京張高鐵五環(huán)內(nèi)建設(shè)方案研究

林海波

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100055)

1 概述

京張高鐵是北京—張家口—集寧—呼和浩特—包頭—蘭州快速鐵路通道的重要組成部分，建成后可形成西北、華北地區(qū)間的快速鐵路通道。線路東起北京北站，途經(jīng)北京市海淀區(qū)、昌平區(qū)和延慶縣，由延慶縣康莊鎮(zhèn)入河北省境內(nèi)，西迄張家口南站，新建正線全長(zhǎng)174 km，最高行車速度為350 km/h。

本線起點(diǎn)線路沿既有京包鐵路通道北行，從海淀區(qū)三環(huán)至五環(huán)之間穿越，與學(xué)院南路、北三環(huán)、知春路、北四環(huán)、成府路、雙清路、地鐵10號(hào)線、地鐵12號(hào)線等多條道路和地鐵交叉，同時(shí)，既有京包線兩側(cè)分布有密集的建筑物(如圖1)。因此，線路敷設(shè)方式需結(jié)合道路、地鐵、拆遷和工程可實(shí)施性等進(jìn)行綜合比選。

圖1 京張高鐵五環(huán)內(nèi)線路方案示意

2 自然特征及控制點(diǎn)說明

2.1 工程地質(zhì)

該段線路位于北京平原區(qū)，全線地層均為第四系松散堆積層。根據(jù)區(qū)域地層分布特征， 表層為人工填土，厚1.4～7.4 m，其下地層為粉土、粉質(zhì)黏土、砂類土與粗圓礫土互層。

2.2 控制點(diǎn)說明

(1)沿線道路

涉及學(xué)院南路、北三環(huán)、知春路、北四環(huán)、成府路、雙清路，北五環(huán)等多條市政道路，其中成府路、雙清路與京包鐵路為平面交叉。

(2)沿線地鐵

涉及地鐵13號(hào)線，規(guī)劃地鐵12號(hào)線、10號(hào)線，在建地鐵15號(hào)線；其中本線五環(huán)內(nèi)的線路走向基本與地鐵13號(hào)線平行。

(3)地下管線

涉及地下管線105條，其中熱力涵1條(4.4 m×2.8 m)、電力16條、通訊21條、各類水管51條、燃?xì)?條、照明8條。

(4)建筑物

圖4 五環(huán)內(nèi)地下方案線路縱斷面示意

沿線建筑物密集，主要分布有北京交通大學(xué)、學(xué)苑公寓、北太平莊住宅、西五道口、部隊(duì)小區(qū)、羅莊西里小區(qū)、碧興園等。

3 五環(huán)內(nèi)線路方案研究

3.1 方案介紹

根據(jù)以上控制因素，結(jié)合環(huán)保要求及地方意見，分別研究了地面方案與地下方案。

(1)方案1(地面方案)

線路沿既有京張鐵路增建第二線(原則上在13號(hào)線與既有鐵路之間增建)，連續(xù)上跨學(xué)院南路(道路下挖改造)、北三環(huán)、知春路、北四環(huán)、成府路及雙清路(鐵路原位高架)，下穿北五環(huán)至比較終點(diǎn)(清河站)。比較范圍內(nèi)線路總長(zhǎng)8.4 km，其中橋梁長(zhǎng)1.744 km(清華園特大橋1.302 km)，路基長(zhǎng)6.656 km。另外，將現(xiàn)狀3處平交道口(分別為學(xué)院南路、成府路、雙清路)改為高架橋梁。方案示意如圖2。

圖2 五環(huán)內(nèi)地面方案示意

(2)方案2(地下方案)

線路自北京北站引出，沿既有京包線、城鐵十三號(hào)線，于學(xué)院南路以南轉(zhuǎn)入地下，后分別下穿學(xué)院南路、北三環(huán)路(上跨規(guī)劃12號(hào)線)、知春路(地鐵10號(hào)線)、北四環(huán)路、成府路、雙清路、清華東路(上跨在建地鐵15號(hào)線)，轉(zhuǎn)出地面再下穿北五環(huán)至清河站。線路總長(zhǎng)8.41 km，隧道總長(zhǎng)6.2 km(地下隧道按單洞雙線設(shè)計(jì))，其中盾構(gòu)段4.3 km、暗挖段0.7 km、明洞段1.2 km，其余為路基地段，路基段中U形槽長(zhǎng)0.54 km。五環(huán)內(nèi)地下方案示意見圖3，線路縱斷面如圖4。

3.2 沿線道路交叉對(duì)比分析

比較范圍內(nèi)線路總長(zhǎng)8.4 km，擬將3處平交道口(學(xué)院南路、成府路、雙清路)改為立交，地面方案與地下方案沿線道路現(xiàn)狀和改造情況見表1。

表1 沿線道路交叉和改造情況對(duì)比

學(xué)院南路位于北京西直門地區(qū)，為東西走向，與既有京包線十字交叉，周圍建筑密集，北側(cè)有金五星批發(fā)市場(chǎng)、藝海商務(wù)酒店，南側(cè)有北京華聯(lián)商場(chǎng)、金輝大酒店等，地面方案需對(duì)學(xué)院南路進(jìn)行下挖改造，最大挖深5.7 m，改移道路長(zhǎng)度為710 m，對(duì)兩側(cè)商場(chǎng)、酒店、居民出行均有一定的影響，在地下方案中，采用隧道形式下穿學(xué)院南路，對(duì)周邊環(huán)境基本無影響，故地下方案較優(yōu)。

3.3 環(huán)境影響方面對(duì)比分析

(1)方案1(地面方案)

研究范圍涉及35處敏感點(diǎn)，噪聲現(xiàn)狀值為晝間55.0～68.5 dBA，夜間49.2～60.9 dBA。其中，13號(hào)線為晝間43.8～66.5 dBA，夜間36.5～59.2 dBA；既有京包線為晝間43.8～60.4 dBA，夜間41.2～57.7 dBA；城鐵13號(hào)線貢獻(xiàn)值大于既有京包線。根據(jù)預(yù)測(cè)，近期噪聲值為晝間55.3～68.5 dBA，夜間48.2～60.1 dBA。其中，13號(hào)線為晝間43.8～66.5 dBA，夜間36.5～59.2 dBA；京張高鐵為晝間41.5～58.6 dBA，夜間35.4～52.1 dBA；采取相應(yīng)措施后，京張高鐵及城鐵13號(hào)線近期噪聲預(yù)測(cè)值為晝間52.7～64.7 dBA，夜間46.6～57.1 dBA，較現(xiàn)狀值降低。

(2)方案2(地下方案)

研究范圍內(nèi)對(duì)噪音有影響的敏感點(diǎn)有4處，這4處敏感點(diǎn)噪聲現(xiàn)狀值為晝間58.0-64.7 dBA，夜間51.8～58.7 dBA。其中，13號(hào)線為晝間48.4～63.5 dBA，夜間41.1～56.2 dBA；既有京包線為晝間44.9～56.9 dBA，夜間42.1～54.2 dBA；城鐵13號(hào)線貢獻(xiàn)值大于既有京包線。根據(jù)預(yù)測(cè)，近期噪聲值為晝間58.0～64.7 dBA，夜間51.1～57.6 dBA。其中，13號(hào)線為晝間48.4～63.5 dBA，夜間41.1～56.2 dBA；京張高鐵為晝間43.1～56.8 dBA，夜間36.5～50.0 dBA；京張開通后，既有京包線影響值相對(duì)降低；在采取無縫線路、電力動(dòng)車、列車限速及隔音降噪等措施后，京張高鐵及城鐵13號(hào)線近期預(yù)測(cè)值為晝間55.8～64.2 dBA，夜間50.5～57.1 dBA，采取相應(yīng)措施后較現(xiàn)狀值降低，環(huán)境條件較現(xiàn)狀有很大改善。

五環(huán)內(nèi)地下方案僅有環(huán)境敏感點(diǎn)4處，較地面方案減少31處，有利于通過環(huán)評(píng)公參。因此，從環(huán)境影響方面考慮，地下方案較優(yōu)。

3.4 工程投資比較

兩個(gè)方案主要拆遷數(shù)量和工程投資見表2、表3。

表2 總投資估算對(duì)照 (拆遷單價(jià)按3萬元/m2)

由表2、表3可知，地面方案土建工程投資小，但征拆投資大，若拆遷單價(jià)按3萬元/m2估算(若按30 m范圍內(nèi)敏感建筑拆遷)，地面方案工程總投資少4.80億元；若按30 m隔離帶(北京市7號(hào)令)范圍進(jìn)行拆遷，則地面方案工程總投資多3.65億元。若拆遷單價(jià)按5萬元/m2估算，地下方案投資較地面方案減少1.26億元；若按30 m隔離帶(北京市7號(hào)令)范圍進(jìn)行拆遷，則地下方案工程總投資減少15.33億元。因此，從目前市場(chǎng)拆遷單價(jià)分析，地下方案總投資較少。

(4)工期對(duì)比分析

工期對(duì)比分析見表4。

表3 總投資估算對(duì)照 (拆遷單價(jià)按5萬元/m2)

表4 工期對(duì)比分析

由表4可知，地下方案雖工程相對(duì)復(fù)雜，工程安全和工期風(fēng)險(xiǎn)高，但工期可控，并留有6個(gè)月彈性時(shí)間，可滿足全線工期要求。

3.5 方案綜合對(duì)比分析及推薦意見

地面方案與地下方案綜合對(duì)比分析見表5。

綜上所述，地面方案比選范圍內(nèi)涉及環(huán)境敏感點(diǎn)35處，雖然采取了加強(qiáng)環(huán)保等相關(guān)措施，但通過環(huán)保公參的難度仍然很大。地下方案雖施工風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大，但僅涉及環(huán)境敏感點(diǎn)4處，且工程投資較省，并可有效節(jié)約土地資源。經(jīng)綜合對(duì)比分析，從減小環(huán)境影響和有利于加快項(xiàng)目順利推進(jìn)的角度考慮，推薦采用地下方案。

表5 地面與地下方案綜合比較

4 結(jié)束語(yǔ)

京張高鐵五環(huán)內(nèi)線路地下方案總工程投資較省，同時(shí)地下方案較地面方案減少環(huán)境敏感點(diǎn)31處，其通過環(huán)評(píng)公參的難度大大減小，有利于項(xiàng)目的推進(jìn)和順利實(shí)施，并可節(jié)約和釋放既有鐵路用地277畝，有利于城市環(huán)境改善和形象提升。目前，京張高鐵地下方案(清華園隧道)已順利貫通。