邱麗麗 張學(xué)軍 路 璐

（北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司，100037，北京∥第一作者，工程師）

1 研究背景

1.1 預(yù)留工程設(shè)計(jì)的引入

隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，為減少軌道交通建設(shè)對(duì)城市交通及環(huán)境的二次影響，減小軌道交通后期建設(shè)實(shí)施難度，提高軌道交通換乘的便捷性，越來越多的城市建設(shè)者提出希望結(jié)合城市建設(shè)對(duì)軌道交通工程進(jìn)行預(yù)留。

但目前大部分城市的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃尚在編制之中，方案尚未完全穩(wěn)定；預(yù)留工程建設(shè)時(shí)，可能全線的總體方案尚未深入研究，客流預(yù)測(cè)尚未開展；其它線路也正在建設(shè)之中，建設(shè)經(jīng)驗(yàn)還未完全成熟；而沿線街區(qū)的開發(fā)建設(shè)已陸續(xù)開工，與全線軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)不同步。因此，預(yù)留工程需要在沒有開展全線總體方案設(shè)計(jì)的前提下，對(duì)軌道交通局部車站和區(qū)間進(jìn)行提前建設(shè)。

1.2 預(yù)留工程分類

通過對(duì)多個(gè)城市軌道交通預(yù)留工程的研究，可以將預(yù)留工程分為以下三類：

1）結(jié)合新城的建設(shè)同步實(shí)施局部軌道交通工程。兩者同步規(guī)劃、同步建設(shè)可以避免后期軌道交通實(shí)施時(shí)，道路、管線等的重復(fù)建設(shè)、減小軌道交通后期實(shí)施難度、降低施工風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)省工程投資；同時(shí)，能支持新城的發(fā)展、保護(hù)新城的環(huán)境、提升新城的品質(zhì)，為新城聚集人氣，提升新城的社會(huì)效應(yīng)。例如：北京軌道交通R1線及S6線結(jié)合通州新城建設(shè)，同步預(yù)留了北關(guān)和新華大街兩座遠(yuǎn)期車站及部分區(qū)間工程；杭州軌道交通4號(hào)線結(jié)合錢江新城核心區(qū)的建設(shè)，提前實(shí)施城星路站、市民中心站、江錦路站3座車站；鄭州地鐵4號(hào)線提出結(jié)合龍湖地區(qū)龍湖開挖蓄水及市政設(shè)施建設(shè)，同步實(shí)施位于龍湖地區(qū)的6站及其中2區(qū)間等等。

2）結(jié)合交通樞紐的建設(shè)同步實(shí)施局部軌道交通工程。該類樞紐主要是火車站、機(jī)場(chǎng)等大型綜合交通樞紐。兩者同步規(guī)劃、同步建設(shè)，可以結(jié)合外部環(huán)境和條件，通過對(duì)樞紐內(nèi)各種車流、人流進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)各種交通方式間充分銜接，高效發(fā)揮樞紐功能；同時(shí)，可以降低遠(yuǎn)期軌道交通下穿鐵路站房等的施工難度及風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省工程投資。例如：北京西站在建站初期就為地鐵7號(hào)線和9號(hào)線預(yù)留車站及部分區(qū)間工程；深圳北站規(guī)劃3條軌道交通線路，同步預(yù)留了6號(hào)線的土建結(jié)構(gòu)；合肥南站規(guī)劃了3條軌道交通線路，結(jié)合樞紐的建設(shè)同步預(yù)留了1號(hào)線和5號(hào)車站，預(yù)留4號(hào)線通過條件；杭州蕭山機(jī)場(chǎng)規(guī)劃有3條軌道交通線路，同步預(yù)留了7號(hào)線和12號(hào)線車站，預(yù)留遠(yuǎn)期線通過條件。

3）結(jié)合先期軌道交通線路的建設(shè)同步實(shí)施其與遠(yuǎn)期線的換乘車站。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，兩線建設(shè)時(shí)序相差在5年以內(nèi)時(shí)，車站可同步實(shí)施；相差5年以上10年以內(nèi)，同步預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)；相差10年以上，按照預(yù)留通過條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。該種預(yù)留工程，可實(shí)現(xiàn)兩線間的合理換乘，減少短期內(nèi)對(duì)車站周邊環(huán)境、交通等的二次影響；同時(shí)，降低軌道交通下穿既有線路的施工難度及風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省工程投資。例如：北京地鐵環(huán)線在1977年建設(shè)時(shí)同步預(yù)留了西直門、東四十條2座車站；北京3號(hào)線正在進(jìn)行3、5、6、8四線換乘站中3號(hào)線車站的預(yù)留研究等。

2 預(yù)留工程風(fēng)險(xiǎn)分析

預(yù)留工程并不是一個(gè)獨(dú)立的工程，而是全線的重要組成部分，存在與后續(xù)工程的融合性問題。因此，在沒有進(jìn)行全線方案研究的情況下，對(duì)局部工程進(jìn)行預(yù)留存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，主要表現(xiàn)如下。

1）由于基礎(chǔ)條件如城市規(guī)劃、線網(wǎng)規(guī)劃等不穩(wěn)定，可能會(huì)產(chǎn)生廢棄工程。如，在2003年編制的《北京市軌道交通遠(yuǎn)景線網(wǎng)規(guī)劃》中，車道溝站為10號(hào)線和遠(yuǎn)期線的換乘站，因此在10號(hào)線車站建設(shè)時(shí)，預(yù)留了節(jié)點(diǎn)換乘條件；同時(shí)，考慮線網(wǎng)中聯(lián)絡(luò)線設(shè)置情況，10號(hào)線還為聯(lián)絡(luò)線預(yù)留了大斷面結(jié)構(gòu)。但在2011年《北京市軌道交通遠(yuǎn)景線網(wǎng)規(guī)劃》中，該站不再是換乘站，造成了該預(yù)留工程的廢棄。

2）由于城市規(guī)劃、線網(wǎng)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)時(shí)間的不確定性，預(yù)留工程存在一定的投資風(fēng)險(xiǎn)。城市規(guī)劃或線網(wǎng)規(guī)劃可能由于投資不到位等原因，隨著時(shí)間的推移，脫離規(guī)劃發(fā)展方向，甚至很難實(shí)現(xiàn)規(guī)劃，導(dǎo)致預(yù)留工程閑置多年，造成投資浪費(fèi)，存在一定的投資風(fēng)險(xiǎn)。

3）由于城市發(fā)展變化快以及客流預(yù)測(cè)的不確定性，導(dǎo)致車站規(guī)模不能適應(yīng)客流發(fā)展需求，需要對(duì)預(yù)留結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，改造難度大，改造費(fèi)用高。如，北京地鐵環(huán)線在1977年建設(shè)時(shí)為遠(yuǎn)期線路預(yù)留了車站及部分區(qū)間工程，規(guī)劃兩線采用“十”字換乘方案，環(huán)線在上，遠(yuǎn)期線在下，兩線通過中間節(jié)點(diǎn)及兩端的換乘廳換乘。該遠(yuǎn)期站按照3.5m高環(huán)線使用的鼓形車進(jìn)行限界設(shè)計(jì)；按照B型車6輛編組進(jìn)行預(yù)留，車站長(zhǎng)度為235m；車站結(jié)構(gòu)按照二級(jí)人防進(jìn)行預(yù)留。在《北京軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃》（2011－2015年）中，根據(jù)新的線網(wǎng)預(yù)測(cè)客流，遠(yuǎn)期線均推薦采用A型車8輛編組，預(yù)留車站規(guī)模無法滿足該要求，需要對(duì)其預(yù)留結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，部分車站用房需外掛，改造難度及施工風(fēng)險(xiǎn)大、改造費(fèi)用高。

4）部分預(yù)留工程設(shè)備系統(tǒng)未全線統(tǒng)籌考慮，預(yù)留尺寸制約全線供電制式等的選擇。例如：鐵路北京西站在建站初期為地鐵7號(hào)線和9號(hào)線預(yù)留了車站及部分區(qū)間工程，預(yù)留的地鐵車站為雙島四線站，9號(hào)線兩股道位于外側(cè)，7號(hào)線兩股道位于中間，7號(hào)線和9號(hào)線同站臺(tái)平行換乘，如圖1、圖2所示。

圖1 地鐵北京西站站設(shè)計(jì)平面圖

圖2 地鐵北京西站站縱剖面圖

西客站區(qū)間預(yù)留工程按照3.5m高北京環(huán)線使用的鼓形車的車輛限界作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，原預(yù)留區(qū)間工程設(shè)計(jì)橫斷面凈空為4 400mm，在7、9號(hào)線全線建設(shè)時(shí)對(duì)預(yù)留區(qū)間橫斷面尺寸進(jìn)行實(shí)測(cè)后發(fā)現(xiàn)，部分區(qū)間凈空僅有4 312mm。

7號(hào)線全線系統(tǒng)研究后，推薦采用8輛編組，目前國(guó)內(nèi)8輛編組通常采用1 500V接觸網(wǎng)供電，但由于預(yù)留工程斷面尺寸無法滿足接觸網(wǎng)供電車輛設(shè)備限界的要求，需要對(duì)其預(yù)留結(jié)構(gòu)底板進(jìn)行改造?？紤]到改造難度及施工風(fēng)險(xiǎn)大、改造費(fèi)用高，7號(hào)線最終推薦采用了1 500V接觸軌供電，為北京目前采用該供電制式的唯一一條線路。

5）部分預(yù)留工程可能會(huì)降低局部線路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如：重慶地鐵1號(hào)線較場(chǎng)口站，西端部分區(qū)間結(jié)合外部工程石油大廈的建設(shè)已預(yù)留；東端在2號(hào)線換乘節(jié)點(diǎn)建設(shè)時(shí)，結(jié)合臨梯干道的改造進(jìn)行了部分區(qū)間工程的預(yù)留。

預(yù)留條件如下：

（1）西端：較場(chǎng)口站為12m島式車站，而區(qū)間由于利用既有人防隧道采用單洞雙線方案，因此，車站西端區(qū)間隧道按照喇叭口形式結(jié)合石油大廈的建設(shè)進(jìn)行了預(yù)留，如圖3所示，而且曲線頭已經(jīng)進(jìn)入有效站臺(tái)，導(dǎo)致該車站無法向西移動(dòng)。

圖3 重慶較場(chǎng)口站西端喇叭口示意圖

（2）東端：在2號(hào)線換乘節(jié)點(diǎn)建設(shè)時(shí)，結(jié)合臨梯干道改造，為最大限度的將既有人防隧道為1號(hào)線所用，區(qū)間按R－250m的極限曲線半徑進(jìn)行了預(yù)留，如圖4所示。另，東端的喇叭口曲線已進(jìn)入了車站有效站臺(tái)約12m。

圖4 重慶較場(chǎng)口站東端喇叭口示意圖

重慶1號(hào)線全線初步設(shè)計(jì)審查時(shí)，專家對(duì)該段提出疑義，認(rèn)為：較場(chǎng)口站前由于利用既有人防隧道，采用了250m的極限半徑，可能會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響，建議采用較大的曲線半徑，對(duì)人防隧道進(jìn)行改擴(kuò)建。但由于兩端區(qū)間工程已經(jīng)提前進(jìn)行了預(yù)留，車站站位已經(jīng)固定，如果曲線半徑加大，曲線將進(jìn)入車站有效站臺(tái)更長(zhǎng)，超過了規(guī)范允許的長(zhǎng)度，因此車站兩端曲線也無法調(diào)整。該曲線半徑的采用，導(dǎo)致全線的最小曲線半徑為R－250m的極限曲線，降低了全線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，列車運(yùn)營(yíng)速度受限，加大了鋼軌的磨耗。

3 預(yù)留工程對(duì)策

從上述預(yù)留工程風(fēng)險(xiǎn)分析中可以看出，預(yù)留工程的設(shè)計(jì)要以軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃為基礎(chǔ)，充分考慮城市的發(fā)展變化，站在全線的角度確定工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)理念要有先進(jìn)性，設(shè)計(jì)思路要有前瞻性，設(shè)計(jì)方案要有靈活性，以充分實(shí)現(xiàn)預(yù)留工程的合理性以及與遠(yuǎn)期工程銜接的可實(shí)施性和適應(yīng)性。

3.1 預(yù)留工程設(shè)計(jì)理念與原則

預(yù)留工程應(yīng)考慮以下主要設(shè)計(jì)理念與原則：

1）滿足上位規(guī)劃要求。依據(jù)并支持地區(qū)總體規(guī)劃、城市規(guī)劃、綜合交通規(guī)劃、線網(wǎng)規(guī)劃、市政規(guī)劃等相關(guān)研究成果，并與之緊密結(jié)合，相互支撐，不產(chǎn)生大的沖突。

2）利用公共交通為導(dǎo)向（TOD）的土地開發(fā)模式，貫徹“城市設(shè)計(jì)一體化”、“交通設(shè)計(jì)一體化”理念，促進(jìn)新區(qū)以軌道交通車站為中心的城市綜合開發(fā)建設(shè)，最大程度地減小各種交通方式之間的換乘距離，提高換乘便捷性。

3）預(yù)留工程設(shè)計(jì)應(yīng)具有一定的包容性。預(yù)留工程在沒有全線可研報(bào)告，尚未開展全線總體方案設(shè)計(jì)的前提下，要能包容全線客流預(yù)測(cè)、系統(tǒng)規(guī)模的變化，要能包容機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)方案的變化，要能包容、適應(yīng)地區(qū)未來發(fā)展需求的變化，對(duì)將來的各種變化留有足夠的彈性和適應(yīng)性。

4）預(yù)留規(guī)模的應(yīng)適度。預(yù)留工程總體方案的包容性要適度，機(jī)電系統(tǒng)預(yù)留預(yù)埋要適度，土建工程實(shí)施范圍要適度。

5）為降低初期投資，減小投資空置，應(yīng)盡量減少初期預(yù)埋工程量。為此預(yù)留工程方案要足夠穩(wěn)定，深入研究，地面以上的附屬結(jié)構(gòu)與預(yù)留工程同步規(guī)劃和設(shè)計(jì)，暫不實(shí)施；和周邊商業(yè)、市政設(shè)施等項(xiàng)目同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步實(shí)施。

6）投資控制。以“車站滿足全線、局部服從整體、初期滿足遠(yuǎn)期”的思路，盡量減少預(yù)埋工程量，降低工程投資。

3.2 預(yù)留工程設(shè)計(jì)內(nèi)容與思路

預(yù)留工程雖然只是全線的一部分，但由于尚未開展全線的方案設(shè)計(jì)工作，預(yù)留工程設(shè)計(jì)者要站在總體的角度，從全網(wǎng)、全線的高度，分析研究各專業(yè)的總體方案及其對(duì)預(yù)留工程的影響及適應(yīng)性分析，提出預(yù)留方案。

因此，預(yù)留工程其設(shè)計(jì)同樣涉及總圖設(shè)計(jì)、土建設(shè)計(jì)、機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、與相鄰?fù)两ㄣ暯釉O(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容。其設(shè)計(jì)思路如圖5所示工作技術(shù)路線圖。

3.3 相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)

3.3.1 總圖設(shè)計(jì)

（1）線路設(shè)計(jì)。應(yīng)根據(jù)總規(guī)要求結(jié)合線網(wǎng)規(guī)劃，綜合考慮。除了要進(jìn)行預(yù)留工程段線路方案比選、線路平面設(shè)計(jì)、線路縱斷面設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容外，還應(yīng)重點(diǎn)考慮全線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇、預(yù)留工程與兩端相鄰區(qū)間的銜接關(guān)系、軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃對(duì)預(yù)留工程的影響、預(yù)留工程與其它相鄰?fù)两üこ痰年P(guān)系等內(nèi)容。

（2）行車組織設(shè)計(jì)。應(yīng)包括行車交路、列車編組、車站配線等，其中列車編組和車站配線是影響車站規(guī)模的重要因素。其列車編組決定的運(yùn)能必須滿足客流需求，并具備一定的余量；車站配線對(duì)不同的線路方案應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

（3）車輛設(shè)計(jì)。主要是車輛選型、最高設(shè)計(jì)速度、列車車門、車輛動(dòng)拖比配置等，其中前三項(xiàng)因其標(biāo)準(zhǔn)不同則車輛限界也不同，對(duì)土建影響較大，建筑限界尺寸需要考慮一定的包容性。

（4）限界設(shè)計(jì)。限界設(shè)計(jì)受車輛選型、列車編組、軌道、供電、信號(hào)等多專業(yè)的影響，其中車輛選型及供電方式影響土建斷面的寬度及高度，對(duì)土建影響較大，限界設(shè)計(jì)需要考慮一定的包容性。

3.3.2 土建設(shè)計(jì)

3.3.2.1 車站建筑

（1）重視規(guī)劃銜接：做好車站與周邊地塊結(jié)合的預(yù)留條件，考慮與遠(yuǎn)期規(guī)劃其它的軌道交通的接駁。

（2）預(yù)留發(fā)展彈性：車站建筑做適當(dāng)?shù)念A(yù)留工程，預(yù)留遠(yuǎn)期擴(kuò)容條件。

（3）統(tǒng)籌系統(tǒng)預(yù)留預(yù)埋要求：由機(jī)電系統(tǒng)專業(yè)提出預(yù)留要求。

（4）適應(yīng)客流發(fā)展：在已有客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)下，根據(jù)在建線路的量級(jí)，客流數(shù)據(jù)做適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)分析。

（5）合理選取標(biāo)準(zhǔn)：主要參考當(dāng)?shù)仄渌€路設(shè)計(jì)原則與標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)參照同級(jí)別城市的軌道交通項(xiàng)目提出適合預(yù)留工程的設(shè)計(jì)原則和標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2.2 車站結(jié)構(gòu)

（1）盡量減少結(jié)構(gòu)實(shí)體預(yù)埋量，節(jié)約預(yù)埋工程投資。

（2）根據(jù)工程所處的環(huán)境、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，選擇技術(shù)可靠、工期短、造價(jià)低的施工方法。

（3）預(yù)埋工程的后續(xù)建設(shè)，應(yīng)不影響已運(yùn)營(yíng)線路的安全。

（4）在技術(shù)可靠的條件下，優(yōu)先選用節(jié)約投資且易于施工的基坑支護(hù)及結(jié)構(gòu)方案。

3.3.3 機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)

結(jié)合土建工程的預(yù)埋，需要統(tǒng)籌考慮的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)有：車站樓宇設(shè)備系統(tǒng)（動(dòng)力照明、通風(fēng)與空調(diào)、給排水）預(yù)留預(yù)埋；供電系統(tǒng)預(yù)留預(yù)埋；通信、信號(hào)系統(tǒng)預(yù)留預(yù)埋；綜合監(jiān)控、FAS（防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)）、BAS（設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)）、門禁、AFC（自動(dòng)售檢票系統(tǒng)）預(yù)留預(yù)埋；屏蔽門或安全門、自動(dòng)扶梯、電梯預(yù)留預(yù)埋等。

圖5 預(yù)留工程設(shè)計(jì)方案研究工作技術(shù)路線圖

這些系統(tǒng)主要預(yù)留預(yù)埋的內(nèi)容有：各系統(tǒng)設(shè)備用房物理空間的預(yù)留；設(shè)備系統(tǒng)安裝運(yùn)輸通道（豎井、孔洞、吊鉤等）的預(yù)留；輔助設(shè)備系統(tǒng)安裝的管道、配件的預(yù)埋等。

3.3.4 相鄰?fù)两ㄣ暯釉O(shè)計(jì)

預(yù)留工程土建設(shè)計(jì)應(yīng)注重考慮與周邊規(guī)劃市政、管線及商業(yè)開發(fā)的接口及工程施工的先后順序。能夠同期施工的，盡量與其它市政設(shè)施相結(jié)合，以節(jié)約總工程投資；若不能同期施工，兩者之間應(yīng)留有足夠的安全距離，在安全距離不足區(qū)段，應(yīng)考慮相互影響因素及預(yù)留措施。

4 結(jié)語

在軌道交通建設(shè)過程中，為減少因二次建設(shè)造成的對(duì)環(huán)境、交通、景觀等的影響，降低后期軌道交通建設(shè)的難度、風(fēng)險(xiǎn)及投資，應(yīng)該對(duì)局部軌道交通車站及區(qū)間工程結(jié)合新城、交通樞紐等的建設(shè)提前預(yù)留。但由于城市規(guī)劃、軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的不確定性，全線的技術(shù)方案尚未深入研究，對(duì)局部工程進(jìn)行預(yù)留存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)軌道交通工程預(yù)留風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，提出了預(yù)留工程設(shè)計(jì)原則與思路，并提出相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題，希望能為軌道交通預(yù)留工程設(shè)計(jì)提供一些參考。

［1］GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］黃美群.地鐵十字交叉換乘車站全暗挖同步建造技術(shù)［J］.都市快軌交通，2010（6）：75.

［3］武麗華，楊興山.對(duì)城市既有線改造技術(shù)的思考［J］.都市快軌交通，2009（4）：32.

［4］北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院.北京地鐵七號(hào)線區(qū)間改造方案［R］.北京：北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院，2009.