京张高铁五环内建设方案研究

林海波

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

1 概述

京张高铁是北京—张家口—集宁—呼和浩特—包头—兰州快速铁路通道的重要组成部分，建成后可形成西北、华北地区间的快速铁路通道。线路东起北京北站，途经北京市海淀区、昌平区和延庆县，由延庆县康庄镇入河北省境内，西迄张家口南站，新建正线全长174 km，最高行车速度为350 km/h。

本线起点线路沿既有京包铁路通道北行，从海淀区三环至五环之间穿越，与学院南路、北三环、知春路、北四环、成府路、双清路、地铁10号线、地铁12号线等多条道路和地铁交叉，同时，既有京包线两侧分布有密集的建筑物(如图1)。因此，线路敷设方式需结合道路、地铁、拆迁和工程可实施性等进行综合比选。

图1 京张高铁五环内线路方案示意

2 自然特征及控制点说明

2.1 工程地质

该段线路位于北京平原区，全线地层均为第四系松散堆积层。根据区域地层分布特征， 表层为人工填土，厚1.4～7.4 m，其下地层为粉土、粉质黏土、砂类土与粗圆砾土互层。

2.2 控制点说明

(1)沿线道路

涉及学院南路、北三环、知春路、北四环、成府路、双清路，北五环等多条市政道路，其中成府路、双清路与京包铁路为平面交叉。

(2)沿线地铁

涉及地铁13号线，规划地铁12号线、10号线，在建地铁15号线；其中本线五环内的线路走向基本与地铁13号线平行。

(3)地下管线

涉及地下管线105条，其中热力涵1条(4.4 m×2.8 m)、电力16条、通讯21条、各类水管51条、燃气9条、照明8条。

(4)建筑物

图4 五环内地下方案线路纵断面示意

沿线建筑物密集，主要分布有北京交通大学、学苑公寓、北太平庄住宅、西五道口、部队小区、罗庄西里小区、碧兴园等。

3 五环内线路方案研究

3.1 方案介绍

根据以上控制因素，结合环保要求及地方意见，分别研究了地面方案与地下方案。

(1)方案1(地面方案)

线路沿既有京张铁路增建第二线(原则上在13号线与既有铁路之间增建)，连续上跨学院南路(道路下挖改造)、北三环、知春路、北四环、成府路及双清路(铁路原位高架)，下穿北五环至比较终点(清河站)。比较范围内线路总长8.4 km，其中桥梁长1.744 km(清华园特大桥1.302 km)，路基长6.656 km。另外，将现状3处平交道口(分别为学院南路、成府路、双清路)改为高架桥梁。方案示意如图2。

图2 五环内地面方案示意

(2)方案2(地下方案)

线路自北京北站引出，沿既有京包线、城铁十三号线，于学院南路以南转入地下，后分别下穿学院南路、北三环路(上跨规划12号线)、知春路(地铁10号线)、北四环路、成府路、双清路、清华东路(上跨在建地铁15号线)，转出地面再下穿北五环至清河站。线路总长8.41 km，隧道总长6.2 km(地下隧道按单洞双线设计)，其中盾构段4.3 km、暗挖段0.7 km、明洞段1.2 km，其余为路基地段，路基段中U形槽长0.54 km。五环内地下方案示意见图3，线路纵断面如图4。

3.2 沿线道路交叉对比分析

比较范围内线路总长8.4 km，拟将3处平交道口(学院南路、成府路、双清路)改为立交，地面方案与地下方案沿线道路现状和改造情况见表1。

表1 沿线道路交叉和改造情况对比

学院南路位于北京西直门地区，为东西走向，与既有京包线十字交叉，周围建筑密集，北侧有金五星批发市场、艺海商务酒店，南侧有北京华联商场、金辉大酒店等，地面方案需对学院南路进行下挖改造，最大挖深5.7 m，改移道路长度为710 m，对两侧商场、酒店、居民出行均有一定的影响，在地下方案中，采用隧道形式下穿学院南路，对周边环境基本无影响，故地下方案较优。

3.3 环境影响方面对比分析

(1)方案1(地面方案)

研究范围涉及35处敏感点，噪声现状值为昼间55.0～68.5 dBA，夜间49.2～60.9 dBA。其中，13号线为昼间43.8～66.5 dBA，夜间36.5～59.2 dBA；既有京包线为昼间43.8～60.4 dBA，夜间41.2～57.7 dBA；城铁13号线贡献值大于既有京包线。根据预测，近期噪声值为昼间55.3～68.5 dBA，夜间48.2～60.1 dBA。其中，13号线为昼间43.8～66.5 dBA，夜间36.5～59.2 dBA；京张高铁为昼间41.5～58.6 dBA，夜间35.4～52.1 dBA；采取相应措施后，京张高铁及城铁13号线近期噪声预测值为昼间52.7～64.7 dBA，夜间46.6～57.1 dBA，较现状值降低。

(2)方案2(地下方案)

研究范围内对噪音有影响的敏感点有4处，这4处敏感点噪声现状值为昼间58.0-64.7 dBA，夜间51.8～58.7 dBA。其中，13号线为昼间48.4～63.5 dBA，夜间41.1～56.2 dBA；既有京包线为昼间44.9～56.9 dBA，夜间42.1～54.2 dBA；城铁13号线贡献值大于既有京包线。根据预测，近期噪声值为昼间58.0～64.7 dBA，夜间51.1～57.6 dBA。其中，13号线为昼间48.4～63.5 dBA，夜间41.1～56.2 dBA；京张高铁为昼间43.1～56.8 dBA，夜间36.5～50.0 dBA；京张开通后，既有京包线影响值相对降低；在采取无缝线路、电力动车、列车限速及隔音降噪等措施后，京张高铁及城铁13号线近期预测值为昼间55.8～64.2 dBA，夜间50.5～57.1 dBA，采取相应措施后较现状值降低，环境条件较现状有很大改善。

五环内地下方案仅有环境敏感点4处，较地面方案减少31处，有利于通过环评公参。因此，从环境影响方面考虑，地下方案较优。

3.4 工程投资比较

两个方案主要拆迁数量和工程投资见表2、表3。

表2 总投资估算对照 (拆迁单价按3万元/m2)

由表2、表3可知，地面方案土建工程投资小，但征拆投资大，若拆迁单价按3万元/m2估算(若按30 m范围内敏感建筑拆迁)，地面方案工程总投资少4.80亿元；若按30 m隔离带(北京市7号令)范围进行拆迁，则地面方案工程总投资多3.65亿元。若拆迁单价按5万元/m2估算，地下方案投资较地面方案减少1.26亿元；若按30 m隔离带(北京市7号令)范围进行拆迁，则地下方案工程总投资减少15.33亿元。因此，从目前市场拆迁单价分析，地下方案总投资较少。

(4)工期对比分析

工期对比分析见表4。

表3 总投资估算对照 (拆迁单价按5万元/m2)

表4 工期对比分析

由表4可知，地下方案虽工程相对复杂，工程安全和工期风险高，但工期可控，并留有6个月弹性时间，可满足全线工期要求。

3.5 方案综合对比分析及推荐意见

地面方案与地下方案综合对比分析见表5。

综上所述，地面方案比选范围内涉及环境敏感点35处，虽然采取了加强环保等相关措施，但通过环保公参的难度仍然很大。地下方案虽施工风险相对较大，但仅涉及环境敏感点4处，且工程投资较省，并可有效节约土地资源。经综合对比分析，从减小环境影响和有利于加快项目顺利推进的角度考虑，推荐采用地下方案。

表5 地面与地下方案综合比较

4 结束语

京张高铁五环内线路地下方案总工程投资较省，同时地下方案较地面方案减少环境敏感点31处，其通过环评公参的难度大大减小，有利于项目的推进和顺利实施，并可节约和释放既有铁路用地277亩，有利于城市环境改善和形象提升。目前，京张高铁地下方案(清华园隧道)已顺利贯通。