东莞市城市快速轨道交通2号线工程 技术特点和实施策略

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1 东莞市城市快速轨道交通2号线工程 技术特点和实施策略
东莞市城市快速轨道交通2号线工程 技术特点和实施策略 东莞市轨道交通有限公司总工程师 胡文伟

2 汇报提纲 东莞市线网规划背景 2号线工程简介及线路特点 2号线工程技术难点 2号线120km/h地铁快线技术实施策略 2号线工程进展
结语与展望

3 1 东莞市线网规划背景

4 1 东莞市线网规划背景 东莞市位于我国华南珠三角地区、珠江口东岸，处于珠三角两大中心城市——广州与深圳之间， 是广州与香港之间水陆交通的必经之地。

5 1 东莞市线网规划背景 东莞市概况 东莞市行政区总面积2465km2，下辖28个镇和4个区，无县一级建制，市域城镇形态分布大致呈“n”字型，在城市空间布局上较分散，呈现明显的“组团式”发展特征。是广东省仅次于广州和深圳的第三大人口大市。 东莞市近10余年经济保持超高速发展，在珠江三角洲地区的城市中处于领先地位。1998年至2008年，国内生产总值增长速度在14.0%左右，2008年国内生产总值为 亿元。2012年全市生产总值突破5000亿元。

6 1 东莞市线网规划背景 内聚、外联 东莞轨道交通建设目的 东莞轨道交通功能定位 A.促进区域经济一体化发展 B.促进东莞市城市空间整合和优化
C.引导城市高效使用土地（TOD） D.建立高效城市公共客运系统 E.构建合理可行的换乘枢纽 东莞轨道交通功能定位 内聚、外联

7 1 东莞市线网规划背景 东莞市轨道交通网络规划图
东莞市轨道交通网络由4条市域骨干线路构成，线网总长218.3km，共设置车站76座。规划在2018年之前新开工建设线路127公里。

8 2 2号线工程简介及技术特点

9 首建线路总长37.785km，其中地下线长33.601km，高架线长3.770km，过渡段长0.415km。
全线共设车站15座（高架站1座，地下站14座）。其中，换乘站4座：东莞火车站与广深铁路迁建工程新石龙站换乘，会展中心站与R1线呈“十”字换乘，新城中心站与莞惠城际“T”型换乘，东莞虎门站与广深港客专、穗莞深城际线换乘。 2号线延长线（东莞虎门站～长安新区站段）长约17.915km，视发展需求择机建设。 东莞火车站 茶山站 榴花公园站 下桥站 天宝站 东城站 旗峰公园站 鸿福路站 西平站 蛤地站 陈屋站 地下段 寮厦站 珊美站 展览中心站 高架段 虎门火车站 延长线 长安新区站

10 最大站间距：5.39km（展览中心站～虎门火车站）。
东莞火车站 茶山站 榴花公园站 下桥站 天宝站 最大站间距：5.39km（展览中心站～虎门火车站）。 最小站间距：1.197km（旗峰公园站～鸿福路站）。 平均站间距2.741km。 东城站 旗峰公园站 鸿福路站 西平站 蛤地站 陈屋站 寮厦站 珊美站 展览中心站 高架段 虎门火车站

11 在东城区（茶山站西侧）设车辆段1座，控制中心设于西平站西北侧，2座主变电所分别位于旗峰公园站和珊美站附近。
东莞火车站 茶山站 榴花公园站 下桥站 东城车辆段 在东城区（茶山站西侧）设车辆段1座，控制中心设于西平站西北侧，2座主变电所分别位于旗峰公园站和珊美站附近。 首期工程总投资为180.12亿元。 旗峰公园变电所 天宝站 东城站 旗峰公园站 控制中心 鸿福路站 西平站 蛤地站 陈屋站 厚街变电所 寮厦站 珊美站 展览中心站 虎门火车站

12 2号线线路特点 2号线主要特点是线路长，站间距差异大（平均站间距2.741km，最大站间距5.39km，最小站间距1.197km）。
为满足规划出行时间目标要求以及线网内车辆资源的共享需求，结合线路标准及车站分布条件，2号线最高运行速度目标值确定为120km/h。 该速度目标值超出了常规地铁的技术标准（常规地铁设计速度目标值为80-100km/h）范围，目前国内尚无相关规范支持。

13 3 2号线工程技术难点

14 常规地铁采用运行速度为80～100km/h的系统技术，在国内已有成熟的设计和运营经验（制定了国家规范GB50157）；但是当列车以大于100km/h的速度快速运行时，按既有标准建设会产生一些技术问题，主要表现在两点：

15 一是列车在隧道内高速运行，空气流动受限，进而引发以下问题：
1）空气压力波变化会引起司乘人员耳鸣、耳膜压痛，因司机室空气压力变化最大，可能导致司机产生耳聋等职业病，甚至可能造成列车门、窗玻璃等损坏； 2）车体受侧滚力矩作用增大引起车辆动态包络线加大； 3）为克服增大的风压阻力，列车牵引系统需更大的功率，列车牵引能耗增加。 二是列车快速运行时，受电弓与刚性接触网间电流及受电弓磨耗较常规速度情况下更大，弓网间拉弧现象也更明显。

16 因此，针对120km/h地铁，必须系统地采取综合措施，克服上述难题。
针对上述问题，我国高速铁路系统虽有深入的研究，但由于其运营管理、运行速度、列车性能和隧道阻塞比与地铁系统存在较大差异，其系统技术不能简单套用。 目前我国大陆地区只有个别线路运营的时速达120km/h。开通运营以来，出现过乘客投诉车内压力变化过大引起身体不适、隧道及车站部分设备受气压影响而损坏、受电弓和接触网之间出现明显拉弧等现象。 因此，针对120km/h地铁，必须系统地采取综合措施，克服上述难题。

17 4 2号线120km/h地铁 快线技术实施策略

18 （1）120km/h地铁快线车辆技术－－提高车辆气密性 （2）空气动力效应控制技术－－长大区间隧道设中间风井，隧道断面内径选用6.0m
（3）综合减振降噪技术－－车辆、轨道、桥梁结构等

19 120km/h地铁快线车辆技术 常规地铁车辆相关设计参数不能满足120km/h快线车辆运行的需求，因此2号线开展了相关专题研究，对列车外形、列车气密性指标、提高列车气密性的相应措施、车辆站立定员标准、座席布置、车门数量和车辆部件选型等相关问题进行了深入研究，确定了综合最优的流线型车体。具体措施有： （1）气密性指标及提高车辆气密性的措施 根据相关专题的研究结论，在隧道断面内径增大为6m的条件下，为保证旅客的舒适度，2号线车辆气密性指标为：车内压力由3600Pa降至1350Pa所需的时间不小于3-5s。 提高本线车辆气密性的措施主要有：采用铝合金车体、密封性能良好的双体贯通道、密封性能良好的电动塞拉门及满足密封指标要求的车窗、空调系统考虑克服负压获得额定新风的相应措施、对直通车下的管路和电缆孔采取必要的密封措施等。 （2）列车外形 为了使列车具有良好的空气动力性能，本线列车推荐采用流线型外形，头车适当加长。 （3）站立定员标准、车门数量及座席布置 常规地铁车辆的站立定员标准一般为6人/m2，B型车的车门数量为4个/侧，座席布置一般为纵列式布置。 为提高乘客的舒适度，本线站立定员标准采用5人/m2，座席采用纵横向混合的座席布置方式，车门数量为3个/侧。

20 120km/h地铁快线车辆技术 （4）司机室门与第一个客室门的距离
为了缩短乘客上下车时间和满足疏散需求，司机室门与第一个客室门的距离应尽量保证列车在ATO停车误差的范围内屏蔽门的固定门不遮挡第一个客室门。 （5）车辆主要部件 1）转向架：采用无摇枕H型，最高运行速度不小于120km/h的转向架；基础制动采用盘形制动。 2）受电弓：采用重量轻、防震性能好、追随性好和集电稳定性好的气囊式受电弓，能保证 高速运行状态下弓网良好的匹配性，有效减少受电弓拉弧、打火的情况。 3）空调设备：本线车辆空调设备的主要功能除调温和向客室提供新鲜空气外，空调系统的 新风口和排风口设置压力波保护装置，在确保车内新风量的情况下，可以根据车内外压力变化情况 自动实现风口的开闭。考虑到司机室空气压力变化最大，为改善司机的舒适性，司机室设置独立空 调。 （6）接触网：刚性悬挂部分通过采用弹性线夹、合理布置跨距等方式达到改善弓网关系的目 的。

21 初期增加0.8亿元、近期增加1.24亿元，远 期增加2.6亿元
空气动力效应控制技术 对提高乘客舒适度的两个方案进行全寿命周期成本的分析。 方案一：列车运行速度大于100km/h的地下区间，采用6m内径扩大断面方案，其他区间采用5.4m内径方案。 方案二：区间隧道均不扩大断面，而通过提高列车的密封性及断面突变处增加过渡段等措施，以满足乘客舒适度需求。两种方案成本分析见下表。 建设成本和运营成本比较表 项 目 方案一 方案二 土建工程投资 比较基准 减少2.15亿元 车辆购置费 初期增加0.8亿元、近期增加1.24亿元，远 期增加2.6亿元 运营成本 按远期2040年计算，运营成本增加1.98亿元

22 空气动力效应控制技术 研究表明，长大区间隧道设置中间风井时，隧道断面直径选用6.0m，该断面直径解决了空气动力学舒适度问题，而在全周期成本方面没有明显增加。 （1）扩大断面隧道施工技术 为适应120km/h快线地下线路运行的舒适度及节能环保要求，在2号线三个 长大地下区间（茶榴区间2992双延米，榴下区间2861双延米，蛤陈区间4432双 延米）采用7m盾构隧道（隧道衬砌内径6 m），有利于解决120km/h快线地下线 路由于速度较高所带来的舒适度、通风、节能及环保等一系列问题。

23 空气动力效应控制技术 （2）非标盾构机及管片的制造
与盾构管片内径6.0m相配套的盾构机是非标准盾构机，需厂家重新设计制造。目前国外盾构机的主要制造厂有18家，经过东莞2号线施工承包商与盾构机制造商的谈判，能够按时生产并交付此非标准盾构机用于施工，亦能够确保盾构机对2号线地质情况的适应性。 设计完成管片图纸，内径φ6.0m的盾构管片衬砌设计厚度为350mm，幅宽为1.5m，分块方式为3+2+1，此衬砌设计能够满足结构的力学要求。同时根据市场调查，管片模具生产厂家能够按时保质的提供盾构管片内径6.0m的成套管片模具。

24 综合减振降噪技术 （1）车辆采用流线型车身，且要求具有较好的减振降噪措施，列车静止及运行状态下的噪声分别满足ISO3381标准及ISO3095标准的要求。同时，在线路运营过程中，应根据线路情况对钢轨进行及时的打磨和对车轮进行进行的镟圆维护，以降低轮轨接触的振动源强度。

25 综合减振降噪技术 （2）轨道结构在采用60kg/m重型耐磨钢轨，铺设无缝线路及采用弹性扣件的同时，根据环境评价及减振要求，分级采取措施，满足线路周边各类建筑及地块对环境振动和噪声的容忍度要求，即满足《城市区域环境振动标准》和《城市区域环境噪声标准》等国家环保标准的要求。

26 综合减振降噪技术 （3）桥梁结构上采用弹性支座，减少线路运行中传递到周边地层及构筑物的振动，同时在线路桥梁两侧设置隔声屏障，吸收噪声。地下车站地面风亭、其他附属建筑释出噪声，含列车噪声应符合《声环境质量标准》要求，对于超出标准噪声要求的，采取消声措施。

27 5 2号线工程进展

28 工程进展情况 车站主体封顶后道路恢复 地下车站封顶
（1）截止至2013年2月，R2线工程15座车站中有5座车站主体结构封顶；有8座车站进行土方开挖和主体结构施工；有2座车站进行前期工作。 工程进展情况 车站主体封顶后道路恢复 地下车站封顶

29 （2）R2线工程14段区间中有1个区间完成盾构掘进；共20台盾构机同时掘进，全线日进尺120米；有3个区间进行矿山法隧道施工；有1个高架区间进行节段梁拼装架设。
高架施工 大盾构隧道贯通 矿山法初支施工

30 （3）车辆段完成填筑，填筑量达319万立方米砂/土；完成搅拌桩施工。
雨水箱涵施工 建设方案效果图

31 （4）轨道交通线网控制中心综合体： 总建筑面积187192平米，总高度249米，总投资 万元（不含地价）； 是我市城市轨道交通线网运营的监控调度中心、线网应急指挥中心； 所在地块进行综合开发，实现土地资源利用最大化； 国际竞赛设计方案（玉兰花）获市政府审定； 标志着南城CBD建设正式启动。

32 轨道交通R2线车辆外观方案通过社会意见征集

33 6 结语与展望

34 结语 我们将在2号线工程设计建设中，不断探索、实践和总结120km/h地铁快线系统配套技术。2号线运营开通后，还将组织开展相应的测试对2号线设计进行验证和后评估，复核检讨各项设计指标和参数，以更好地指导东莞轨道交通线网中后续线路的建设。

35 展望 随着我国城市化进程的加快,城市数量和规模不断扩大,为有效解决城市交通日趋拥堵、缓解城市环境承载压力,大多城市在空间形态布局上已呈组团式发展特征。因此，东莞轨道交通2号线所采用的120km/h地铁快线系统配套技术不仅对特大城市和组团式发展的大中城市正陆续开展的地铁快线规划设计和工程建设工作具有较大的参考意义,而且对珠三角地区(含佛山、中山、珠海、惠州等)和长三角沿海城市群间已规划建设的类似轨道交通线路具有重要借鉴价值。

36 谢谢大家!