張偉喜

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司 西安 710043)

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從服務角度分析軌道交通設計工作要點

張偉喜

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司 西安 710043)

結(jié)合當前國內(nèi)城市軌道交通工程的建設現(xiàn)狀及國家大力發(fā)展城市軌道交通項目的政策形勢，參考其他城市軌道交通工程建設過程中的經(jīng)驗與教訓，分兩方面闡述設計工作要點。從建設需求考慮，設計需在原則標準制定、設計單位職能、接口關(guān)系、設計程序完整性、樞紐設計、標準化設計、管線綜合設計、投資控制、裝修設計、地下水處理等10個方面重點考慮；從設計角度提出建設管理方面應在規(guī)劃控制與落實、施工質(zhì)量、設備招標、一體化開發(fā)、安全質(zhì)量風險評估、人才培養(yǎng)、運營籌備等7個方面重點關(guān)注。在此基礎上，針對各工作要點，提出解決問題的建議。

軌道交通；設計；工程建設

截至2014年末，我國城軌交通在建城市40座，在建線路4 073 km[1]。自2015年以來，國家對于軌道交通建設支持力度明顯加大，陸續(xù)批復涉及11座城市的建設規(guī)劃。預計到2020年，全國軌道交通線路總長將達到8 700 km，總投資將達到2.1萬億元[2]。屆時軌道交通將覆蓋全國主要大中城市，在城市交通 系 統(tǒng) 中 發(fā)揮主體、骨干作用。

針對前所未有的軌道交通建設高潮，雖然國內(nèi)軌道交通技術(shù)水平已基本與國際同步，但各種建設資源一直滯后于國內(nèi)軌道交通建設市場的發(fā)展，工程設計、管理水平不高或經(jīng)驗不足，更是許多城市尤其是新興城市軌道交通建設發(fā)展中面臨的現(xiàn)實問題。筆者結(jié)合本人從事軌道交通設計和配合建設的工作經(jīng)歷，一方面從工程建設角度提出設計工作應當重點考慮的問題，另一方面從設計角度對軌道交通建設管理方面提出要求和關(guān)注重點，與業(yè)內(nèi)同行交流。

1 從建設需求分析設計工作要點

國內(nèi)軌道交通工程設計管理模式多采用總體總包模式或設計總承包模式。許多城市在此基礎上還增加了設計咨詢， 為項目決策與實施全過程獨立、公正、科學地提供咨詢和管理的智力服務。在工程建設的前期規(guī)劃設計階段，要突出總體設計與總體咨詢單位的主體地位，盡量減少外部因素對技術(shù)決策的影響?？傮w設計與咨詢單位從不同的角度共同把握線路在線網(wǎng)中的功能定位，結(jié)合城市總體規(guī)劃分析確定線路技術(shù)標準與設計原則，為后續(xù)工程順利建設奠定基礎。重點應主要處理好以下幾方面問題。

1.1 重視設計原則及技術(shù)標準的研究

單條線路的設計原則、技術(shù)標準的正確把握至關(guān)重要，與工程投資、建設工期、運營效果密切相關(guān)。設計階段要結(jié)合城市特點、站在線網(wǎng)高度全面研究制定，并保持全線方案的系統(tǒng)性與一致性，認真做好8個協(xié)調(diào)：安全可靠與科技創(chuàng)新相協(xié)調(diào)、經(jīng)濟適用與提高標準相協(xié)調(diào)、單條線路與整體線網(wǎng)相協(xié)調(diào)、以人為本與服務水平相協(xié)調(diào)、軌道交通建設與城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)、軌道交通建設與市政建設相協(xié)調(diào)、軌道交通與其他交通相協(xié)調(diào)、社會效益與經(jīng)濟效益相協(xié)調(diào)。

1.2 加強總體設計單位的管理職能

軌道交通的設計涉及20多個專業(yè)、40多個子系統(tǒng)，專業(yè)跨度大，接口復雜，通常需由一家專業(yè)齊全且具有相當業(yè)務水平和資質(zhì)的設計單位承擔項目的設計總體牽頭單位，在實施過程中，領(lǐng)銜、組織、檢查、督促各分項設計工作的開展?？傮w單位應制定設計工作大綱作為總體籌劃，該籌劃是貫徹工程建設目標的指導性文件，必須在深刻理解工程對象特點和業(yè)主要求的基礎上進行編制，突出策劃環(huán)節(jié)，包括總體工程策劃、年度目標、半年計劃、月計劃、周計劃，并根據(jù)工程進展適時調(diào)整或采取相應措施?？傮w單位要高度重視管理工作，突出管理工作的地位和作用，以工作質(zhì)量保證產(chǎn)品質(zhì)量，做好質(zhì)量、進度、人員、投資、合同、資料信息、對外協(xié)調(diào)及報建、勘察、測量、設計變更與配合施工等考核管理工作。將設計全過程的各項工作納入有意識的目標管理，使之處于受控狀態(tài)，有序推進，向管理要質(zhì)量、進度和效益。

1.3 注重接口關(guān)系

接口管理工作貫穿工程始終，設計過程中相關(guān)各方應積極、及時做好溝通協(xié)調(diào)，投入大量的時間和精力，不斷優(yōu)化、完善、穩(wěn)定技術(shù)方案，平衡接口因素，其處理的好壞直接反映著總體設計水平。總體單位要認真負責內(nèi)部接口及外部接口。

內(nèi)部接口為勘察與設計之間、土建與土建之間、土建與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的接口。技術(shù)接口檢查是總體設計管理的工作重點，總體單位應統(tǒng)一編制和下發(fā)技術(shù)接口檢查表與實施細則表，并通過圖紙專業(yè)會簽制度來保證技術(shù)接口落實到位。

外部接口為本工程與城市外部條件的接口關(guān)系，包括規(guī)劃、國土、文物、供電、市政、人防、消防、環(huán)境與景觀、地質(zhì)與地震災害、交通、鐵路等等。外部接口總體單位要積極協(xié)調(diào)穩(wěn)定。

1.4 各設計階段力求完整

城市軌道交通建設是一項涉及面廣、多專業(yè)相互協(xié)調(diào)配合的復雜系統(tǒng)工程。前期研究是設計工作的基礎，做好前期研究工作尤為重要，對工程建設具有導向作用。完整的設計階段應包括可行性研究、總體設計、初步設計(招標設計)、施工圖設計等4個階段。有的城市為趕工程進度，往往設計階段交叉嚴重，且設計周期不合理。造成的后果是由于前期研究工作時間短，設計深度不足，設計輸入條件不穩(wěn)定，后期帶來大量的設計變更，給工程投資及工期帶來較大風險。因此，軌道交通工程設計階段應力求完整，設計周期力求合理。尤其是建設首條軌道交通線路的城市，更應如此，且各階段建議盡可能召開專家預評審，有利于穩(wěn)定方案，有助于超前工作。

1.5 加強大型樞紐的適應性設計

對于換乘樞紐來說，應根據(jù)換乘樞紐的定位，客流規(guī)模和特點等因素綜合確定換乘方式，并非所有的換乘車站都是換乘距離越短越好[3]。對于換乘客流量大的換乘樞紐，應考慮采用通道換乘等具備較大緩沖條件和緩沖空間的換乘方式。設計應充分考慮高峰時段客流的適應性，加強樞紐的應急設計和限流設計。

另外，在研究單條線的時候，建議應盡量考慮遠期線網(wǎng)可能的調(diào)整，適當預留延伸條件。對于遠期可能成為換乘站的車站也要盡量做好預留設計，為整個城市的線網(wǎng)調(diào)整留有余地。

1.6 加強標準化設計

為提高工程的經(jīng)濟效益、簡化設計、施工安裝程序，并為后期運營維護創(chuàng)造良好條件，在設計階段對軌道交通分項工程進行標準化設計就顯得尤為重要。筆者認為，凡是通用性強的，均可編制各種使用范圍和等級的標準設計圖紙，覆蓋勘察、設計、施工及質(zhì)量驗收等方面。以軌道交通標準車站的研究制定為例，通過設備系統(tǒng)優(yōu)化和管理用房整合，形成車站的標準模塊，制定每種類型車站的標準布局，實現(xiàn)車站設計標準化，簡化設計施工，有效控制工程規(guī)模，控制投資，可為運營期的乘客使用及維護管理創(chuàng)造良好的基礎。

同時，我國幅員遼闊，各地自然條件差別較大，建議各城市建設單位結(jié)合地區(qū)性的標準設計,適應地域特點，提早著手編制軌道交通標準圖，將軌道交通建設成一個集社會效益與經(jīng)濟效益于一體的民心工程。

1.7 重視管線綜合設計

在地鐵車站設計過程中，管線綜合往往沒有專職技術(shù)人員牽頭管理，造成前期建筑結(jié)構(gòu)方案考慮不足，后期設備安裝缺乏總體布局，致使吊頂內(nèi)各種風管、橋架、水管重疊交織，無法滿足管線敷設空間要求，不但施工安裝和設備調(diào)試困難，而且沒有檢修維修空間，同時也影響裝飾裝修方案與效果。

前文中提到的標準車站研究，應合理布置車站設備管理用房，按不同功能要求集中布置各種房間，為規(guī)劃管線總體布局創(chuàng)造有利條件。對于弱電系統(tǒng)及低壓配電等專業(yè)，盡量采用綜合橋架進行整合，統(tǒng)一設計，統(tǒng)一選型。通風空調(diào)專業(yè)合理規(guī)劃系統(tǒng)風管總體布局，盡量減少設備區(qū)走廊管線數(shù)量。各種水管應統(tǒng)一規(guī)定材質(zhì)和連接方式，集中敷設，提高空間利用率。

綜合管線施工現(xiàn)場的協(xié)調(diào)與統(tǒng)籌安排至關(guān)重要。應根據(jù)管線綜合的總體規(guī)劃布局分系統(tǒng)、分層次有序作業(yè)，避免爭搶作業(yè)空間，工序倒置，以致造成綜合施工工期比各系統(tǒng)預計安裝工期長很多，這一點在總體工程籌劃中應充分考慮。

1.8 注重工程規(guī)模與工程投資的控制

投資控制貫穿于工程建設全過程，設計是影響投資的最大因素[4]。在保證工程使用功能和安全可靠的前提下，正確處理技術(shù)先進與經(jīng)濟合理間的關(guān)系，以滿足投資控制在政府批復的概算范圍內(nèi)。在工程概算中，土建工程費用約占靜態(tài)總投資的40%，車輛購置及機電設備安裝費約占35%～40%，其他費用約占20%～25%。其中，土建工程變化多，但比較容易控制，設備系統(tǒng)價格不定等因素更多取決于市場。

對于土建工程，投資控制重在控制工程規(guī)模，以經(jīng)濟適用為原則，合理確定土建工程規(guī)模和標準，采用符合城市現(xiàn)狀與規(guī)劃的線路敷設形式，優(yōu)化車站布局，合理選擇工法與圍護結(jié)構(gòu)形式。

設備系統(tǒng)工程重在設備招標采購的控制，應充分了解國內(nèi)其他城市地鐵設備的應用情況，以采用成熟、經(jīng)濟適用的設備及車輛為原則，盡量選用標準化設計。

其他費用主要在征地拆遷、交通疏解、管線遷改、樹木移植等方面控制，同時爭取政府在政策上的支持。

1.9 做好車站裝修設計

裝修費用占車站總造價的4.0%～19.2%，變化幅度較大,說明該費用具有不確定性[5]。這主要是由于車站公共區(qū)、設備區(qū)、出入口通道、各城市的裝修標準不同。車站裝修應從實際出發(fā)，首先滿足交通功能，經(jīng)濟實用，再考慮美觀大方，忌攀比豪華，做到節(jié)省費用，降低造價。裝修不宜復雜，重點車站不宜太多，出入口方案與導向系統(tǒng)全線應盡量統(tǒng)一。裝修施工階段應強化精細化管理，以管理降造價，以管理求精品。材料采購全線盡量統(tǒng)一，單項施工單位不宜過多。

1.10 關(guān)注施工期間地下水處理

我國幅員遼闊，各城市地質(zhì)條件千差萬別，施工期間地下水的處理措施地域性往往非常強。措施是否處理得當，直接影響施工期間的安全風險，輕則地面沉降超標，重則地面塌陷、建筑物開裂，甚至出現(xiàn)人員傷亡，造成重大損失。一般參與土建工程的設計單位來自全國各地，對當?shù)氐牡刭|(zhì)條件不是十分熟悉，往往把握不準確。因此，建議在設計階段，由建設單位通過合法程序，確定有資質(zhì)的單位，對全線施工降水方案開展專題研究，由地區(qū)經(jīng)驗豐富的降水隊伍統(tǒng)一實施，提升降水效果，確保工程安全。

2 從設計角度提出建設管理要點

建成一條高質(zhì)量的地鐵線，離不開所有參建方的共同努力。作為設計單位除了提交出高質(zhì)量的設計文件，還應提醒建設單位重視并配合好以下各方面工作。

2.1 重視規(guī)劃用地的落實，提前開展前期工作

軌道交通建設要和城市規(guī)劃的穩(wěn)定性相一致，應統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施，避免城市規(guī)劃的隨意性。設計單位在工作過程中應及時提醒并積極配合建設單位，穩(wěn)定規(guī)劃條件及前期設計輸入條件。

1) 車輛段、停車場、控制中心、主變電站等大宗用地要及早穩(wěn)定，這與一條線的方案穩(wěn)定與否密切相關(guān)，對能否按期通車至關(guān)重要。

2) 落實重要車站附屬建筑用地，避免線路與車站方案的反復。有的車站因為出入口或風亭用地無法落實，協(xié)調(diào)困難；許多換乘站采用長通道換乘，極為不便；有些車站因一條管線或構(gòu)筑物不能拆遷而加大車站埋深，對施工、運營極為不利，工法經(jīng)常暗挖明挖不穩(wěn)定，造成設計、施工及建設單位均比較被動。

3) 初設方案穩(wěn)定后，可提前著手征地拆遷、管線遷改、綠化遷移、交通導改等前期工作，此工作不確定的因素較多且往往控制工期。因此，借鑒其他城市經(jīng)驗，制定符合當?shù)貙嶋H并有利于開展的工作模式非常重要。

2.2 加強施工過程質(zhì)量控制

軌道交通工程建設周期長、規(guī)模大、協(xié)調(diào)內(nèi)容多，一旦在建成或施工過程中出現(xiàn)失誤，往往難以糾正。因施工過程中導致失誤，即便再好的設計也失去意義。設計單位在配合施工過程中應從設計的角度，及時發(fā)現(xiàn)問題，積極配合解決施工問題。國內(nèi)曾出現(xiàn)由于施工不當導致隧道打偏、標高錯誤、限界不足等問題。輕微的失誤可通過設計調(diào)線調(diào)坡等方式來糾正彌補，嚴重的則造成工程廢棄及投資浪費，類似的教訓很多。為此，加強施工過程控制及施工質(zhì)量驗收尤為重要，可避免出現(xiàn)施工問題之后，一味由設計進行整改補救，由于管理不到位，措施不及時，給工程留下永久遺憾。

2.3 及早啟動機電設備招標

機電項目主要由車輛、信號、供電、通信、通風空調(diào)、給排水及消防、FAS(火災報警系統(tǒng))、BAS(環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng))、AFC(自動售檢票系統(tǒng))、自動扶梯及電梯、車輛基地設備等10多個子系統(tǒng)組成。一般設備招標工作均在土建工程開工后，根據(jù)工程的初步設計文件及技術(shù)交底工作進行情況，按工程進度逐步開展。設計單位應建議機電設備招標及早進行，為穩(wěn)定土建預留、合同談判、設計聯(lián)絡、系統(tǒng)施工圖設計、裝修設計、管線綜合留有足夠的時間。其中，車輛是機電設備系統(tǒng)中最重要的設備之一，其投資巨大、技術(shù)含量高、生產(chǎn)周期長、系統(tǒng)復雜，更宜及早啟動。

2.4 提前策劃交通銜接及周邊一體化開發(fā)

結(jié)合軌道交通建設，做好軌道交通與地面交通的銜接，擴大車站及車輛段、停車場周邊開發(fā)，注重公共服務設施、商業(yè)設施與軌道交通的耦合，把站點周邊打造成容積率高、功能混合、步行友好、出行便捷的城市發(fā)展增長點已經(jīng)成為各城市軌道交通發(fā)展的共識。一體化開發(fā)宜提前策劃實施方案，早日開展對沿線區(qū)域的研究，明確區(qū)域設計總協(xié)調(diào)方，協(xié)調(diào)各不同地塊業(yè)主單位委托的不同設計單位，落實與軌道交通站點的接口，確保規(guī)劃的最終實現(xiàn)。在實際運作中，由于缺乏明確的政策引導和設計規(guī)范，以及受自身實力、資金和土地政策的限制，軌道交通與沿線開發(fā)難以同步，沿線資源開發(fā)目標難以實現(xiàn)。建議一是通過制定相關(guān)法規(guī)政策，賦予軌道交通建設、經(jīng)營的主體，在軌道交通站點周邊及上蓋開發(fā)一定的優(yōu)先權(quán)，爭取做到軌道交通建設與物業(yè)開發(fā)四同步(即同步規(guī)劃、同步設計、同步建設、同步經(jīng)營)，最大限度降低成本、提高效益，緩解建設和運營補虧的資金壓力；二是為有利于節(jié)約、集約用地，并充分發(fā)揮軌道交通運輸能力，出臺鼓勵站點周邊在軌道交通承載力范圍內(nèi)進行適度高密度開發(fā)的相關(guān)政策。

2.5 做好工程安全質(zhì)量風險評估

近年來，我國軌道交通建設進入快速發(fā)展期，工程質(zhì)量安全事關(guān)人民群眾生命財產(chǎn)安全，事關(guān)改革開放、經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定大局，以及黨和政府的形象和聲譽。為提高對軌道交通建設事故發(fā)生的預測和防控能力，應做好風險評估分析。為此，國務院下發(fā)《關(guān)于堅持科學發(fā)展安全發(fā)展促進安全生產(chǎn)形勢持續(xù)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)的意見》(國發(fā)〔2011〕40號)、住建部下發(fā)《城市軌道交通工程安全質(zhì)量管理暫行辦法》(建質(zhì)〔2010〕5號)，進一步加強了我國城市軌道交通工程質(zhì)量安全管理。工程安全質(zhì)量風險評估工作一般由建設單位單獨委托，在實施過程中要全面落實建設、勘察、設計、施工、監(jiān)理、工程監(jiān)測、質(zhì)量檢測等單位的安全質(zhì)量責任，做好安全質(zhì)量事故應急預案[6]。

2.6 提前開展建設及運營籌備工作

軌道交通不同于其他城市基礎設施項目，除投資大、建設周期長外，建設期就需要大量的專門人才，建成后還需運營人才才能投入有序運營。為使項目建設和運營良好銜接，運營籌備工作應與工程建設同步進行，確保工程按期開通[7]。運營籌備一般包括架構(gòu)與模式籌備(運營組織架構(gòu)、維保模式、物資供應模式)、人員籌備、開通籌備等。運營籌備工作需要一個高效、團結(jié)、務實、專業(yè)的團隊，經(jīng)過長達3～5年的精心策劃和實施才能完成。籌備組一般在投入運營前1～2年過渡為正式運營公司。其中，人員籌備是整個運營籌備中耗時最長、貫穿始終的一項關(guān)鍵工作?，F(xiàn)階段，我國軌道交通正值高速發(fā)展集中建設期，人才供需矛盾突出，尤其在西部地區(qū)，人才缺乏，儲備不足，人才需求巨大與培訓能力不足的矛盾更加突出。按照行業(yè)人才需求60人/km計算，“十三五”期間全國城軌交通行業(yè)從業(yè)人員缺口或?qū)⑦_到13萬人。國內(nèi)目前行業(yè)缺乏健全的培訓體系，面臨著投入不足、政策空白、標準缺失、培訓機構(gòu)匱乏等問題。建議充分利用各種社會資源，發(fā)揮行業(yè)協(xié)會、高等院校、科研院所的作用，建立培訓基地和跨地區(qū)交流的培訓機制，并制定落實相關(guān)的培訓制度，增強城市軌道交通發(fā)展的后勁。在運營籌備期間，要有目的、有組織、有步驟地直接或間接參與到工程設計、用戶需求書編制、設備監(jiān)造、工程驗收標準編制以及施工工程的協(xié)查、跟蹤、驗收等各個環(huán)節(jié)的工作中。在設備安裝、單系統(tǒng)調(diào)試及綜合聯(lián)調(diào)期間，運營人員應同時介入，以便熟悉機電設備運行狀況并處理有關(guān)技術(shù)問題。

3 結(jié)語

當前，我國城市軌道交通事業(yè)正以前所未有的步伐快速發(fā)展，而設計是工程的靈魂，一條地鐵線的最終使用效果如何，很大程度上取決于前期的工程設計是否科學合理。單條線的設計應站在線網(wǎng)高度，結(jié)合具體城市的建設特點，全方位充分考慮建設及運營的合理需求，準確把握功能定位，從而制定出單條線的設計原則、標準。設計單位要緊緊抓住不同階段的工作要點，才能做好相關(guān)工作，更好地為建設、運營服務。同時，要實現(xiàn)最佳的工程效果，建設單位亦需要及時協(xié)調(diào)處理好與設計有關(guān)的外部工作，并提前開展建設及運營籌備工作。在各方的共同努力下，掌握工程項目的全貌，熟悉各階段工作重點，抓好關(guān)鍵環(huán)節(jié)，促使我國軌道交通事業(yè)平穩(wěn)順利發(fā)展。

[2] 中國水泥網(wǎng)研究院.城市軌道交通項目成批批復交通建設將成未來水泥需求新引擎 [EB/OL] .[2015-10-29].http://www.ccement.com/news/content/8181752150398.html[3] 陳鵬.城市軌道交通樞紐規(guī)劃建設探討[J].建筑工程技術(shù)與設計，2014(6)：656.

[4] 何雪松, 高鳳淮.設計對地鐵工程投資的控制分析[J].都市快軌交通，2015，28(4):32-36.

[5] 戴盧軍.城市軌道交通車站裝修造價分析與控制[J].城市建設理論研究，2013(3)：35-40.[6] 孫長軍，任雪峰，張頂立.北京市軌道交通建設安全風險管控[J].都市快軌交通，2015, 28(3):49-53.

[7] 張巖.新建城市軌道交通運營籌備策略初探[J].中國勘察設計，2011 (3)：62-64.

(編輯：郝京紅)

Main Points of Rail Transit Design Work from the Service Perspective

Zhang Weixi

(China Railway First Survey & Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an 710043)

In view of the current situation of domestic urban rail transit projects and national policy of boosting the development of urban rail transit projects, and taking into consideration the construction experiences and lessons of urban rail transit, the key points in design work are described from two aspects. From the perspective of construction, principle in the following 10 aspects should be highlighted.They are design standards, design unit functions and interface relationship, design process integrity, hub design and standardized design, pipeline design, investment control, decoration design, groundwater treatment; From the angle of design management unit, 7 aspects should be paid great attention to. They are controlling in planning and implementation, construction quality, equipment tendering, integration development, personnel training operation, safety and quality risk assessment and preparation. On this basis, several suggestions are put forward towards different working points.

rail transit; design; engineering construction

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.04.016

2015-10-22

2016-01-05

張偉喜，男，本科，高級工程師，一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，從事軌道交通工程設計研究工作，123614775@qq.com

U231

A

1672-6073(2016)04-0071-04