蘇州市軌道交通4號線工程天鵝蕩停車場的優(yōu)化設(shè)計(jì)

劉亞東

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

1 概述

蘇州市軌道交通4號線及支線連接了蘇州市相城區(qū)、蘇州古城區(qū)、吳中區(qū)、吳江市松陵鎮(zhèn)等重要組團(tuán),是蘇州市南北方向的骨干線路,與軌道交通2號線共同支撐城市發(fā)展副軸,全長約50 km,其中支線工程初、近期與4號線在紅莊站接軌貫通運(yùn)營,近期后拆解為8號線獨(dú)立運(yùn)營。

天鵝蕩停車場位于支線吳中區(qū)東太湖路以南、龍翔路以西,近期承擔(dān)軌道交通4號線部分車輛的停放和日常檢查等任務(wù),遠(yuǎn)期還承擔(dān)8號線部分車輛的停放、日常檢查及定臨修任務(wù)。

2 主要技術(shù)確定

2.1 功能定位

結(jié)合國內(nèi)外地鐵車輛檢修運(yùn)用技術(shù)的發(fā)展趨勢、全線運(yùn)營組織方案、車輛段與綜合基地(場)及線路聯(lián)絡(luò)條件的規(guī)劃情況,合理確定天鵝蕩停車場的功能定位是設(shè)計(jì)首要考慮的問題。4號線主線在線路南端設(shè)有松陵車輛段與綜合基地,承擔(dān)4號線配屬車輛的廠架修、定臨修以及部分配屬車輛的停放和日常檢查等任務(wù),以及3、5、6號線配屬車輛的廠架修任務(wù)；在線路北端設(shè)元和停車場1處,承擔(dān)4號線部分配屬車輛的停放和日常檢查等任務(wù)。天鵝蕩停車場功能定位為近期承擔(dān)4號線部分車輛的停放和日常檢查等任務(wù),遠(yuǎn)期還承擔(dān)8號線部分車輛的停放、日常檢查及定臨修任務(wù)。

(1)作為4號線支線停車場

車輛停放及日常保養(yǎng)功能—地鐵車輛的停放和管理；車輛的外部洗刷、內(nèi)部清掃及定期消毒；司乘人員每日出、退勤前的技術(shù)交接；對運(yùn)用車輛的日常保養(yǎng)(包括列檢和周月檢)及一般性臨時故障的處理等。

日常巡檢功能—對地鐵各系統(tǒng),包括供電、環(huán)控、通信、信號、防災(zāi)報警、自動售檢票、給排水、自動扶梯等機(jī)電設(shè)備和房屋建筑、軌道、隧道、橋涵、車站等建筑設(shè)施進(jìn)行日常維護(hù)、保養(yǎng)等。

(2)作為8號線車輛段

除完成上述停車場的功能外,還應(yīng)完成以下基本功能。

車輛檢修功能—依據(jù)地鐵車輛的檢修周期,定期完成8號線車輛的計(jì)劃性修理(定修)。

列車救援功能—列車發(fā)生事故(如脫軌、顛覆)或接觸網(wǎng)中斷供電時,能迅速出動救援設(shè)備起復(fù)車輛,或?qū)⒘熊嚑恳拎徑囌净虻罔F車輛段與綜合基地,并排除線路故障,恢復(fù)行車秩序。

系統(tǒng)維修功能—對8號線各系統(tǒng),包括供電、環(huán)控、通信、信號、防災(zāi)報警、自動售檢票、給排水、自動扶梯等機(jī)電設(shè)備和房屋建筑、軌道、隧道、橋涵、車站等建筑設(shè)施進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)和檢修等。

材料供應(yīng)功能—負(fù)責(zé)8號線在運(yùn)營過程中,所需各種材料、設(shè)備器材、備品備件、勞保用品以及其他物資的采購、儲存、保管和供應(yīng)工作。

2.2 設(shè)計(jì)規(guī)模的確定

在綜合考慮松陵車輛段與綜合基地、元和停車場、天鵝蕩停車場的功能定位、分工基礎(chǔ)上,確定天鵝蕩停車場規(guī)模為近期設(shè)停車列檢20列位、雙周/三月檢2列位,遠(yuǎn)期按8號線車輛段進(jìn)行調(diào)整,增設(shè)停車列檢30列位、雙周/三月檢2列位。

由于城市未來發(fā)展可能對客流預(yù)測產(chǎn)生較大的不確定性,根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃,8號線存在6輛編組的可能性,考慮到站場、土建等工程由4輛編組改為6輛編組的代價較大,且影響正常運(yùn)營使用,本次工程按6輛編組進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.3 檢修制度的確定

地鐵車輛檢修制度一般分為預(yù)防性計(jì)劃檢修制度和矯治性檢修制度兩種。由于城市軌道交通對車輛的安全性和可靠性要求非常高,因此預(yù)防性計(jì)劃檢修制度仍是目前國內(nèi)外城市軌道交通車輛普遍采用的一種按車輛運(yùn)行周期進(jìn)行計(jì)劃檢修的車輛檢修制度。

以提高車輛的利用率,減少配車數(shù)量,降低修車成本為目標(biāo),根據(jù)蘇州市軌道交通車輛的技術(shù)條件、線路條件、地區(qū)環(huán)境和運(yùn)營條件,以及運(yùn)用、檢修人員的素質(zhì)等多方面因素本線車輛的總體技術(shù)特征,確定車輛檢修宜采用以部件互換修為主的預(yù)防性計(jì)劃檢修制度。

綜合考慮目前國內(nèi)的檢修水平,本次設(shè)計(jì)采用的主要車輛檢修指標(biāo),如表1所示。

表1 列車檢修指標(biāo)

注：1.表中分子為近期天數(shù),分母為遠(yuǎn)期天數(shù)；2.全年檢修工作日按250 d考慮。

2.4 主要車型的選擇

根據(jù)本線運(yùn)量,遠(yuǎn)期高峰小時預(yù)測客流約2.44萬人/h,確定采用B型車輛,初、近、遠(yuǎn)期4輛編組,預(yù)留6輛編組條件,車輛采用受電弓從架空接觸網(wǎng)方式受電,額定電壓為DC1500V。車輛編組形式如下。

二動二拖4輛編組形式：-Tc+Mp+Mp+Tc-

四動二拖6輛編組形式：-Tc+Mp+M*M+Mp+Tc-

其中Tc為帶司機(jī)室的拖車；Mp為帶受電弓的的動車；M為動車；-為自動車鉤,*為半自動車鉤；+為半永久牽引桿。

3 總平面布置

3.1 場址概況

天鵝蕩停車場位于4號線支線線路終點(diǎn)附近,場址位于龍翔路西側(cè),東太湖路以南的范圍,與支線終點(diǎn)站友翔路站的最短距離約為0.6 km。場址內(nèi)地勢較平緩,有部分水塘、河流。場地內(nèi)以荒地為主,西側(cè)有部分農(nóng)田及木里村、南章村房屋。停車場的出入場線、小部分場地位于原有東太湖的堤線位置。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查,東太湖綜合整治工程已將段址范圍內(nèi)堤線南面填成地面。根據(jù)場址現(xiàn)狀及規(guī)劃情況,該地塊的受控因素主要有場址西端有木里村、南章村房屋及村內(nèi)河流,工程的實(shí)施需拆遷部分房屋,填平部分河流。

3.2 總平面布置原則

根據(jù)場址的現(xiàn)狀及規(guī)劃情況,結(jié)合停車場近、遠(yuǎn)期工程特點(diǎn),確定總平面應(yīng)按車輛段進(jìn)行布置,兼顧停車場設(shè)施的集中布置原則,設(shè)計(jì)原則如下。

(1)以車輛段為主體,根據(jù)段址地形條件,充分考慮綜合維修中心、物資總庫及其他設(shè)備、設(shè)施的功能要求和工作性質(zhì),按有利于生產(chǎn)、方便管理和方便生活的原則進(jìn)行統(tǒng)籌安排。

(2)車輛段的總平面設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)車輛運(yùn)用和檢修的作業(yè)要求,并綜合考慮綜合維修中心、物資總庫等其他設(shè)施的布局及道路、管線、綠化、消防、環(huán)保等要求,以及考慮當(dāng)?shù)貧庀髼l件等,合理布置。

(3)車輛段生產(chǎn)房屋布置應(yīng)以運(yùn)用及檢修庫為核心,各輔助生產(chǎn)房屋應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)按系統(tǒng)布置。與運(yùn)用和檢修作業(yè)關(guān)系密切的輔助生產(chǎn)房屋宜分別布置在相關(guān)車庫的側(cè)跨內(nèi)或鄰近地點(diǎn)；性質(zhì)相同或相近的房屋宜合并設(shè)置。

(4)變配電所、給水所等動力房屋,應(yīng)設(shè)置在相關(guān)的負(fù)荷中心附近。

(5)產(chǎn)生噪聲、沖擊振動的車間宜單獨(dú)設(shè)置；產(chǎn)生粉塵、有害氣體的房間或設(shè)施宜布置在常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè),并宜遠(yuǎn)離生活、辦公區(qū)；排出的有害氣體、粉塵、廢液應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

(6)總平面布置應(yīng)充分利用地形、地勢、工程地質(zhì)及水文條件,合理地布置建筑物、構(gòu)筑物和有關(guān)設(shè)施,并應(yīng)減少土(石)方工程量和基礎(chǔ)費(fèi)用。

(7)總平面布置應(yīng)使辦公生活房屋有良好的朝向,避免西曬,具備良好的采光和自然通風(fēng)等條件。

(8)總平面布置應(yīng)合理地組織人流和物流。

(9)車輛段與綜合基地內(nèi)應(yīng)有運(yùn)輸?shù)缆芳跋赖缆?并應(yīng)有不少于2個與外界道路相連通的出口。車輛段與綜合基地用地范圍應(yīng)設(shè)圍蔽設(shè)施。

3.3 總平面布置方案

天鵝蕩停車場待4號線支線拆分后,將調(diào)整為8號線定修車輛段,總平面方案的設(shè)計(jì)按車輛段統(tǒng)一考慮,本項(xiàng)目作為停車場時設(shè)置部分運(yùn)用庫、預(yù)留了部分運(yùn)用庫、檢修車間。預(yù)留部分與實(shí)施部分應(yīng)有明顯區(qū)域劃分,以減少今后改擴(kuò)建對運(yùn)營的影響。

3.3.1 總平面布置方案設(shè)計(jì)

(1)總平面布置方案一

天鵝蕩停車場設(shè)在友翔路站接軌，設(shè)出入場線2條,預(yù)留1條從8號線車站接軌的出入場線,遠(yuǎn)期形成出入段線的八字線；停車列檢線10條,線路長度按每線停放2列6輛編組列車考慮,遠(yuǎn)期預(yù)留停車/列檢線15條；雙周/三月檢線4條(其中2條預(yù)留)；洗車線1條；工程車及調(diào)機(jī)停放線4條(其中2條預(yù)留)；材料裝卸線1條；預(yù)留不落輪鏇線、吹掃線、靜調(diào)線、臨修線、試車線各1條及定修線2條。

運(yùn)用庫和檢修廠房采用逆向倒裝式布置在車輛段西側(cè)。運(yùn)用庫設(shè)在出入場線西北、西南兩側(cè),設(shè)有盡端式運(yùn)用庫2座,其中西北側(cè)運(yùn)用庫能滿足作為4號線支線停車場的停車能力要求,停車列檢庫、雙周/三月檢庫分別設(shè)有輔助邊跨,設(shè)有運(yùn)轉(zhuǎn)辦公房屋。西南側(cè)運(yùn)用庫為預(yù)留停車列檢庫,以滿足未來8號線的遠(yuǎn)期停車需要。車輛檢修廠房設(shè)在預(yù)留停車列檢庫的東側(cè),為盡頭式車庫布置,通過預(yù)留停車列檢庫南側(cè)的牽出線進(jìn)出庫。廠房由定/臨修庫及輔助車間、靜調(diào)庫、吹掃庫、鏇輪庫組成。在檢修廠房東側(cè)預(yù)留有物資總庫。

工程車庫設(shè)在停車場運(yùn)用庫庫外線路東側(cè),材料線及材料堆場設(shè)在工程車庫東側(cè),工程車及平車出入車場通路順暢。在材料堆場東側(cè)布置有牽引降壓混合變電所。

洗車庫設(shè)置于停車場運(yùn)用庫北側(cè),為盡端式布置,通過1條洗車線通過道岔、牽出線與出入場線相連,列車進(jìn)出洗車線方便、占用出入線時間短。

在東側(cè)出入場線設(shè)受電弓輪對檢測棚。

在工程車庫北側(cè)空地布置有污水處理站、材料棚。

在出入場線咽喉處北側(cè)空地處布置廠前區(qū),近期設(shè)置綜合樓1處,將停車場辦公、信號樓、綜合維修工區(qū)、食堂、浴室、乘務(wù)員公寓等均合設(shè)于內(nèi),作為停車場辦公、生活房屋,綜合樓東側(cè)設(shè)停車場1處。預(yù)留的生活辦公中心、主變電所、遠(yuǎn)期停車場等,待成為8號線車輛段后實(shí)施。

車輛段內(nèi)設(shè)有環(huán)行運(yùn)輸?shù)缆泛拖赖缆?出入口設(shè)2處,主出入口設(shè)在車輛段的東北側(cè)、綜合樓附近；次出入口設(shè)在車輛段西北側(cè)。兩出入口均與既有道路相連。

本方案的特點(diǎn)是充分考慮地塊周邊條件,為減少場址西側(cè)村莊房屋拆遷,咽喉布置緊湊,運(yùn)用庫采用1線2列位盡端式布置,洗車線也采用盡端式布置,工藝流程順暢,用地緊湊。且預(yù)留運(yùn)用庫、檢修廠房與停車場設(shè)施區(qū)域劃分明確,改擴(kuò)建車輛段的分期建設(shè)條件好。

方案一總平面布置詳見圖1。

圖1 天鵝蕩停車場總平面布置(方案一)

(2)總平面布置方案二

設(shè)2條出入場線,不預(yù)留接入8號線車站的出入場線條件。

洗車線設(shè)置于咽喉區(qū)出入場線南側(cè),為八字線通過式布置,利用道岔、牽出線完成洗車作業(yè),作業(yè)過程順暢。

運(yùn)用庫和檢修廠房采用逆向倒裝式布置在車輛段西側(cè)。運(yùn)用庫設(shè)在出入場線西北、西南兩側(cè),為盡端式布置,西南側(cè)運(yùn)用庫能滿足作為4號線支線停車場的停車能力要求。西北側(cè)運(yùn)用庫為預(yù)留停車列檢庫,以滿足未來8號線的遠(yuǎn)期停車需要。預(yù)留檢修廠房設(shè)在預(yù)留停車列檢庫的東側(cè),為盡頭式車庫,通過預(yù)留停車列檢庫北側(cè)的牽出線進(jìn)出庫。廠房由定/臨修庫、定/臨修庫輔助車間、靜調(diào)庫、吹掃庫、鏇輪庫組成。檢修廠房南側(cè)預(yù)留有物資總庫。

(3)總平面布置方案三

出入場線方案與方案一相同。洗車線設(shè)置與方案二相同。

運(yùn)用庫布置在車輛段西側(cè),檢修廠房順向布置在咽喉區(qū)北側(cè)。運(yùn)用庫設(shè)在出入場線西北、西南兩側(cè),為盡端式布置,西南側(cè)運(yùn)用庫能滿足作為4號線支線停車場的停車能力要求,停車列檢庫、雙周/三月檢庫設(shè)有運(yùn)用庫輔助房屋。西北側(cè)運(yùn)用庫為預(yù)留停車列檢庫,以滿足未來8號線的遠(yuǎn)期停車需要。預(yù)留檢修廠房設(shè)在預(yù)留停車列檢庫的東側(cè),為盡頭式車庫,通過預(yù)留牽出線進(jìn)出庫。

3.3.2 總平面布置方案比選

總平面方案優(yōu)缺點(diǎn)比較詳見表2。

表2 車輛段總平面方案優(yōu)缺點(diǎn)比較

綜上所述,3個方案車輛段工程總平面整體布局均較為合理,工藝流程順暢。但從工藝流程、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、預(yù)留發(fā)展條件、工程實(shí)施難度等方面進(jìn)行綜合比選,方案一具有近期工程集中性、用地規(guī)整性較好等優(yōu)點(diǎn),故總平面布置方案一為推薦方案。

4 主要工藝流程

天鵝蕩停車場近遠(yuǎn)期主要承擔(dān)列車的運(yùn)用整備(包括停放、洗車、受電弓輪對檢測)以及月檢、大修、架修、定臨修等作業(yè)內(nèi)容。

4.1 列車運(yùn)用整備工藝

主要承擔(dān)4號線支線配屬列車的停放、運(yùn)用、整備作業(yè)；列車進(jìn)出庫的技術(shù)交接、檢查和測試工作；停車場運(yùn)用車輛司乘人員出退勤技術(shù)交接工作；停車場運(yùn)用車輛的功能檢查、技術(shù)檢查和一般性臨時故障的處理；停車場運(yùn)用車輛的內(nèi)部清掃及定期消毒工作。主要工藝流程：列車進(jìn)場→受電弓輪對檢測→列車外部清洗→停車→退勤前技術(shù)交接→內(nèi)部清掃、消毒→技術(shù)檢查→出段前技術(shù)交接→列車出場。

4.2 洗車工藝

為保持列車外部清潔,應(yīng)定期進(jìn)行外皮洗刷。列車洗車全過程和洗車最小間隔的時間總和為40 min,一般3～5 d洗車1次。

洗車工藝流程：列車進(jìn)庫→預(yù)濕→噴洗滌液→前端部洗刷→側(cè)壁洗刷→后端部洗刷→預(yù)清洗→最終清洗→吹干→出庫。

4.3 受電弓輪對檢測工藝

主要進(jìn)行車輪外形尺寸自動檢測、車輪踏面缺陷自動探傷、車輪擦傷自動檢測、自動繪制車輪踏面外形曲線,并可實(shí)現(xiàn)超限報警顯示、車號及端位自動識別、提供檢測輪對技術(shù)狀態(tài)的綜合評價、對受電弓滑板磨耗、中心線偏移、升弓壓力進(jìn)行動態(tài)非接觸自動檢測。

受電弓輪對檢測工藝流程：列車進(jìn)場→列車進(jìn)棚→自動檢測→數(shù)據(jù)采集→列車出棚。

4.4 列車檢修工藝

5 結(jié)語

綜上所述,在地鐵停車場和車輛段的設(shè)計(jì)中,應(yīng)首要考慮其在城市地鐵中的功能定位,通過綜合比較,合理確定設(shè)計(jì)規(guī)模、檢修制度及車輛選型,重點(diǎn)是段、場的總平面布置方案設(shè)計(jì),需兼顧近、遠(yuǎn)期工程,優(yōu)化設(shè)計(jì),合理布局,只有這樣才能設(shè)計(jì)出既滿足國家的有關(guān)方針政策要求,又能達(dá)到業(yè)主需求的設(shè)計(jì)。

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