單軌交通在重慶的應(yīng)用實踐

重慶市軌道交通總公司 沈曉陽
　

前言
　　重慶市軌道交通二號線工程是重慶市直轄后興建的最大的城市基礎(chǔ)設(shè)施工程，是我國城市軌道交通領(lǐng)域首次引進跨座式單軌交通系統(tǒng)的重要嘗試和示范性工程。該工程的成功建設(shè)和運營，在極大地緩解城市地面交通壓力的同時，促進了沿線經(jīng)濟發(fā)展，改善了居民出行和環(huán)境質(zhì)量，提升了中國最年輕直轄市的城市形象，為國內(nèi)其它城市在軌道交通制式選擇方面提供了一種新的思路。
　　一、單軌交通系統(tǒng)的選擇背景
　　重慶是長江上游最大的經(jīng)濟中心城市，是我國重要的綜合性工業(yè)城市，西南最大的水陸交通樞紐與對外貿(mào)易港口，也是著名的山城。5473平方公里600萬人口的都市區(qū)為“一城五片，多中心組團式”結(jié)構(gòu)。由于地形條件限制和經(jīng)濟發(fā)展水平制約，城市交通難以適應(yīng)城市發(fā)展需求，國家有關(guān)部門在90年代的研究評價報告中認為，重慶在22個特大城市中，城市客運交通綜合發(fā)展水平位列倒數(shù)第二，急需改善。應(yīng)加快規(guī)劃與建設(shè)現(xiàn)代化的城市公共客運交通，形成以快速軌道交通為骨干，地上、地面、地下多種交通方式相結(jié)合的立體化公共交通網(wǎng)絡(luò)。為此，市政府組織完成了軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃，著手進行各項工程建設(shè)準(zhǔn)備。經(jīng)過十年的不斷完善，重慶已經(jīng)規(guī)劃六線一環(huán)共354公里的快速軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并計劃在2012年前建設(shè)一、二、三、六號線約100公里的輕軌和地鐵。首先籌備建設(shè)的是地面高架為主的軌道交通二號線。
　　重慶市軌道交通二號線一期工程位于核心城區(qū)兩山與兩江之間的淺丘地帶，縱貫狹長半島，規(guī)劃全長19公里，并繼續(xù)向西延伸，線路連接渝中區(qū)、九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)的重要商業(yè)中心、交通樞紐、文體設(shè)施、居民小區(qū)。根據(jù)重慶多中心組團型城市地理特征，以及線路所經(jīng)過區(qū)域山高坡陡、道路曲折、地形復(fù)雜等具體情況，特別是線路穿越人口密集的區(qū)域和公園，對噪音和振動等環(huán)保指標(biāo)要求高等特點，經(jīng)過充分論證和技術(shù)經(jīng)濟比較，采用了爬坡能力強、轉(zhuǎn)彎半徑小、噪音低、景觀性好的跨座式單軌交通系統(tǒng)。
　　在交通制式的選擇中，除嚴格按照客流預(yù)測、技術(shù)經(jīng)濟比較等規(guī)劃原則進行綜合考慮和評價外，還著重從以下方面開展了大量的分析工作：
　　1、城市特點
　　線路區(qū)域海拔高度180～430米，相對高差250米，由江邊到山頂橫貫半島，坡度和坡長以及線路曲折情況都是一般平原城市難以相比的。單軌系統(tǒng)爬坡能力6～8％，坡長可達400米以上，最小半徑僅100米，能充分適應(yīng)城市地形特點。如果采用常規(guī)鋼輪軌系統(tǒng)，3％的坡度和300米半徑的局限，將產(chǎn)生較長的地下線路及車站埋深增加到80～100米等弊端。
　　2、環(huán)保性能
　　線路經(jīng)過人口密集的三大主城區(qū)域，周邊居民集中且有許多大型商業(yè)辦公設(shè)施，還有公園、醫(yī)院、學(xué)校等文教設(shè)施，如果采用鋼輪系統(tǒng)，不可避免地將會出現(xiàn)較大的噪音污染，而單軌膠輪系統(tǒng)則大幅度地降低了噪音污染對周邊環(huán)境的影響。
　　3、景觀影響
　　受地理條件制約，原有城市道路十分狹窄。采用單軌系統(tǒng)充分利用道路中央分隔帶和上部空間，對城市道路無影響，而僅0.85米寬的兩片軌道梁體量輕盈，不影響綠化，景觀性好。如果采用一般輪軌系統(tǒng)，高架線路區(qū)段將在原有道路上方設(shè)置平板式的高架道床，為克服噪音污染，還將在平板式道床兩邊設(shè)置噪音屏蔽結(jié)構(gòu)，對城市景觀將造成巨大影響。
　　4、投資控制
　　投資控制是項目建設(shè)的重要指標(biāo)。單軌系統(tǒng)的建設(shè)投資為地鐵的一半以下，同重慶的經(jīng)濟發(fā)展水平和財政投入能力相適應(yīng)。如果采用一般輪軌系統(tǒng)，為解決過長的地下線路、過深的地下車站及環(huán)控設(shè)施等問題，將導(dǎo)致工程投資的大幅上升，使政府難以決策啟動建設(shè)重慶軌道交通的第一條線路。
　　綜上，重慶市的單軌交通制式選擇充分考慮了城市地理特點、環(huán)境要求和投資能力等多種因素。
　　二、單軌交通系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用效果
　　（一）建設(shè)過程
　　1、1990年，市政府組織完成軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃。1993年，日本國際協(xié)力事業(yè)團專家在渝開展了工程可行性調(diào)查。1994年，國家計委評估項目建議書，同意引進單軌交通系統(tǒng)技術(shù)。中日兩國政府批準(zhǔn)列入日元貸款計劃。1995年～1998年，相繼完成可研報告、環(huán)評報告、國產(chǎn)化研究報告，OECF特別幫助調(diào)查報告，以及中日合作單軌技術(shù)培訓(xùn)班等前期技術(shù)準(zhǔn)備工作。1999年，國家計委批準(zhǔn)項目建議書，完成可研報告評估。2000年批準(zhǔn)可研報告。
　　2、2000年12月，重慶市軌道交通二號線一期工程作為國家西部開發(fā)十大重點工程正式開工。線路由較場口到大堰村長14.35公里（地下2.2公里），14座車站（地下3座），單軌車輛84輛21列，投資35.5億（其中日元貸款271億日元折合20億人民幣）。2002年10月全線土建貫通并架設(shè)軌道梁。2003年12月全線“軌通、電通”。2003年，國家發(fā)改委批準(zhǔn)延長到新山村的4.8公里二期工程并入一期工程實施，全線共19.15公里，18座車站，總投資43億元。2004年6月，一期工程試通車。2004年11月，一期工程觀光運行。2004年12月28日，一期工程試運行。2005年6月18日，重慶市軌道交通二號線一期工程開通運營。
　　（二）技術(shù)特點
　　與普通輪軌系統(tǒng)相比，跨座式單軌交通系統(tǒng)具有的爬坡能力強（60‰）、轉(zhuǎn)彎半徑小（正線100米、輔助線50米）、運行噪音低（低于70分貝）、等特點，是建立在獨有的車輛“騎跨運行”方式上的，因此在工程實施中有三大技術(shù)關(guān)鍵，軌道梁系統(tǒng)、道岔系統(tǒng)、車輛轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)，是國內(nèi)的新課題，在建設(shè)過程中，通過中日各方的技術(shù)合作都得到解決。
　　1、軌道梁系統(tǒng)
　　軌道梁為寬0.85米、高1.5米工字型結(jié)構(gòu)，中間為供電軌，梁跨20～24米，車輛騎跨于梁上行駛，軌道梁是集承重、導(dǎo)向、供電等多種功能的關(guān)鍵產(chǎn)品，生產(chǎn)安裝的工藝和技術(shù)要求極高。要解決以下技術(shù)關(guān)鍵：
　　①要有能生產(chǎn)各種平面及縱斷面線型軌道梁的活動模板，以及能有效控制砼變形的材料級配和生產(chǎn)工藝，用這種模板生產(chǎn)的軌道梁誤差不大于2毫米。產(chǎn)品還需通過300萬次動態(tài)疲勞試驗和破壞性檢查。
　　②采用后張法的預(yù)應(yīng)力軌道梁上配有安裝支座、接觸軌等有定位精度的各種預(yù)埋件，鑄鋼支座和匯流排、剛性接觸軌等均為國內(nèi)首次生產(chǎn)制造。
　　③為保護佛圖關(guān)公園架設(shè)軌道梁不被施工便道破壞，為保證危險地段和交通擁堵區(qū)域的軌道梁架設(shè)，專門開發(fā)研制單軌架橋機和運梁車。
　　2、道岔系統(tǒng)
　　單軌系統(tǒng)的道岔分關(guān)節(jié)型和關(guān)節(jié)可撓型兩類，為5.5米長多段鋼箱梁結(jié)構(gòu)。
　　“關(guān)節(jié)型”道岔呈折線型，有單、三、五開三種類型，通過速度較低。
　　“可撓型”道岔呈曲線型，有單開、雙開兩種形式，通過速度快僅用于正線。
　　道岔梁上帶有供電、信號等系統(tǒng)，其整體移動要求在15秒內(nèi)完成信號發(fā)出、解鎖、移動、鎖定、反饋信息全過程，制造精度、機電控制要求和安全可靠性要求極高，生產(chǎn)安裝難度極大。通過借鑒中外技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)，已實現(xiàn)關(guān)節(jié)型道岔的產(chǎn)業(yè)化。
　　3、車輛及轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)
　　三面均為車輪，能適用于正線半徑100米的轉(zhuǎn)向架是車輛制造的關(guān)鍵。通過引進日立公司全部生產(chǎn)圖紙和轉(zhuǎn)向架等關(guān)鍵部件的生產(chǎn)技術(shù)，采用技貿(mào)結(jié)合方式合作生產(chǎn)單軌車。
　　①第一批2列8輛車由日立公司生產(chǎn)并在工廠培訓(xùn)中方技術(shù)人員和技工。
　　②第二批15列60輛車，采用重慶研制的大斷面鋁型材，供長春客車廠生產(chǎn)鋁合金車體，采購國內(nèi)的空調(diào)、門機等重要設(shè)備，使用日立公司的關(guān)鍵部件（轉(zhuǎn)向架等）。
　　③最后一批4列16輛車所有設(shè)備均由長春客車廠采購國內(nèi)產(chǎn)品和關(guān)鍵部件，達到逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化的目標(biāo)。并著手二期工程車輛和三號線車輛生產(chǎn)工作，進一步提高車輛國產(chǎn)化率。
　　4、其它
　　除上述技術(shù)關(guān)鍵外，工程實施中還進行了24米大跨軌道梁開發(fā)，30米連續(xù)梁試驗等創(chuàng)新和探索。解決了26米大斷面地下車站安全施工，繁華都市區(qū)地下、地面施工爆破不擾民，沿江橋墩開挖施工抗流砂，大跨度大體量倒T型軌道梁夏季高溫的現(xiàn)場澆注，都市區(qū)施工減少交通擁堵等許多重大施工難題，以及土建、設(shè)備、車輛子系統(tǒng)的分步綜合聯(lián)調(diào)等系統(tǒng)難題。
　　（三）工程造價
　　一期工程全長19.15公里，總投資43億元。由于嚴格執(zhí)行招標(biāo)、監(jiān)理、主材集中采購和造價跟蹤審計制度，投資和質(zhì)量都得到有效控制。根據(jù)工程概算以及招標(biāo)后施工與采購合同的執(zhí)行與決算情況，平均每公里綜合造價2.3億元。其中：標(biāo)準(zhǔn)的地面高架車站120米長、20米寬，平均造價2000萬元/座；地下車站200米長、20米寬，1億元/座；雙線軌道梁平均2000萬元/公里，道岔平均500萬元/副；車輛100萬美元/輛；其余的供電、信號、通訊、環(huán)控設(shè)備系統(tǒng)同地鐵系統(tǒng)造價相似。同一般鋼輪系統(tǒng)造價相比，總體上土建費用占比重較低，車輛設(shè)備占比重略高。
　　如果采用完全高架線路，站間距為1.5公里以上，車輛、信號本土化水平再增加一點，系統(tǒng)綜合造價可降至1.5～2億元/公里。遠遠低于國外同等水平的單軌系統(tǒng)造價。也低于國內(nèi)同等線路條件與水平的高架輕軌造價。
　　（四）景觀效果
　　景觀效應(yīng)是城市軌道交通規(guī)劃、建設(shè)、運營時需要慎重考慮的重要因素。重慶市軌道交通二號線在線路規(guī)劃時就以最大限度減少對城市景觀的影響為目標(biāo)，對利用現(xiàn)有道路中央分隔帶進行高架橋墩布置方案不斷優(yōu)化。同時，根據(jù)山水城市特點，設(shè)計了沿嘉陵江濱江路行駛以及穿越城市森林公園的極具觀景特色的線路方案。軌道曲線的輕盈優(yōu)美，橋墩區(qū)域的立體綠化，燈飾工程的絢麗多彩，為山水城市增添了一道亮麗的風(fēng)景線。試通車一年來，來自全國各地的領(lǐng)導(dǎo)、專家、學(xué)者及觀光乘客，均對體現(xiàn)山城特色的線路景觀效果給予了高度評價。
　　（五）環(huán)保效果
　　環(huán)境影響是城市軌道交通規(guī)劃、建設(shè)、運營時需要慎重考慮的另一重要因素。工程建設(shè)過程中市民高度關(guān)注投入運營后對城市環(huán)境和居民生活的影響，重慶市環(huán)境監(jiān)測中心根據(jù)環(huán)境影響評價報告和國家環(huán)境保護有關(guān)規(guī)定，于2005年4月在佛圖關(guān)公園區(qū)域進行了獨立監(jiān)測，提供的監(jiān)測報告表明，跨座式單軌列車運營時在線路12米處的運行噪聲值分別為64.0分貝（上行）和57.8分貝（下行），在車站及軌道線路區(qū)域的綜合電場強度和磁場強度不超過國家《電磁輻射防護規(guī)定》的有關(guān)規(guī)定和要求，污水排放達到國標(biāo)一級排放標(biāo)準(zhǔn)，線路引起的環(huán)境振動不大且能滿足國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。特別是通過試運營半年來對線路周邊環(huán)境監(jiān)測和居民調(diào)查結(jié)果顯示，各項環(huán)保指標(biāo)均滿足要求，對周邊環(huán)境無任何影響，居民十分滿意。
　　三、單軌交通系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣前景
　　1、經(jīng)過工程建設(shè)實踐可以得出的基本結(jié)論
　　①8輛編組2.5分鐘間隔即可以滿足單向高峰小時3～4萬人次的斷面客流要求。
　　②因地制宜布設(shè)靈活的高架橋墩體量小，充分利用道路中央隔離帶，有利環(huán)境綠化，各種管線和房屋拆遷量極少。
　　③軌道梁工廠化生產(chǎn)，采用架橋機等多種方式架設(shè)，施工中對城市地面交通的干擾最小，建造周期短。
　　④列車運行噪音低，對周邊環(huán)境和居民生活影響很小。
　　⑤設(shè)備本土化程度高，工程造價僅為傳統(tǒng)地鐵的1/2～1/3，有利城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。
　　⑥方便快捷、環(huán)保性好，促進沿線物業(yè)發(fā)展、土地增值，集聚客流，創(chuàng)造綜合效益。
　　2、面向全國的推廣工作
　　重慶市軌道交通二號線工程是跨座式單軌交通系統(tǒng)在中國的第一個示范工程。單軌交通系統(tǒng)技術(shù)成熟，關(guān)鍵技術(shù)已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，車輛技術(shù)性能優(yōu)越，具有的行車噪聲小、爬坡能力強、轉(zhuǎn)彎半徑小、造型優(yōu)美等優(yōu)點，不僅適應(yīng)重慶山水城市的地形特點，滿足再造秀美山川的可持續(xù)發(fā)展環(huán)境保護戰(zhàn)略，而且適合中西部地區(qū)城市經(jīng)濟實力與中等運量需求的現(xiàn)狀，在國內(nèi)其他城市該系統(tǒng)也有廣闊的應(yīng)用前景。重慶市已著手以下進一步應(yīng)用推廣工作。
　　①繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗、抓緊新線建設(shè)。已經(jīng)規(guī)劃的單軌交通制式有軌道交通二號線、三號線共99公里，總投資約200億元，將分期建設(shè)實施，形成中運量的十字型客運交通骨干線路。
　　②已經(jīng)成立市內(nèi)外專業(yè)單位參加的中外合資單軌工程公司，以重慶市內(nèi)單軌工程建設(shè)為依托，進行面向全國的應(yīng)用推廣工作。
　　③同市內(nèi)外單位合作，充分利用重慶市的市場需求、工業(yè)優(yōu)勢，推進單軌設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化和市場化。