市域快线线路规划设计研究

苟波

（中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031）

1 市域快线在我国的发展情况

从社会经济发展和城市规划的角度来看，市域快线是城市规模全域发展意图的必然产物。近年来，我国相当一部分超（特）大城市的规模急剧扩大、功能层次分化，出现了多中心的空间结构，城市规划意图已经往全域甚至跨域一体化发展的方向发展。

截至2019 年12 月，中国内地17 个城市已开通市域快线共36 条，运营总长度约1 070 km；中国内地23 个城市，总共68 条市域快线在建和开展前期研究，运营总长度约2 660 km。其中，成都的在建和开展前期研究的市域快线规模已超过300 km；杭州和佛山的在建和开展前期研究的市域快线规模超过200 km；北京、上海、广州、深圳、重庆、郑州、武汉7 个城市的在建和开展前期研究的市域快线里程则在100～200 km。

由此可见，随着我国的城市化进程加快，涌现出越来越多的特大、超大型城市，并且城市发展逐渐由中心城区向外围扩展形成城市群。推动中心城区与周边地区的联系越来越紧密，这对轨道交通提出了更高的要求，市域快线的规划与建设逐渐成为诸多城市的研究热点。由于中国城市群的发展刚刚起步，市域快线的规划与设计方兴未艾，有很多尚待解决的问题，本文从市域快线的代表——深圳11 号线和成都18 号线的线路设计过程中总结出部分经验和教训，提出几点粗浅的建议。

2 市域快线选线规划存在的问题

根据笔者在广州、深圳、佛山等多个城市的市域快线项目设计及实践经验，市域快线在前期线路规划和设计过程中，主要存在以下2 个方面的问题：

1）对于间距较小的区间，即便无限速平面曲线，列车出站加速尚未达到最高运行速度，或仅持续较短的时间，列车就需要减速进入下一个车站，同样无法发挥“快线”列车的速度优势；

2）对于“快线”而言，不管一个区间站间距多大，若线路通道条件较差，区间频繁地出现平面限速曲线，将会导致列车无法持续高速运行，对乘客的舒适度、列车牵引能耗、旅行时间均存在不利影响。

因此，在规划设计阶段，一条线路能否定位为“快线”，就线路本身而言，主要取决于站间距和线形条件（主要是平面线形）2 个因素。在线路通道选择方面，应考虑结合城市空间布局和客流出行需求，此外，还要考虑道路红线、生态绿线等诸多控制因素[1]。

3 市域快线选线经验总结

3.1 问题1：平均站间距大，但车站分布不均

3.1.1分区段（区间）制定技术标准

市域快线的平均站间距大，但为增加对核心城区和重要组团的覆盖，车站不一定是均匀分布的，因此，在设计中根据车站的分布情况和行车牵引计算结果，可分区段（或区间）选取不同的技术标准，以达到最佳的运行效果，节省工程投资。

理论情况下，列车从0 km/h 分别加速至100 km/h、120 km/h、140 km/h 和160 km/h，匀速运行15 s 后，再减速至0 km/h 的牵引曲线分别如图1 所示。

图1 不同速度目标对应的最小站间距图

通过牵引计算，得到要发挥80 km/h、100 km/h、120 km/h和140 km/h 的速度目标对应的最小站间距分别为1 300 m、2 100 m、3 200 m 和4 400 m。车站间距、速度目标和线路技术标准的关系见表1。

表1 车站间距、速度目标和线路技术标准的关系表

因此，在实际设计中，应根据车站间距分布，分区段（或区间）选取不同的技术标准，例如，深圳地铁11 号线，线路全长52 km，设站18 座，平均站间距（约3.1 km）较大，但存在车站分布不均的问题：机场站～福田站的平均站间距为2.1 km，碧头站～机场站的平均间距为3.9 km。

根据“机场以南要速度、机场以北要覆盖”的规划功能定位，结合车站分布的特征，分段制定了差异化的技术标准：机场站～福田站，线路设计需满足最高运行速度100 km/h 的要求，地下区间盾构隧道内径采用5.4 m 的标准；碧头站～机场站，线路设计需满足最高运行速度120 km/h 的要求，地下区间盾构隧道洞径采用6.0 m 的标准。

如图2 所示，分段制定技术标准后，机场以南（机场站～福田站，线路长度32 km，设站9 座），区间最高运行速度按120 km/h，旅行时间约30 min；机场以北（碧头站～机场站，线路长度20 km，设站9 座），区间最高运行速度按100 km/h，旅行时间约25 min。较全线统一采用120 km/h 的技术标准，全程旅行时间仅增加0.7 min，对运营的影响几乎可以忽略。

分区段（区间）制定技术标准，不仅减小了隧道断面，节省了工程投资，也取得了良好的运营效果。

图2 深圳11 号线牵引计算图

3.1.2车站站点选择，应串联主要的客流集散点

为体现“快”的特点，减少车站的数量，适当牺牲本线覆盖范围是必要的。因此，在规划站点布设时，应尽量地串联沿线主要的客流集散点，重视与其他线路和交通方式的换乘接驳，围绕“快线”站点构筑综合交通枢纽，以达到提供客流支持、延伸覆盖范围的目的，也有利于提升城市公共交通服务水平。

深圳地铁11 号线共设18 座车站，其中换乘站有11 座，参与构筑的三线及以上的城市综合交通枢纽就有5 处之多。具体见表2。

表2 深圳地铁11 号线换乘车站

深圳11 号线沿线串联了福田、车公庙、前海湾、机场等诸多客流枢纽，于2016 年6 月28 日开通运营后，仅3 年时间客运量翻了3 倍（见图3），说明串联了主要客流集散点的选线设计，取得了良好的运营效果。

图3 深圳11 号线客运量和客运强度增长趋势图（2016—2019 年）

3.1.3长大区间宜采用高架敷设方式

“快线”往往都存在长大区间，采用地下敷设方式工程投资和运营成本高，也不利于防灾疏散，因此，有条件的情况下宜采用高架敷设方式。长大区间一般位于人口稀少的城市外围区域（与其他普速线路共通道情况例外），如组团之间的隔离带、城市限制建设区等，不具备设置车站的必要性，但往往都具备设置高架线路的环境条件，但也可能受到城市水源保护区、生态控制红线等的限制，因此，在设计过程中，应根据实际的环境和工程条件合理地选择敷设方式[2]。

例如，深圳地铁11 号线碧海湾站至机场站，站间距达到9.3 km，主要走行于规划大铲湾填海区，从该段线路的通道条件来看，具备设置地上线的条件，但由于沿海地区的地质条件复杂，采用地下敷设工程投资较大，且后期运营费用较高，长大区间防灾疏散不利等因素，研究了全地下、7 km 高架和4 km 高架3 个方案（见表3）。

表3 深圳地铁11号线碧海湾站至机场站敷设方式比选表

考虑到沿海工程地质及水文地质对地下隧道存在的风险及代价，以及长大区间防灾疏散风险等（碧海站～机场站的区间运行时间为285 s，若采用地下敷设，需设2 座区间风井），对区间4 km 的线路采用了高架敷设，有效地降低工程实施难度，节省工程投资；同时，根据环评报告专家审查意见，为降低对碧海片区的影响，碧海片区段维持地下方案。开通后，成为国内第一条“坐上地铁去看海”的市域快线，取得了良好的运营效果。

3.1.4站间距不均的线路可采用快慢车运营模式

当“快线”的平均站间距不均或旅行时间无法满足规划出行目标时，可采用快慢车运营模式。通过“快车”过站运行，提高平均站间距，以满足客流的不同出行需求。但快慢车运营模式会引起部分车站规模的增加和系统能力的损失，需结合客流和工程实际情况进行研究。

例如，成都轨道交通18 号线，线路全长86.6 km，共设置车站17 座，平均站间距4.8 km（见图4）。从列车牵引效率出发考虑，车辆选型采用了最高运行速度为140 km/h 的市域A 型车。但由于18 号线的站间距较为不均衡，最大站间距19.8 km，最小站间距仅0.9 km，常规的站站停组织模式，无法满足规划提出的“火车南站～天府国际机场站30 min 左右可达”时间目标的要求，同时也存在列车牵引效率不高的问题。

图4 成都18 号线线站位方案示意图

为解决上述问题，推荐采用了大小交路+快慢车套跑的运营组织模式，其中，大站快车主要服务机场商务客流，从火车南站至天府国际机场1 号、2 号航站楼站中间只停2 座车站，全程旅行时间仅为35 min。

3.2 问题2：线路平面线形条件与设计速度不匹配

线路平面线形条件应与设计速度相匹配，特别是在区间中部位置应尽量减少限速平面曲线的设置。

3.2.1规划路径通道应尽量顺直

要保证“快线”良好的线形条件，首先应从规划阶段的路径通道选择开始做起。规划线路通道应尽量顺直，方向明确，一般沿城市主要的道路通道进行敷设，在满足线形要求的情况下，可有效地降低工程代价，减少房屋拆迁和节约土地资源。

深圳地铁11 号线处于深圳城市西部发展轴上，沿线通道主要有深南大道、白石四道、桂庙路、创业路、宝源路、宝安大道等，都是城市或片区的主要交通道路，均较为顺直，工程条件较好。

全线右线共设曲线71 个，曲线长度为25.459 km，占线路长度的49.20%。其中，左偏的曲线长度为11.749 km，占曲线全长的46.15%。最大曲线半径为8 000 m，最小曲线半径为400 m，右线曲线分类统计见表4。

表4 深圳地铁右线平面曲线分类统计表

从统计结果来看，11 号线全线半径R≥600 m 的曲线占了全线曲线长度约88.5%，小半径曲线多集中在车站端部或短区间，对全程旅行时间的影响小，整体线型条件良好。

3.2.2适当提高最大超高和最大允许欠超高

在既定的平面线路线形条件下，适当提高最大超高和最大允许欠超高，可有效地提高限速平面曲线上的列车通过速度，从而提高全线的运行效率。对于100 km/h 及以下的线路，GB 50157—2013《地铁设计规范》[3]规定，轨道最大超高值为120 mm，最大允许欠超高值为61 mm，困难时应不大于75 mm。通过对国内外轨道线路的调查，最高行车速度120～160 km/h线路的最大超高值在140～180 mm，其中以采用150 mm 居多，而最大欠超高多在70～110 mm。因此，对于市域快线来说，线路最大超高值可推荐采用150 mm，最大允许欠超高值可结合车辆座椅布置形式和乘客舒适度等合理选择，当采用以座席为主的快线车辆时，建议适当提高最大允许欠超高值，可按75 mm 考虑。

例如，深圳地铁11 号线列车最高运行速度为120 km/h，对轨道最大超高值进行了适当提高，采用了150 mm。但由于其采用“专用车+普通车”的编组模式，普通车仍以站席为主，考虑到乘客舒适度问题，对最大允许欠超高值未做提高。又如成都地铁18 号线列车最高运输速度为120 km/h，采用的整体提高服务标准的快慢车混跑模式，所有车辆均采用横纵混合式座椅布置，站席密度采用5 人/m2，因此，轨道最大超高值采用150 mm，最大欠超高值采用75 mm。

4 结语

为满足都市圈范围内的乘客快速出行需求，实现外围组团与城市核心区的快速联系功能，规划市域快线是历史发展的必然。由于国内市域快线的规划和设计刚刚起步。在市域快线的规划和设计过程中，针对站间距分布不均，部分区间的长度较短，导致“快线”不快的问题，可采用以下解决方案：

1）可分区段（区间）制定技术标准；

2）可适当加大站间距，但快线站点需串联主要客流集散点；

3）长大区间宜采用高架敷设；

4）可采用快慢车运行组织模式。

针对线路平面线形条件与设计速度不匹配的问题，可采用以下解决方案：

1）规划路径通道应尽量顺直；

2）适当提高最大超高值和最大允许欠超高值。