深圳地铁绿色低碳可持续发展轨道交通实践与探索宋天田工学博士、正高级工程师深圳地铁建设集团有限公司2021年10月提纲深铁集团总体情况近年建设创新与探索案例结论及展望01深铁集团总体情况深铁集团总体情况三铁合一四位一体+=经营地铁服务城市企业使命运营地铁线路/站点10条/262座运营里程380+11.7公里最高日客运量711万人次总资产5070亿元2021年一季度客运4.58亿人次2035年规划2774公里轨道交通建设完成情况经过23年、三期工程的建设，深铁集团累计建成地铁385公里、累计完成投资2021-2023年将开通运营地铁线路新增157公里，地铁运营里程达568公里，日均客流700万乘次以上。2025年将开通地铁线路新增79公里，地铁运营总里程达647公里，日均客流1000万乘次以上，公交分担率将超过60%。轨道交通建设概况616.5351000亿2000万189600万5200亿在建重大项目/个在建车站/座工程局参建施工/个年弃渣/方集团年完成投资在建总投资年浇筑砼/方140575在建里程/km年度盾构掘进/km近期即将建设大型枢纽建设：西丽、光明城、机场东等总投资超过500亿。近期建设：铁路建设穗莞深城际（深圳机场至前海段及前海至皇岗口岸段）深惠城际（前海至惠东）大鹏支线（龙岗－大鹏）深汕铁路（西丽－深汕合作区）深大城际（机场T4枢纽－大亚湾）近期建设：轨道五期工程市政府相关部门正在开展五期工程建设规划编制工作，争取在今年内完成编制上报。轨道五期工程建设规划研究范围共包括9条（段）轨道线路，规模320公里。轨道五期工程建成后，深圳市城市轨道交通线网规模将达到1000公里左右，基本建成结构合理、换乘高效、服务便捷的世界一流的轨道交通网络。十四五期间：深铁集团计划完成投资每年将完成超过投资。6000亿，1000亿02近年建设创新与探索案例管理提升：设计指标体系《设计指标》包括规划指标、设计指标、工程建设指标、运营指标、行政审批指标等。通过总结、分析和深入研究，归纳出了大量的大湾区轨道交通设计量化指标管理提升：盾构管理·深圳市盾构中心•深圳地铁牵头成立“深圳市盾构管理中心”：1.规范全市盾构机准入及盾构机司机培训上岗管理2.盾构施工基础信息化管控3.开展盾构安全大数据应用场景研究，推进“智能盾构”4.盾构施工全过程安全风险及质量管控5.组建深圳市盾构专家库6.搭建技术交流、装备创新、工艺创新的平台•盾构机准入制度•盾构司机持证上岗制度从三期工程开始：深圳地铁在10条区间隧道采用了双护盾TBM工法降低了炸药对城市施工的制约，减少爆破振动对周边居民和商业的影响；目前矿山法施工占比已由三期工程的42%下降到了9%。在小曲线半径施工创造了最小半径记录；月掘进速度最快达到552米，是传统矿山法的10倍；绿色施工：双护盾TBM掘进机替代钻爆法工程装备提升：双模式盾构l深圳地铁地层复杂，同一个区间既有硬岩、又有软土l结合两种盾构类型（软土盾构及硬岩TBM），采用双模式盾构机；l减少盾构机数量、又减少中间竖井。l大大降低工程成本，提升掘进效率深圳地铁12号线怀德站—福永站区间左线地质纵断面图3号线高架桥南门墩村东西大道布龙公路桥旁石芽岭学校工程装备提升：双模式盾构深圳地铁四期工程共投入了16台双模盾构2020年4月首次转换，这是国内外该类型盾构机首次进行并成功完成洞内模式转换。已累计转换8次，最快10天，也是目前所知最快速度。工程装备提升·SPMT模块车仅用9天完成了累计长达1.5公里，总重量约4万吨，5层黄木岗立交桥的拆除任务谱写了“效率高、质量好的新深圳速度”。美丽地铁：节能减排、盾构渣土减量化、资源化1生态文明建设示范创建要求“绿水青山”理念深入人心；深圳“双区”驱动，首发建废排放限额标准；集团“美丽地铁”建设需要，社会责任使然。渣土问题已严重制约城市建设深圳受纳场饱和，95%的渣土依赖海运弃置；周边城市均已严控受纳异地渣土；地铁建设每年产生2000多万方工程渣土，外运弃置愈发困难。国家环保督察力度不断加大；1121314131211推动渣土减量化、资源化，建设“美丽城市”深圳受纳场饱和，80%的渣土依赖弃置处置周边城市均已严控受纳异地渣土地铁建设每年产生近2000万方工程渣土，外运弃置愈发困难渣土问题已严重制约城市建设节能减排：渣土减量化、资源化已累计建成投产75台套，设计最大日处理能力达22500m³。•累计处理盾构渣土240万余立方米•减少渣土外运量96万立方米•产生砂石等资源化产品48万立方米•减少24万次的泥头车出行•带来良好的经济和社会效益节能减排：盾构渣土减量化、资源化✰该项目已获2021年度国际隧协“超越工程奖”提名建筑材料再生利用，建设“美丽城市”黄木岗立交拆除工程通过转化公共景观设施、再生材料等方式，将442片梁块，共计22000m³建筑废弃物实现100%循环利用。土地集约型、环境友好型地铁建设综合技术研究——深圳地铁7号线工程充分利用城市中废弃的采石场，针对车辆段上盖的利用与开发打破了传统单纯物业开发补贴地铁建设的做法，引入文化公园的概念将其与郊野公园相联通，并将地铁车辆段与线网指挥控制中心、地铁文化公园、地铁大学立体化集约设置。实现市民需求与政府管理、生态与功能的多方共赢。通过本项目的尝试，为深圳后续项目提供了有益的探索与经验积累。之前之后土地集约型、环境友好型地铁建设综合技术研究——深圳地铁7号线工程之前之后土地集约型、环境友好型地铁建设综合技术研究——深圳地铁7号线工程贡献一：“废地”利用、“裸坡”恢复，实现土地利用、生态恢复的统一贡献二：形成地铁文化公园，提升片区生态能力✩该项目获2020年深圳市科技进步一等奖复杂环境下地铁车站建设与生态环保一体化：8号线深外高中站方案一：明挖方案方案二：明暗结合方案全明挖法设计方案DesignSchemeofWholeOpen-pitExcavationMethod明暗挖结合设计方案DesignSchemeofOpen-pitandSubsurfaceExcavationMethod明挖暗挖山体开挖明挖复杂环境下地铁车站建设与生态环保一体化：8号线深外高中站方案对比方案全明挖明挖+暗挖土石方量20.4万立方米（削坡约9w）13.2万立方米（削坡约1.1w）交通疏解总共3期，倒边2次，路口处施做盖板总共1期管线迁改明挖基坑范围内管线全部需要迁改减少了1mX1m电缆沟、DN500给水管、大里程端3mX2m雨水箱涵改迁施工风险有滑坡风险有隧道坍塌风险环境影响大小投资4.2亿元3.3亿元采用明暗挖结合的工法，可有效减少原有生态环境破坏，缓解土地资源紧张，保证地面交通通畅，避免梧桐山——4A级国家森林公园开挖4510平，山体开挖8万余方，保护绿植12140株，减少渣土外运10万余方，暗挖段取消围护结构施工，减少泥浆排放1400余方。复杂环境下地铁车站建设与生态环保一体化：8号线深外高中站实施效果✩该项目获2019年度国际隧协提名奖建造工业化·装配式车站减少噪音扰民降低环境影响提高施工效率节约劳动力改善施工条件提高安全质量地下车站的装配式施工技术，实现了预制构件工厂化生产，主体结构现场一次性拼装完成。四期调整工程共7座车站采用装配式方案征集招标确定实施方案建造工业化·装配式车站车站由外框构件组成，结构断面总高度17.35m，总宽度22.3m，最小构件重4.3t，。3号线四期装配式车站结构图3号线四期坪西站由外框构件组成，纵向环宽2m，结构断面总高度16.4m，总宽度20.3m，最小构件单重31.36t，。装配式构件二维码管理中国水利水电第七工程局有限公司装配式构件运输路径管理装配式生产建造进度管理装配式构件生产状态管理建造工业化·装配式车站建造工业化·装配式车站方案效果图：裸装方案建造工业化·装配式车站建造工业化·预制轨道板装配式轨道具有以下技术特点：（1）高质量、高可靠性（2）高精度、高平顺性（3）可维修性好（4）可调整性强（5）施工效率高建造工业化·预制轨道板l深圳地铁自三期线路开始，就在探索板式无砟轨道的实施，如7、9、11号线分别铺设了普通预制板、钢弹簧预制板、减振垫预制板轨道试验段，9号线二期、6、8、10号线等线路将板式无砟轨道的铺设范围进一步扩大，l深圳地铁四期工程5条线，149公里，全部采用预制轨道板道床结构l深圳地铁轨道工程基本实现了机械化建造工业化·预制轨道板，预制轨道板全自动生产线1）生产工艺：板厂轨道板预制采用流水机组法施工工艺，即工位不动、模板或板按照工艺流程，依次通过各个生产工位，通过机械设备完成轨道板的全部生产作业，提高了轨道板生产质量和生产效率，节省了人力、物力。2）信息化管理：轨道板生产全过程使用信息化管理，轨道板生产线采用中央总控制+分工位控制方案，控制各工位按照工艺流程自动运行，人员参与多数是为监控系统保证生产正常运行，且各工位控制采用全中文、图形化软件实现对生产过程监控管理，减少了人员，提高了管理效率。科技地铁：信息化智能化创新及探索打造安全管理平台、一体化工程项目管理平台、工程数字化管理中心（CDMC）、BIM平台等。1.深化落地应用，安全平台累计登录199万人次，隐患排查15万条；一体化平台累计登录215万人次，在全国轨道交通企业处于领先水平；2.推动地铁建设全生命周期信息化管理，促进工程建设业务无纸化，管理流程标准化、规范化、信息化，同时为全面数字化档案奠定基础；3.创新“人、机、料、法、环”管控模式，将AI、全自动化监测、倾斜摄影、BIM、物联网感知技术等引入传统工程建设，推进“人防”到“技防”迈进；拆除钢筋混凝土结构约14619立方米运用BIM技术对整体拆除方案进行仿真推演虚实结合，验证方案的可实施性行车路径模拟，对交通运输进行合理分配现场落地保障后续施工工期黄木岗综合交通枢纽利用虚拟建造模拟施工组织，历时9天完成1.5公里立交桥拆除任务科技地铁：信息化智能化创新及探索科技地铁：拼装式施工•四期工程全部冷水机房现场无加工；•管道工程工厂集中加工科技地铁：设计施工运营一码通资产模型资产清册关联工单从BIM构件产品库调取对接EAM系统科技地铁：三维图册主体围护结构轴侧图车站站厅A端通风小系统布置图分集水器站厅层平面布置图科技地铁：三维图册美丽地铁：节能减排环控系统四期工程全面采用智能高效环控系统，机房系统能效由3.5提高到5.0以上并实现在线监测。空调系统节能实现四化：智能化、指标化、精准化、可视化。牵引10号线等线路列车采用永磁同步牵引控制技术，实现牵引能耗节约近30%能源管理系统再生制动能量回馈系统新能源利用2号线三期、6、8、10号线及20号线采用再生制动能量回馈装置，将列车制动产生的能量逆变回馈至中压网络，供地铁内各用电负载使用，实现节能、低碳、环保。全面采用基于云平台的智能能源管理系统。全面集成了MCC、400V、牵引用电、用水、机电设备、客流等信息。最大程度地为地铁运营提供能耗全景6号线12个高架站全面设置太能光伏发电系统，总装机容量2.304MWp，线总发电量约234万度，满足高架车站30%的动力照明用电需求。海绵车辆段满足自身雨水收集的同时设置海绵城市措施已开通的6、10号线是国内外率先使用云计算的线路，构建了基于云计算技术的线路综合承载平台，承载信号、综合监控、安防、乘客信息等生产业务系统。减少站级服务器、存储、工作站、网络设备（每站减少100平设备需求空间）；采用三维GIS引擎技术，依托云存储，应用大数据分析技术，构建多功能分析等功能应用。线路云线网云建设中的NOCC二期工程，构建线网云平台和大数据中心，搭建地铁城轨云IaaS、PaaS、SaaS平台，支撑线网云及智慧地铁建设全面开花。推动深圳地铁向全面的数字化运营、智能化运营转型升级。科技地铁：云计算20号线为深圳第一条智慧地铁线和全自动驾驶线•国内首条基于车车通信线路（TACS系统）•从智慧乘客服务、智慧运营组织、智能列车运行、智能技术装备、智能运维安全及城轨云与大数据平台等六个方面构建“科技地铁、智慧地铁”。智慧地铁智慧枢纽建设枢纽智慧运营管理平台、智慧视频监视系统、智慧消防系统、智慧环控、智慧监控系统及能源管理系统、智慧资讯及导向系统、导航系统、Wifi6无线覆盖系统、基于“深圳地铁”APP的枢纽功能开发、客服机器人等，实现大运枢纽全息感知、实时分析、科学决策和精准执行能力，打造业务智能联动、资源智慧配置、随需信息服务的城市智慧客厅的枢纽的示范工程。科技地铁：自动化无人驾驶半自动全自动有人值守智慧运行轨道交通自动化发展方向三期既有四期新线光导管技术应用6号线八卦岭站车站主体位于城市绿化带中，在车站主体公共区上方采用26个导光管，将自然光引入车站，节约车站耗能，且地面导光管占地小与景观相融合，保留绿化公园功能，体现绿色生态建筑理念。高效机房9号线二期南山书城高效机房经过现场对冷水机组、冷却塔设备和节能控制系统多次优化改造和精细化调试；冷却塔试点高效永磁同步直联电机、更换变流量喷头等新技术；对超过一千四百个数据进行调试和校准，并进行设备系统的多次联合调试，实现了采用非双一级能效制冷主机建成高效制冷机房城市轨道交通地下车站通风空调系统的运行能耗达到车站总能耗40%左右甚至更高。受地铁传统建设管理模式限制，空调系统普遍处于对能耗指标无具体要求、无考核监测的状况。16号线全面采用智能环控系统，打破地铁通风空调及其控制系统分专业实施的传统模式，运用信息技术和通信技术手段自动感应、分析、整合各项关键信息，将通风空调系统与智能控制、高效节能策略高度集成，以能耗指标做为验收标准，并通过云技术对每个车站空调系统运行状态及能耗进行远程在线监控，实现全线路制冷机房及全空调系统能耗指标化、精准化、可视化。海绵车辆段l长圳车辆段在满足自身雨水收集的同时设置海绵城市措施，年径流量空置率71%。l采用的海绵城市措施主要有：雨水花园、景观湖、生物滞留带、下沉绿地、生态屋顶、高位花坛、地下蓄水池，有效的起到了深圳夏季暴雨时消洪滞水的作用。l长圳车辆段海绵城市工程在2019年全国轨道交通创新创业大赛中荣获“成功转化奖”和“优秀项目奖”。海绵车辆段高位花坛下沉绿地再生制动能量回馈系统采用中压逆变回馈型吸收装置，将列车制动时产生的能量逆变回馈至中压网络，供地铁内各用电负载使用。逆变回馈型再生制动能量吸收装置原理图A逆变回馈型再生制动能量吸收装置原理图B太能光伏发电充分利用深圳地区太阳能资源丰富的特点，在6号线12个高架站顶部全面设置太能光伏发电系统总装机容量约为2.304MWp全线每年总发电量约234万度，可满足高架车站约30%的动力照明用电需求。25年设计寿命期内预计可发电5856万度，减排二氧化碳225872吨，实现纯经济收益(扣除前期投资及运营维护成本后)约5047万元。美丽地铁·地下鼓风式冷却塔应用为减小对城市环境景观的破坏，部分闹市区的冷却塔采用地下鼓风式冷却塔方案或下沉式冷却塔方案美丽地铁·疫情下地铁空间空气品质提升探索随着新冠病毒在世界各地蔓延，对人类经济、生活带来了巨大影响。地铁作为城市主要公共交通，人流密集，承受着巨大的传染风险。深圳地铁开展了在疫情下提升地铁空气品质，减少病毒传播的研究。l医院、口岸等接口及消杀设计l地铁车站空气现状的检测l全空间消毒杀菌装置适应性研究l空气处理设备的消杀装置研究l疫情下通风风空调优化及智能监测03总结与展望总结与展望轨道交通的建设、运营是一个庞大的系统工程，涉及到多个参建方、多专业，多个子系统，在“双碳”的大目标下，需要多方面共同努力，推进“减碳”工作。以下几个方面可重点开展工作：l装配式车站：成本降低、内隔墙l工程机械减排、降噪：电动l车站规模缩减：降低建设及运营成本l“智慧地铁”：智慧建造、智慧运营助力减碳l“新型能源”的利用l建筑废弃物的综合利用厚德载运、深铁为民！