上海地铁9号线二期工程总体设计构思

1　工程概况 　　上海地铁9号线(R4线)是上海市地铁网络中构成路网主要骨架的4条市域线(R线)之一。线路由枫泾经松江、穿越徐家汇城市副中心至外高桥,将松江新城、徐家汇城市副中心、老城厢地区、南外滩、陆家嘴金融贸易区、杨高路沿线大型居住区、金桥出口加工区和外高桥保税区等重要区域衔接起来,是横亘城市西南-东北方向的一条主干线。目前松江新城站-宜山路站的一期工程正在实施中,计划2007年底开通试运营。 二期工程线路由一期工程终点宜山路站后至东靖路站,线路全长为26.334km,均为地下线。二期工程又分初、近两期实施。 初期工程为宜山路站后至民生路站(含),线路长14.472km,共设10座车站和1座主变电所。车辆基地利用一期工程车辆段,控制中心利用一期工程虹梅路控制中心扩展。 近期工程为民生路站后至东靖路站,线路长11.862km,设5座车站,1座停车场。 2 总体设计主要原则 　　城市地铁功能是使旅客在安全、迅速、准时、舒适和方便的情况下,顺利便捷地由出发地到达目的地。由此,地铁总体设计应遵循以下主要原则。 (1)地铁线路位置应位于城市的主要客运交通走廊内,能为最大多数居民提供优质的服务。 (2)地铁应与网络中的其它线路以及其它形式的地面交通相结合,使其能方便地换乘,改善地铁的可达性。 (3)地铁建设应与城市建设结合进行,充分利用地下、地面空间开发物业。 (4)工程的设计和施工,应使对居民和交通的干扰、影响最小。当分期实施时,每期完工后都可投入运营。 (5)土建工程的技术标准,应能适应已确定采用设备系统的特点。 (6)对系统和设备的选型,在保证其先进性的基础上,应充分考虑设备的适用性、可操作性、经济性、耐用性和可维修性,并与一期工程相兼容和匹配。换乘站应考虑资源共享,对引进设备应满足国产化率的要求。 (7)能适应上海市的地理、气候和社会发展条件。 (8)应贯彻节约用地的原则,地面建筑应布置紧凑,贯彻“节约能源,合理利用能源”的方针,建设节能型工程。 (9)应充分考虑城市的环境保护,采取减振、防噪、防污染措施。严格控制地面沉降量,确保地面交通畅通以及地面建筑物和地下管线的正常使用。 (10)应具有防火灾、水淹、风灾、地震、雷击和停车事故等灾害的防灾设施,并以防火灾为主,贯彻“预防为主,防消结合”的方针。 (11)地铁系统设计应留有发展余地。 地铁总体设计,应把能为城市居民提供优质服务,方便居民乘降和换乘的宗旨放在首位,使地铁成为城市客运交通中的主干,从而改变城市的交通结构和交通状况,并能带动旧城区的改造和新城区的开发,进而达到调节城市功能、促进城市发展的目的。 3 总体设计构思 　　地铁总体设计主要包括行车组织、线路、轨道、路基、桥涵、限界、站场、区间隧道、车站建筑、车站结构、结构防水、房屋建筑、供电、通信、信号、通风空调、给排水及消防、防灾报警、设备监控、自动售检票、控制中心、车辆段与综合基地等专业(本文对二期初期工程未涉及专业不作介绍)。 3.1 行车组织 3.1.1 预测客流量 9号线全线各设计年限预测单向高峰小时最大断面客流量和全日客流量见表1。 3.1.2 车辆选型与列车编组 根据预测客流量和一期工程实施情况,车辆采用A型车,初、近、远期均采用6辆编组。 3.1.3 设计运输能力 设计运输能力以预测远期单向高峰小时最大断面客流量、列车编组、车辆定员及列车最小运行间隔为依据进行设计,并留有一定的富余,见上表1。 3.1.4 列车运行交路 根据客流分析结果,综合考虑线路工程条件、折返能力以及一期工程的实施状况等因素,确定全线远期列车运行交路采用嵌套套跑交路,见图1。 3.1.5 辅助线设置 根据本线在网络中的功能定位及运营要求,结合线路工程条件和延伸线条件,二期初期工程辅助线设置为:在民生路站站后设双折返线,在马当路站设停车线,在浦东南路站后设一条单渡线。 3.2 线路与轨道 3.2.1 线　路 线路正线数目采用双线,列车最高运行速度为80km/h。 初期工程均采用地下线,区间采用单圆隧道。 线路最小曲线半径:正线一般为400m,困难地段为350m;辅助线一般为250m,困难地段为150m;车站正线为800m。线路纵向坡度:区间正线最大纵坡为28‰,最小纵坡一般为3‰;地下车站线路纵向坡度一般为2‰,困难条件下不大于3‰,其中徐家汇站利用既有地下室改造设为平坡;地下折返线、停车线纵向坡度一般为2‰。 3.2.2 轨　道 正线和辅助线采用60kg/m钢轨,9号道岔。扣件采用DTⅢ2型扣件。道床采用整体道床。 3.3 限　界 地下车站和区间隧道的车辆、设备、建筑限界按A型车平直轨道的条件制定。曲线段和道岔区的限界应在直线地段限界基础上,根据车辆的有关尺寸以及不同曲线半径、轨道超高和道岔类型分别进行加宽和加高。 3.4 车站建筑 车站设计规模应按远期预测客流量、所处位置的重要性及该地区远期发展规划等因素综合考虑确定,站台计算长度为140m,以满足6辆编组列车的停站要求。换乘站换乘设施应满足远期预测换乘客流量的需要。二期工程初期10座车站,除马当路站为地下侧式站台车站外,其余均为地下岛式站台车站。其中7座为换乘站,徐家汇站为3线换乘站,世纪大道站为4线换乘站,为网络中的重要换乘枢纽。 车站总平面设计应积极配合城市道路、建筑、公交的规划,合理布置出入口、风亭、冷却塔的位置且符合规划及环保等的要求。应充分考虑车站与其他地铁线路、地面公交的换乘。站厅、站台等各层平面布置应紧凑合理,进出站客流尽量少交叉,流线短捷而有序。车站内楼梯、自动扶梯和疏散通道的通过能力,既要满足平时客流集散需要,又要满足事故情况下紧急疏散需要。 3.5 车站结构 初期工程10座地下车站主体结构型式,多为二层三跨或三层三跨箱形钢筋混凝土框架结构。徐家汇站利用既有物业地下室进行改造,打浦桥站与物业地下室结合,为地下四层三跨箱形钢筋混凝土框架结构。根据沿线工程地质和水文地质条件,结合上海地铁以往建设的实践经验,车站主体围护结构均采用地下连续墙,出入口通道及风道围护结构一般采用SMW工法或钻孔灌注桩加隔水帷幕。支撑体系采用钢管和钢筋混凝土支撑相结合的体系。 地下车站的施工方法与结构型式密切相关,应综合地质、地面交通、周边环境、工期和造价等因素确定。一般车站采用明挖顺作法施工,对交通影响大的车站,局部采用盖挖顺作法施工。 二期工程因换乘车站多,其基坑深度均超过20m。而浦明路风井基坑深度为26.2m,源深路风井基坑深度更是深达32.4m,其深度位列上海地铁工程基坑深度第三。设计在围护结构、支撑体系、施工方案、降水、施工监测等方面都须采取更为严格的措施。 3.6 区间结构 根据初期工程的地质、环境条件和以往的实践经验,区间隧道均采用单圆盾构法施工,装配式预制钢筋混凝土单层衬砌,衬砌内径为Φ5500mm,环宽为1200mm,厚度为350mm。管片采用通缝拼装,直螺栓连接。盾构采用加泥式土压平衡盾构。 区间隧道与既有线路交叉、平行多,其中在衡山路上跨1号线区间,隧道顶覆土厚度仅4.25m。在区间隧道施工过程中,须采取切实有效的措施,加强对既有线的保护。 区间隧道多处离既有建、构筑物距离较近,还多处穿越既有建、构筑物的预留通道,对区间隧道施工提出了更高的要求。 3.7 结构防水 地下车站和区间隧道结构防水以结构自防水为根本,以接缝防水为重点,并辅以附加防水层加强防水,确保结构防水满足要求。 3.8 供电系统 供电系统设置主变电所、牵引变电所、降压变电所、中压供电环网、接触网、动力照明配电、电力监控(SCADA)(主站系统设备与一期工程共享)、杂散电流腐蚀防护、防雷与综合接地等系统。 系统须满足安全、可靠、灵活、经济和便于运营维护管理的要求,并充分考虑与一期工程的衔接和后续延伸线、相邻线的供电要求。 系统采用110/35kV两级电压集中供电方式。在民生路设置1座110/35kV主变电所,与一期工程虹梅路主变电所一起向二期工程范围内的负荷供电,并构成相互支援关系。主变电所及每座牵引降压混合变电所、降压变电所均有两回独立可靠的进线电源,两回电源互为备用。 牵引供电系统采用DC1500V架空接触网供电、走行轨回流方式。接触网采用刚性悬挂方式。 动力照明低压配电系统采用220V/380V配电,TN-S接地型式。 3.9 通信系统 通信系统设置传输、公务通信、专用通信(含站内、站间、轨旁、直通、紧急电话)、无线通信(含专用、公安、消防、民用)、电视监视(含运营、公安)、广播及乘客信息显示、时钟、电源及接地等子系统。系统应建成一个高可靠性的、易扩充、组网灵活、经济实用、能与一期工程衔接的专用通信网,并能与上海市公用市话网方便地连通。虹梅路控制中心为二期工程通信系统预留了相应的接入和扩容条件。 传输系统制式与一期工程一致,新建一个环网。 公务通信系统与一期工程采用全网统一编号,并与上海市公网采用数字出入中继相连。 专用无线通信系统采用800M频段的TETRA数字集群无线通信系统。 3.10 信号系统 信号系统采用基于无线通信技术的移动闭塞列车自动控制(ATC)系统,包括列车自动监控(ATS)、列车自动防护(ATP含联锁系统)及列车自动运行(ATO)三个子系统。系统功能定位、构成及制式等均与一期工程相一致,以使整个9号线构成一个完整的CBTC信号系统。 系统设备应具有很高的安全性、可靠性和可用性,凡涉及行车安全的设备必须符合故障———安全的原则。联