轨道交通已运营线路改造设计分析

张桦楠

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430000）

1 建筑及装修

1.1 地下车站建筑改造设计

1.1.1 车站功能改造设计

在对地下车站进行改造时，首先要考虑根据车站增加换乘接口、增加出入口、设备更新等功能需求和装修的改进要求对轨道交通已运营线路进行改造设计。

（1）根据远期线网需求，以合肥轨道交通为例，合肥轨道交通已建成运营南北走向的1、3、5号线与东西走向的2、4号线形成的骨干线路，今后建设不可避免地会有新建线路与已运营线路的换乘站，其中某些车站目前不是换乘站，因此需要对已运营车站的土建结构、系统和设备进行改造设计，以实现多线换乘的功能。

（2）已运营线路在设计时可能未能充分考虑到区域客流的增长，无法满足大客流的需求。轨道交通的迅速发展带动了周边建筑的经济效应，导致大型商业区域的上下车客流逐渐增多。早期轨道交通设计并未充分考虑到这一点，导致客流拥堵等问题。因此，车站需要对原有的进出站客流组织设施，如栏杆、闸机、安检仪等进行重新改造设计，以合理组织乘客的进出站流线。对于有预留接口的车站，需要通过改造设计增加出入口并升级设备，以满足不断增长的客流需求[1]。

（3）车站原有的设备经过多年使用可能无法满足现代系统要求，因此需要更换新设备，以确保轨道交通的运营安全、时效性和便利性。这将涉及轨道交通设备用房的调整和改造设计。

（4）随着轨道交通建设的不断发展，线网逐渐完善，人们对轨道交通的功能和服务要求越来越高。车站可以结合商业开发，形成一体化的综合城市空间，既能带动整个区域的经济效益，又能使轨道交通与商业相融合，以优化城市界面。这需要对已建成车站的出入口和风亭进行改造设计，使其与商业相协调，满足规划要求。

1.1.2 车站公共服务设施改造设计

根据车站无障碍设施改进、绿化修复、增加休息座椅、增加便民商业、广告更新等公共服务设施提升的需求，需要对轨道交通已运营线路进行改造设计。

（1）通过对各地已运营线路的实地考察和调研分析，发现车站长期运营中存在一些问题，如无障碍设施导向设计与实际乘客使用习惯不符、无障碍电梯长时间使用平台装修破损、坡道防滑处理破损、无障碍电梯导向标识脱落等。因此，后期需要采取改造设计措施，包括更换破损的设施、补充缺失的设施，并按照规范设置盲道和无障碍坡道，以确保无障碍设施的合理、规范布置。无障碍坡道底部应无高差和积水，改造设计应严格按照规范设置盲道、无障碍坡道、无障碍标识标牌（中英文对照）、语音提示系统等设施。

（2）通过对各地已运营线路的现场踏勘调研分析，车站附近绿化经长时间使用存在破损、不规范等问题，后期采用换+规+新等改造设计措施，清洗见新，破损原样更换，规范设置。

改造设计后，确保设计绿化内容与路段风貌协调，种植箱设置不得影响人行道和盲道通行。

（3）以合肥轨道交通为例，发现1号线车站站台未设置乘客休息座椅，而2号线设置了简单的蓝色座椅，但数量有限。乘客休息座椅是轨道交通车站的必要便民服务设施，因此改造设计需要考虑整个车站设置乘客休息座椅的数量和舒适性等因素。此外，在特色站点的改造设计中，还需要考虑设置符合相应公共区域装修主题的休息座椅，兼顾轨道交通空间的舒适性和美观性。

（4）通过对各地已运营线路的现场踏勘调研分析，车站周边存在非机动车乱停放占用道路、无非机动车停车场、非机动车停车棚老化等现象，后期采用迁+修+新等改造设计措施，取消占道停放点并重新择址，废置车架车棚拆除，保留车棚修复，清洗见本色。

改造设计后确保自行车停放点统筹规划，适当隐藏，不影响人行道和盲道正常通行。非机动车停放区域与场地铺装划分明确，并设置图案及文字标识（中英文对照）及多功能标牌（含智慧查询系统）。

（5）通过对各地已运营线路的现场踏勘调研分析，以合肥轨道交通为例，1、2号线车站在站厅层未利用的空间较大，可以通过改造设计在站厅空间开阔处增设便利商店及在站厅、站台边角空余空间增设自动贩售机提高轨道交通空间利用率。

（6）经过长时间的使用，站内及列车内会出现广告箱破损，广告照明损坏，广告画面脱落、卷边、污秽、褪色、破损，广告灯箱空置等现象，或前期站内及列车广告设置为印刷广告随着多媒体的发展需采用电子广告屏幕。因此，产生改造的需求。后期通过改造设计对广告媒体设施进行专项改造可以使广告设备功能完好、广告照明正常；广告灯箱干净、美观；无过期广告内容；广告灯箱无空置，空置广告填补公益广告画面。

同样经过长时间的使用导向标识会出现卷边、污秽、褪色、破损等现象，或因车站功能改造引起乘客流向改变，需要重新改造导向标识满足地铁功能需求。通过改造设计后确保导向标识无脱落、无卷边、无污秽、无褪色、无破损，满足车站媒体广告高效传播、导向标识清晰合理的功能要求。

1.2 高架车站建筑改造设计

高架车站建筑的改造设计包括清洗和修复外墙、景观亮化提升等内容。改进高架车站的外观和公共服务设施将有助于提高整个车站的形象和服务质量，为乘客提供更好的出行体验。

1.3 场段建筑改造方案

随着轨道交通建设的不断发展，对已运营的场段提出新功能和美化的需求。通过改造设计，可以增加场段所需的新功能，改进现有功能，并对场地、道路和绿化进行改造。改造设计要求包括对外墙进行清洗、重新涂刷、更换受损墙体等措施，以确保建筑外观保持完好无损。

2 土建结构

2.1 车站结构

2.1.1 混凝土自身病害治理改造设计

混凝土自身病害包括混凝土蜂窝麻面、露筋、裂缝、腐蚀等，严重影响轨道交通的运营安全。通过改造设计进行适当修复和加固措施处理，确保混凝土结构的稳定性和耐久性，具体措施包括混凝土表面修补、防腐蚀涂层的应用，以及其他维修和保养策略，以延长结构的使用寿命，保证轨道交通长期运营安全。

2.1.2 地下结构渗漏水病害治理改造设计

在轨道交通已运营线路中渗漏水是一种常见的工程质量危害。结构渗漏水不仅与地下工程周边水文地质条件、土层分布情况、结构埋深、原防水设计方案、防水材料等有关，还与结构混凝土性能、施工组织、施工工艺等有关。影响地铁工程防水效果的因素很多，地铁工程在完工后或多或少存在局部渗漏的质量缺陷，因此，通过改造设计编制结构渗漏水病害治理改造专项方案，发现运营过程中结构渗漏水后，应及时按照专项方案治理改造，以满足车站的使用功能要求[2]。

2.1.3 已运营线路钢结构腐蚀治理改造设计

在轨道交通长期运营中受环境及天气影响，常规采用钢结构的部位容易被腐蚀，影响了钢结构的美观，危及钢结构的安全，通过改造设计采用定期的巡检治理维护的措施，如采用冷喷锌的防腐涂料，可较大程度地提高钢结构的耐久性，在保证钢结构防腐安全的同时兼顾美观性。

2.2 区间结构

在对各地已运营线路隧道进行调研时，发现以下问题：一是管片开裂破损。由于盾构施工不当或挤压等因素引起，可能导致管片结构的钢筋锈蚀和耐久性下降，从而影响结构的承载能力。二是结构裂缝。涉及隧道底板和道床、轨枕与道床之间的缝隙，可能由隧道沉降或变形引发，导致轨道和道床的磨损，甚至引发列车脱轨。三是管片螺栓锈蚀。在隧道运营过程中，螺栓孔封堵材料可能脱落，螺栓暴露在空气中，导致锈蚀问题。这一问题影响很大，因为更换螺栓通常非常困难。为解决这些隧道结构的病害，需要制订隧道病害治理改造专项方案，包括治理方案、修复方案和维护措施。这些改造设计方案采用不同的技术和材料，例如修补裂缝、加固结构、防腐蚀处理和防水措施，以确保隧道结构的稳定性和安全性。改造设计根据隧道病害的具体情况和项目需求进行制订，以延长隧道的使用寿命，提供安全的轨道交通运营环境[3]。

3 机电系统

3.1 智能运营维保平台的改造设计

随着城市规模的发展，轨道交通正面临线路数量急速增长的挑战，这将导致维护和管理工作量的急剧上升。通过改造设计将智能运营维保平台引入轨道交通的管理系统。该平台的功能模块广泛覆盖了工单管理、巡检管理、计划性维护、设备资产台账、库存管理、能耗管理、服务中心、在岗签到、合同管理、审批管理、公告文档发布以及报表管理。通过改造上线后的智能运营维保平台，轨道交通运营部门可以更好地管理维护工作，包括自动生成工单、实时监控设备状态，并根据设备运行情况进行计划性维护。这不仅降低了管理难度，还提高了维护效率和整体可控性[4]。

3.2 通风空调风水联动节能控制系统的改造设计

3.2.1 既有线群控系统改造设计

合肥轨道交通已运营线路的通风和空调系统，在运营时间和需求提升的背景下，需要进行效率提升和节能改造设计。首先，基本的群控系统将升级为通风空调风水联动节能控制系统，以实现更智能化的管理。其次，系统采用两级结构，分为管理层和控制层，管理层负责集中监视、控制和管理受控系统；控制层包括水系统和风系统的节能控制子系统。系统需要满足严格的电气和控制要求，以确保设备的可靠性和安全性。此系统还可以实现冷量的动态分配控制，以优化冷水流量，确保各个环路的冷量供应与需求平衡，进一步提高节能效果[5]。

3.2.2 系统架构改造设计

系统的控制柜采用一体化改造设计，集成强电、弱电、计量、电力监测和节能控制功能，遵循“集中管理、分布控制”的理念，以降低系统的控制风险。总体架构强调了“集中管理、分散控制”的设计理念，提高了系统在管理层和控制层之间的双向通信和控制能力。

3.2.3 系统配电改造设计

通风空调风水联动节能控制系统的技术改造设计可实现对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、电动水阀、电动调节阀、水处理器等设备的直接监测和控制。此外，系统改造设计后可实现设备之间的协调控制，以确保最佳的节能效果。系统优化改造后，实现集中管理平台充当控制中心功能，通过改造接口接入高速以太网与各个控制柜通信，用于负责集中监测和控制通风空调系统的运行。该系统还具备冷量动态实时分配控制功能，以适应车站功能需求下不同负荷情况，确保节能效果最大化。

3.3 地下工程积水综合排放系统改造设计

在已运营线路的调研中，发现一些问题，如信号转辙机坑排水困难和电缆夹层积水等问题。传统的排水方式无法解决这些积水问题。通过改造设计应用的积水综合排放系统提供了一种创新型解决方案。该系统包括真空罐、排水泵组、真空管、真空隔膜阀、电动阀、传感器、控制箱等组件。通过各积水点的液位信号，系统可以实现精确的积水控制，将积水及时抽排并集中排出，从而解决地下工程中的排水问题。该系统已成功应用于武汉轨道交通2号线等线路，有效解决了信号转辙机坑的排水问题。

3.4 多工位卷闸式升降自动防淹挡板改造设计

在已运营车站，特别是位于低洼地段的出入口，周边的市政排水管网容易出现排水不畅的情况，尤其在极端天气时，雨水倒灌进车站成为常见问题。传统的防雨水倒灌方式存在一些不足，如设计的台阶和缓坡不能应对高水位，人工操作的防淹挡板无法同步发挥作用。为解决这一问题，通过创新型改造设计采用了多工位卷闸式升降自动防淹挡板。该系统包括左滚筒和右滚筒，系统上缠绕有挡水闸板和卷帘，绳链使左滚筒和右滚筒相互转动，电机用于控制卷闸式升降自动防淹挡板的升降。当液位传感装置报警时，系统能够迅速响应并及时降下卷闸式升降自动防淹挡板，以确保车站的出入口不会被雨水倒灌。该系统已成功在苏州等城市的轨道交通系统中得到应用，并取得显著的效果。

4 结语

综上所述，本文综合探讨了轨道交通已运营线路的改造设计，从建筑及装修、土建结构、机电系统等多个方面提供了详细的改造方案和建议。这些改造方案旨在提高车站的功能性、可用性和安全性，以满足城市不断增长的交通需求。在今后的城市轨道交通建设中，可以参考本文提出的改造设计理念和经验，不断改进已运营线路，为城市的可持续发展贡献更多力量。