客流能力好；距松花江河漫滩较远,车站及区间施工风险较小；沿线多为老城区建筑,可有效带动老城区的改造,同时促进道外区旅游业的发展。但对沿线中华巴洛克保护建筑影响较大,施工期间需对其采取保护措施。

由于靖宇街方案吸引客流能力好、施工风险小,所以推荐采用。

(2)道外区3、4号线的换乘方案

3号线与规划地铁4号线在道外区有一次交叉,位于中华巴洛克保护建筑最为集中的地段景阳街与靖宇街交口。原方案中4号线下穿松花江,沿景阳街至靖宇街交口设站,该站与地铁3号线北马路站相距约300 m,两站无法实现“零”换乘。

为实现3号线环线功能,优化乘客换乘条件,研究了3、4号线在开源街换乘方案。该方案中,4号线下穿松花江进入规划开源街,至北马路设站与3号线呈“T”形换乘,出站后线路穿过三马片区进入承德街,该段线站位需与三马片区规划相结合。

开源街方案中3、4号线换乘条件好,既能实现地铁3号线的环线功能,又为三马片区提供了便捷的乘车条件,因此推荐采用。详见图3。

图3 道外区3、4号线换乘方案示意

2 联络线设置方案

(1)联络线的分类与作用

根据联络线设置位置和目的的不同,联络线分为以下两大类。

①轨道交通网络(或线)与国铁之间的联络线。其作用是通过国铁运输轨道交通建设及运营中所需的设备(车辆、大型机具等)和材料等。一座城市首建的地铁工程一般应与国铁接通。

②轨道交通线网内部联络线。指城市轨道交通线网中线路之间的联络线。其作用有以下几个方面。

a.检修车辆的取送通道。共用车辆检修设施的线路间设置联络线,作为检修车辆的取送通道。

b.运营车辆的调度通道。当后建线路的车辆段(场)尚未建成,需借用先建线路的车辆段(场)提前运营时,或线网不同线路间互相调配车辆时,均需借助联络线作为过线运行通道。

c.可作为临时运营正线。两条交叉而独立运营的线路分段建设时,可根据需要临时共线运营,此时可在交叉处设置双线联络线作临时正线使用。

d.后建线路的设备器材运输通道。没有条件与国铁接通的后建线路,与已连国铁的线路间设置联络线,可间接与国铁连通,从国铁运输建设用的设备、材料及车辆。

(2)3号线联络线的设置方案

①设置的基本思路

3号线车辆段除为本线提供车场作业服务外,还需为其他线路服务。因此,需要考虑通过联络线的设置,来完成车辆运送及行车调度。同时,依据修建时序,为便于本线与后建线路的设备运输等,需考虑通过联络线实现新线与既有线路的互通。

②设置方案

3号线分别与地铁1号线、5号线、6号线在医大二院站、进乡街站、会展中心站设置了联络线,全部属于轨道交通线内部联络线,均采取单线形式。3号线分段建设,先修哈西段时,车辆通过1、3号线联络线送至1号线太平桥综合车辆基地进行大修业务。5号线、6号线分段建设时,车辆通过联络线经3号线送至安通街综合车辆基地进行大修业务。地铁1号线设置与国铁的联络线,位于太平桥车辆段内,作为车辆、设备、器材的运送通道。3号线联络线设置方案示意详见图4。

图4 3号线联络线设置方案示意

3 对称道岔在停车线上的应用

根据列车运营组织需要,3号线在征仪路站设置停车线1处,采用了1组4.5号对称道岔。

(1)4.5号对称道岔的概念

4.5号对称道岔是指主线方向向两侧线对称分支,分支线路自主线方向岔出的2个道岔角相等,均为6°20′25″,其辙叉理论中心在主线中线的延长线上。4.5号对称道岔各部件均按辙叉角平分线对称排列,2条连接线路为同半径曲线,无直向或侧向之分,因此两侧线运行条件相同。对称道岔平面示意见图5。

图5 对称道岔平面示意

(2)停车线布置方案

对停车线进行了2种方案的研究,如图6所示。

图6 停车线方案示意(单位：m)

单开道岔方案：停车线上坡端道岔范围内采用明挖法施工,其他部分采用暗挖法施工。下坡端为防止列车向区间遛车,加设安全线,为防止出现大跨度结构断面,取消一侧道岔。停车线上坡端不设安全线,能够满足规范要求,同时一侧道岔采用曲线与正线连接。此方案主要优点在于道岔种类单一,便于统一维修及资源共享；主要缺点是右侧岔区较长,增加了大跨度断面的长度,施工难度及工程风险较大。

对称道岔方案：施工方法与单开道岔方案相同,不同点在于上坡端采用对称道岔与正线连接。此方案主要优点是一组对称道岔与一组单开道岔造价基本相当,但减少了岔区长度,从而减少了大跨度断面的长度,施工难度和工程风险较小；主要缺点在于增加了道岔种类,不便于统一维修及资源共享。

综上所述,从降低岔区土建施工难度和工程风险方面考虑,采用了对称道岔方案。

4 线路配线若干问题

(1)车辆段出入线接轨方案

3号线通过出入线将车辆段与正线连接起来,先后研究了八字线方案和一侧出入线方案。出入线接轨方案示意如图7所示。

图7 出入线接轨方案示意

一侧出入线方案在避免与正线发生敌对进路的情况下,出入线单线不同时具备收发车能力,功能单一,运营风险较大,所以采用了八字线方案。

(2)正线预留小交路折返条件

根据全线客流特征对3号线行车交路进行了两个方案的研究,即单一环线交路与环线交路、小交路混跑方案。两方案优缺点见表1。

表1 行车交路方案优缺点比较

通过分析,远期汽车齿轮厂站至先锋路站之间客流较大,具备开行小交路条件,因此结合全线配线情况,在上述两站设置折返停车线,在开行全线单一交路的同时,预留开行混合交路的条件。见图8。

图8 环线交路、小交路混跑方案示意

(3)3号线无停车场的解决方案

3号线环线长度约为37.6 km,因规划用地条件限制,仅设置有1座车辆段。鉴于停车场选址实际困难,在环线中,以车辆段为起讫点,接近1/2全长线路的对应站点上(群力第五大道站)设置双线停车线,晚间可停放2列车,以弥补少1座停车场的缺陷。

5 体会

(1)城市轨道交通环线应对城市中心区边缘的大型客流点起到串连和支撑作用,同时对市区外部片区、市郊之间客流具有截流作用(换乘量大),尽可能减少对市区段线路换乘量和客流断面的压力。因此轨道交通环线与其他放射性线路交叉时应设置成换乘站。

(2)城市轨道交通联络线的设置方案是车辆基地共享方案的重要组成部分,联络线的合理设置,对减少车辆段的设置数量,提高厂、架修的设施、设备利用率,降低工程造价具有重要意义。

(3)城市轨道交通辅助线中停车线必须与正线连接。传统的连接形式是选用与正线相同的单开道岔,虽然减少了道岔类型,但增加了道岔区长度。采用对称道岔不仅可以减少工程投资而且可降低施工难度和工程风险。

(4)城市轨道交通线路应根据全线客流特征确定交路方案,后再对全线配线进行合理设置。环线线路出入线在有条件时应优先设置为八字线形式。无停车场的环线线路应以车辆段为起讫点,接近1/2全长线路的对应站点上设置双线停车线,以弥补少设一座停车场的缺陷。

[1] 北京城建设计研究总院.GB50157—2003 地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社,2003.

[2] 马振海,于春华.城轨交通工程对称三开道岔的研究与应用[J].铁道工程学报,2010(10).

[3] 马振海,于春华.城轨交通停车线与出入线采用特殊道岔方案研究[J].铁道工程学报,2006(9).

[4] 欧阳全裕,等.地铁轻轨线路设计[M].北京：中国建筑工业出版社,2007.

[5] 施仲衡,等.地下铁道设计与施工[M].西安：陕西科学技术出版社,1997.

[6] 中华人民共和国建设部.GB50090—2006 铁路线路设计规范[S].北京：中国计划出版社,2006.

[7] 中华人民共和国建设部.建标104—2008 城市轨道交通工程项目建设标准[S].北京：中国计划出版社,2008.

[8] 铁路工程设计技术手册·线路[M].北京：中国铁道出版社,1994.

[9] 刘志义,等.地铁设计实践与探索[M].北京：中国铁道出版社,2009.

[10] 永秀.城市轨道交通行车组织[M].北京：机械工业出版社，2010.