東莞市軌道交通線網(wǎng)樞紐布局研究

東莞市線網(wǎng)規(guī)劃背景

2號(hào)線工程簡(jiǎn)介及線路特點(diǎn)

2號(hào)線工程技術(shù)難點(diǎn)

2號(hào)線120km/h地鐵快線技術(shù)實(shí)施策略

2號(hào)線工程進(jìn)展結(jié)語與展望東莞市城市快速軌道交通2號(hào)線工程

技術(shù)特點(diǎn)和實(shí)施策略匯報(bào)提綱東莞市線網(wǎng)規(guī)劃背景1

東莞市位于我國(guó)華南珠三角地區(qū)、珠江口東岸，處于珠三角兩大中心城市——廣州與深圳之間，是廣州與香港之間水陸交通的必經(jīng)之地。東莞市線網(wǎng)規(guī)劃背景1東莞市概況

東莞市行政區(qū)總面積2465km2，下轄28個(gè)鎮(zhèn)和4個(gè)區(qū)，無縣一級(jí)建制，市域城鎮(zhèn)形態(tài)分布大致呈“n”字型，在城市空間布局上較分散，呈現(xiàn)明顯的“組團(tuán)式”發(fā)展特征。是廣東省僅次于廣州和深圳的第三大人口大市。

東莞市近10余年經(jīng)濟(jì)保持超高速發(fā)展，在珠江三角洲地區(qū)的城市中處于領(lǐng)先地位。1998年至2008年，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)速度在14.0%左右，2008年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值為3702.53億元。2012年全市生產(chǎn)總值突破5000億元。1東莞市線網(wǎng)規(guī)劃背景A.促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展B.促進(jìn)東莞市城市空間整合和優(yōu)化C.引導(dǎo)城市高效使用土地（TOD）D.建立高效城市公共客運(yùn)系統(tǒng)E.構(gòu)建合理可行的換乘樞紐東莞軌道交通建設(shè)目的1東莞軌道交通功能定位內(nèi)聚、外聯(lián)東莞市線網(wǎng)規(guī)劃背景東莞市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖1東莞市軌道交通網(wǎng)絡(luò)由4條市域骨干線路構(gòu)成，線網(wǎng)總長(zhǎng)218.3km，共設(shè)置車站76座。規(guī)劃在2018年之前新開工建設(shè)線路127公里。東莞市線網(wǎng)規(guī)劃背景2號(hào)線工程簡(jiǎn)介及技術(shù)特點(diǎn)2

首建線路總長(zhǎng)37.785km，其中地下線長(zhǎng)33.601km，高架線長(zhǎng)3.770km，過渡段長(zhǎng)0.415km。

全線共設(shè)車站15座（高架站1座，地下站14座）。其中，換乘站4座：東莞火車站與廣深鐵路遷建工程新石龍站換乘，會(huì)展中心站與R1線呈“十”字換乘，新城中心站與莞惠城際“T”型換乘，東莞虎門站與廣深港客專、穗莞深城際線換乘。

2號(hào)線延長(zhǎng)線（東莞虎門站～長(zhǎng)安新區(qū)站段）長(zhǎng)約17.915km，視發(fā)展需求擇機(jī)建設(shè)。東莞火車站茶山站榴花公園站下橋站天寶站東城站鴻福路站西平站蛤地站陳屋站珊美站虎門火車站展覽中心站旗峰公園站高架段寮廈站延長(zhǎng)線地下段長(zhǎng)安新區(qū)站東莞火車站茶山站榴花公園站下橋站天寶站東城站鴻福路站西平站蛤地站陳屋站珊美站虎門火車站展覽中心站旗峰公園站高架段寮廈站

最大站間距：5.39km（展覽中心站～虎門火車站）。最小站間距：1.197km（旗峰公園站～鴻福路站）。平均站間距2.741km。

在東城區(qū)（茶山站西側(cè)）設(shè)車輛段1座，控制中心設(shè)于西平站西北側(cè)，2座主變電所分別位于旗峰公園站和珊美站附近。首期工程總投資為180.12億元。東莞火車站茶山站榴花公園站下橋站天寶站東城站鴻福路站西平站蛤地站珊美站虎門火車站展覽中心站旗峰公園站東城車輛段旗峰公園變電所控制中心陳屋站寮廈站厚街變電所

2號(hào)線主要特點(diǎn)是線路長(zhǎng)，站間距差異大（平均站間距2.741km，最大站間距5.39km，最小站間距1.197km）。為滿足規(guī)劃出行時(shí)間目標(biāo)要求以及線網(wǎng)內(nèi)車輛資源的共享需求，結(jié)合線路標(biāo)準(zhǔn)及車站分布條件，2號(hào)線最高運(yùn)行速度目標(biāo)值確定為120km/h。該速度目標(biāo)值超出了常規(guī)地鐵的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（常規(guī)地鐵設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為80-100km/h）范圍，目前國(guó)內(nèi)尚無相關(guān)規(guī)范支持。2號(hào)線線路特點(diǎn)2號(hào)線工程技術(shù)難點(diǎn)3

常規(guī)地鐵采用運(yùn)行速度為80～100km/h的系統(tǒng)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)已有成熟的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)（制定了國(guó)家規(guī)范GB50157）；但是當(dāng)列車以大于100km/h的速度快速運(yùn)行時(shí)，按既有標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)會(huì)產(chǎn)生一些技術(shù)問題，主要表現(xiàn)在兩點(diǎn)：

一是列車在隧道內(nèi)高速運(yùn)行，空氣流動(dòng)受限，進(jìn)而引發(fā)以下問題：1）空氣壓力波變化會(huì)引起司乘人員耳鳴、耳膜壓痛，因司機(jī)室空氣壓力變化最大，可能導(dǎo)致司機(jī)產(chǎn)生耳聾等職業(yè)病，甚至可能造成列車門、窗玻璃等損壞；2）車體受側(cè)滾力矩作用增大引起車輛動(dòng)態(tài)包絡(luò)線加大；3）為克服增大的風(fēng)壓阻力，列車牽引系統(tǒng)需更大的功率，列車牽引能耗增加。

二是列車快速運(yùn)行時(shí)，受電弓與剛性接觸網(wǎng)間電流及受電弓磨耗較常規(guī)速度情況下更大，弓網(wǎng)間拉弧現(xiàn)象也更明顯。針對(duì)上述問題，我國(guó)高速鐵路系統(tǒng)雖有深入的研究，但由于其運(yùn)營(yíng)管理、運(yùn)行速度、列車性能和隧道阻塞比與地鐵系統(tǒng)存在較大差異，其系統(tǒng)技術(shù)不能簡(jiǎn)單套用。目前我國(guó)大陸地區(qū)只有個(gè)別線路運(yùn)營(yíng)的時(shí)速達(dá)120km/h。開通運(yùn)營(yíng)以來，出現(xiàn)過乘客投訴車內(nèi)壓力變化過大引起身體不適、隧道及車站部分設(shè)備受氣壓影響而損壞、受電弓和接觸網(wǎng)之間出現(xiàn)明顯拉弧等現(xiàn)象。因此，針對(duì)120km/h地鐵，必須系統(tǒng)地采取綜合措施，克服上述難題。

2號(hào)線120km/h地鐵快線技術(shù)實(shí)施策略4（1）120km/h地鐵快線車輛技術(shù)－－提高車輛氣密性（2）空氣動(dòng)力效應(yīng)控制技術(shù)－－長(zhǎng)大區(qū)間隧道設(shè)中間風(fēng)井，隧道斷面內(nèi)徑選用6.0m（3）綜合減振降噪技術(shù)－－車輛、軌道、橋梁結(jié)構(gòu)等

為克服列車運(yùn)行速度目標(biāo)值提高后產(chǎn)生的一系列技術(shù)問題，我們開展了車輛選型、空氣動(dòng)力效應(yīng)、乘客舒適度、隧道盾構(gòu)斷面與盾構(gòu)機(jī)選型以及高架線路環(huán)境景觀等多方面專題研究，提煉出120km/h地鐵快線三大關(guān)鍵技術(shù)：120km/h地鐵快線車輛技術(shù)

常規(guī)地鐵車輛相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)不能滿足120km/h快線車輛運(yùn)行的需求，因此2號(hào)線開展了相關(guān)專題研究，對(duì)列車外形、列車氣密性指標(biāo)、提高列車氣密性的相應(yīng)措施、車輛站立定員標(biāo)準(zhǔn)、座席布置、車門數(shù)量和車輛部件選型等相關(guān)問題進(jìn)行了深入研究，確定了綜合最優(yōu)的流線型車體。具體措施有：（1）氣密性指標(biāo)及提高車輛氣密性的措施

根據(jù)相關(guān)專題的研究結(jié)論，在隧道斷面內(nèi)徑增大為6m的條件下，為保證旅客的舒適度，2號(hào)線車輛氣密性指標(biāo)為：車內(nèi)壓力由3600Pa降至1350Pa所需的時(shí)間不小于3-5s。

提高本線車輛氣密性的措施主要有：采用鋁合金車體、密封性能良好的雙體貫通道、密封性能良好的電動(dòng)塞拉門及滿足密封指標(biāo)要求的車窗、空調(diào)系統(tǒng)考慮克服負(fù)壓獲得額定新風(fēng)的相應(yīng)措施、對(duì)直通車下的管路和電纜孔采取必要的密封措施等。（2）列車外形

為了使列車具有良好的空氣動(dòng)力性能，本線列車推薦采用流線型外形，頭車適當(dāng)加長(zhǎng)。（3）站立定員標(biāo)準(zhǔn)、車門數(shù)量及座席布置

常規(guī)地鐵車輛的站立定員標(biāo)準(zhǔn)一般為6人/m2，B型車的車門數(shù)量為4個(gè)/側(cè)，座席布置一般為縱列式布置。

為提高乘客的舒適度，本線站立定員標(biāo)準(zhǔn)采用5人/m2，座席采用縱橫向混合的座席布置方式，車門數(shù)量為3個(gè)/側(cè)。120km/h地鐵快線車輛技術(shù)

（4）司機(jī)室門與第一個(gè)客室門的距離

為了縮短乘客上下車時(shí)間和滿足疏散需求，司機(jī)室門與第一個(gè)客室門的距離應(yīng)盡量保證列車在ATO停車誤差的范圍內(nèi)屏蔽門的固定門不遮擋第一個(gè)客室門。（5）車輛主要部件1）轉(zhuǎn)向架：采用無搖枕H型，最高運(yùn)行速度不小于120km/h的轉(zhuǎn)向架；基礎(chǔ)制動(dòng)采用盤形制動(dòng)。2）受電弓：采用重量輕、防震性能好、追隨性好和集電穩(wěn)定性好的氣囊式受電弓，能保證高速運(yùn)行狀態(tài)下弓網(wǎng)良好的匹配性，有效減少受電弓拉弧、打火的情況。3）空調(diào)設(shè)備：本線車輛空調(diào)設(shè)備的主要功能除調(diào)溫和向客室提供新鮮空氣外，空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)口和排風(fēng)口設(shè)置壓力波保護(hù)裝置，在確保車內(nèi)新風(fēng)量的情況下，可以根據(jù)車內(nèi)外壓力變化情況自動(dòng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)口的開閉?？紤]到司機(jī)室空氣壓力變化最大，為改善司機(jī)的舒適性，司機(jī)室設(shè)置獨(dú)立空調(diào)。

（6）接觸網(wǎng)：剛性懸掛部分通過采用彈性線夾、合理布置跨距等方式達(dá)到改善弓網(wǎng)關(guān)系的目的?？諝鈩?dòng)力效應(yīng)控制技術(shù)

對(duì)提高乘客舒適度的兩個(gè)方案進(jìn)行全壽命周期成本的分析。

方案一：列車運(yùn)行速度大于100km/h的地下區(qū)間，采用6m內(nèi)徑擴(kuò)大斷面方案，其他區(qū)間采用5.4m內(nèi)徑方案。

方案二：區(qū)間隧道均不擴(kuò)大斷面，而通過提高列車的密封性及斷面突變處增加過渡段等措施，以滿足乘客舒適度需求。兩種方案成本分析見下表。項(xiàng)

目方案一方案二土建工程投資比較基準(zhǔn)減少2.15億元車輛購(gòu)置費(fèi)比較基準(zhǔn)初期增加0.8億元、近期增加1.24億元，遠(yuǎn)期增加2.6億元運(yùn)營(yíng)成本比較基準(zhǔn)按遠(yuǎn)期2040年計(jì)算，運(yùn)營(yíng)成本增加1.98億元建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本比較表空氣動(dòng)力效應(yīng)控制技術(shù)

研究表明，長(zhǎng)大區(qū)間隧道設(shè)置中間風(fēng)井時(shí)，隧道斷面直徑選用6.0m，該斷面直徑解決了空氣動(dòng)力學(xué)舒適度問題，而在全周期成本方面沒有明顯增加。

（1）擴(kuò)大斷面隧道施工技術(shù)

為適應(yīng)120km/h快線地下線路運(yùn)行的舒適度及節(jié)能環(huán)保要求，在2號(hào)線三個(gè)長(zhǎng)大地下區(qū)間（茶榴區(qū)間2992雙延米，榴下區(qū)間2861雙延米，蛤陳區(qū)間4432雙延米）采用7m盾構(gòu)隧道（隧道襯砌內(nèi)徑6m），有利于解決120km/h快線地下線路由于速度較高所帶來的舒適度、通風(fēng)、節(jié)能及環(huán)保等一系列問題。空氣動(dòng)力效應(yīng)控制技術(shù)（2）非標(biāo)盾構(gòu)機(jī)及管片的制造

與盾構(gòu)管片內(nèi)徑6.0m相配套的盾構(gòu)機(jī)是非標(biāo)準(zhǔn)盾構(gòu)機(jī)，需廠家重新設(shè)計(jì)制造。目前國(guó)外盾構(gòu)機(jī)的主要制造廠有18家，經(jīng)過東莞2號(hào)線施工承包商與盾構(gòu)機(jī)制造商的談判，能夠按時(shí)生產(chǎn)并交付此非標(biāo)準(zhǔn)盾構(gòu)機(jī)用于施工，亦能夠確保盾構(gòu)機(jī)對(duì)2號(hào)線地質(zhì)情況的適應(yīng)性。

設(shè)計(jì)完成管片圖紙，內(nèi)徑φ6.0m的盾構(gòu)管片襯砌設(shè)計(jì)厚度為350mm，幅寬為1.5m，分塊方式為3+2+1，此襯砌設(shè)計(jì)能夠滿足結(jié)構(gòu)的力學(xué)要求。同時(shí)根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，管片模具生產(chǎn)廠家能夠按時(shí)保質(zhì)的提供盾構(gòu)管片內(nèi)徑6.0m的成套管片模具。綜合減振降噪技術(shù)（1）車輛采用流線型車身，且要求具有較好的減振降噪措施，列車靜止及運(yùn)行狀態(tài)下的噪聲分別滿足ISO3381標(biāo)準(zhǔn)及ISO3095標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)，在線路運(yùn)營(yíng)過程中，應(yīng)根據(jù)線路情況對(duì)鋼軌進(jìn)行及時(shí)的打磨和對(duì)車輪進(jìn)行進(jìn)行的鏇圓維護(hù)，以降低輪軌接觸的振動(dòng)源強(qiáng)度。綜合減振降噪技術(shù)（2）軌道結(jié)構(gòu)在采用60kg/m重型耐磨鋼軌，鋪設(shè)無縫線路及采用彈性扣件的同時(shí)，根據(jù)環(huán)境評(píng)價(jià)及減振要求，分級(jí)采取措施，滿足線路周邊各類建筑及地塊對(duì)環(huán)境振動(dòng)和噪聲的容忍度要求，即滿足《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》和《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》等國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。綜合減振降噪技術(shù)（3）橋梁結(jié)構(gòu)上采用彈性支座，減少線路運(yùn)行中傳遞到周邊地層及構(gòu)筑物的振動(dòng)，同時(shí)在線路橋梁兩側(cè)設(shè)置隔聲屏障，吸收噪聲。地下車站地面風(fēng)亭、其他附屬建筑釋出噪聲，含列車噪聲應(yīng)符合《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》要求，對(duì)于超出標(biāo)準(zhǔn)噪聲要求的，采取消聲措施。2號(hào)線工程進(jìn)展5工程進(jìn)展情況（1）截止至2013年2月，R2線工程15座車站中有5座車站主體結(jié)構(gòu)封頂；有8座車站進(jìn)行土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工；有2座車站進(jìn)行前期工作。車站主體封頂后道路恢復(fù)地下車站封頂（2）R2線工程14段區(qū)間中有1個(gè)區(qū)間完成盾構(gòu)掘進(jìn)；共20臺(tái)盾構(gòu)機(jī)同時(shí)掘進(jìn)，全線日進(jìn)尺120米；有3個(gè)區(qū)間進(jìn)行礦山法隧道施工；有1個(gè)高架區(qū)間進(jìn)行節(jié)段梁拼裝架設(shè)。高架施工大盾構(gòu)隧道貫通礦山法初支施工（3）車輛段完成填筑，填筑量達(dá)319萬立方米砂/土；完成攪拌樁施工。雨水箱涵施工建設(shè)方案效果圖（4）軌道交通線網(wǎng)控制中心綜合體：總建筑面積187192平米，總高度249米，總投資147746.53萬元（不含地價(jià)）；是我市城市軌道交通線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的監(jiān)控調(diào)度中心、線網(wǎng)應(yīng)急指揮中心；所在地塊進(jìn)行綜合開發(fā)，實(shí)現(xiàn)土地資源利用最大化；國(guó)際競(jìng)賽設(shè)計(jì)方案（玉蘭花）獲市政府審定；標(biāo)志著南城CBD建設(shè)正式啟動(dòng)。（5）機(jī)電設(shè)備：包含軌道、供電、車輛、信號(hào)等23個(gè)機(jī)電專業(yè)。R2線車輛、信號(hào)已完成國(guó)際招標(biāo)，進(jìn)行設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)，確定了設(shè)備的重要參數(shù)、明晰了各專業(yè)間的接口。軌道交通R2線車輛外觀方案通過社會(huì)意見征集結(jié)語與展望6結(jié)語我們將在2號(hào)線工程設(shè)計(jì)建設(shè)中，不斷探索、實(shí)踐和總結(jié)120km/h地鐵快線系統(tǒng)配套技術(shù)。2號(hào)線運(yùn)營(yíng)開通后，還將組織開展相應(yīng)的測(cè)試對(duì)2號(hào)線設(shè)計(jì)