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城市軌道交通與沿線市政設施協同建設時序研究(一)

來源:中機院  時間:2019-08-01  點擊:
  基于城市軌道交通與沿線市政設施建設時序的比較研究, 分析了因兩者建設時序差異可能出現的典型問題, 提出了相應協同應對措施,并以福州城市軌道交通4號線為例進行了案例分析。

針對城市軌道交通與沿線市政道路、橋梁、管網、綜合管廊、河道、文物保護等市政設施建設存在大量相互干擾、制約的問題, 基于城市軌道交通與沿線市政設施建設時序的比較研究, 分析了因兩者建設時序差異可能出現的典型問題, 提出了相應協同應對措施, 并以福州城市軌道交通4號線為例進行了案例分析。實例證明, 在城市軌道交通前期工作階段及時發現并協同其與市政設施的建設時序問題, 可有效推進城市軌道交通建設進度。
 
縱觀國內外城市軌道交通建設工程, 其建設過程是否順利, 前期工作階段 (指城市軌道交通線路及站點土建工程動工之前的階段, 包括地質勘察、工程設計、征地拆遷、管線遷改、交通導改和臨水臨電等) 的深度及對影響地鐵施工各關鍵節點的預控質量至關重要。分析國內城市軌道交通工程建設前期存在的主要問題, 發現臨時交通導改、管線遷改與征地拆遷是導致軌道交通工程建設緩慢的三大原因。由于城市軌道交通施工需較長時間占用緊張的道路資源, 會對施工路段及周圍路網產生較大影響, 如果施工路段交通組織不到位, 將使局部路網乃至整個區域路網的交通供給與交通需求不平衡, 可能導致區域道路交通運行質量下降, 給城市正常生產、生活和安全帶來較大影響, 如何協調好城市軌道交通與沿線市政設施的協同建設是地鐵建設必須研究的重點。目前對城市軌道交通站點施工道路交通組織方法與關鍵技術、城市軌道交通工程中地下管線處理技術等進行了單項研究, 但城市軌道交通及沿線市政設施是綜合協同的關系, 并非只與其單一項協同, 導致實際建設中交通導改、管線突發狀況等問題仍大量存在, 對地鐵建設進度的干擾仍較大。該文對地鐵與沿線市政設施建設時序進行協同研究, 提出有針對性的措施, 以減少兩者間的相互干擾和制約。

1 城市軌道交通與沿線市政設施建設交織的問題與對策
1.1 交織問題
根據對地鐵建設相關政府部門、設計單位、施工單位、監理單位及地鐵公司職能部門的調研, 地鐵建設與沿線市政設施建設存在較多交織問題, 主要包括市政路橋、市政管網 (含綜合管廊) 和海綿設施三大類 (見圖1) 。
 
圖1 城市軌道交通與沿線市政設施建設交織的問題 

1.2 協同建設原則和方法
針對交織問題, 地鐵與沿線市政設施協同建設應遵循以下原則:1) 海綿城市及管廊共建原則。按照海綿城市及地下綜合管廊建設要求, 地鐵建設應考慮城區地下管網設施的整合及城市排水系統的提升, 充分結合海綿城市及地下管廊的規劃成果完善地下管網配套, 促進海綿城市建設。2) 地鐵沿線管線保護與處置原則。按要求做好管線摸底, 主動對接管線產權或管理單位, 詳細勘察、核實管線現狀, 盡可能避讓現有重要管線或提前做好處置措施。3) 規劃市政設施同步配套的原則。考慮到地鐵建設與道路、橋隧、管線及河道等市政設施建設不同步, 地鐵沿線保護區范圍內所涉及的規劃市政設施未建或需改建的項目應結合地鐵線同步施工, 按遠期要求一次建設到位。
 
城市軌道交通與沿線市政設施協同建設步驟:1) 收集匯總地鐵沿線市政設施5年建設規劃、各類市政設施專項規劃、管網現狀資料, 在CAD或GIS中進行疊加分析。2) 疊加地鐵線路和站點規劃圖, 提取交織碰撞點設施。3) 對交織碰撞點設施進行協同建設分析, 協同優先順序為市政道路、市政管線、海綿設施, 通過方案可行性分析、交通出行流量分析模擬等提出可能方案。4) 對不同設施方案進行協同分析, 提出最終建設時序方案。

1.3 城市軌道交通與市政路橋協同建設分析
1.3.1“十三五”規劃道路和地鐵建設時間交織
部分“十三五”規劃道路的建設時間和地鐵建設時間交織, 各自平行施工對交通影響范圍大, 易造成交通堵塞, 且增加保護措施費用;地鐵施工會導致路面損壞, 增加修復費用。以福州地鐵4、5、6號線為例, 如圖2所示, 4號線沿線楊橋西路站、工業路站等10個站均存在這類問題, 直接影響30條道路。
圖2 福州軌道交通4、5、6號線沿線與“十三五”規劃道路建設時序的交織
 
針對該問題, 主要采取三類措施:1) 優化道路建設時序, 盡量將沿線道路與地鐵合建。合建可改善地鐵周邊交通, 盤活地鐵客流, 減少相互實施影響, 降低費用。2) 地鐵圍擋范圍內的道路先簡單處理, 作為臨時便道, 待車站竣工后按規劃標準恢復建設到位。3) 針對地鐵建設期間交通疏解困難的問題, 在綜合考慮拆遷、經濟、時限等因素的基礎上, 提前部分路網建設時序。以福州軌道交通4號線為例, 通過優化調整建新北路等18條道路建設時序, 其中提前建設金環路等15條道路, 保障了道路建設時序的協同性。
 
1.3.2 站點周邊路網不完善
調整“十三五”道路建設時序后, 部分站點仍無法滿足軌道交通建設期間的臨時交通需求, 且部分站點建成后路網銜接不暢, 導致無法有效銜接利用軌道交通。
結合遠期道路網規劃, 通過利用現狀路進行治理改造、打通斷頭路、新建道路等措施, 優化車站周邊路網。新建道路主要遵循以下原則:1) 增加平行的分流道路;2) 增加站點邊上繞行道路;3) 增加有利于站點交叉口優化組織的道路;4) 增加外圍分流明顯的道路;5) 增加易實施、拆遷量較少的道路;6) 增加站點施工便道。以福州4號線白馬北路站為例, 通過構建車站周邊道路修建前后的交通模型, 白馬北路站施工期間楊橋路部分路段流量減小351pcu/h, 部分交通流選擇支路繞行, 同時新增的白馬河支路及勺園里支路網流量增長明顯 (分別增加880、384pcu/h) , 充分發揮了支路網疏解功能。
 
1.3.3 軌道交通車站未考慮交通節點提升需求
部分軌道交通車站與規劃待建匝道、下穿隧道存在沖突, 同時老城區主干路網節點改造難度極大, 交通節點所在車站位置若不考慮下穿和匝道, 則未來沒有空間建設相關工程, 即使預留空間分期建設, 也會造成造價增多、施工困難等問題。
綜合城市總體規劃、交通規劃進行交通節點的提前研究, 制訂實施方案。軌道交通站點設計施工中對接地方政府規劃建設主管部門, 結合下穿隧道、高架匝道同步設計, 若未同步設計則充分預留遠期工程建設空間。車站合建交叉口下穿隧道, 可確保直行車輛快速過街, 打造城區快速通道, 有效避免地鐵工程建設后導致下穿隧道無法實施的情況。但會下壓地鐵車站標高, 且個別站位需稍作移動、增加道路紅線拓寬拆遷等。

1.4 城市軌道交通與市政管網協同建設分析
1.4.1 地下管線種類眾多, 各自遷改雜亂無章
除城市新區外, 老城區地鐵沿線涉及遷改管線普遍包括雨水、污水、給水、天然氣、電力、通信等, 地鐵建設需遷改站內影響管線, 因種類較多, 各自遷改延伸出諸多問題, 如占道時間長、重復破路、協調量大、造價高等。圖3為福州地鐵4、5、6號線沿線與給水干管的交織情況。
鑒于管線產權單位多協調量大、各自為政重復占道、管線真實位置與理論不一致、路由受限來回遷改, 建議地鐵線路范圍啟動詳細物探, 根據風險等級要求開展風險專項評估及專項風險設計, 核實需遷改的管線, 避免不必要的遷改及遺漏遷改, 部分線段結合綜合管廊一次實施到位。嚴格按照市政管線遷改原則與技術進行遷改。
圖3 福州軌道交通4、5、6號線沿線與給水干管的交織
 
1.4.2 重要特殊管線搬遷難度大
地鐵沿線部分站點或周邊存在污水干管、給水干管、高壓電力等重要特殊管線, 這些管線與地鐵線路路由可能存在沖突, 對地鐵工期影響很大。以福州地鐵4號線為例, 污水干管影響站點達5個, 給水干管影響站點為13個, 高壓電力影響站點為7個, 其中前嶼站的線位區間與220kV高壓線平行布設長度達2.6km, 地鐵線路與16座高壓電塔樁基礎沖突, 且站點周邊地下管線復雜。
針對這種情況, 站點設計單位應積極對接, 針對不同站點分別開展專題論證研究, 提前做好防護措施。如針對福州地鐵4號線前嶼站, 站點所在前橫路、高壓電力改遷、綜合管廊建設及相關管線遷改協同建設時序, 先推進220kV高壓電塔落地纜化問題, 綜合管廊與地鐵合建, 最后按照規劃路標準建設前橫路。
 
1.4.3 綜合管廊與地鐵建設時序不一致, 協調困難
目前福州中心城區綜合管廊規劃已通過評審, 城區部分的軌道交通6、5、4號線沿線規劃有綜合管廊, 大多計劃于2021—2030年建設, 普遍晚于地鐵建設, 分開建設會增加措施費用和后期實施工程難度及風險, 延長交通影響時間, 同時增加履行程序。
結合車站建設綜合管廊, 可減少管線遷改次數, 避免路面重復開挖, 降低遠期管線改造成本, 便于城市統籌管理地下管線。因此, 在保證管廊對地鐵工期不產生重大影響的前提下, 車站范圍內管廊與地鐵盡量同步開挖建設。
綜合管廊與地鐵同步建設的標準如下:設置于車站外側或車站出入口連接通道上方, 區間段綜合管廊結合道路改造或道路建設施工;綜合管廊先行設計施工段, 設計施工邊界線后退20m, 作為后設計施工段的銜接操作面。

1.5 城市軌道交通與海綿設施協同建設分析
河道和行泄通道排水坡道建設與地鐵建設時間交織, 存在空間交叉避讓、建設相互影響的問題。
應對措施:1) 內河建設對接地鐵、綜合管廊建設方案, 預留建設空間, 且規劃水系未建設前考慮現狀水系連通;2) 澇水行泄通道排水坡道和透水改造工程與地鐵建設同步, 車站圍擋范圍內先簡單處理海綿工程, 待車站竣工后按海綿工程要求恢復到位。
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