城市规划待建区域轨道交通线路方案研究——以西安地铁5号线二期工程为例

杨再存

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

1 研究背景

西安地铁5号线是西安城市轨道交通线网中贯穿西安城南东西部区域的一条骨干线路，依次串联了纺织城铁路综合交通枢纽、曲江新区、交大校区及科技园、文艺路片区、西工大片区、高新区、西咸新区等城市重要功能区和大学园区、产业园区[1]。其中二期工程是向西咸新区方向的拓展线路，线路从交大创新港至和平村站。该段线路基本位于西咸新区的沣东新城和沣西新城范围内[2]，该区域现状基本为农田，处于城市的规划待建区域。5号线二期工程线路方案的选择需要结合城市总体规划、轨道交通线网规划、城市路网规划以及城市待建区域的近期重点建设项目等情况，进行线路走向方案研究[3-4]。

线路敷设方式的选择是城市轨道交通建设过程中需要解决的另一个重要问题，城市规划、路网交通、环境景观等与线路敷设方式的选择相互影响，密不可分，城市建成区域大多道路狭窄，两侧建筑密集，线路多采用地下敷设方式[5-6]，而处于规划待建区域的西咸新区沣东、沣西新城处于开发建设初期，区域规划道路及周边用地性质存在调整的可能性。依据城市轨道交通工程项目建设标准和地铁设计规范，在城区外有条件的地方，地铁宜采用高架或地面线路[7-8]，因此5号线二期工程需要紧密结合城市规划条件、与城市路网规划、沿线城市设计协调配合，在满足沿线环境景观要求的前提条件下，选择适当的线路敷设方式。

2 线路走向方案研究

2014年1月6日，西咸新区获国家批复，成为我国第七个国家级新区，赋予了西咸新区新的定位、新要求，随着西咸新区的获批，5号线二期沿线区域的规划用地布局有了较大变化[9]，基于此背景，对5号线二期工程在西咸新区范围内的线路走向方案进行了比选论证研究。西安地铁5号线二期工程线路走向方案示意如图1所示。

图1 西安地铁5号线二期工程线路走向方案示意

2.1 方案概述

(1)方案1(原线网规划方案)

线路西起余姚，向东穿行信息产业园拓展区、国际文教园至终点沣河。比选范围内线路长13.4 km，设站7座。

(2)方案2(规划调整后方案)

考虑到规划调整后信息产业园拓展区为城市远期建设项目，且规划人口较少，研究了沣河段走行于新西宝高速公路北侧的方案2走向方案。

该方案线路西起交大创新港，向东穿行丝路风情小镇、国际文教园至终点沣河。比选范围内线路长12.3 km，设8座车站。

2.2 方案分析

(1)客流吸引

方案1主要走行于信息产业园拓展区及国际文教园，人口密度相对较低，且为远期建设区域，客流吸引较差；方案2覆盖交大创新港、丝路风情小镇、国际文教园、信息产业园、会展城等客流密集区，客流吸引较好。

(2)沿线规划

方案1沿线规划有大部分工业用地，不属于近期开发建设范围；方案2走行于规划功能区核心，且属于近期开发建设范围，可以有效支持区域开发建设，落实城市总体规划。

(3)线路条件

相对而言，方案2线路较曲折，线形较差。

(4)工程实施条件

方案1走行区域不属于近期开发建设范围，沿线现状为村庄、田地，本工程实施时施工进场条件、协调难度大；方案2走行于近期城市重点建设区域，本工程实施时，沿线已经开始开发建设，建设条件比较成熟，实施条件较好。

2.3 方案综合比较

线路走向方案综合比较结果如表1所示。

规划调整后的线路方案2与方案1相比，线路覆盖了交大创新港、丝路风情小镇、国际文教园、信息产业园、会展城等，这些区域人口密度大，客流量大且属于城市近期重点开发建设区域，其线路方案覆盖的功能区范围较大，无论是客流吸引还是支持城市规划落实等方面均较优，且沿线建设条件相对成熟，因此推荐线路方案2。

表1 线路走向方案综合比较

3 线路敷设方式研究

西安地铁5号线二期工程主要走行于城市规划待建区域，其线路敷设方式的选择主要受沿线规划用地性质、城市设计、规划道路条件、现状建设条件、既有和规划建(构)筑物等影响，线路敷设方式需要积极主动与城市规划条件、城市路网规划、沿线城市设计互相协调配合，在满足沿线环境景观要求的前提条件下，选择适当的线路敷设方式。

3.1 高架线方案

高架线方案旨在降低工程投资，同时也可避免与地下管线和构筑物的干扰，消除安全隐患。

高架线车站采用高架三层岛式车站，其中，地上三层为站台层，主要负责旅客乘降。地上两层为站厅层，负责售检票、旅客换乘等功能，高架线车站站台层如图2所示。

图2 高架线车站站台层

由于车站规模较大，沿线车站周边用地紧张，站厅层设于地上两层。但车站桥梁体量大，景观效果较差。因此将站厅层布于地面，既有利于客流集散又能美化景观，高架车站效果图如图3所示。

图3 高架车站效果图

高架区间桥梁结构基本形式主要为简支梁及连续梁2种。区间标准梁跨结构形式选用跨度30 m简支梁结构(宽度8.9 m)，经过主要路口时则根据地面交通组织情况及桥梁跨度选择合理的钢混连续梁。

轨道交通高架桥中可选用的截面形式主要有箱梁、T梁、预制吊装小箱梁和板梁。由于整体箱梁在整体造型与形体变化上比较丰富，与桥梁的整体比例结合比较好，跨度适应性强、可实现线路外观线形的流畅与连续，因此本线桥梁截面采用整体箱梁形式。

由于地铁高架线对沿线景观有较大影响，高架车站、高架线路的孔跨形式、外观造型都将产生较大的视觉冲击，如果设计得当，将形成良好的视觉诱导与周边相映成辉。若设计不当，易造成视觉污染。

通过国内外地铁专家对梁型、整体比例、桥高、跨度等方面的美学研究，认为当满足以下条件时，轨道交通高架桥能够符合人们的审美习惯和特点[10]。

桥高与跨度比:1∶2.3(2.5)；梁高与桥高之比：1/4～1/5；墩厚与梁高的比：接近黄金分割比1∶1.6[11]。

通过对不同桥高进行视觉分析，桥高在9～13 m视觉压抑感不明显，高架区间效果图如图4所示。

图4 高架区间效果图

高架车站大多采用自然通风和排烟方式，必要时才设置机械通风、排烟系统；高架线路本体工程简易，工期短，施工风险较小，运营期遇突发事件较易疏散。运营后照明、通风空调等运营费用低，可以有效地降低建设、运营成本，提高收益。

3.2 地下线方案

地下线敷设方案是城市轨道交通建设中常用的一种敷设方式。车站一般采用地下两层形式。其中，地下一层为站厅层，如图5所示，负责售检票、旅客换乘等功能。地下二层为站台层，如图6所示，主要负责旅客乘降。由于地铁车站规模较大，大多采用明挖法施工，车站的实施对区域内地下管线需进行迁改。

图5 地下线车站站厅层

图6 地下线车站站台层

地下线区间由于断面小，埋深大，施工多采用盾构或暗挖，对地面道路基本没有干扰。

地下线建成后，只有车站出入口、风亭等少量建筑露出地面，对城市景观、周边规划影响较小。同时，运营振动及噪声较小，对线路两侧环境干扰较小。

3.3 5号线二期工程沿线建设条件分析

5号线二期工程西起交大创新港，之后沿规划学镇环路、天元路向东，在秦皇大道路口附近转向南，沿秦皇大道布设，经过新西宝高速公路，至大学路向东沿昆明二路、大寨路至终点和平村站。线路长约19.868 km，设站13座，西安地铁5号线二期工程线路走向如图7所示。

图7 西安地铁5号线二期工程线路走向示意

线路从交大创新港至文教园站段沿线现状基本为田地和村庄，处于开发建设的起步阶段，沿线规划的学镇环路、天元路、秦皇大道、科技路的道路红线宽度都在50 m以上，经与规划部门多轮次沟通对接，将沿线规划道路的路中预留12 m宽的中央分隔带作为线路高架敷设的走廊，同时调整道路两侧用地布局，把对环境影响不太敏感的商业建筑临街布置，把居住等对环境要求较高的建筑靠后布置，结合线路周边环境对高架车站、高架桥梁孔跨形式、桥墩造型等进行美化设计，能够形成良好的景观效果，与周边相映成辉[12]。因此，线路从交大创新港至文教园站段采用高架敷设方式是合理的。

线路从文教园至丰镐村段，该段线路上跨沣河后主要走行于沣东新城区，昆明二路规划红线宽50 m，道路还未实施，两侧规划用地性质主要为商业和居住用地，可研阶段线路从张旺渠至镐京站段采用高架敷设方式，由于近期城市规划的调整，该段线路穿越了规划的大西安新核心区，地处规划的大长安轴，近期将进行高强度、高密度、高品质的开发建设，而从现状条件和功能需求来看，高架和地下两种敷设方式均具有可行性。

3.4 文教园至丰镐村站段敷设方案研究

(1)方案1：高架线敷设方案

线路出文教园站后上跨沣河向东进入昆明二路敷设，于沣泾大道西侧设张旺渠站，科源三路西侧设牛角村站，科源一路东侧设镐京站，出镐京站后线路上跨太平河，于新城园区路西侧AK18+010处设敞口位置，由高架转换为地下敷设，并于新城园区路东侧设丰镐村站。文教园至丰镐村站段高架敷设示意如图8所示。

图8 文教园至丰镐村站段高架敷设示意

方案1优缺点分析如下。

方案比较范围内线路长4.994 km，其中地下线0.384 km，高架线长约4.437 km，路基和U形槽段0.173 km；全线设地下车站1座，高架车站3座，车站建筑面积共计约36 507 m2；征用建设用地约9.4 hm2，房屋拆迁面积约48 050 m2；高架线路需要占用城市道路资源，与周边城市历史景观不协调；施工作业面多，工期短；建设投资省，土建费用约8.7亿元，运营成本较低。

(2)方案2：地下线敷设方案

线路出文教园站后上跨沣河向东进入昆明二路敷设，线路于沣泾大道西侧YDK13+950处设敞口段，由高架转换为地下，并于道路东侧设张旺渠站，之后线路地下敷设至方案比较终点丰镐村站。文教园至丰镐村站段地下敷设示意见图9。

方案2优缺点分析如下。

方案比较范围内线路长4.994 km，全为地下线路；设地下车站4座，车站建筑面积共计50 027 m2；在施工时车站范围需交通疏解，建成后无影响；征用建设用地约5.33 hm2，房屋拆迁面积约32 016 m2；该段线路地质条件主要为中砂层，敞口段有局部暗挖施工，工程风险大，工期长；建设投资高，较高架方案多近5.7亿元。

图9 文教园至丰镐村站段地下敷设示意

(3)方案综合比较

对高架线和地下线的敷设方案分别从车站形式、规模、对景观的影响、工期、投资等方面综合比较，比较结果如表2所示。

表2 文教园至丰镐村段敷设方案比较

由于城市规划的调整，沣东立体城市段规划了南北向的大长安轴，为大西安新的核心区，昆明二路规划红线宽度为50 m，沿线道路两侧将进行高强度、高密度、高品质的开发建设，高架线对本段城市核心区的环境景观影响较大，与区域功能定位不符，不利于城市高品质的开发建设，而地下线对环境景观基本无影响，因此该段线路推荐采用地下敷设方案。

4 结语

通过对西安地铁5号线二期工程线路方案的研究和分析，位于城市规划待建区域的城市轨道交通线路方案的选择需要做好以下几个方面的工作。

(1)由于城市发展向外围扩展，其外围区域的城市总体规划存在不稳定性，线路方案的选择需要与城市总体规划、路网规划紧密配合，尽量增大沿线客流吸引，满足城市发展的需要，最大限度地满足城市规划的落实。

(2)高架线路最好沿着城市主干道的路中敷设，设计过程中需要与城市路网规划设计协调配合，一般在道路中间预留12 m宽绿化带作为高架敷设走廊，同时把对环境影响不太敏感的商业建筑临街布置，把居住等对环境要求较高的建筑靠后布置，以降低线路对两侧的环境影响。

(3)需要从车站景观造型设计、桥梁孔跨形式、梁型选择、墩形选择等方面对高架线进行景观设计，使其形成良好的视觉诱导与周边环境相协调。

(4)城市规划核心区一般都要进行高强度、高密度、高品质的开发建设，高架线很难与城市核心区的功能定位和周边规划环境相协调，建议一般采用地下线敷设。

以上仅对西安地铁5号线二期工程的线路方案进行了分析研究，希望通过本文的研究，能够为更多类似的城市轨道交通线路方案的合理规划和决策提供参考。