城市軌道交通綠色發展探索與思考

羅江勝，鐘 懷，柴家遠

（中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031）

0 引言

我國城市軌道交通發展迅猛，截至2020 年年底，我國內地累計有40 個城市已經開通城市軌道交通，運營里程達到7978.19 km。一線、二線重點城市正向建設“軌道上的都市圈”目標挺進。

新時代提出要牢固樹立“創新、協調、綠色、開放、共享”新發展理念，并把“綠色發展理念”擺在突出位置。城市軌道交通是城市公共交通的骨干，具有節能、省地、運量大、全天候、無污染（或少污染）又安全等特點，屬綠色環保交通體系，特別適用于大中型城市。同時也要看到，城市軌道交通工程在施工期和運營期對城市環境產生不同程度的負面影響，而且是城市“耗電大戶”。因此，城市軌道交通要積極踐行新時代綠色發展理念，要積極探索、推動城市軌道交通綠色發展。

1 綠色城市軌道交通的內涵及本質特征

“綠色交通、低碳出行”的綠色發展理念已逐漸深入城市軌道交通領域。國內各城市紛紛踐行，積極探索并建立城市軌道交通綠色標準體系[1]。

綠色城市軌道交通的具體含義是指在城市軌道交通的全壽命周期內，最大限度地節約資源（節能、節地、節水、節材），在實現高效、安全地運載乘客的同時，減少對環境的污染，為乘客提供舒適、健康、便捷的交通運輸方式[1]。

綠色城市軌道交通的本質特征是“資源節約型”“環境友好型”交通方式。

2 城市軌道交通綠色發展各層面探索與思考

城市軌道交通綠色發展涵蓋了規劃、設計、施工、運營等 4 個層面[2]。

2.1 規劃層面

（1）制定科學合理的線網規劃，合理選擇系統制式，實現互聯互通，確保線網運行效率。目前，我國城市軌道交通系統朝多元化方向發展，需要注重地鐵、軌道交通快線、市域鐵路、城際鐵路等不同系統間的互聯互通，通過市域樞紐節點轉換和部分區段的跨線直通運行，實現多模式軌道交通系統之間的互聯互補（圖 1）[3]。

圖1 多模式軌道交通互聯互通模式

（2）科學制訂建設規劃，合理控制建設規模、系統規模及投資規模，合理選擇建設時機和制訂建設計劃，確保建設成效。建設規劃需要把握好“適度超前”與“過度超前”的本質區別，軌道交通“過度超前”建設違背綠色發展理念，既不節能也不環保，而且會造成投資的極大浪費。

（3）高度重視綜合交通樞紐規劃，實現城市綜合交通一體化。通過與鐵路、長途大巴、出租車、城市公交等多種交通方式，以及地下商業、社會停車等的無縫銜接，不僅提高市民出行效率，而且大大降低公共交通設施的能耗等級，從工程建設的源頭上開啟“綠色建造”，帶來巨大的環境效益。

（4）積極推行以公共交通為導向（transit-oriented development, TOD）的開發模式，實現站城一體化。以縮短市民出行距離，縮短以步行為主的軌道交通接駁時間，經濟和環境效益顯著。圖2 為香港地鐵將軍澳線夢幻之城TOD 開發理念。

圖2 香港地鐵將軍澳線夢幻之城TOD 開發理念

2.2 設計層面

深入貫徹“綠色設計”理念，優化城市軌道交通工程各項設計，積極開展科技創新和采用“四新”技術，盡量節約資源，節省運營成本，減少對周圍環境的影響。

（1）車輛選型：采用牽引系統節能、車體輕量化技術、變頻變壓（VVVF）控制方式、再生制動、車載設備節能等新技術，減少列車牽引能耗。

（2）線路：合理選擇線站位，重視環保選線，減少對周圍環境的影響；優化線形設計，盡量避免采用小半徑曲線，采用節能坡設計；需要減振地段建議在隧道工法、線路縱坡條件允許的情況下適當加大隧道埋深。

（3）行車組織：確定合理的速度目標值，重視行車交路設計和運營組織的靈活性，合理安排全日列車開行計劃，提高列車滿載率和車輛使用效率。建議重視各階段客流預測工作，以及對運營后實際客流增長的預判，增強長大地鐵線路（包括市域快線、城際線等）運營組織的靈活性，停車線的設置盡量兼顧組織臨時交路運行條件，如深圳地鐵11 號線配線（圖3）設置可組織多交路列車運行。

圖3 深圳地鐵11 號線配線

（4）車站建筑：合理控制車站規模，重視換乘車站設計，力求便捷換乘。線網規劃階段就要創造有利的換乘條件，特別是同站臺換乘車站。積極采用自然光、自然通風、太陽能、風力發電、雨水回收等多種節能環保技術。

（5）土建工程：選擇合理的施工工法和結構型式，確保施工安全，盡量減少對市民生活及周邊環境的影響；盡量采用機械化施工［盾構機、全斷面硬巖隧道掘進機（TBM）］，采用預制裝配式結構[4]；在城區盡量避免或減少采用“民擾大、風險高、工期長”的礦山法施工。圖4 為青島地鐵2 號線自主研發的雙護盾TBM 設備及施工隧道。

圖4 青島地鐵2 號線自主研發的雙護盾TBM 設備及施工隧道

（6）車輛基地：合理控制車輛基地規模，合理利用并盡量節約城市土地。城區土地資源寶貴的車輛基地盡量上蓋物業開發，有條件采用雙層布置以節約用地，并與周圍城市環境形成“段城融合”，實現城市土地最大限度地集約化利用，車輛基地采用各種節能環保技術等。例如，青島地鐵2 號線遼陽東路車輛段（圖5）采用“半地下雙層布置+上蓋物業”節約用地9.26 hm2，深圳地鐵3 號線橫崗地上雙層車輛段節省占地10 hm2，而且上蓋物業經濟效益十分顯著。

圖5 青島地鐵2 號線遼陽東路車輛段實景

（7）設備系統：因地制宜選擇合理的設備系統方案，積極推廣節能環保新技術，采用高效節能的設備，加強節能控制。以成都地鐵3 號線一期工程為例，其通風空調系統年平均能耗僅約85 萬kW·h/（年·站），其中磨子橋站由于采用多項節能措施，通風空調系統年平均能耗僅為34.2 萬kW·h，低于國內地鐵車站一般用電量100～300 萬kW·h/（年·站），如圖6所示。

圖6 成都地鐵3 號線一期工程各站通風空調系統年用電量

（8）環保：高度重視環保要求，采用先進的減振、降噪技術，確保環保達標，如圖7 所示。

圖7 全封閉聲屏障

（9）積極應用各種綠色技術：積極利用如隧道毛細管熱泵系統、光伏發電、光導照明等技術。

（10）積極應用建筑信息模型（BIM）技術：BIM 技術對于綠色軌道交通意義重大，可實現工廠預制化生產，節省耗材，實現現場無切割、無焊接的綠色安全施工，改善施工環境[4]。

2.3 施工層面

倡導“四化一綠一提升”新理念（即以信息化、標準化、規范化、裝配化施工為導向，以綠色施工為原則，提升品質），通過規范管理和技術創新，把“綠色建造”貫徹到施工全過程，最大限度地節約資源、減少對市民生活及周圍環境的影響。

（1）嚴格遵守安全文明施工準則，科學制訂施工組織計劃，加強施工安全風險管控，確保施工安全。

（2）積極采用先進的施工技術、施工工藝，大力推廣機械化施工，確保施工質量，如盾構機和TBM施工、CPⅢ鋪軌、設備安裝運用BIM 技術等[4]。

（3）創建綠色示范工地（圖8），應用自動噴淋系統、廢水收集循環利用系統、霧炮機降塵、PM2.5 揚塵噪聲在線監測、工廠化鋼筋加工棚、定型鋼模等技術。

圖8 綠色示范工地示例

（4）現場混凝土、格柵拱架、鋼筋網片、鋼筋籠、預制管片等采用集中工廠加工、統一配送技術。

（5）加強渣土運輸管控措施，棄渣棄土運送至政府指定的堆積點或處置點。

2.4 運營層面

（1）根據實際客流情況制訂科學合理的行車計劃，既要滿足市民軌道交通出行需求，又要節約運營成本，減少列車“空跑”距離、提高列車滿載率和車輛使用效率。

（2）提高軌道交通運營管理能力及維護保養水平，確保軌道交通各種設備系統運行效率。

（3）適時對耗能高的老舊設備進行節能改造。

（4）加強對軌道交通設備系統能耗控制管理，積極運用能源管理系統等，盡量降低軌道交通電能消耗和運營成本，達到節能減排的目的。

3 結語

綠色城市軌道交通的發展還處在起步階段，隨著科技進步和綠色軌道交通標準體系的建立，城市軌道交通將成為城市和人們生活的一道綠色風景線。建議從規劃、設計、施工、運營等各層面貫徹落實城市軌道交通綠色發展理念，促進我國城市軌道交通的可持續發展。