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学术前沿

《地铁设计规范》与我国地铁建设的互动

发布日期:2019-07-18 14:50:49

郑晓薇1 延     波2
(1.中国地铁工程咨询有限责任公司    北京    100037;
2.北京城建设计发展集团股份有限公司      北京    100037)

 

摘    要  : 简述 GB50157《 地铁设计规范》 从制订到修 订 3 个版次相对应的各时期我国地铁建设背景,分析 各阶段规范的主要内容及其对地铁建设的影响,从对 规范的适用范围、协调性,到维护管理现状的思考,引 中出未来维护周期,以及在下一轮修订时需要重点解 决的方向性问题,抛砖引玉,以期获得各方面的广泛关 注与积极参与,以利于规范在我国的地铁建设中发挥 越来越大的作用。
关键词:地铁设计规范;地铁建设;互动关系

中图分类号: U231    文献标志码: A

文章编号    1672   6073(2016)01   0102   04

1   规范的作用及修订情况
       规者,尺规也;范者,模具也。  这两者分别是对物、 料的约束器具,合用为“ 规范”,拓展成为对思维和行为 的约束力量。  对于地铁设计,根据需要或精准定量、或 通过定性的信息规定而形成的标准,被称为规范。  规 范是指群体所确立的行为标准,它们可以由组织正式 规定,该组织若为国家行政许可主管机构,  该规范也 就升格成为国家或行业标准。  回顾我国地铁建设半个 世纪所走过的历程,GB50157 《 地铁设计规范》 经历了 从无到有、由薄到厚、逐步丰满、不断完善、似无止境的 循环,自始至终与地铁建设保持着积极的互动,其制订和修订的历史也是与地铁建设互动的历史。  近年来随着国家改革的深化,更加注重技术规范的体系建设,规范更趋近于专业化,《 地铁设计规范》 被定位为综合性 规范,如何发挥其作用是一个全新课题。  以史为鉴,我 们首先做一简单回顾。

       《 地铁设计规范》 原名《 地下铁道设计规范》 [1] ,初 始发布于 1992 年 6 月 13 日,1993 年 1 月 1 日起实施。 初次修订时更名并经再次修订,分别形成 GB50157 2003 [2] 《 地铁设计规范》 和 GB50157 2013 [3] 《 地铁 设计规范》。  《 地铁设计规范》 是我国地铁设计工作的 “ 法典”,是我国城市轨道交通行业其他设计规范的蓝 本和依据,它在我国地铁工程建设过程中,担当着制定 原则、统一标准、规范设计、指导设计的重要作用。  最 早的《 地下铁道设计规范》 仅有 13 章和 1 个附录的内 容;2003 年首次修订时增订为 23 章,附录增加到 4 个; 2013 年新版《 地铁设计规范》 增订为 29 章,附录增加 到 5 个。  编制单位也从最初的 4 家( 主编:北京市城建 设计研究院,参编:铁道部通信信号公司研究设计院、 上海市隧道工程设计院、 天津市地铁管理处) 扩增到 8 家。2013 版规范主编单位有 2 家:北京城建设计研究 总院有限责任公司和中国地铁工程咨询有限责任公 司,参编单位有 6 家:上海市隧道工程轨道交通设计研 究院、广州地铁设计研究院有限公司、北京全路通信信 号研究设计院、中铁二院工程集团有限责任公司、中铁 上海设计院集团有限公司、重庆市轨道交通设计研究 院有限责任公司,编制组成员多达 49 人。  新版规范合 计 54  万字, 涵盖了地铁工程所涉及的车辆、 限界、 运 营、土建、机电、控制等各个系统,是涉及面最宽的综合 性规范之一。

 

2    各编制年代地铁的建设背景
       本规范起草于 20 世纪 80 年代末, 距 1965 年我国 首条地铁动工,大约过去了 25 年时间,当时国内仅修 建了北京 2 条、天津 1 条共 3 条长约 50 km的地铁线 路。  当初北京地铁一期工程设计时,参考了前苏联的 规范、资料和我国地面铁路类似专业的设计技术,以及 国外修建地下铁道的经验,通过多年来的试验研究和 设计工作的实践,积累了经验,由不知到知之,再由知之甚少到知之较多,在设计技术水平上有了一定程度的提高。  早期地铁全部采用地下线、明挖施工,B型车(宽度 2.6 m),三轨供电,信号系统由电气集中、自动闭 塞、调度集中、机车信号和自动停车装置等组成。  最早 的北京地铁一期工程在验收评价时有些设备、器材是非 标准产品,性能不够稳定,电器安全保护系统尚不完善, 车辆还存在走电失火的隐患[4] 。  这些在随后的二期工 程中有所改进。  本规范就是在这些初步积累的基础上, 以及对上海地铁 1 号线、北京复八线的探索中起草的。
       至规范第 1 次修订,地铁建设又经历了大约10 年,发展到 6 座城市 13 条线,近 270 km长的线路;线路敷设方式从单一的地下,发展到有地面、高架,从当初的 全部是整体道床到出现了碎石道床;车辆逐渐统一为 A、B、 C3  种 型 号, 车 速 除 80  kmIh  外, 部 分 采 用 到 100 kmIh;出现了接触网授电方式,引进了自动 扶梯、 自动售检票系统、防灾报警监控系统,在以人为本、高 效管理方面迈出了一大步。
       近 10 年来,我国特大城市的地铁,一方面承应奥 运会、世博会、亚运会、世青会等重大国际活动之机,建 设不断提速,另一方面随着城市化进程的加快和机动 化的冲击,更多的城市从可持续发展的角度理性考虑, 地铁建设更为广泛地铺开。  截至 2015  年底,25  座城 市,投入运营的地铁线路已达 3 293 km。  地铁建设速度 分别从前 25 年的 2 kmI年,到中间 13 年的 17 kmI年, 直至最近 12  年的 250  kmI年。  在建设速度加快的同 时,建设标准也有所提高,目前国内地铁运行普遍采用 了列车自动监控、自动防护甚至是自动驾驶系统,自动 售检票系统、自动扶梯和电梯、火灾自动报警系统、乘 客信息系统、站台门、管理区门禁,甚至还采用了综合 监控系统,以崭新的现代化新形象展现在国际舞台上。


3   规范修订对地铁建设的影响
       每次规范修订,都是建立在规范管理组对收集规 范实施中遇到的问题和解决方法翻新的基础上。  最新 的修订是在 2007 年征集 10 家设计、建设单位使用规 范的意见和建议的基础上[5] ,结合 2003 版规范颁布后 规范管理组接收来函提出的问题和处理意见,以及吸 纳了近几年轨道交通建设、 运营新的经验和教训, 对 2003 版规范进行了全面修订。 力争体现轨道交通网络 化运营特点及安全第一、以人为本的原则,适度提高服 务水平和舒适度标准,注重节能、环保,总结吸收设备系统引入的许多现代化新技术。  3 个版本规范的文本 对比见表 1。
 

       迄今为止,规范仅 仅陪伴了我国建造地铁 的后半程,但却决定了绝 大多数运营线路的系统 标准。 规范在不断适应 需要的变化,为新技术发展留下足够的发展空间, 从以下几个方面对地铁 建设产生深远的影响。

3•1  地铁规模的确定
       地铁规模包括线路长度、运输能力、土建规模、设 备系统能力等。  列车编组、行车密度、车厢定员、行车 交路,都是决定运输规模的重要指标。  曾经提过的“ 小 编组高密度” 是一个区别于国铁的理念,试想在寸土寸 金的都市中建设高额投资的地下运输系统,效率自然 是第一位的,提高运能、减少投资是设计的中心工作。 列车编组直接关系到站台长度、车站长度,而车站长度 又关系到车站建设的可实施性和车站投资,因此适当 的列车编组和行车密度是地铁区别于传统国铁的重要 标志。  传统国铁由于动力集中和信号所限,提高运能 的有效途径是加大编组,提高牵引力,如搞重载列车、 多机牵引等相应手法;地铁则靠增加行车密度来实现 较大的运能。  规范第 1 次修订,规定了远期高峰小时 行车间隔,这是在现行信号技术完全有保证的前提下 提出的,这就很好地控制了地铁的建设规模。  因此,地 铁区别于国铁的主要标志,不仅仅是从地面搬到地下, 而是结合城市建造特点“ 短( 编组)、频( 发车)、快( 起、 制动)” 地进入城市地下。
       地铁规范发布实施 20 多年来,在制定系统规模标 准方面有变化的指标,包括车厢立席密度、站台人均面 积,都是决定地铁规模的重要指标,也是同我国社会经 济发展水平密切相关的技术指标。  国内最早修建的北 京 2 条、天津 1 条线,完全出于战备考虑,并不是以交 通客运为主要目的,因此也没有相关的客流预测数据, 但是考虑了系统运能配备。  20 世纪 80 年代末期,也就 是在规范酝酿编制时期,那时的系统设计是按车厢有 效空余地板面积上站立乘客标准宜按 6 人 Im2   考虑, 站台计算参考境外的算法,岛式站台与侧式站台采用 不同的人均占用面积指标。  规范应用前 10 年,国内地 铁建设初期,尚未形成网络运营,反映最多的问题是线 路覆盖不足,所以在修订中简化了一些指标,如:站台 人均面积指标,岛式侧式合二为一。  在实践中发现了这种简化合并的弊端:客观上,岛式与侧式站台使用效 率是存在很大差异的,岛式站台犹如一只蓄水池,特别 是双向列车不同时到达时,调蓄功能尤为突出,而侧式 站台显现先天缺陷,在设计中不加大取值,在使用中会 遇到十分尴尬的局面;选用相同的人均站立面积指标, 会误导设计者错误判断车站规模,特别是用于换乘站, 客流集中爆棚……,将会导致极其严重的后果。
       2008 年再一次启动修订之际,城市化进程迅猛,一 些特大城市加大了地铁建设线网的覆盖,网络化初显。 地域特征也逐步显现,南北差异、东西区别,个性化的 交通需求致使地方标准出现了差异,单位面积站立指 标幅度在 4 ~6 人 Im2  之间波动,此时车厢内每平方米 站立乘客标准为 6 人,已经不适合大多数城市的需求, 适当提高舒适度, 为运能留 出 余 量, 是 大 势 所 趋[6刑 。 最终落实到条款 1.0.15一一一在确定地铁系统运能时, 车厢有效空余地板面积上站立乘客标准宜按每平方米 站立 5 名 ~6 名乘客计算。
 

3•2 安全第一与以人为本
       地铁建设日益注重安全设施建设,新增与安全相 关章节,如:增加了综合监控、门禁章节;站台门由“ 节” 扩编为“ 章”;规定区间必须完备乘客纵向疏散条件,除 去以往的平台疏散方式,首次提出了利用道床面的纵 向疏散方式,落实到条款 28.2.4-3一一一道 床面应作为 疏散通道,道床步行面应平整、连续、无障碍物;实事求 是地调整联络通道设置标准为 600 m,由“ 强条” 变“ 非 强条”,主要基于保证火灾时区间疏散安全是依靠综合 措施,对于特殊环境条件能采取其他安全措施,所以此 条作为强制性条款的理由不充分。
       在以人为本方面,1) 提高了电扶梯设置标准,以适 应社会经济发展的需求变化;2) 增加了无障碍有关规 定一一一总则中强制性规定“ 地铁工程应设置无障碍乘 行和使用设施”,车站建筑一章新增一节“9.8 车站无 障碍设施”,甚至包括无障碍厕位设置规定等,以方便 弱势群体;3) 新增乘客信息系统一章,使地铁真正进入 大数据、信息化时代。


3•3  绿色、环保与节能
       为使地铁健康可持续发展,考虑到振动和噪声指 标是控制之源,取消了原笼统规定的防护距离标准,代 之以科学的振动指标要求,更加有利于环境的保护和 工程的实施;新增轨道减振设计的合规性依据的规定, 要求减振轨道结构应按项目环境影响评估报告书,确 定减振地段位置及减振等级。  同时要求采取减振工程措施时,不应削弱轨道结构的强度、稳定性及平顺性。
       为贯彻国家环保节能要求,在节能方面,于车站建 筑章新增了“9.10 建筑节能”  ;于供电章节提出光伏发 电等绿色能源可作为地铁补充电源的规定。
 

3•4  应对客流风险和网络化运营
       地铁是全封闭独立空间运行的公共交通系统,规 范继续提出按照不小于 30 对 Ih 列车考虑运营组织,以 便于确保服务水平, 同时充分发挥系统的整体能力。 随着地铁网络化时代的到来,为应对客流风险,在运营 的一般规定中,提出了对客流预测的要求,特别强调了 对客流风险的分析,以便在运营规模的确定上能够充 分考虑客流变化的风险因素;  在运营规模条文中,明 确提出远期系统设计能力在满足预测客流量的基础 上,应对客流风险预留一定的空间;  线路章节中提出 了在换乘点的线路分层布置的原则,以避免因多线相 交致使工程规模过于庞大、换乘不便以及人流过于集 中的安全风险;规范首次增加了共线运营的规定,以提 高效率,方便乘客;在地铁工程的设计年限方面,放宽 了初期 3 年执行的严格程度,旨在适应成网后的新线 恰当选配初期规模[7刑 。
       第 2 次修订版(2013 版) 规范的发布实施,使我国 地铁设计有了一部全新的国家标准,在保证设计工作 正确贯彻国家方针、 政策, 保证设计的工程质量和安 全,做好节能减排、节约资源,合理降低造价,保护和改 善城市环境,实现地铁建设以人为本和提高人们生活质 量等方面,将会起到十分重要的作用;在推进我国地铁 主要设备国产化、标准化方面也有不可低估的作用。  为 我国地铁建造具有当代世界先进水平提供了法规保障。
 


4     规范实施反馈与日常管理
4•1 规范管理的组织架构

       追根溯源我国地铁建设,北京是最早建设地铁的 城市,《 地铁设计规范》 的主编单位在北京,规范的主编 部门是北京市规划委员会,t准部门是住房和城乡建 设部。  规范由主编单位主编,编制( 修订) 期间由规范 编写组负责,规范实施过程中的日常规范维护由管理 组负责,该机构主要负责组织规范培训宣贯,规范条文 的解释和规范使用中问题的答复工作,同时跟踪地铁 建设中新技术的发展,新设备的引进,新材料的推广使 用,以及不断收集整理规范应用中尚存在的问题。
 

4•2 规范管理的政策变化
       为加强工程建设标准解释工作的管理,规范工程建设标准解释工作,根据《 中华人民共和国标准化法》及其实施条例和《 实施工程建设强制性标准监督规定》( 建设部令第 81 号) 等有关规定,住房和城乡建设部于 2014 年 5 月 5 日通过建标[ 2014 ] 65 号文,发布《 工程 建设标准解释管理办法》 [8] 。 同时《 地铁设计规范》 由 原来标准定额司规范处归口改为由轨道交通标准化技 术委员会归口管理。 此举是地铁规范制订 20 年来管 理的重大变化,按照“ 谁批准、谁解释” 的原则,标准解 释由标准批准部门负责。 在管理办法的实际操作中, 客观上需要进一步理顺管理关系。
       为了做好规范的解释管理工作,实现与地铁建设 的良性互动,目前迫切需要规范使用人员更多地了解《 工程建设标准解释管理办法》。 按照办法第七条,做到“ 申请标准解释应以书面形式提出,申请人应提供真 实身份、姓名和联系方式”;了解并理解“ 第八条  符合 本办法第七条规定的标准解释申请应予受理,但下列 情况除外:( 一) 不属于标准规定的内容;( 二) 执行标 准的符合性判定;( 三) 尚未发布的标准” 的含义,配合 规范管理组做好与地铁建设的有效互动。
       管理办法同时规定:“标准解释应以标准条文规定为 准,不得扩展或延伸标准条文的规定,如有必要可组织专 题论证”,这就为更多所遇问题的处理,指明了根本出路。


4•3 规范管理面临的挑战
       以往的规范管理工作,一直围绕着规范在使用中遇 到的问题,在做条文的解释工作,以及尚未探讨清楚留 待下轮修订解决的问题的收集整理工作。 自本轮规范 发布实施以来,陆续收到一些反馈,例如:规范总则中往 往在开篇就明确自身适用范围,但这里界定的是系统范 畴,如“采用常规式电力牵引列车、最高运行速度不超过 100 kmIh 的钢轮钢轨地铁新建工程的设计”,可以理解 为地铁设计、设计评审,甚至会被延伸用至设计验收的 重要依据。 由于地铁建设周期较长,往往跨越 2 版规范, 在适用性方面似乎尚缺少更具指导性的时间界定( 规范 适用范围的全方位描述)。 在下一轮修订中,尚应参照 其他规范的作法加以完善。 再比如:随着新技术的不断 引入,规范未能覆盖,有些规定已经不适用更加精细化 的各种需要。 诸如此类,林林总总,反馈不断,有些问题 亟待解决。 规范修订呈周期性,在新的轮次之前,个别 条款存在着局部修订的需求,需要找到合法途径。

 

5   结语
       随着我国城市轨道交通事业的发展,地铁从业队 伍不断扩大,我们在设计过程中,随时可能遇到前人从未遇到,或者是迄今业内尚未达成共识的各式各样问 题,处理起来需要更高的智慧,需要投入更多的资源和 更大的精力,规范的制订、批准、发布机构肩负更大的 责任。 规范永远不能束缚技术的进步和发展,一定会 紧跟时代步伐,贯彻国家大政方针,引领着当代技术发 展的大方向,全面推动地铁工程建设。
 

收稿日期 2015 11 05
作者简介  郑晓薇,女,副总经理,高级土程师,主要从事城市轨道交通规 划设计、研究,兼职规范管理土作,zhengxw@buedrI com
基金项目  住房和城乡建设部( 建标[2008]102号文)