縮短地鐵列車編組長度對降低車站造價作用不大

摘　要　對以縮短列車編組長度、提高行車密度來降低地鐵車站造價的做法提出了不同意見。就我國6 輛編組的地鐵車站而言,站廳層長度是控制車站總長度的主要因素,站臺層的空間還有富裕。在此情況下縮短列車編組長度,達不到大幅度降低車站造價的目的。降低地鐵車站造價的有效方法:一是減少站廳層的建筑面積,將一部分管理用房移到地面上去;二是車站主體采用局部雙層結構。
關鍵詞　列車編組,車站長度,工程造價
1 　問題的提出
當前,工程造價偏高是制約城市軌道交通可持續發展的重要因素。因此,業內有些同志提出以“ 小編組,高密度”的辦法來降低地鐵工程造價。具體辦法就是縮短地鐵列車編組輛數,壓縮站臺長度,將系統行車密度由30 對提高到40 對,保持系統運輸能力不變,從而降低車站造價。
筆者認為,選擇“ 小編組”這個切入點,沒有抓住問題的要害。根據經驗,像我國采用6 輛編組的地鐵列車,站臺長度不是控制車站長度的主要因素,縮短列車編組對降低車站造價的作用不大。現在有些地鐵工程項目,正在按“ 小編組,高密度”的思路進行前期研究論證。如果這個問題不搞清楚, 可能會誤導方向,甚至影響我國城軌事業的健康發展。
2 　地鐵車站的組成與功能
地鐵車站的建筑一般分為兩層,地下一層為站廳層,地下二層為站臺層。站廳層的功能主要是售檢票,辦理乘客進站、出站手續。為此,將售檢票大廳分為非收費區和收費區兩部分。在非收費區內設有自動售票機、半自動售票機、紙幣硬幣兌換機,以及進、出站檢票機等。售檢票大廳的長度約100 m 左右。除此以外, 在站廳層還設有一部分機房和車站管理用房。隨著人民生活水平的提高,目前在地鐵車站內都增設了空調設備。在站廳層兩端各設一個空調通風機房,每個機房面積約700 m2 。該面積隨站臺是否設屏蔽門略有變化。此外,在站廳層還有通信、信號機房約150 m2,車站管理用房約300 m2 。由此可知在站廳層除了售檢票大廳之外,還有總面積大約為1 850 m2 的生產和管理用房。按我國地鐵大多為6 輛車編組和站廳層功能布置,站廳層的總長度接近200 m 。
站臺層的功能是供乘客上下車。A 型車6 輛編組的站臺長為142 m ,5 輛編組為120 m ;B 型車6 輛編組的站臺長為120 m ,5 輛編組為100 m 。在站臺層集散廳兩端,設有牽引降壓混合變電所或降壓變電所。一般牽引降壓混合變電所的面積約500～600 m2,長約45 m ; 降壓變電所面積約400 m2 ,長約30 m 。上述面積也隨站臺上是否設屏蔽門略有變化。另外,在站臺層兩端還設有通風道、排水泵房和少量的管理用房。總的來看,站臺層各種管理用房的總面積不超過800 m2 。按此布置, 站臺層的長度小于站廳層長度。
目前地鐵車站施工,采用連續墻法或SSW 工法兩種,車站的結構長度是根據站廳層長度確定的。因此,站廳層是控制車站長度的主要因素。這樣一來,在站臺層不設變電所的另一端,就出現一塊空余面積。在設計圖紙有的標為“備用”,有的標為“ 車站用房”。
3 　縮小列車編組對降低車站造價作用不大
筆者分析了北京地鐵4 號線和5 號線,上海軌道交通明珠線二期工程和M7 線,南京地鐵2 號線和杭州地鐵1 號線中一些典型車站的設計圖紙。這些圖紙出自不同設計人員之手,應該是比較客觀和滿足地鐵運營需要的。盡管各條線的土建標準和設備標準不相同,站臺寬度也各異,但各方案還是具有可比性和說服力。為此將上述資料匯成表1 。
由表1 可以看出以下幾個問題:
(1) 無論是A 型車6 輛編組、5 輛編組,還是B 型車6 輛編組、5 輛編組,其車站總長度相差不大。其原因是各條線站廳層的基本功能是相同的,在平面布置上的差別不大。車輛型號和列車編組輛數, 對車站的4 項數據的差別并不明顯。
(2) 除了上海地鐵5 輛編組的車站比6 輛編組的車站短17. 2 m 之外,其他線6 輛編組的車站與5 輛編組的車站長度相差不多。由于各方案的站臺寬度不同,無法進行比較。為此,按照車站的總平面面積進行比較。本表中5 輛編組車站的平面面積,比6 輛編組的車站減小了140～170 m2 。
(3) 按照地下車站每平方米面積土建8 000 元估算,上海地鐵M7 線5 輛編組的車站,比6 輛編組的車站可減少土建費114 萬元,約占車站土建總投資的3. 9 % 。北京和杭州地鐵5 輛編組的車站比6 輛編組的車站,可減少土建費120～140 萬元, 分別占車站土建總投資的4. 2 %～4. 8 % 。

表1 　車站方案比較表
站臺長度車站長度車站凈寬平面面積

　注:帶3 號者為空調機房設在站廳一端的布置方案
4 　幾點看法
(1) 前已說明,站廳層長度是控制地鐵車站長度的主要因素,站臺層的面積本身還有一些富裕量。在這種情況下,提出縮短列車編組輛數、減少站臺長度來降低車站造價,結果是于事無補,達不到預期的目的。并且列車編組輛數縮短以后,反而會使站臺層的富余面積進一步擴大。
(2) 針對站臺層面積有富余的實際情況,筆者認為列車編組不但不應縮短,還應該充分利用站臺層的空間加長站臺長度。如能在既定的車站長度內,或者稍微加長車站,能把站臺長度比設計長度加長1 輛車,為地鐵今后擴大運輸能力、改善乘車舒適度,預留出更大的空間。
(3) 通過方案比較說明,將列車由6 輛編組改為5 輛編組,車站的土建投資只降低4 % 左右。而將列車編組減少1 輛車,卻使地鐵系統的運輸能力減少了17 % 。這樣做得不償失。地鐵的運營要執行為乘客服務這一理念,也是地鐵設計的主導思想。在一次性投資和長遠運營效益的取舍問題上, 應將運營效益放在第一位。
(4) 地鐵的預測客流量,是根據現階段城市總體規劃資料預測的。而城市總體規劃不是一成不變的,每經過一段時間(10～15 年) 就要修改一次, 由此又會影響地鐵吸引的客運量。目前,我國的城市化建設剛步入快速增長期,各個城市還處在發育上升階段,對其最終發展結果現在難以預料。城市總體規劃可以隨著城市的發展不斷地修改。而按照現狀城市總體規劃資料預測的客流量建成地鐵工程以后,是難以再進行改造的。因此在地鐵建設中應該看得遠一些,為以后發展多留一些儲備能力。在對待列車編組問題上,南京地鐵公司的決策值得借鑒。他們認為客流量預測有不確定性,地下隧道也是城市的寶貴資源和財富,地鐵車站一旦建成就無法進行改造。現在多花一點投資,為地鐵今后發展多留一點余地是值得的。因此,他們決定把地鐵2 號線車站由可行性研究報告確定的5 輛車編組改按6 輛車編組設計,幾個與地鐵1 號線換乘的車站現已開工建設。
(5) 有一種觀點認為,地鐵形成網絡以后各條線路的客運量會下降,現在縮短列車編組對未來運營影響不大。對此筆者不敢茍同。這一理論是把現在的城市規模永久固定化為前提的。即:幾十年以后城市仍保持目前的狀況,人口和經濟規模都不變,地鐵線路增多使客運量下降。事實上城市是發展變化的。今后隨著經濟的發展,城市規模必然會逐步擴大。將現在的北京市和上海市與30 年前相比就能說明這一問題。再過若干年,我國進入工業化國家之后,大批農村人口轉入城市,那時城市人口將多于農村人口,城市公共交通客運量也會猛增。各發達國家地鐵已有百年歷史,看看他們的運營現狀就能說明這一點。
(6) 采用“小編組,高密度”方針,是按地鐵車廂內站立6 人/ m2 、每小時開行40 對列車設計系統運輸能力。這可以說把極限條件都用足了,給地鐵將來改善乘車舒適度、適應客運量增加預留的空間很小。這樣的地鐵不能滿足乘客的需要。我國地鐵列車都采用動車、拖車混合編組,其加速度較小。如果跑不到40 對,將來的運營會更加困難。各發達國家為了使地鐵與小汽車競爭,緩解城市交通的矛盾,很注重舒適度這個指標,規定地鐵車廂定員按站立4～4. 5 人/ m2 計算。上海地鐵M7 線可行性研究報告中,確定該線初期及近期按6 人/ m2 、列車4 輛車編組設計,遠期按4 人/ m2 、列車5 輛車編組、系統通過能力30 對設計,為地鐵今后的發展預留了較大的余地。
(7) 隨著人民生活水平的提高,乘客要求提高乘車舒適度,也是很自然的事情。對這個問題在地鐵設計中應該充分重視。縱觀世界地鐵發展史,地鐵列車編組由起初的4 輛、6 輛,發展到現在8 輛、10 輛、12 輛。而“ 小編組,高密度”方針,卻與此相反,要將我國地鐵列車編組由6 輛縮短為5 輛、4 輛。這樣的做法不符合發展趨勢,是有風險的。我國是世界人口大國,這應該是我們考慮問題的出發點。在地鐵建設中應該比發達國家看得更遠一些, 為我國地鐵可持續發展創造更好的條件。
(8) 降低地鐵車站造價的有效方法,是壓縮站廳層的建筑面積,縮短站廳層長度。例如,把空調機房移到地面上去,或者將一部分車站管理用房移到地面上去,對縮短車站長度、降低工程造價更有效。斯德哥爾摩地鐵車站內只有2 個站臺,將管理用房與站臺分離設置,有的設在地面上,有的與其他建筑結合。日本地鐵也有把變電所等生產用房設在地面上的實例。除此以外,也可將客流量不大的車站,采用兩端廳式結構,即車站兩端為雙層結構,中間為單層結構。就像北京地鐵一期、二期工程那樣。