深圳軌道交通4號線二期工程設計特點

徐成永 阮文忠 白雪梅

(1.北京城建設計研究總院有限責任公司 北京 100037;2.港鐵軌道交通(深圳)有限公司 深圳 518109)

港鐵軌道交通(深圳)有限公司以“建設-運營-移交”的BOT模式，投資建設深圳軌道交通4號線二期工程和4號線全線運營管理30年。二期工程總投資額約人民幣60億元，已于2011年6月16日建成并投入試運營。該工程不僅是港鐵公司首次以全資形式參與內(nèi)地軌道交通項目發(fā)展的一個重要里程碑，更是CEPA(2003年，內(nèi)地與香港、澳門特別行政區(qū)政府分別簽署了《關于建立更緊密經(jīng)貿(mào)關系的安排》，簡稱CEPA)正式實施以來深港兩地的第1個大型基建工程，是落實CEPA協(xié)議、探索深港合作建設項目新模式的有益嘗試。

北京城建設計研究總院承擔了本工程《建設標準》的編制工作，與奧雅納工程顧問公司組成聯(lián)合體承擔了本工程的初步設計工作，以及施工圖4個設計標中的3個，包含線路、限界、軌道、車輛段、OCC(運營控制中心)、機電系統(tǒng)、高架段等。筆者旨在通過工作實踐和體會，分析作為國內(nèi)第1條以BOT模式建設的軌道交通線，討論其在工程設計和管理方面所具有的特點和不同做法，供業(yè)界借鑒和參考。

1 工程概況

深圳軌道交通4號線(龍華線)是第1條連接市區(qū)南北的軌道交通主干線，在線網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。線路南起深港分界的福田口岸，向北經(jīng)過福田中心區(qū)，出梅林關后穿越龍華二線拓展區(qū)，連接新建的高鐵深圳北站，直至龍華片區(qū)的清湖站。

4號線分2期建設，一期工程線路長4.55 km，全為地下線，共設有5個車站，由深圳地鐵公司建造，已于2004年12月投入運營，并在2010年7月1日由港鐵(深圳)公司接管運營。二期工程起自少年宮站，向北至清湖站，線路長15.94 km，其中地下線5.09 km，高架線10.33 km，地面線和過渡段0.52 km，共設有10個車站，其中蓮花北站、上梅林站為地下車站，民樂站為地面站，白石龍站、深圳北站、紅山站、上塘站、龍勝站、龍華站和清湖站均為高架站。在龍華新建車輛段一座，作為車輛的維修、停放基地及整條4號線的支援中心。新建主變電所1座。車輛采用A型車，直流1500 V接觸網(wǎng)供電。

2 項目設計管理特點

2.1 新的管理模式

業(yè)主與設計聯(lián)合體的互動，形成有別于國內(nèi)而與國際接軌的設計管理模式。作為國內(nèi)第1條以BOT模式建設的軌道交通線，港鐵公司為業(yè)主，項目管理沿用香港的建設管理模式。港鐵的設計管理團隊起到了類似國內(nèi)“總體”的角色，全方位參與和審查，以利于將港鐵的規(guī)劃、設計、運營和物業(yè)開發(fā)的理念統(tǒng)一考慮，并體現(xiàn)在項目建設的前期上;設計管理通過過程文件的交付和審查、設計里程碑管理、月度時程報告、月度成本控制報告等實現(xiàn)全過程管理。業(yè)主設計指令的發(fā)出，設計變更的確認及時有效，并對延期服務有明確的補償。

2.2 具有特色的專項研究

結合工程需要開展的專題研究和專項設計體現(xiàn)了業(yè)主豐富的管理經(jīng)驗，提升了項目的實施效果。專題報告和專項設計有:

1)通過《各系統(tǒng)用房、電力需求、熱能排放量》報告，協(xié)調各系統(tǒng)與車站及車輛段工點之間的接口關系;

2)通過《車站及車輛段房間數(shù)據(jù)表》報告，明確地鐵運營部門、建筑部門和機電部門對車站及車輛段房間內(nèi)各項設施的綜合需求和要求;

3)通過《大型設備運輸路線圖》的專項設計，落實供電、環(huán)控、扶梯、信號等大型設備在車站及車輛段內(nèi)的運輸方案和接口預留，建設期和運營期分別考慮;

4)通過《結構預埋件、預留孔洞圖》的專項設計，進一步協(xié)調和落實大型設備運輸路線圖及綜合管線圖的設計成果，對結構預埋件及預留孔洞圖進行專門綜合設計;

5)通過《車站周邊規(guī)劃專項設計》，研究和落實軌道交通車站與周邊規(guī)劃及市政設施的接口和配合，穩(wěn)定車站方案;

6)通過《物業(yè)接口專題報告》研究，協(xié)調和落實軌道交通與物業(yè)發(fā)展的接口和配合，更好地實現(xiàn)“軌道+物業(yè)”的發(fā)展理念;

7)通過《車站客流組織路線圖》的專項設計，分析和研究車站客流組織路線，優(yōu)化和調整車站設施的布置，通過車站設施的合理布置，爭取車站客流最順暢的組織路線，盡量避免客流的交叉和干擾，真正實現(xiàn)以人為本的理念;

8)通過《車站消防策略報告》的專項設計，整理和綜合了建筑、環(huán)控、氣體滅火、水消防、FAS(火災自動報警系統(tǒng))、疏散標志等與消防安全有關的所有設施的內(nèi)容，落實了消防安全方面的接口，該報告可直接移交地鐵運營部門指導運營;

9)通過《接口專用規(guī)范》的編制，明確了施工合同和承包商之間的接口內(nèi)容、范圍和接口劃分以及接口協(xié)調的要求，該《接口專用規(guī)范》包含在了各個合約的招標文件《專用技術規(guī)范》中，表達形象、內(nèi)容詳盡。

2.3 車站建筑一體化綜合設計管理

將車站建筑的主體、內(nèi)外裝修、標志系統(tǒng)、共性商業(yè)運營元素、設備系統(tǒng)終端布置等進行一體化綜合設計，落到一張圖上，均由車站設計單位承擔，有效地協(xié)調了各專業(yè)之間的接口，大大減少了各專業(yè)在施工過程中的矛盾，取得良好的效果。

2.4 首次開展了“軌旁設備”設計

國內(nèi)第1次引入“軌旁設備”專業(yè)，及兩階段“CSD(綜合管線)/SEM(預留孔洞)設計”。通過區(qū)間軌旁設備綜合、車站管線綜合及車輛段室內(nèi)外管線綜合設計，各系統(tǒng)專業(yè)只提供管線路徑需求，由軌旁設備專業(yè)、車站及車輛段的樓宇設備專業(yè)負責進行綜合，設計所有管線的布置圖，并提供管線的支承和懸掛等安裝設計，真正意義上實現(xiàn)了管線的綜合設計，減少了接口上的協(xié)調。在工程實施前的第二階段，港鐵合約要求機電承包商參與CSD/SEM設計，在管理過程中賦予其較大責任，取得良好的實施效果。

3 項目工程設計特點

3.1 國內(nèi)首次采用“軌道+物業(yè)”的設計模式

以“軌道+物業(yè)”模式對沿線規(guī)劃進行調整，物業(yè)開發(fā)規(guī)劃與軌道交通建設同步開展。

4號線二期工程穿越龍華二線拓展區(qū)，為深圳特區(qū)拓展的新區(qū)。在本工程初步設計開始時，龍華二線拓展區(qū)的控規(guī)已基本完成，當時的控規(guī)基本還是以“棋盤型道路網(wǎng)”為主導的發(fā)展模式，對軌道交通引入后的發(fā)展模式和“互動”重視不夠。

4號線二期工程啟動之初，就借鑒了香港地鐵的建設經(jīng)驗，堅持引入“軌道+物業(yè)”的規(guī)劃和發(fā)展模式，對龍華二線拓展區(qū)的規(guī)劃進行重新調整，實現(xiàn)以軌道交通車站為中心的“珠鏈式”土地開發(fā)模式(見圖1)。這一模式是以平衡城市開發(fā)量為前提，實現(xiàn)車站核心區(qū)內(nèi)高強度的綜合開發(fā)，以及核心區(qū)外良好的生態(tài)環(huán)境，是實現(xiàn)土地利用與地鐵運營良性互動的理想模式。

圖1 4號線二期工程“珠鏈式”開發(fā)模式

物業(yè)開發(fā)規(guī)劃與軌道交通建設同步，是保證“軌道+物業(yè)”發(fā)展模式成功的關鍵。4號線二期工程沿線的物業(yè)發(fā)展項目主要分布在白石龍站、紅山站、上塘站和龍勝站，為實現(xiàn)龍華車輛段的上蓋開發(fā)，新增龍勝站將此地塊納入車站輻射范圍。在保證物業(yè)開發(fā)規(guī)劃與軌道交通建設基本同步的同時，在設計和建設過程中，每周定期召開與物業(yè)的接口協(xié)調會，完成了《物業(yè)接口專題報告》，明確接口協(xié)調和配合方案，預留接口條件，實現(xiàn)軌道交通車站通過有蓋的通道(連廊)可直接連接到周邊的建筑物內(nèi)。

3.2 引入“車站周邊規(guī)劃”專項設計

4號線二期工程借鑒香港地鐵的建設經(jīng)驗，國內(nèi)首次引入“車站周邊規(guī)劃”的專項設計，實現(xiàn)交通整合及無縫接駁模式。在軌道交通沿線，利用車站來組織公交、路網(wǎng)、人行系統(tǒng)等，使軌道交通成為主要交通方式和主要接駁對象，實現(xiàn)交通網(wǎng)絡與設施的整合(見圖2)。

圖2 龍華站周邊規(guī)劃設計

車站周邊規(guī)劃專項設計的內(nèi)容包括:

1)站位及服務范圍;

2)出入口(及地下站風亭)選址、與道路紅線的關系;

3)人行系統(tǒng)(天橋、地下通道、斑馬線);

4)與其他交通方式的接駁，包含公交站(公交首末站、公交車站)、的士站;自行車停放處等。

5)殘障人士走行路線;

6)設備用房安全出口;

7)緊急車輛停放位(消防車、工程車);

8)高架站結構墩柱與道路的配合、與路口渠化的關系。

3.3 國內(nèi)首次采用π型高架三層島式車站方案

4號線二期工程共有8座地面和高架車站，這些車站均位于城市新發(fā)展區(qū)，以通勤客流為主，潮汐特征明顯。為有效應對客流的潮汐性，8座地上車站均采用島式站臺。紅山站、上塘站、龍勝站采用了17 m×15 m的高架3層“門”型結構方案，全部高架于道路上方。白石龍站、龍華站和清湖站位于紅線寬度40～50 m的道路上方，為減少占地且適應島式車站方案，3座車站均采用π型高架3層島式車站方案(見圖3)，路中只占用10 m綠化帶，車站建筑全部位于道路上方，車站出入口也位于道路紅線范圍內(nèi)，車站內(nèi)荷載較大的牽引變電所和消防泵站、水池等設施設置在路中綠化帶上。該π型車站方案，將道路綠化帶和隔離帶集中在路中，設10 m綠化帶，既滿足了車站結構及區(qū)間過渡段設置的需要，也滿足了道路車行道斷面的需要;車站含出入口不占用道路紅線外的任何用地，且在兩個出入口之間還可設公交港灣，銜接換乘方便。另外，該類車站的縱向跨度均采用了15 m，即站廳到站臺的扶梯可在單跨內(nèi)設置，車站空間效果較好。該高架車站方案也節(jié)省了大量用地，得到了城市規(guī)劃和管理部門的好評，使用效果良好。

3.4 采用線路換邊實行同站臺換乘

4、6號線并行三站兩區(qū)間，為實現(xiàn)便捷換乘，上塘站為國內(nèi)首座預留“通過線路換邊實現(xiàn)同臺換乘條件”的高架車站(見圖4)。

圖3 龍華站π型結構橫斷面

圖4 上塘站遠期線路換邊同向同臺換乘橫斷面

4號線與6號線高架并行三站兩區(qū)間，由南向北依次為深圳北站、紅山站和上塘站，從線網(wǎng)上分析，4、6號線之間的換乘以同方向換乘客流為主，首選換乘點在北邊的上塘站，該站為國內(nèi)首座預留同臺換乘條件的高架車站。上塘站初期建設單島門型高架車站，由4號線使用，遠期建設雙島四線車站，上塘站南北兩端的線路和區(qū)間結構上預留4、6號線線路換邊，即遠期4號線左線與6號線右線換邊運營，從而實現(xiàn)兩線在該站同向同臺換乘的條件。

3.5 與國鐵站房一體化設計

深圳北站在國內(nèi)首次實現(xiàn)軌道交通車站與國鐵站房屋頂有機融合、一體化設計，打造綜合交通樞紐(見圖5)。

圖5 深圳北站橫斷面

在4號線二期工程施工圖設計過程中，高鐵車站深圳北站的選址得以確定。為做到軌道交通與國鐵的無縫換乘，疏解高鐵帶來的巨大客流，4號線深圳北站線位西移了250 m，由民塘路移至高鐵站房東側。深圳北站設計獨具匠心，考慮到4號線與規(guī)劃的6號線均為高架，將4、6號線的車站共同設計建造，置于高鐵車站東側的站房屋頂上。這樣做，既方便了乘客換乘，又整合了建筑立面，實現(xiàn)了不同投資和建設主體之間的有機融合和一體化設計。4、6號線的高架站廳、站臺及國鐵站房大屋頂一起由16個Y型柱共同支撐，車站縱向跨度達到27 m，大跨度創(chuàng)造了良好的空間效果。深圳北站綜合交通樞紐有4、5、6號線3條軌道交通線，高架的4、6號線與地下的5號線實現(xiàn)了在付費區(qū)的便捷換乘，并通過東廣場的兩層綜合換乘廳與其他交通方式實現(xiàn)換乘。

3.6 創(chuàng)建了目前國內(nèi)最集約利用土地的車輛段

圖6 龍華車輛段總平面

作為港鐵公司全功能的車輛基地(含大架修、綜合辦公樓、OCC和主變電站)，龍華車輛段(見圖6)占地17 hm2，可服務于42列6A車，且在咽喉區(qū)同步建造了8 hm2的物業(yè)發(fā)展平臺，單車占地面積綜合指標僅為675 m2。平臺上預留了物業(yè)發(fā)展建筑物基礎及管線溝槽，并建有6號線橫穿平臺的軌道基礎。

車輛段在國內(nèi)首次采用密集式維修工藝，綜合維修車間與檢修庫合建，設電機樓，服務于檢修庫。車輛段首次不設牽出線，不設運用庫，停車線露天停放。檢修庫采用波浪形屋頂，通風、采光效果良好。檢修庫國內(nèi)首次設“點冷”空調，有效改善了工人的工作環(huán)境。

3.7 高架景觀及環(huán)境效果領先

高架橋首次采用全包絡橋面系設計，避免了局部加寬對景觀的影響。全線統(tǒng)一安裝了一體化預制的曲線護欄，對應車窗高度的聲屏障采用透明材料，高架區(qū)間的軌旁設備均安裝了遮陽板。車站及橋梁排水、國內(nèi)首次大規(guī)模采用在墩柱中預埋排水管;車站外立面采用流線型設計，與區(qū)間協(xié)調一致。

高架車站采用自然光和自然通風以體現(xiàn)低碳環(huán)保，站臺層國內(nèi)首次預留了機械通風條件，安裝了風機和風管，以滿足乘客舒適度的要求。

3.8 國內(nèi)首次采用車站群的運營模式

主控系統(tǒng)集成了2個系統(tǒng)和互連了12個系統(tǒng)，提高了各子系統(tǒng)的協(xié)調配合能力，實現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動。國內(nèi)首次采用車站群運營模式，主控系統(tǒng)的設計將全線15個車站共劃分為5個車站群，其中5個車站為軸心站，每個軸心站負責監(jiān)控鄰近的2個衛(wèi)星站。

3.9 國內(nèi)首次采用RAMS系統(tǒng)保證管理

為確保本項目建設的安全和質量，將RAMS系統(tǒng)保證管理應用于整個項目周期中，主要特點是自系統(tǒng)概念階段至最終正式運營，在設計、建設、運營、維護各階段各方面能全面滿足安全要求、可靠性要求、可維修性要求、運營性要求等。在設計及建設過程中，運營團隊全過程參與，其中“可維護性”設計在國內(nèi)領先，如高架站外立面的檢修道和安全索設計等。

4 結語

深圳軌道交通4號線二期工程是國內(nèi)第1條以BOT模式建設的軌道交通線，引進港鐵公司為項目業(yè)主，從而在項目的設計管理方面，沿用香港地鐵的建設管理模式，體現(xiàn)在4個方面的不同做法，值得關注和思考。同時，在項目建設過程中，在工程設計方面作為工程經(jīng)驗的總結也概括為9個方面的特點，供其他工程借鑒和參考。

［1］深圳軌道交通4號線二期工程建設綜合報告［R］.港鐵軌道交通(深圳)公司，2011.

［2］莊焰，王京元，呂慎.深圳地鐵4號線二期工程項目融資模式研究［J］.建筑經(jīng)濟，2006(9):19-22.

［3］馮揚，劉飛靈.深圳軌道交通4號線工程軌道施工方案淺析［J］.山西建筑，2010(23):302-303.

［4］馮揚，龔文平，劉飛靈.深圳軌道交通4號線車站典型換乘形式分析［J］.山西建筑，2010(22):34-35.

［5］劉亞寧.香港地鐵檢修模式在北京地鐵4號線車輛基地設計中應用的可行性研究［J］.鐵道標準設計，2006(6):97-99.