李驰宇 虞先溢 孙 宇
(1.中铁二院华东勘察设计有限责任公司, 310004, 杭州; 2.杭州市地铁集团有限责任公司, 310004, 杭州∥第一作者, 高级工程师)
城市轨道交通线网中的停车线,是列车故障救援、运营调整中必不可少的线路硬件配置。合理的停车线设置方案,能确保线路故障时救援顺利实施,是提高行车组织灵活性、提升运营周转效率和运营管理水平的重要保证[1-4]。
GB 50157—2013《地铁设计规范》规定:正线应每隔5~6座车站或8~10 km设置停车线;停车线应具备故障列车待避和临时折返功能;停车线设置在中间折返站时,应与折返线分开设置,在正常运营时段,不宜兼用。
停车线的设置应结合车站建设成本、故障列车救援及行车组织灵活性予以综合考虑。在城市轨道交通车站的配线方案设计中,地下车站普遍采用岛式站台,停车线设置于车站某一端,一般采用单列位形式。在该设计方案下,失去动力的故障列车由救援列车推送至停车线时,单列位停车线无法满足故障列车与救援列车同时存放的要求,因此需在停车线道岔位置处解钩。解钩条件较为困难,且会增加故障列车的救援时间,线路延误可能会进一步加大。而若采用双列位停车线,故障列车与救援列车的解钩作业可在停车线上进行,不仅降低了解钩难度,还可减少列车救援所需的运营调整时间,大大提高了应急处置能力[5]。
因此,在工程实施难度不大、拆迁量较少、投资增加不多等情况下,停车线长度宜适当延长,满足双列位停车需要。双列位停车线的优点如下:
1) 减少故障救援时间。双列位停车线可允许故障列车与救援列车同时进入停车线,待故障列车与救援列车完全进入停车线后,救援作业结束,正线即可恢复正常运营。相比于单列位停车线,双列位停车线可将救援时间减少5~10 min。
2) 增强运营组织的灵活性。对于高峰小时客流断面特征呈现“纺锤型”形态的线路,根据实际情况往往需要开行小交路列车,而双列位停车线可用于小交路列车的临时存放,便于高峰小时小交路列车的灵活组织,可将列车及时开往大客流积压的区段,从而疏解站台堆积乘客,减少运营风险。
本文以杭州地铁2号线沈塘桥站(原文三路站)为例,对双列位停车线的应用进行阐述。
杭州地铁2号线南起萧山区朝阳村站,北至余杭区良渚站,位于杭州最主要的“西北—东南”客流走廊上。线路连接了西北文教区、省府、钱江新城以及钱江世纪城,全长约41.6 km,全部为地下线,设车站33座。
杭州地铁2号线车站配线方案设计从全线及杭州轨道交通线网2方面进行统筹考虑,并结合了不同开通时期列车折返和运营管理的需要。2号线停车线的初步设计方案如表1所示。
表1 杭州地铁2号线停车线初步设计方案
如表1所示,2号线全线停车功能配线分布间距满足《地铁设计规范》和相关建设标准的要求,符合运营管理的需要。但从工程实施上看,如图1、2所示,武林门站为2号线与3号线的换乘站,车站沿环城西路南北向布置,车站主体范围较长。若在此站设置站前单列位停车线,则工程实施中明挖车站跨越了天目山路和体育场路2个主要路口,对城市交通影响严重,且路口大量管线纵横,迁改困难。同时,武林门站位于商业中心区,周边建筑物密集,附属结构设置困难,对房屋的保护难度较大。
建设方经综合研究与协调后决定,将武林门站的停车线调整至沈塘桥站(原文三路站),武林门站调整为标准站,以降低武林门站的施工难度。从调整后的设计方案看,沈塘桥站与钱江路站的站间距
图1 武林门站配线图(原初步设计方案)
图2 武林门站总平面图(原初步设计方案)
为7.759 km,与三坝村站的站间距为6.970 km,全线停车功能配线站间距仍可满足《地铁设计规范》与相关建设标准的要求。
在该站停车线设计时,对站前单列位停车线及站前双列位停车线2个设置方案进行了比选。
武林门站、沈塘桥站位于杭州市中心,周边商业发达,距西湖风景区也较近,客流潜力巨大。根据客流预测报告,武林门站—沈塘桥站是2号线高峰小时最大客流断面区间,其高峰小时客运量可达3.79万人次/h。
从运营管理上分析,为了及时疏解高峰小时的客流压力,以及积极应对武林门站、沈塘桥站等中心城区车站在特殊活动期间的大客流,沈塘桥站停车线应具备存放列车、满足临时加开列车需求的功能。相较于单列位停车线,双列位停车线强化了列车的存放功能,能更好地满足高峰小时或特殊活动期间列车的加开需求。
从故障列车救援角度看,双列位停车线可以减少救援过程中故障列车与救援列车的解钩和重启作业时间,一定程度上缩减救援时间,加快恢复正线的运营组织。
从夜间存车需求上看,双列位停车线可增强夜间存车功能,减少列车走行公里,节省运营成本。
综上所述,沈塘桥站双列位停车线设置方案具备工程实施条件,经建设投资方允许,确定沈塘桥站采用双列位停车线设置方案。
如图3所示,沈塘桥站采用明挖法,停车线创新性地采用了盾构法,南侧道岔区在区间设置明挖段,不占用地面资源。该施工方案避免了交通疏解和管线迁改,大大降低了工程难度,缩短了施工工期,节约投资约1 000万~1 500万元。
图3 沈塘桥站总平面图
在线路平面设计上,武林门站至沈塘桥站共需设置5个曲线,最小曲线半径为350 m;停车线采用1组380 m半径的曲线,无需设置缓和曲线。
在纵断面设计上,为满足停车功能,停车线需设置为2‰的人字坡,区间废水排向车站和明挖段如图4 a)所示。正线右线出武林门站后采用5‰的下坡,经过最低点后采用16‰的上坡进入明挖段,后采用1段2‰的上坡,保证与明挖段停车线道岔顺接,之后采用1组5‰的人字坡进入沈塘桥站,如图4 b)所示。左线与停车线之间没有单渡线连接,不受明挖段标高控制,但为保证联络通道处轨面标高与右线基本齐平,如图4 c)所示,区间分别采用了4‰和4.7‰的“V”型坡[6-7]。
a) 停车线纵断面示意图
b) 正线右线纵断面图示意图
c) 正线左线纵断面图示意图
综上所述,与在武林门站设置单列位停车线的原初步设计方案相比,在沈塘桥站采用双列位停车线的设计方案具有明显的优势。本文对双列位停车线设计和施工的经验总结如下:
1) 2号线的一段一场分设在线路两端,武林门站—沈塘桥站区间处于全线客流高峰断面。在沈塘桥站设置双列位停车线,夜间可以作为小型停车场,具备早上发车的功能,同时可兼顾高峰期间临时列车加开的需求,既提高了运营组织的灵活性,也有效缓解了客流高断面车站的客流压力。
2) 沈塘桥站采用双列位停车线的设置,车站规模增加不大。相比于原初步设计方案,本方案减少征迁面积近5 500 m2,降低了征拆补偿费用。
3) 沈塘桥站采用双列位停车线,缩短了故障列车救援时间,增加了行车组织与运营管理的便捷性与灵活性。
4) 在实际工程中,明挖道岔区间施工需考虑对城市交通、管线迁改的影响,衡量工程的实施难度;可与区间风井合设,以减少工程量。如设置难度较大,对于区间长度适中的情况,也可采用将道岔设置于两端车站、停车线贯通整个区间的方案。