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開通一條地鐵線路,是一個複雜缜密的大工程。在開通的過程中,要經曆多個繁瑣的程序,涉及40多個技術專業。
一般來說,線路從規劃到運營的程序是:線網規劃—建設規劃—預可(規劃方案)—工可(工程可行性研究)—總體設計—初步設計—施工圖設計—施工—運營。
國内城市軌道交通地下線路從土建全面開工到開通試運營合理工期一般為4~5年,其中土建施工一般需要30到40個月,機電安裝與調試需要12~18個月,系統聯調及試運行需要6~7個月。從全國情況來看,地鐵實際工期受地質條件、周邊環境影響較大,同時受到征地拆遷、管遷調流等因素制約,目前全國地鐵建設周期普遍為5~6年。具體按線路本身走向與建設情況而定。
例如上海地鐵11号線,整條路線的修建時間花費了9年之長,也是我國地鐵線路修建中最長的一條,在這一條路中,共設立了38個站點地鐵線路全長達到了82.4千米,是國内最長、世界最長的鐵路路線。
線網規劃
線網規劃是地鐵建設的基石與根源,有了線網規劃,才可能有後續工序。 地鐵線網規劃是在城市發展戰略、總體規劃、土地利用規劃的基礎上,根據客流預測分析,充分考慮交通與城市發展之間的關系,選擇方便市民出行、能适應城市可持續發展的布局。
線網規劃一般由規劃院或專業咨詢公司來做,時間在半年到1年左右,确定城市線網的規模、線網的形态、系統的制式、線路大的走行方向、車站布設、車輛、車輛段選址、聯絡線及工程總體投資。确定後上報審批,但無需國家發改委審批。
國家目前對修建地鐵(大運量軌道交通)标準是人口大于300萬,國内生産總值大于1000億,地方财政一般預算收入大于100億,客流規模單向高峰小時大于3萬人。目前很多城市由于發展比較快,做過一輪建設後,都會再做線網修編等工作。
建設規劃
軌道交通建設規劃編制的主要内容是确定近期建設的線路以及線路建設的時序,線路修建的必要性、建設線路的路由、敷設方式、車站布設、車輛段選址、工程籌劃等方面。建設規劃須上報至國家發改委審查,聯合住建部會簽,最後由發改委批複并報國務院備案,才能正式開始後續工作。
編制好的建設規劃及4個規劃附件(城市總體規劃、綜合交通規劃、線網規劃、軌道交通用地控制規劃)由業主單位上報國家發改委,國家發改委委托中國國際工程咨詢公司進行評審,同時還要對線網規劃中的客流預測結果進行評審,同時征求國家建設部意見,然後責成所在省建設廳組織專家進行評審,專家評審意見彙總彙簽後上報發改委後由國務院審批。 做建設規劃的同時還要做好用地控制性詳細規劃、沿線土地利用規劃、交通一體化和交通銜接規劃等下位規劃工作。确保軌道交通沿線用地能夠較好地進行控制。
建設規劃可由咨詢公司或者設計院來做,一般時間半年到1年左右。
預可(規劃方案)
在建設規劃做的同時或之後,業主單位為了把握線路整體的情況,一般會委托設計院來做線路的預可行性研究報告,主要是研究線路的路由方案,車站的布置,車輛段的選址(與規劃院配合)等工作,以及線路的一些重、難點工程的初步研究以及工程投資,給出推薦的整體方案供業主單位參考。在一些地方,預可報告也可作為項目意見書上報ZF。時間大概在3個月到半年左右。
規劃方案是對一些有可能上,但近期還沒明确意見的線路做的前期研究,研究内容主要是線路路由、功能定位、沿線現狀及規劃情況、工程難點及控制點研究、(車輛選型)、行車與運營組織、車輛段選址等。供市ZF及沿線各區征求意見,有的地方沒有規劃方案這項工作。
工可研究階段
建設規劃完成後,每條線路就可以展開工可研究,工可研究階段是固定資産投資的一項必不可少的基礎性工作,其結論是國家進行投資決策的重要依據。工可階段算得上是承上啟下,是線路前期工作的最後一環,也是設計階段開始的依據。 主要确定兩方面的工作:
一是線路的功能定位和建設必要性、緊迫性。
這是工可報告重要的環節,要闡述清楚線路在線網中的作用以及建設的迫切性。線路的功能定位決定了線路的路由、敷設方式、車輛選型及編組、運營組織形式等主要方面,同時決定了系統的整體規模和工程投資。
二是技術可行性,線路科學性、經濟性和可實施性。
線路專業需要确定線路的起、終點、線路走向、敷設方式、車站的合理布設等問題;
運營專業需要确定線路的運營組織模式及配線布設,車輛的編組等問題;建築專業需要對重點車站、換乘車站做相應的方案研究(基本穩定車站出入口、 風亭的位置),确定車站規模和占用土地情況,需要上報國土部審核;結構專業需要對工程中的重、難點段進行方案研究,如下穿橋梁、鐵路、重要設施等,上跨重要道路、鐵路,特殊結構(穿山隧道、越江隧道、特大橋等)以及在不良地質條件下的車站及區間工法研究;設備專業主要研究設備系統的選擇及國産化率的提高以及控制中心及車輛段的資源共享問題;車輛專業提供車輛的選擇标準等;經濟專業要研究項目的投資以及經濟效益等問題。其餘專業在工可階段不太突出,當然如果有特殊情況,需要對本專業進行專業研究的仍需重點研究。
國産化情況也是目前工可編制的一項重要内容,如與國家政策的符合性:國産化、環保、節能、安全等。
工可一般由業主單位直接委托或者通過競标的形式來确定編制單位,一般都是設計院來做,也有由咨詢公司來做的情況。
該過程細緻而又繁瑣,有時需要幾年的時間,如果工程可行性方案與建設規劃差異太大,會有無法通過的風險,這樣可能需要重新開展工作,做大量的外部條件的修改以及文件的重新編制。
設計階段
設計包括了地鐵建設的總體設計、初步設計與施工圖設計三個階段。主要任務有五項:
一是進一步穩定線路車站方案;
二是确定各系統之間的接口;
三是統一設計原則和技術标準;
四是控制工程投資;
五是為施工單位提供圖紙。
總體設計階段是整個地鐵工程建設周期中抓好設計工作的關鍵節點。總體設計階段要在“工程可行性研究報告”及國家評審意見的基礎上,結合外部條件,對工程的各專業系統進行深化、研究和技術方案的比較。确定工程的規模、設計原則、标準和技術要求,經業主組織審查批準後,作為下一步編制初步設計的依據。
這裡要說一下業主主體的轉變,前期工作一般都由專管前期的業主來主抓(如北京的京投或其他地方軌道指揮處的前期辦公室),工可結束後就不再管後期的設計及施工,而是由建管單位來接手(根據各地情況不同而不同)。
總體設計中各專業的設計重點分别為:行車組織、車輛、線路、車站建築、土建結構、機電設備專業系統、外部工程條件的落實,以及進行工程方案技術與經濟的綜合協調平衡以控制工程投資總額。
總體設計一般3個月,做完後交給業主單位審查,并組織外部專家進行評審,主要是在工可的基礎上對設計方案提出問題,及下一階段工作的重點和方向。
初步設計階段,是全線設計工作的開始,與總體設計相比,設計要更細緻,方案要嚴格經過層層審核,出的圖是正式的歸檔圖,要各專業會簽并曬藍圖。
到了施工圖設計階段,線路路由和站位都基本确定,這一階段的主要任務就是在規定設計時間内保質保量地完成出圖的任務。
施工階段
地鐵建設周期一般都比較長,施工基本流程為:施工準備—土建工程—軌道工程—供電工程—通信與信号系統—機電設備—購置車輛—車輛調試(冷滑、熱滑、單項目調試、綜合連調等)—試運營籌備—試運行—試運營等。為了保障工程質量,地鐵車站的施工中一般采用明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構法等,施工中還受到了地面建築物、道路、城市交通、水文地質、資金等因素的影響。
地鐵站的建設
依據城市規劃,地鐵車站一般會選擇建在住宅區、商業區等主要客流集散點,方便市民出行。同時考慮土地利用、與其它交通方式換乘便捷、周邊環境條件等因素。
地鐵站的建設通常會采用安全經濟的明挖法,先建設地下圍護結構,再由地面往地下開挖形成基坑,再搭建支撐梁防護,建造車站主體結構,形成一座地下車站。開挖前,需要處理影響施工的建築、綠化和管線等,還要增加臨時道路,以減少建設地鐵時對交通出行的影響。
隧道的施工
地鐵隧道大部分使用盾構法完成,盾構機利用強大的刀盤将泥土和石塊削下,通過皮帶傳送和渣土車運出隧道,盾構機害怕孤石和溶洞,孤石損壞刀片,溶洞造成盾構機“栽頭”。施工過程中還會面對上軟下硬等各種特殊地質情況,需要施工團隊因地制宜、提前處理。
基礎設施建設
隧道完工後,将鋪設軌道、接觸網、通信等設施。之後安裝機電設備、裝修車站。在地鐵線路的附近建設一座地鐵車輛停放、維修及保養的車輛段,以及地鐵控制指揮中心。
軌道鋪完,進行通水、通電、通路,場地平整,路面恢複,綠植和管線“回家”。基礎設施建設完成後進行車站裝修,包括:自動售檢票設備、電扶梯、屏蔽門、動力來源、通信信号、綜合監控、通風空調等。
試運行開通
地鐵建設完成後,将進入試運行階段。按照國家規定,一條地鐵新線在開通試運營之前,須進行為期3個月的空載試運行,經過有關部門的相關驗收及審批,整體系統可用性、安全性和可靠性經過試運行檢驗合格後,地鐵會進行一年時間的試運營,試運營開始時乘客就可以乘坐地鐵了。
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