跨河地鐵是這樣設計出來的

            時間:2014-11-24 14:11來源:大西北網 作者:記者張小燕 點擊: 載入中...
              蘭州速度——蘭州軌道交通建設系列報道之六
              
                
              
              地鐵是城市政府解決公共交通困頓的優先選項,被視為城市形象升級的符號。走進蘭州市,由西向東一路行進,一個接一個的藍色施工圍擋,成了城市中特有的一景。作為國內首條下穿黃河交通隧道工程,如何保證蘭州地鐵的安全性;如何保證地鐵修建規劃的科學性;未來蘭州還會有哪些軌道交通線路;巨大的交通壓力如何解決;為此,記者采訪了鐵一院及蘭州市規劃、城建、軌道公司等相關部門。
              
              一號線即可分流蜂腰路段三分之一客流
              
              地鐵設計涉及眾多領域,工程規模巨大,系統復雜,涉及到30多個專業。作為國家首批成立的大型綜合性勘察設計院,中鐵第一勘察設計院以雄厚的科研和技術開發能力,于2012年6月26日中標蘭州地鐵一號線一期工程設計總承包項目。
              
              資料顯示,鐵一院建院60多年來,累計完成鐵路各階段研究及勘測設計46萬多公里,投入運營3萬余公里,使中國的鐵路運營總里程跨越10萬公里大關,創造了數以百計的國內第一和世界之最。先后奉獻了我國第一條電氣化鐵路、第一條沙漠鐵路、第一條鹽湖鐵路、世界第一條的高原凍土鐵路、第一條濕陷性黃土地區修建的高速鐵路、世界上首條穿越高寒地區的高速鐵路……其承擔了全國30余個城市的地鐵規劃、設計、咨詢、監理、總承包和綜合物業開發;在全球40多個國家承攬了超過2000公里的鐵路、公路、地鐵咨詢和設計項目;承擔了超過5000公里的高速鐵路、客運專線和高標準鐵路設計任務,幫助中國成為世界高鐵領域的領跑者。
              
              事實上,中標蘭州地鐵設計總承包項目,鐵一院可謂勢在必得。這不僅體現于其雄厚的科研和技術開發能力,更體現于其付出的辛勤勞動,以及該院多年來堅持不懈地以整體規劃培育潛在市場、以超前主動服務拓展經營領域的豐厚回報。
              
              不同于其他城市的地鐵投標,從2008年蘭州市政府正式啟動地鐵項目起,鐵一院即積極地參與其中,并主動站在業主的角度,立足于整個蘭州軌道交通市場的整體規劃和合理布局,以對蘭州長遠發展負責和為市民提供更好生活環境的責任感和使命感,全面系統地從蘭州市的地形、地質條件、環境影響、歷史和文化等多方面綜合考慮,對蘭州市城市軌道交通建設的必要性、建設規模、建設時序安排、主要技術方案、投資效益及資金安排等方面進行深入研究分析,并在地鐵沿線物業開發、土地綜合利用等地鐵延伸領域進行系統規劃和統籌考慮,為蘭州地鐵的研究、立項、審批和以后的建設、運營管理及盈利還貸奠定了堅實的技術基礎。
              
              鐵一院所做的蘭州城市軌道交通線網規劃將分為內、外兩個層次展開,其中內層由中心城區的3條線路組成,總長度90公里,分為一、二、三號線分期建設;外層由中川線、榆中線和青什線3條外圍市域線組成,總長度約117公里,分別向中川機場方向、榆中縣城方向和規劃中的青什片區輻射。
              
              在鐵一院為蘭州市政府所做的建設規劃中,首先安排一號線和二號線一期工程開展建設。這兩條骨干線路沿城市主要客流走廊布設,連接了市內多個大型客流集散點,構成了蘭州市軌道交通線網的基本構架。兩條線路將同時經過蘭州市交通最為擁堵的“蜂腰”地段,據測算僅一號線即可分流該路段三分之一的客流,建成后可大量減少東西向的公交車數量并將成為市民的首選出行方式,從而極大地緩解蘭州市日益緊張的交通壓力和擁堵現象。
              
              整體規劃思路中心城區及市域線拉開城市框架
              
              蘭州軌道交通線網有中心城區軌道交通線網和市域線網兩個層次:中心城區軌道交通由1、2、3號線組成,1、2號線服務于中心城區的東西主客流走廊,3號線為輔助線,共同組成中心城區軌道交通線網;市域線網由中川線、榆中線和青什線組成,分別向中川機場方向、榆中縣城方向和規劃青什片區輻射。
              
              目前正在建設中的1號線是蘭州市從西向東的一條主干軌道交通線路,東西橫貫中心城區,連接城關核心組團、安寧—七里河核心組團和西固核心組團。2號線在城市蜂腰地段形成東西向的軌道交通第二通道,直接溝通兩大鐵路客站,主要連接整個安寧組團、七里河組團、城關組團和雁灘組團。3號線是溝通城關區黃河兩岸的一條軌道交通線路,連接了城關組團、鹽場堡組團、雁灘組團和和平組團。
              
              從客流效益方面考慮,1號線客流強度最大,效益最好應先建;2號線與3號線相比,2號線較好。從對線網布局的重要性分析,1號線緩解城市中心區特別是蜂腰地帶的交通壓力,對線網布局最重要;2號線進一步完善城市交通功能,應次之;3號線是其他兩條主干線的輔助補充線,應后建。從與城市發展協調性分析,1、2號線促進城市雙核心的形成,優化城區功能升級應先建;3號線利于黃河北岸的城市經濟發展和和平鎮的城鎮建設。綜上所述,中心城區線網合理的建設順序為:1號線、2號線、3號線。
              
              蘭州市軌道公司表示,目前,在加快1號線一期工程建設的同時,根據蘭州第四版城市總體規劃和蘭州新區、蘭州東部科技新城的發展需求,目前正在開展蘭州市軌道交通線網規劃的修編工作。
              
              根據國務院批準的《蘭州市城市軌道交通近期建設規劃(2011—2020年)》,近期(2011-2020年)主要建設1號線一期工程和2號線一期工程,總長約36公里。其中1號線一期工程,東起城關區東崗鎮,西至西固區陳官營,長約26公里,已于2014年3月28日開工建設,計劃2016年開始試運行;2號線一期工程東起城關區雁北路,西至東方紅廣場,計劃2015年7月至2020年10月建設,長約9.4公里。
              
              解決交通擁堵,滿足不同區域市民的出行需求
              
              1號線沿西津西路、西津東路、慶陽路、東崗西路、東崗東路布設,將大量主通道的上客流轉移至地下,緩解地面交通通行壓力。尤其是在蘭州“蜂腰”地段,遠景年1號線高峰小時將承擔33.8%的截面客流量,較大程度地緩解“蜂腰”地段交通擁堵。1號線東西橫貫中心城區,主要滿足城關核心組團、安寧—七里河核心組團、西固核心組團的居民跨組團出行需求。
              
              2號線開辟蜂腰地段第二通道溝通這兩端客流走廊,形成一條貫通蘭州市中心城區的新運輸通道。西段沿安寧區主交通走廊布設,從交通主軸上吸引客流,緩解地面交通擁堵壓力。東段開辟火車站東路、瑞德大道、雁園路為城關區南北交通走廊,成為城關區另一條南北向客流主通道,分流天水路的交通壓力。中段將兩端交通走廊連接,成為蘭州市軌道交通第二通道,分擔“蜂腰”地段交通壓力。2號線主要滿足城市兩大核心區和兩大鐵路客運站的居民跨組團出行需求。
              
              3號線是一條輔助補充線,交通功能主要體現在溝通城關區黃河兩岸交通,突破黃河谷地交通限制,增加和平組團交通輻射。3號線連接了城關核心組團、鹽場堡組團、雁灘組團和和平組團,滿足居民跨組團出行。
              
              連通四區一號線線路需穿越黃河兩次
              
              蘭州地鐵1號線主要走行于卵石土與砂質黃土地層,另外還有風化砂巖、濕陷性黃土、膨脹土等特殊地層,卵石土的高滲透性與大孔隙率、全風化砂巖受開挖擾動后的強度將明顯下降、濕陷性黃土的濕陷沉降等問題是遇到的主要難題,但是從目前國內外軌道交通建設情況來看,以上所述的各種地層條件都有相對成熟與可靠的針對性技術措施,完全能夠滿足施工時對周邊環境與安全的控制要求。
              
              任何一座城市地下隧道建設,均要考慮到橋梁、建筑物、地基、路基、客流量、繁華地帶等多方面問題,所以大部分地鐵線路都是曲線。蘭州軌道交通1號線一期工程西起西固區陳官營,東至東崗鎮,依次經過西固區、安寧區、七里河區、城關區等四個主要功能區塊,直接溝通城區兩個中心,先后通過西客站、西關十字、東方紅廣場等大型客流集散點和人口集中區。
              
              其中,陳官營站是陳官營停車場出入線接軌站,為一期工程起點。出陳官營站后線路折向東北方向,沿規劃道路敷設至崔家大灘設奧體中心站,之后沿規劃深安大橋墩位兩側下穿黃河,在規劃世紀廣場前設世紀大道站,出世紀大道站后線路折向東南,并于規劃路口設迎門灘站,沿既有銀灘大橋墩位兩側第二次穿越黃河,至馬灘設馬灘站。之后線路折至西津西路,過石炭子溝后在市農機總公司前設土門墩站,出站后線路繼續向東布設,在原西站貨場區域根據最新西客站綜合交通樞紐規劃需要,在規劃西客站北廣場東西向設西客站,該站是1、2號線換乘站,同時也是1、2號線與國鐵換乘的車站,1、2號線車站與國鐵車站同步施工。出西客站后,線路繼續沿西津西路敷設,于敦煌路與西津西路交叉口設西站十字站,于安西路、西津西路交叉口設七里河站,出七里河站后線路左右線分繞通過小西湖立交橋,于蘭州友誼醫院前設小西湖站,于華林路與西津東路交叉口設文化宮站。出文化宮站,下穿雷壇河后,左右線分繞通過解放門立交橋和清真大寺后,設西關十字站,該站是1、3號線換乘站。隨后線路沿張掖路敷設,在省政府前設省政府站,之后從張掖路迂回至慶陽路,其間穿越大量的既有多層建筑。至慶陽路后,于東方紅廣場西口東側偏北設東方紅廣場站,該站為1、2號線換乘站,考慮1、2號線互聯互通運營的可能,并兼顧工程實施條件。出東方紅廣場站后,線路沿東崗西路敷設,于天水路、東崗西路交叉口設盤旋路站,于瑞德大道、東崗西路交叉口西側設五里鋪站,五里鋪站是1、2號線換乘站,于嘉峪關北路、東崗東路交叉口設東部市場站,于焦家灣路、東崗東路交叉口設拱星墩站,過爛泥溝后在甘肅容嘉商貿有限公司前設焦家灣站,最后于東崗東路道路紅線外側原蘭鋼集團廠區前設東崗站,東崗站是1、3號線換乘站,也是1號線的終點站和東崗車輛段接軌站。
              
              盾構機“量身定做”克服富水砂卵石地層盾構施工技術難題
              
              與蘭州市其他城建工程不同,軌道交通建設在蘭州尚屬首次。而兩次下穿黃河,更讓施工面臨著極大風險,其中卵石土具有高滲透性和大孔隙率特征,開挖穩定性及變形控制是施工中需要解決的主要難題。對此,結合國內外軌道交通建設的成功經驗,鐵一院在設計中采取了相對成熟可靠的針對性技術措施,以確保施工對周邊環境與安全的控制性要求。
              
              7月9日,一號線試驗段工程在蘭州市安寧區先期開工建設。此段工程包括“一站一區間”,其中世紀大道站為地下雙層島式車站,全長304米、寬21.6米、埋深17.1米,站臺有效長度140米、站臺寬度12.5米;世紀大道至迎門灘區間開挖隧洞直徑6米,左線長630米、右線590米,中間設聯絡通道。
              
              鐵一院表示,軌道交通方案設計充分考慮到了以下問題:針對不同地層條件下的盾構區間的盾構機選型問題;不同地層條件下,盾構掘進中,盾構機姿態的有效控制問題;不同地層條件下地層的有效加固問題;過黃河段區間隧道的防水問題以及對深安大橋、銀灘大橋的保護問題;盾構近距離平行下穿步行街與大片居民建筑群的施工保護措施;濕陷性黃土地層的沉降問題等等。
              
              2013年5月4日、5日,承擔蘭州軌道交通1號線實驗段工程的中鐵二十一局軌道交通試驗段項目部,為應對盾構區間復雜地質以及解決富水砂卵石層始發、掘進參數的設定等相關問題,邀請了相關專家、業主、第三方檢測、質監站、監理以及部分刀具供應商召開了首次盾構施工技術措施方案專家會,就盾構穿越世(世紀大道)——迎(迎門灘)區間的施工方案可行性和施工安全問題,展開探討。
              
              蘭州軌道交通1號線一期工程試驗段,承載著全線施工經驗總結的重要使命,其中,1號線的兩穿黃河都要在本試驗段的兩個車站進行盾構始發,蘭州市富水砂卵石地層盾構施工相關參數要通過世—迎區間的施工來驗證。此次,盾構首次始發的世—迎區間右線長574.65米,左線長652.82米,區間內地質較為復雜,區間隧道地下水位埋深為10.9m—12.7m,施工風險大。
              
              關注蘭州地鐵建設的市民一定還記得,在試驗段建設過程中,“金城1號”盾構機作為蘭州軌道交通的首臺盾構機,是由中國鐵建重工集團有限公司根據蘭州市軌道交通1號線一期工程試驗段富水砂卵石地層的實際情況專門“量身定做”的。作為一臺土壓平衡盾構機,其在刀盤、主機結構、設備布置、操作界面等方面進行了量體裁衣式的設計,總機長度84米,主機長度13.2米,1節設備橋、6節拖車,重508噸,其中僅刀盤加前盾重約160噸,平均掘進速度可達450m/月,整機性能參數達到國內領先、國際先進水平。
              
              “金城一號”的工作原理是利用安裝在盾構最前面的全斷面切削刀盤,將正面土體切削下來進入刀盤后面的貯留密封艙內,并使艙內具有適當壓力與開挖面水土壓力平衡,以減少盾構推進對地層土體的擾動,從而控制地表沉降,在出土時由安裝在密封艙下部的螺旋運輸機向排土口連續的將渣土排出。螺旋運輸機靠轉速控制來掌握出土量,出土量密切配合刀盤切削速度,以保持密封艙內始終充滿泥土而又不致過于飽滿。這種盾構避免了局部氣壓盾構主要缺點,也省略了泥水加壓盾構投資較大的控制系統、泥水輸送系統和泥水處理等設備。
              
              試驗段的成功建設不僅充分驗證了蘭州軌道交通一期的設計方案和施工工藝的合理性和適用性,而且充分體現了鐵一院對工程負責、為市民負責的科學態度。
              
              隨著蘭州地鐵網絡的逐步形成及其與城際鐵路、公路、航空等大型交通樞紐實現的無縫銜接,蘭州市的對內、對外交通狀況將由此得到極大改善,蘭州市作為全國9大綜合性交通樞紐和中國12個主干交通樞紐、鐵道部規劃的路網性樞紐和十大區域性客運中心之一的核心地位將得到進一步加強,蘭州市必將迎來又一個快速發展的黃金時期,成為“西部區域發展的重要引擎”。
              
               (責任編輯:鑫報)
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