郭彥東

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,710043,西安//工程師 )

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呼和浩特市軌道交通1號(hào)線配線設(shè)置方案研究

郭彥東

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,710043,西安//工程師 )

呼和浩特市軌道交通1號(hào)線是內(nèi)蒙古自治區(qū)規(guī)劃建設(shè)的第一條城市軌道交通項(xiàng)目。由于該線敷設(shè)方式、客流特征、后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)時(shí)序等均存在不確定因素,因而其配線設(shè)置存在諸多難點(diǎn)。以1號(hào)線為例,對(duì)軌道交通項(xiàng)目配線設(shè)置需統(tǒng)籌考慮的重點(diǎn)問題和設(shè)置原則進(jìn)行了探討,對(duì)影響1號(hào)線配線設(shè)置的主要因素進(jìn)行了全面分析,選擇出了運(yùn)營效果好、工程實(shí)施條件良好、經(jīng)濟(jì)合理的配線設(shè)置方案, 并對(duì)配線設(shè)置的合理性及運(yùn)營效果進(jìn)行了分析。

呼和浩特市; 軌道交通; 配線設(shè)置; 運(yùn)營組織

Author′s address China Railway First Survey & Design Institute Group Co.,Ltd.,710043,Xi′an,China

呼和浩特市軌道交通1號(hào)線是線網(wǎng)中東西向的主骨架線(見圖1),全長約34.1 km,共設(shè)車站25座(其中地下站16座,高架站9座)。該線一期工程為金海工業(yè)園區(qū)至白塔段,線路長22.24 km (其中地下線18.50 km,高架線3.49 km,敞口段0.25 km);設(shè)車站19座(其中地下站16座,高架站3座),平均站間距1.19 km。換乘站4座,分別與軌道交通2、3、4、5號(hào)線換乘。

1號(hào)線全線設(shè)1段1場(chǎng),設(shè)牽引變電站2座、控制中心1座,均在一期工程中實(shí)施[1]。

城市軌道交通的配線是為運(yùn)營組織服務(wù)的。配線設(shè)置方案應(yīng)以運(yùn)營方便、功能完善為目的,盡量做到工程實(shí)施條件良好、造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理。本文即對(duì)1號(hào)線的配線設(shè)置中需統(tǒng)籌考慮的問題和設(shè)置原則進(jìn)行了探討。

圖1 呼和浩特市軌道交通1號(hào)線線路走向示意圖

1 配線設(shè)置原則

呼和浩特市軌道交通1號(hào)線配線的設(shè)置原則和要求主要有以下幾點(diǎn):

(1) 車站配線應(yīng)按全網(wǎng)、全線分層布局和配置。按線網(wǎng)規(guī)劃確定設(shè)置正線間聯(lián)絡(luò)線及其渡線,確定段、場(chǎng)與正線接軌站的配線;按運(yùn)行交路確定折返站及其配線,既滿足各設(shè)計(jì)年度的設(shè)計(jì)運(yùn)行交路要求,又具有良好的適應(yīng)性和靈活性。

(2) 配線設(shè)置應(yīng)充分考慮一定的運(yùn)能余量以及運(yùn)輸組織的靈活性。除在折返站設(shè)置折返線外,當(dāng)兩個(gè)具備臨時(shí)停車條件的車站相距過遠(yuǎn)時(shí),為滿足故障運(yùn)營需要,根據(jù)GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:正線應(yīng)每隔5～6座車站或8～10 km設(shè)置停車線,其間每相隔2～3座車站或3～5 km應(yīng)加設(shè)渡線[2],以方便列車臨時(shí)停車、折返或組織臨時(shí)運(yùn)行交路。

(3) 停車線設(shè)在折返站時(shí),應(yīng)與折返線分開設(shè)置,停車線尾端應(yīng)設(shè)置單渡線與正線貫通。

(4) 全線配線設(shè)置需考慮不同開通時(shí)期列車折返和運(yùn)輸組織的需要。

(5) 配線的設(shè)置需考慮線路的敷設(shè)方式、工程條件及工程造價(jià)等因素。

(6) 配線的設(shè)置應(yīng)滿足列車故障時(shí)局部實(shí)現(xiàn)單線運(yùn)營的要求,避免因部分線路堵塞而引起線路停運(yùn)。

(7) 停車線或渡線的設(shè)置要考慮全線配線布置的均勻性。

(8) 車站配線的合理設(shè)置是列車安全行車、正常運(yùn)行和提高運(yùn)營管理應(yīng)變能力的重要保證[3]。

2 配線初步設(shè)置方案

(1) 車輛段(停車場(chǎng))出入線:是連接車輛段(停車場(chǎng))與正線的輔助線,用于向正線發(fā)出列車和接收回段(場(chǎng))列車。車輛段出入段線的設(shè)置,應(yīng)盡量減少進(jìn)出段列車對(duì)正線列車的干擾,以保證行車安全。根據(jù)運(yùn)營需求和場(chǎng)、段選址方案研究,1號(hào)線全線設(shè)1段1場(chǎng)。車輛段出入段線接入金海工業(yè)園區(qū)站,白塔停車場(chǎng)出入線需接入白塔站。

(2) 聯(lián)絡(luò)線:用于連接不同軌道交通的線路,一般在具有車輛資源共享或大架修基地共享的線路之間設(shè)置。根據(jù)線網(wǎng)資源共享方案研究結(jié)論,1號(hào)線在回民區(qū)政府站東北象限設(shè)置與5號(hào)線的聯(lián)絡(luò)線,在新華廣場(chǎng)站西南象限設(shè)置與2號(hào)線的聯(lián)絡(luò)線。

(3) 折返線:用于組織列車折返,一般設(shè)置在列車始發(fā)站、終到站及小交路折返站。根據(jù)運(yùn)輸需求,1號(hào)線一期工程列車需在金海工業(yè)園區(qū)站和白塔站折返,金海工業(yè)園區(qū)站折返線可與車輛段出入段線合設(shè),白塔站折返線可與停車場(chǎng)出入線合設(shè)。

(4) 停車線:供故障列車臨時(shí)存放,或用于存放熱備車等,也稱存車線。1號(hào)線需根據(jù)運(yùn)營需要在車輛段、停車場(chǎng)接軌站之間適當(dāng)設(shè)置停車線。

(5) 渡線:一般需配合折返線、停車線和聯(lián)絡(luò)線設(shè)置,也可根據(jù)運(yùn)營需求單獨(dú)設(shè)置,以方便故障情況下組織臨時(shí)交路和工程車折返。1號(hào)線需在折返站設(shè)置單渡線,還需根據(jù)運(yùn)輸需要適當(dāng)設(shè)置單渡線。

3 重點(diǎn)車站配線設(shè)置研究

根據(jù)初步分析,1號(hào)線列車折返線、聯(lián)絡(luò)線、單渡線的設(shè)置方案較為明確,以下重點(diǎn)對(duì)車輛段出入線、停車場(chǎng)出入線和停車線的設(shè)置方案進(jìn)行分析比選。

3.1 車輛段出入線

根據(jù)1號(hào)線車輛段選址方案,車輛段出入段線需接入金海工業(yè)園區(qū)站。金海工業(yè)園區(qū)站位于呼和浩特市回民區(qū)新華西街與西二環(huán)路路口東側(cè),沿新華西街東西向敷設(shè)。站位北側(cè)為城市休閑廣場(chǎng),南側(cè)為多層住宅樓,東側(cè)為鐵路專運(yùn)線。

金海工業(yè)園區(qū)站為1號(hào)線一期工程起點(diǎn)站,初期交路及近、遠(yuǎn)期小交路的折返站,為地下車站。由于受車輛段選址與二期線站位間相互位置關(guān)系的制約,車輛段出入段線無“八字線”布置條件,根據(jù)工程條件及運(yùn)營特點(diǎn),考慮2種配線方案,如圖2所示。

圖2 出入段線配線方案示意圖

從運(yùn)營方面分析,方案二上行方向(金海工業(yè)園區(qū)站—白塔站方向?yàn)樯闲?反之為下行)入段及故障列車清客不占用正線,反向發(fā)車時(shí)在金海工業(yè)園區(qū)站可以上客,運(yùn)營效果較好;但此方案車站規(guī)模較大,日常養(yǎng)護(hù)維修成本高,兩座島式站臺(tái)分方向使用,沒有充分發(fā)揮島式站臺(tái)的功能。方案一車站規(guī)模小,工程實(shí)施優(yōu)勢(shì)明顯?？紤]金海工業(yè)園區(qū)站客流量不大,且二期西端僅規(guī)劃2座車站,故車輛段出入線配線形式宜采用方案一。

3.2 停車場(chǎng)出入線

根據(jù)停車場(chǎng)選址方案,停車場(chǎng)出入段線接入白塔站。白塔站為初期交路及近、遠(yuǎn)期小交路的折返站。根據(jù)工程條件及運(yùn)營特點(diǎn),考慮3種配線方案,如圖3所示。

圖3 出入場(chǎng)線配線方案示意圖

方案一、方案二工程規(guī)模較小,方案一較方案二反向發(fā)車更為方便;方案三雙方向接發(fā)車均較順暢,但工程投資大、美觀性差,且出入場(chǎng)線與正線形成較大夾角地,對(duì)地塊切割嚴(yán)重?？紤]到白塔站東端僅有4座車站(屬二期工程),綜合考慮,出入場(chǎng)配線方案宜采用方案一。

3.3 停車線

1號(hào)線車輛段接軌金海工業(yè)園區(qū)站,停車場(chǎng)接軌白塔站,金海工業(yè)園區(qū)站與白塔站之間距離為21.4 km,間隔18座車站。由于兩站間距離過長、間隔車站較多,因此需設(shè)置停車線。配線設(shè)置需結(jié)合線路功能需求、車站工程條件,以及工程造價(jià)、客流需求和物業(yè)開發(fā)等各方面因素綜合確定。

3.3.1 新華廣場(chǎng)站停車線設(shè)置

根據(jù)“每隔5～6座車站或8～10 km設(shè)置停車線”的設(shè)置要求,宜在新華廣場(chǎng)站附近設(shè)置停車線。與新華廣場(chǎng)站相鄰的附屬醫(yī)院站西端靠近扎達(dá)蓋河,人民會(huì)堂站西端穿過自治區(qū)博物館展廳大樓及政府一號(hào)辦公樓文物保護(hù)范圍,鼓樓立交站西端為立交橋墩,由此可見與新華廣場(chǎng)站相鄰的3座車站均無設(shè)置停車線的條件。

新華廣場(chǎng)站設(shè)置了與2號(hào)線的聯(lián)絡(luò)線,停車線設(shè)于此站,可節(jié)省1條配合聯(lián)絡(luò)線的單渡線;新華廣場(chǎng)站處于全線最高客流斷面以南,在此站設(shè)置雙列位停車線,具備存放熱備車的功能,晚高峰時(shí)段可向線路東端發(fā)車,且可與新華廣場(chǎng)的改造相結(jié)合(呼市政府計(jì)劃結(jié)合軌道交通新華廣場(chǎng)站建設(shè)規(guī)劃,對(duì)新華廣場(chǎng)進(jìn)行整體改造),實(shí)施同步建設(shè)。綜上分析,新華廣場(chǎng)站宜設(shè)置雙列位停車線。新華廣場(chǎng)站配線方案如圖4所示。

3.3.2 鴻德學(xué)院站停車線設(shè)置

與鴻德學(xué)院站相鄰的呼和浩特東站是1號(hào)線與呼張客運(yùn)專線、呼包鄂城際鐵路的銜接站,且為1號(hào)線與3號(hào)線的換乘站,是大客流集散點(diǎn)。遠(yuǎn)期下行方向最大斷面客流量是上行方向的1.5倍。結(jié)合呼和浩特東站客流量大的特點(diǎn),高峰時(shí)段宜從呼和浩特東站向西端組織加開不成對(duì)列車,起到緩解上下行客流不均衡的作用。但呼和浩特東站客流乘降量大,若列車在此站折返,由于清客時(shí)間長,將影響線路折返能力,因此不宜在呼和浩特東站進(jìn)行列車折返。

鴻德學(xué)院站為1號(hào)線東端最后1座地下站,其以東段落均采用高架敷設(shè)。呼和浩特市政府計(jì)劃搬遷白塔國際機(jī)場(chǎng),將鴻德學(xué)院至白塔段沿線土地作為儲(chǔ)備用地,該地段今后將形成快速發(fā)展的趨勢(shì),但其客流增長仍需要一定的培育期。若鴻德學(xué)院以東段客流水平發(fā)展未達(dá)到研究年度客流預(yù)測(cè)水平,鴻德學(xué)院站可作為重要的列車交路折返站。因此宜在鴻德學(xué)院站設(shè)雙停車線,既可停放熱備車及進(jìn)行折返,又可滿足高峰時(shí)段向西端發(fā)車,快速有效地疏解呼和浩特東站的大量客流。呼和浩特市惡劣天氣天數(shù)較多,當(dāng)高架段受惡劣天氣影響及客流較小時(shí),鴻德學(xué)院站亦可作為備用交路折返站。綜上所述,有必要在鴻德學(xué)院站設(shè)置雙停車線。鴻德學(xué)院站配線方案見圖5所示。

圖5 鴻德學(xué)院站配線方案示意圖

3.3.3 萬達(dá)廣場(chǎng)站停車線設(shè)置

新華廣場(chǎng)站至鴻德學(xué)院站距離10.3 km,間隔9座車站,超過規(guī)范規(guī)定設(shè)置的停車線的距離及間隔車站數(shù)要求,因此需在新華廣場(chǎng)站至鴻德學(xué)院站間設(shè)置停車線。萬達(dá)廣場(chǎng)站位于新華大街與東二環(huán)路交叉口西側(cè),車站周圍有內(nèi)蒙古博物院、萬達(dá)廣場(chǎng)等。萬達(dá)廣場(chǎng)為新華大街沿途第二大商業(yè)中心,具有較高的開發(fā)價(jià)值。軌道交通與物業(yè)開發(fā)相結(jié)合,有利于軌道交通功能的發(fā)揮,對(duì)引導(dǎo)城市軌道交通站點(diǎn)周邊商業(yè)開發(fā)、城市改造健康良性發(fā)展有重要意義[4]。

根據(jù)客流特征,上下行方向高峰斷面客流不均衡,初、近、遠(yuǎn)期下行方向最大客流斷面流量均大于上行方向;金海工業(yè)園區(qū)站至萬達(dá)廣場(chǎng)站客流量大,且上下行方向客流水平差距較大,基于以上客流特點(diǎn),考慮到萬達(dá)廣場(chǎng)站施工條件較好且具有較高的開發(fā)價(jià)值,因此,在萬達(dá)廣場(chǎng)站東端設(shè)雙停車線,作為故障列車停車線,可停放熱備車,高峰時(shí)段也可向西端發(fā)車,以緩解雙方向客流的不均衡性。

4 配線合理性及運(yùn)營效果分析

4.1 配線設(shè)置合理性分析

1號(hào)線配線設(shè)置方案及站間距如圖6所示。

圖6 配線設(shè)置方案及站間距示意圖

推薦配線方案停車線平均間距為5.6 km,有配線車站的平均間距約3.4 km。從配線距離和車站數(shù)目看,該方案滿足相關(guān)規(guī)定要求,且運(yùn)營條件良好。為提升軌道交通運(yùn)營服務(wù)水平,城市中心城區(qū)的軌道交通線路,5～6 km設(shè)置1處停車線是相對(duì)合理的[5]。

對(duì)防淹門設(shè)置的適應(yīng)性分析:在靠近、臨近江河岸邊的地下車站,應(yīng)設(shè)防淹門。其目的是萬一發(fā)生水淹時(shí),可以采取緊急隔斷措施[6]。1號(hào)線所經(jīng)過的烏素圖溝、烏里沙河、扎達(dá)蓋河、東河和哈拉更溝5條河流,除烏素圖溝為自然河流外,其余4條均為經(jīng)過人工改造的景觀河。自然河流相關(guān)車站——金海工業(yè)園區(qū)站西端擬設(shè)置防淹門,其他4條人工改造的景觀河相關(guān)車站未設(shè)置防淹門,主要原因是河底經(jīng)過鋪砌,風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。金海工業(yè)園區(qū)站東端設(shè)置有單渡線,可滿足防淹門啟用隔斷后的臨時(shí)折返要求。

4.2 配線方案運(yùn)營效果

4.2.1 應(yīng)對(duì)客流變化的適應(yīng)性

鴻德學(xué)院站以東沿線為儲(chǔ)備用地,客流發(fā)展具有一定的風(fēng)險(xiǎn),存在低客流風(fēng)險(xiǎn)和高客流風(fēng)險(xiǎn)兩種情況。若鴻德學(xué)院站以東段客流水平發(fā)展滯后,未達(dá)到研究年度客流預(yù)測(cè)水平,由于鴻德學(xué)院站設(shè)置了具有折返功能的停車線,因此可組織開行金海工業(yè)園區(qū)站至鴻德學(xué)院站的小交路,如圖7所示。

客流風(fēng)險(xiǎn)除高峰小時(shí)單向最大斷面客流量存在波動(dòng)的可能性之外,實(shí)際運(yùn)營中全線區(qū)間客流斷面特征也可能發(fā)生變化。在新華廣場(chǎng)站、萬達(dá)廣場(chǎng)站、鴻德學(xué)院站均設(shè)置有具有折返功能的配線,在實(shí)際運(yùn)營中可根據(jù)客流實(shí)際情況及運(yùn)營需要靈活調(diào)整列車開行組織方案,組織不同交路運(yùn)行。

圖7 應(yīng)對(duì)客流變化的運(yùn)營交路方案

4.2.2 對(duì)高峰時(shí)段上下行客流不均衡的適應(yīng)性

由于1號(hào)線高峰時(shí)段斷面客流上下行方向不均衡,在這種客流特征情況下,高峰時(shí)段采用傳統(tǒng)單一交路的均衡運(yùn)輸組織方式,容易造成列車運(yùn)能的浪費(fèi)。為了降低運(yùn)營成本,提高運(yùn)營效率,應(yīng)針對(duì)高峰時(shí)段客流不均衡的特點(diǎn),實(shí)際運(yùn)營中,在交路不變的條件下采用抽疏某一方向部分列車的不均衡運(yùn)輸組織方式[7]。

(1) 早高峰不均衡運(yùn)營組織交路。初、近、遠(yuǎn)期下行方向最大斷面流量均大于上行方向,金海工業(yè)園區(qū)站至萬達(dá)廣場(chǎng)站客流斷面大,且上下行方向客流差距較大。1號(hào)線萬達(dá)廣場(chǎng)站、鴻德學(xué)院站東端設(shè)置雙停車線,考慮到車輛段接軌于金海工業(yè)園區(qū)站,因此,早高峰時(shí)段可組織開行萬達(dá)廣場(chǎng)站—金海工業(yè)園區(qū)站、鴻德學(xué)院站—金海工業(yè)園區(qū)站、白塔站—金海工業(yè)園區(qū)站的不成對(duì)列車,以緩解上下行客流的不均衡性,如圖8所示。

圖8 早高峰不均衡運(yùn)營組織交路圖

(2) 晚高峰不均衡運(yùn)營組織交路。初、近、遠(yuǎn)期上行方向最大斷面流量大于下行方向。新華廣場(chǎng)站西段設(shè)置了雙停車線,考慮到白塔站接軌停車場(chǎng),晚高峰時(shí)段可組織開行金海工業(yè)園區(qū)站—白塔站、新華廣場(chǎng)站—白塔站的不成對(duì)列車,如圖9所示。

圖9 晚高峰不均衡運(yùn)營組織交路圖

4.2.3 對(duì)惡劣天氣條件下運(yùn)行方案的適應(yīng)性

對(duì)地面或高架線路而言的,惡劣天氣是指暴風(fēng)8級(jí)及以上或大霧、大雪、沙塵暴等惡劣氣象條件。如遇上述氣象條件,處于地面或高架線路地段的列車應(yīng)減速緩行或停運(yùn)。

呼和浩特屬典型的溫帶大陸性氣候,其特點(diǎn)是冬季漫長而寒冷,少雪;夏季短而溫?zé)?降水集中,春季干旱多風(fēng),秋季日光充足,涼爽而短促;氣溫日差和年差較大,冷暖變化劇烈,無霜期較短,降水少且集中,氣候干燥。

在實(shí)際運(yùn)營過程中,如遇8級(jí)及以上大風(fēng)、大霧、大雪及沙塵暴等惡劣天氣,高架段停運(yùn)時(shí)可按金海工業(yè)園區(qū)站至鴻德學(xué)院站進(jìn)行運(yùn)營組織,如圖10所示。

圖10 惡劣天氣列車運(yùn)行組織方案

綜上所述,在新華廣場(chǎng)站、萬達(dá)廣場(chǎng)站、鴻德學(xué)院站設(shè)置停車線是必要、合理的。

5 結(jié)語

呼和浩特市軌道交通1號(hào)線車輛段、停車場(chǎng)出入線配線方案工程規(guī)模適中、功能完善,可以滿運(yùn)營需求。在新華廣場(chǎng)站、萬達(dá)廣場(chǎng)站、鴻德學(xué)院站設(shè)置具有折返和停車功能的停車線,既可作為列車臨時(shí)停車線,亦可作為交路折返、備用車存放等功能使用,充分體現(xiàn)了配線設(shè)置在應(yīng)對(duì)客流變化、不均衡客流、惡劣天氣、水淹隔斷等特殊運(yùn)營情況下的重要作用,以及緊密結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃的物業(yè)開發(fā)價(jià)值。

[1] 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.呼和浩特市城市軌道交通1號(hào)線一期工程可行性研究報(bào)告[R].西安:中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,2015.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范:GB 50157—2013 [S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013.

[3] 毛保華.城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社,2006:45-66.

[4] 聶華波,汪敏.“地鐵+物業(yè)”與城市用地規(guī)劃結(jié)合模式研究[J].都市快軌交通,2015,28 (2):41-44.

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Research on Sidings Setting of Hohhot Rail Transit Line 1

GUO Yandong

Hohhot rail transit Line 1 is the first planned urban rail transit project in Inner Mongolia Autonomous Region.Due to uncertain factors existing in line laying modes,passenger flow characteristics and follow-up project construction schedules,many difficulties in rail layout and equipment installation are to be solved.Taking Line 1 as an example,the key problems and principles for overall consideration on the siding setting of rail transit project are discussed,affecting factors are analyzed.Finally,a reasonable scheme of station siding is selected,which features better operation,better engineering implementation condition and balanced economic development.The rationality and convenience in operation organization of the scheme are analyzed.

Hohhot City; rail transit; siding setting; operation organization

U231.1

10.16037/j.1007-869x.2017.06.023

2017-01-15)