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城市軌道交通總體設計工作應注意什么
通過城市軌道交通設計工作經驗的總結以及相關資料分析,對城市軌道交通總體設計的必要性、總體設計目標及任務、總體設計的流程、內容、重點及設計過程中需注意的問題做簡要論述。
1、總體設計的必要性
總體設計是指按計劃任務書的內容進行概略計算,附以必要的文字說明和圖紙設計。
(1)建設部頒布的建標104-2008《城市軌道交通工程項目建設標準》中的總則第十二條規定:“城市軌道交通是特大型城市建設系統工程,應按設計程序做好總體設計、初步設計和施工圖設計工作。對于工程復雜的項目,應做試驗段工程,但必須在總體設計指導下進行。”可見,總體設計是城市軌道交通工程不可缺少的設計階段,應在可行性研究得到批準后立即進行,為初步設計的順利開展打好基礎。
(2)總體設計是確保項目各專業系統總體性和完整性的必要過程,也是各專業完成磨合十分有效的設計過程。
(3)總體設計是整個城市軌道交通建設及使用過程中項目成本最小、時間最少、價值工程應用效益最大的階段。
2、總體設計的目標及任務
(1)從線網角度明確功能定位,確定運營規模。
(2)落實外部條件,穩定線位、站位。
(3)做好控制性技術方案(含工點)的論證。
(4)車輛造型和運營組織進一步調整。
(5)確定機電系統構成和功能。
(6)理順土建與土建,土建與機電,機電系統間,縱向與橫向等主要技術接口標準。
(7)換乘車站主要車站總平面布置論證。
(8)提出工程單元劃分及工程策劃、初步確定施工工期。
(9)工程投資總額和控制因素分析。
(10)提出需進一步論證和科研的項目、目標。
(11)最終形成總體設計文件,指導各單項工程的初步設計,并為試驗段工程提前實施提供依據。
3、總體設計的內容及重點
城市軌道交通設計是一項龐大的系統工程,是有規律、有工序流程,需分時段、分前后時序開展的工作,其涉及的專業多,且各專業間相互牽制影響。總體設計階段給各專業間相互溝通、協調提供了平臺,此階段工作為初步設計的順利開展提供了堅實的基礎,保證了整個項目設計的完整性、統一性。
3.1勘察設計計劃
項目管理首先是計劃制定和進度管理,計劃制定是否合理可行是項目能否順利推進的關鍵。城市軌道交通項目技術復雜、牽涉面廣、系統性強,其勘察設計計劃尤為重要,需要設計總體親自抓,項目組成員全員參與。
計劃制定首先要對項目規劃和前期研究情況進行深入了解和分析,抓住重點和突出問題,才能提出總體設計思路和總體設計階段需要重點研究的問題。必要時還需對重大問題進行專題研究,據此提出合理、可行、滿足業主要求的總體設計工作計劃,并明確總體設計工作分工和總體設計文件編制的相關要求。
總體設計工作正常周期一般為5~6個月,由于城市軌道交通項目投資大,社會影響大,可以說都是城市建設的頭號工程,市政府為加快城市軌道交通建設,往往都要求業主壓縮工期,造成總體設計和初步設計周期也大大壓縮。在設計工期不足情況下,必須抓住重點和控制性關鍵節點,制定可操作性計劃,同時要推動業主同步開展相關工作,切實達到總體設計的要求。
3.2線路和運營方案
線路方案和運營組織方案是總體設計階段最總要的工作之一,也是各專業開展設計的基礎,包含以下幾部分內容。
(1)城市規劃。落實沿線城市建筑、道路紅線、河流、鐵路、高壓走廊、地下管線分布。
(2)線路總圖。線路走向符合線網規劃,穩定線路平、縱、橫空間位置。根據地形、交通、地質和水文條件,明確線路敷設方式、車站分布、站間距和速度目標。
(3)客流預測。分析客流特征,確定運能需求和運能規模。
(4)車輛和限界。選定車型、供電制式和限界。
(5)運營組織。確定運營管理模式、牽引變電所分布、車站管理用房、車站配線形式和分布。
(6)施工籌劃。落實施工期間交通組織方案,選定車站和區間的結構形式和施工方案,尤其是區間隧道與車站的結構接口和盾構過站方案。
其中,在線路設計過程中要特別注意以下幾點。
(1)分析本線在軌道交通線網中的地位和客流規模,進一步明確功能定位、運量等級和速度目標。
(2)線路設計應依據城市軌道交通線網規劃進行選線布站,線路路徑和站點選擇應有全日客流規模、通勤客流規模以及大型客流點的支撐。
(3)線路的車站設置應服務于重要客流集散點,尤其是起訖點車站應與其他交通樞紐相配合,構筑城市交通一體化,并落實城市規劃用地。
(4)線路起終點不應設在市區內大客流斷面處,也不宜設在小于單向最大斷面流量1/4的位置。
(5)對超長線路應以最長交路運行1h為目標,旅行速度達到最高運行速度的45%~50%為宜。
(6)對穿越城市中心的超長型線路,應分析全線不同地段客流和分區OD的特征,分析線網中車站和換乘點分布,分析列車在各區間的滿載率,合理確定線路起訖點、站間距和速度目標。
3.3系統功能配置
系統功能配置以設備專業為主,落實各工點的設備用房和管線布置要求,充分體現項目的系統性和網絡性;為車站、車輛基地、控制中心設計提供資料,包括落實各車站、控制中心、車輛基地等處所的設備、布置位置、用房面積、結構負荷等。另外還要做好重點系統方案比較:①供電系統。集中供電與分散供電,第三軌與接觸網,主變電站與牽引變電站的設置;②環控系統。屏蔽門系統與隧道通風系統以及各種工況的運營模式等。
3.4土建工程方案設計
土建工程方案設計是總體設計階段的重點工作之一,是工程投資控制的關鍵所在。車站建筑、橋隧結構、車庫、廠房等地面建筑工程為單體工點,要實現各專業的匯合,充分體現工點設計的整體性。對車站公共區設計、豎向設計和運營管理配置等共性問題要進行標準化設計,提出全線統一的設計標準和要求。下面以地下車站為例,做簡要介紹。
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