轨道交通既有运营线路新增车站设计方案及分析

于芳

(上海市城市建设设计研究总院,上海市200125)

轨道交通既有运营线路新增车站设计方案及分析

于芳

(上海市城市建设设计研究总院,上海市200125)

上海轨道交通11号线陈翔路站为国内首例在既有运营线路加站的车站。该站不同层面规划对站位的设定与原预留站位有较大调整,经优化布局采用南移230 m跨陈翔路站位方案。站位调整带来该工程在建设程序、工程技术方案等方面的一系列问题,。现对该工程建设程序梳理、技术方案研究的全过程作一阐述,可为运营线路预留加站条件或加站设计提供借鉴。

轨道交通运营线路加站；预留条件；站位优化；不间断运营保障

0 引言

城市轨道交通建设与城市规划密切相关,在规划尚未稳定或站点周边建设尚未开展时,为减少投资,保障运营效益,特别是轨道交通远郊线及长大区间线路预留一定的加站条件可为后期城市及交通发展留有余地。陈翔路站为上海市轨道交通11号线预留车站(原站名环球乐园站),最初是为市郊大型游乐主题公园项目配套的公共交通设施。11号线工程建设期间,由于环球乐园项目搁浅,站点周边规划面临重大调整,该车站按高架二层侧式站予以预留,计划今后根据规划调整情况再行配合建设。

11号线一期工程于2009年2月通车运营,该站位于马陆站与南翔站之间。随后规划调整完成,该站周边用地性质明确为市级保障房基地和大型商业办公住宅混合用地,并已相继启动大规模建设,车站建设对解决周边区域交通出行意义重大。为解决站点周边大居的交通出行问题,2012年该加站车站启动建设。

工程推进过程中,由于车站站位重大调整,已开展的工程前期工作均无法延用,需要重新立项。站位调整后对原站位的预留措施须通过拆除和改造才能满足加站需要,且改造难度大。因此需针对上述特殊情况开展车站方案研究。本文阐述了该工程站位调整、建设程序梳理、技术方案研究的全过程。

1 站位调整的背景及必要性

工程开始伊始,通过调查收集11号线工程规划选址批复、区域控详规划、交通专项规划等不同层面的规划资料,发现存在与规划选址批复站位不一致的其它两个站位，分别位于预留站位南移230 m跨陈翔路路口及南移400 m的位置。其中南移230 m跨陈翔路路口的站位为区域控制性规划研究确定的站位,为该设计方案最终采用的站位。选择该站位主要是出于如下几个方面的考虑：(1)更为贴近规划大型商业综合体项目地块,符合TOD发展模式的规模及分层,优化资源配置,旨在强化公共交通及商业各自的客流吸引及互补效应,打造区域商业及活动中心并保障其活力；(2)更为靠近规划的公交枢纽交通配套设施,缩短交通接驳换乘的走行距离,方便交通出行；(3)通过陈翔路地道的沟通,将被沪嘉高速公路分隔的南翔东社区纳入车站服务范围,并使得进站路径更为短捷。

通过权衡比较,从支持区域发展、最大程度地发挥轨道交通引导城市发展的积极作用,车站调整至南移230 m跨陈翔路站位。由于车站跨路设置的原因,地面站厅分为被陈翔路分隔的两部分,站厅层总长度随之加大,见图1所示。

图1 车站俯瞰效果图

2 建设程序梳理

陈翔路站以预留车站与11号线工程全线同步开展工程前期工作,除未计列工程投资以外,已完成工可、环评、规划选址等一系列前期程序。初步设计评审亦同意针对该站的一系列预留措施,同意该站按高架两层侧式车站预留,设站范围仅实施区间桥梁,机电系统按预留站位进行机电接口的相关预留。因此,若按预留站位实施车站,仅需开展概算调整程序完成项目审批,前期程序少且简单。

由于站位重大调整,原先以预留站位开展的规划、土地、环评等相关工作无法延用并需重新办理。前期工作推进过程又恰逢轨道交通项目审批权限下放至省级投资主管部门的变革,最后明确该项工程报上海市发改委审批重新立项,并同步开展规划选址、土地预审、配套的环评、风险稳定性评估、节能评估等前期工作。

3 工程技术方案

3.1 预留措施及适用性分析

陈翔路站按预留车站设计时,进行了一系列的土建及机电系统的技术预留措施,主要内容如下：

(1)车站形式：高架车站一般均应按侧式站预留,可保持区间线型顺直,站位亦具有调整余地。区间桥梁预留高度应满足竖向设计要求,一般路中站按地上三层站预留,路侧站则按地上两层站预留。陈翔路站位于路侧,车站按高架两层侧式车站预留,轨面标高12.500 m,区间箱梁下方净空高度约5.6 m,满足地面站厅空间高度要求。

(2)线路条件：从便于车站设计及施工的角度出发,车站范围线路应尽量避免设于平、纵曲线段,线路宜顺直,纵坡应不大于0.2%。该项工程既有加站范围线路均采用直线线性,纵坡为0,满足设站要求。

(3)供电：预留站位附近设区间牵引降压变电所,加建车站时在站内设跟随变电所,通过既有牵引降压变电所高压开关柜室35 kV母线引两路电源供站内用电。

(4)接触网：11号线采用接触网供电,预留站位车站范围避开接触网上网开关、锚段关节等,仅设置接触网中间柱,改造时结合高架车站屋顶结构体系将接触网中间柱立柱改为吊挂式,改造简单易于实施。

(5)信号系统：该车站为中间站,由南翔设备集中站控制,系统软件已考虑预留条件,信号设备已按预留站位进行信号机、有源信标、无源信标、计轴、AP等轨旁设备安装及设备光电缆敷设,实施加站时经升级更新软件、调试设备后便可投入使用。

(6)通信系统：11号线通信系统由13个通信子系统及弱电UPS电源整合系统组成,通信系统按预留站位设置干线光电缆接线盒,便于后期加站时缆线开断及引入。

上述主要预留措施均以预留站位为依据,若维持原站位不变,则预留措施均可加以利用,供电、触网、信号等机电系统改造简单易行,工程风险小、投资省。

该项工程由于站位调整的原因,上述措施中特别是信号和接触网专业的相关预留措施不再适用,随之造成改造工程量和工程建设风险的加大。接触网方面,由于既有接触网系统的上网开关、补偿下锚柱均位于南移230 m站位车站有效站台范围内,故需将接触网上网开关和锚段关节移出车站范围并重新定位,改造范围加长且难度加大；信号方面,原来已预留的轨旁信号机、信标、计轴、AP等轨旁设备均需拆除,并按新调整站位重新设置。在施工及调试过程中,由于轨旁存在供正常运营和测试时使用的两套相同名称的信号机与计轴,设备切换过程存在停运风险。同时,系统软件需重新进行牵引计算,改造费用较高。

3.2 工程方案主要特点

针对该项工程为既有运营线路加站的特点,考虑到轨道交通疏导客流的重要作用和社会影响,建设期间保障不间断运营的相关措施是该工程需要着重考虑的内容,并体现在工程设计、施工工序安排等各方面。

既有区间采用桥梁墩柱和箱梁结构,墩柱跨度30 m左右。新建车站采用钢筋混凝土框架结构,除站台板以外采用全现浇工艺,新建结构与既有结构之间采用“站桥分离”形式,各成体系互不干扰。站台下方结合电缆通道形成小箱梁,承载车站范围环网过站及电缆引入的功能，见图2、图3所示。

图2 既有区间横剖面图

图3 加站完成后车站横剖面图

合理安排施工工序对于工程方案优化、工期安排、不间断运营保障都具有特殊意义,这也是该项工程在工程设计阶段提前介入施工工序安排的目的。施工工序初步构想如下：第一步实施既有区间两侧的承台、桩基及除站台挑板以外的梁柱等结构部分,第二步实施上部钢结构屋盖,并结合屋盖结构梁安装接触网吊柱、横梁等转换构件,第三步完成接触网转换,并拆除既有接触网立柱,第四步实施悬挑站台板结构部分。在上述工序完成并提供施工界面的情况下,可同步或随后开展装修、机电设备安装、调试等工作内容。各关键阶段施工工序如图4所示。

施工内容按照是否影响运营可以分成两类,第一类在施工时基本不影响运营,施工可以和运营同步进行,另一类则需要在停运后利用夜间天窗时间要点方可施工。由于夜间时间有限并具有一定的不确定性,而且夜间施工效率降低,因此设计方案考虑了多种措施减少或有效压缩第二类施工内容。比如通过化整为零将钢结构屋盖结构构件分成3部分,先施工轨行区以外部分,然后夜间要点吊装并焊接轨行区正上方部分。站台板采用预制板施工工艺,避免现浇搭支模板侵入限界,以及现浇用时长且连贯等问题。

在工期方面,由于上述施工阶段不影响运营的要求,站台板施工、屋盖及接触网吊柱安装、接触网转换、各类电缆接割、轨旁设备安装及调试等工序需安排在夜间停运的天窗时间施工,造成该项工程工期较长,总工期初步估算需要18个月。

4 结语

本文分析了国内首例既有运营线路的加站车站——陈翔路站的建设程序、工程技术方案、不影响运营措施及施工方案、机电系统改造及新建方案等,可为运营线路预留加站条件或加站设计提供有益参考。

该站站位偏移大,原预留措施特别是信号和接触网专业的预留措施不再适用,设备拆改及相应的土建改造增加了工程量及建设难度,本文详述了改造内容及其技术方案。同时,该站技术方案增加了施工工序安排等内容,并分为正常施工及需要在夜间天窗时间施工两部分,以满足施工期间不间断运营的要求。

总结该站的设计过程,早期及时对接区域规划并开展充分研究以锚固站位是十分必要的,可利用已开展的前期工作,充分发挥预留设备及措施的最大化效用,减少改造工程量并降低改造难度,尽量规避工程风险等。当然,线路、机电系统预留方案应留有一定余地,满足站位微调时的适用性,尽量减少改造。

U492.4+33、U492.1+45

B

1009-7716(2015)09-0053-03

2015-06-11

于芳(1978-)，女,河南开封人,硕士,工程师,从事轨道交通建筑设计及研究工作。

图4 关键阶段施工工序示意图