地鐵車輛段總平面布置方案設(shè)計探討

邱 鳴

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司環(huán)境與設(shè)備設(shè)計處, 西安 710043)

地鐵車輛段總平面布置方案設(shè)計探討

邱 鳴

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司環(huán)境與設(shè)備設(shè)計處, 西安 710043)

地鐵車輛段總平面布置是地鐵車輛段設(shè)計中的基礎(chǔ)和核心部分。以成都地鐵5號線線網(wǎng)性質(zhì)的大架修基地為例,論述車輛段的功能定位、任務(wù)量和作業(yè)流程,結(jié)合實際工程的自然條件和區(qū)域環(huán)境等方面條件,分析總平面布置的原則和重難點,形成最終總平面布置方案。提出車輛段總平面布置時線路、房屋、綜合管線、綠化景觀及活動場地的布置要求,揭示地鐵車輛段總平面設(shè)計的核心及關(guān)鍵,提出較為合理科學(xué)的設(shè)計理念和設(shè)計思路。

地鐵；車輛段；總平面布置；工藝流程；總平面構(gòu)成

1 概論

隨著城市軌道交通的和諧發(fā)展，其運營的安全越來越受重視，作為保證軌道交通系統(tǒng)正常運營的基地，車輛段的建設(shè)越來越重要，其總平面布置要求越來越高，如果布置不合理，考慮不周，將直接影響車輛段運營后的使用效率，會對城市區(qū)域的規(guī)劃和建設(shè)產(chǎn)生不利因素，且在遠(yuǎn)期擴(kuò)建時對運營產(chǎn)生影響并造成大量廢棄工程。車輛段屬于大型建設(shè)工程，占地多，投資大，因此如何合理利用城市有限土地資源，充分考慮運用、檢修工藝要求，結(jié)合規(guī)范、市政規(guī)劃等各方面要求和地形地貌特點，完成總平面布置，已經(jīng)成為車輛段設(shè)計中的最重要和關(guān)鍵的問題[1]。

1.1 工程概況

以成都地鐵5號線大豐車輛段為例，對其總平面布置方案進(jìn)行分析研究。5號線全長約60 km，設(shè)一段兩場，其中大豐車輛段與商貿(mào)城站接軌，其功能全，規(guī)模大，投資高，限制因素多，且是線網(wǎng)性質(zhì)的大架修基地，大架修規(guī)模達(dá)9列位屬國內(nèi)首例，另需考慮預(yù)留大庫上蓋物業(yè)開發(fā)條件，還要考慮下穿車輛段的市政道路和4條改河改渠工程的實施條件，難度較大[2]。

1.2 功能定位

(1)車輛檢修

大豐車輛段承擔(dān)成都市5、6、7、8號線大架修任務(wù)，以及5號線定修及以下修程的檢修任務(wù)。

(2)綜合維修

大豐車輛段設(shè)綜合維修中心，滿足5號線各系統(tǒng)設(shè)施的維修、保養(yǎng)和檢修工作。

(3)物資總庫

大豐車輛段設(shè)物資總庫，保證地鐵系統(tǒng)材料、配件、設(shè)備等物資的采購、存放、發(fā)放和管理。

(4)列車救援

大豐車輛段設(shè)救援機(jī)構(gòu)，定期進(jìn)行救援培訓(xùn)和演練。當(dāng)運營發(fā)生事故時，排除故障恢復(fù)運營秩序。

(5)新車裝卸

大豐車輛段承擔(dān)新車的接收、調(diào)試及驗收工作，新車裝卸作業(yè)采用公路運輸方式。

1.3 任務(wù)量計算

結(jié)合車輛段功能定位和任務(wù)范圍，根據(jù)車輛的運用、檢修指標(biāo)[3]，對各項功能的任務(wù)量進(jìn)行計算。表1是車輛段不同時期車輛檢修、運用任務(wù)量的計算結(jié)果。

表1 車輛段任務(wù)量計算匯總 列位

2 總平面圖設(shè)計前分析

2.1 總平面布置原則

(1)在充分考慮段址的地形地貌和周圍環(huán)境的基礎(chǔ)上，以確保車輛質(zhì)量和生產(chǎn)安全，滿足工藝要求為前提，以提高作業(yè)效率，改善勞動條件、節(jié)省基建投資、降低生產(chǎn)成本、獲取最佳綜合效益為目的。

(2)段址一般位于城市近郊，征地困難，限制條件多。總平面布置要符合城市規(guī)劃，近遠(yuǎn)期統(tǒng)籌考慮，合理確定近期規(guī)模避免浪費，充分規(guī)劃遠(yuǎn)期需求以保可持續(xù)發(fā)展[4]。

(3)總平面布置應(yīng)滿足各種生產(chǎn)功能的要求，布置順暢，避免車輛在段內(nèi)迂回運行或互相干擾，盡量縮短列車在段內(nèi)的空走距離。

(4)段內(nèi)房屋及設(shè)施的布置應(yīng)根據(jù)檢修工藝和生產(chǎn)性質(zhì)按系統(tǒng)布置，房屋分類合并，綜合考慮防火、道路、管道敷設(shè)及綠化、環(huán)保等的要求。

(5)總平面布置宜將檢修、停車運用部分與辦公生活區(qū)分開布置，帶電作業(yè)區(qū)與非帶電作業(yè)區(qū)分開布置，交通考慮將車流和人流分開。

(6)出入段線的布置，滿足列車出入段能力的需要，并盡量縮短車輛出入段時的空走距離。

2.2 車輛段工藝流程

(1)車輛運用整備工藝流程見圖1。

圖1 車輛運用整備工藝流程

(2)車輛檢修工藝流程見圖2。

圖2 車輛檢修工藝流程

2.3 大豐車輛段總圖構(gòu)成2.3.1 段內(nèi)線路布置

段內(nèi)線路主要指站段分界點以內(nèi)的所有車輛段線路，主要由運用線群、檢修線群及輔助線群組成[5]。

線路的布置應(yīng)使工藝流程順暢，避免車輛走行時相互干擾，在滿足車輛作業(yè)的情況下，線路布置要合理緊湊，鋪軌最短，道岔最少，便于組織和指揮生產(chǎn)，以提高車輛運行效率。段內(nèi)主要線路配置及其要求見表2。

表2 車輛段線路匯總

2.3.2 房屋布置

段內(nèi)的房屋主要包括生產(chǎn)廠房、生活辦公房屋及輔助房屋[6]。

房屋布置要符合生產(chǎn)工藝流程，使各廠房生產(chǎn)作業(yè)密切配合，便于組織指揮生產(chǎn)。要結(jié)合地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件，并符合防火、防震、防塵、衛(wèi)生、通風(fēng)、防噪聲、自然采光等要求。段內(nèi)主要廠房配置及要求見表3。

(1)生產(chǎn)廠房布置要求

生產(chǎn)廠房要考慮各廠房位置符合生產(chǎn)工序，相互距離短，且要預(yù)留發(fā)展的條件。由于生產(chǎn)廠房內(nèi)有眾多大型和有基礎(chǔ)的設(shè)備，廠房盡量設(shè)置于地質(zhì)較好的位置。

表3 車輛段廠房匯總

(2)生活辦公房屋布置要求

生活辦公等房屋要考慮出入方便，便于與外界及段內(nèi)各生產(chǎn)單位聯(lián)系，方位要結(jié)合其功能特點、采光、風(fēng)向等因素。綜合辦公樓宜設(shè)置在段出入口和主要生產(chǎn)廠房附近，乘務(wù)員公寓宜設(shè)置在段內(nèi)安靜又距離停車庫及運轉(zhuǎn)室較近的位置，食堂宜設(shè)置在交通方便的生活區(qū)，而且在段內(nèi)的下風(fēng)向位置。

2.3.3 道路布置

道路布置要使段內(nèi)各建筑物之間方便聯(lián)系，不但滿足人流物流需求，還要考慮消防要求，道路跨越股道時，避免跨越咽喉區(qū)，盡量跨越較少的股道。道路形式有環(huán)形和盡頭兩種，盡頭道路端部要設(shè)置回車場。

2.3.4 綜合管線布置

綜合管線合理布置不但能節(jié)約用地和工程投資，避免廢棄工程，而且方便運營檢修保證運營安全。布置時先要明確各管線溝槽間間距、坡度、埋深和避讓原則等要求，再考慮減少與股道和道路的交叉，多采用共溝、共架布置方式，以方便維護(hù)檢修和施工為目的[7]。

2.3.5 綠化景觀

隨著生活水平的提高，人們意識到環(huán)境美化的重要性，各城市都加大了園林綠化建設(shè)投入，提出了園林綠化工程的要求，車輛段綠化分廠區(qū)、屋頂和邊坡?lián)鯄G化，廠區(qū)綠化以草地為主配以行道樹，局部重點區(qū)域進(jìn)行園林式綠化[8]，屋頂綠化要減小荷載，以草地搭配低矮灌木，邊坡?lián)鯄G化采用草地結(jié)合闊葉植物。

2.3.6 活動場地

總圖布置時應(yīng)考慮段內(nèi)職工的活動場地，以便職工開展文化體育等活動。

3 總平面布置方案

3.1 段址位置

大豐車輛段位于成都市新都區(qū)斑竹園鎮(zhèn)石佛村，香城大道以南，成德大道以東。地塊規(guī)劃為住宅、商業(yè)、公共管理與湖泊水域用地，現(xiàn)狀為農(nóng)田、村落及錦水河河道。地勢平坦、開闊。段址位置見圖3。

圖3 大豐車輛段段址

3.2 站段關(guān)系及出入段線

大豐車輛段接軌于商貿(mào)城站。出入線自商貿(mào)城站小里程端的正線之間引出，并行正線向北走行，隨后以1組R-300 m的S形曲線下穿正線左線后轉(zhuǎn)入道路東側(cè)接入大豐車輛段，全長578.60 m，最大坡度28.046‰。

車輛段站段關(guān)系見圖4。

圖4 大豐車輛段站段關(guān)系

3.3 總平面布置控制因素分析

(1)大豐車輛段接軌站為高架站且距離段址較近，出入段線長度短，并上跨規(guī)劃道路，需保證出入段線的坡度、信號轉(zhuǎn)換、一度停車等功能要求，滿足規(guī)劃道路凈空，總圖布置時注意出入段線與咽喉區(qū)股道群的位置關(guān)系，盡量平緩順直連接。

(2)段址緊貼規(guī)劃道路，且距正線北段最末站很近，可結(jié)合此條件布置段綜合辦公樓、乘務(wù)員公寓、出入大門位置，并合理規(guī)劃段內(nèi)物業(yè)開發(fā)。

(3)本工程大架修任務(wù)量大，要盡量減小調(diào)車轉(zhuǎn)線的次數(shù)和距離，提高運營效率[9]，調(diào)機(jī)庫和試車線緊鄰檢修庫。

(4)試車線長度較長且要求平直，需結(jié)合市政規(guī)劃、段址位置特點及段內(nèi)檢修庫位置，合理布置試車線位置。

(5)由于出入段線條件較差，洗車線如不能設(shè)置為貫通式，可考慮往復(fù)式或盡端式[10]，輪對動態(tài)檢測設(shè)備也可考慮不設(shè)置于出入段線處。

(6)本線主變電站設(shè)置于車輛段內(nèi)，要考慮主變電站的位置相對獨立又與段內(nèi)相關(guān)設(shè)施便于聯(lián)系，還應(yīng)考慮其進(jìn)出電纜管溝徑路實施簡單方便。

(7)段址內(nèi)共有4條溝(渠)穿過，其中錦水河、柏水河既有排洪功能，又有灌溉功能；五斗渠、六斗渠為灌溉渠道，均需改移。在改河改渠時要考慮河渠走向長度最短，占地最小，對段內(nèi)構(gòu)筑物基礎(chǔ)和各管線影響最小[11]。

3.4 總平面布置方案一

本方案呈順向橫列式，總平面布置以運用庫和檢修庫為中心，其他建筑根據(jù)段型和段內(nèi)空地合理布置。運用庫靠近正線和規(guī)劃道路側(cè)，試車線與檢修庫設(shè)置于一側(cè)。運用庫咽喉區(qū)前空地距離規(guī)劃道路較近，交通方便且距離車站很近，另考慮進(jìn)出主變電站管溝走向，將段主出入口及綜合樓、乘務(wù)員公寓、主變電站等設(shè)置于此，檢修庫咽喉區(qū)前空地被試車線和咽喉區(qū)包夾，位置相對獨立、偏僻，將雜品庫、物資總庫、料庫、料棚、料場及卸料線等物資類設(shè)施集中設(shè)置于此。本方案圍墻內(nèi)用地約30.68 hm2，總平面布置詳見圖5。

圖5 大豐車輛段總平面布置方案一

3.5 總平面布置方案二

本方案同方案一呈順向橫列式，與方案一不同處主要如下。

(1)運用庫和檢修庫的位置調(diào)換，檢修庫靠近正線和規(guī)劃道路側(cè)。

(2)試車線與檢修庫位于同側(cè)，靠近于正線側(cè)。

(3)由于運用庫靠東側(cè)，出入段線與運用庫線連接成兩倍角關(guān)系。

(4)出入段線與正線、市政道路間空地大，條件好。

(5)由于試車線將車輛段與規(guī)劃道路間通道封死，段主出入口及綜合樓等生活辦公房屋設(shè)置于運用庫后端空地，靠近既有香城大道。

(6)其余房屋按段內(nèi)自然形成空地布置。

本方案圍墻內(nèi)用地約31.26 hm2，總平面布置詳見圖6。

3.6 方案比較

方案一段型緊湊，生產(chǎn)、生活設(shè)施同類合并，分區(qū)設(shè)置，利于生產(chǎn)，方便管理，保證安全，既滿足生產(chǎn)工藝流程順暢，也為段內(nèi)生活辦公提供較好的環(huán)境。運用庫沿出入段線順向布置，車輛走行距離短。但試車線略切割區(qū)域地塊。

方案二占地較大，段周邊空地條件最好，如進(jìn)行開發(fā)方案最合理，與區(qū)域規(guī)劃符合性也較好[12]。但出入段線條件較差，段出入口距離地鐵車站較遠(yuǎn)，出行不便，且段內(nèi)布置不緊湊，空地多，房屋布置功能分區(qū)不明確，不利于管理。

綜合以上優(yōu)缺點分析，推薦采用方案一。

4 結(jié)語

通過對成都地鐵5號線大豐車輛段總平面布置的比選分析，可得出以下設(shè)計要點和結(jié)論。

(1)如接軌站距離車輛段段址較近，則盡量使運用庫位置靠近接軌站一側(cè)，使運用庫線與出入段線連接順暢合理，且出入段線平緩、順直，條件較好。

(2)線網(wǎng)性質(zhì)大架修車輛段檢修任務(wù)量較大，試車線與檢修庫盡可能布置于同一側(cè)，以減少檢修車輛在段內(nèi)走行時對運營的影響。

(3)車輛段房屋種類較多，可將同功能性質(zhì)房屋盡量合建設(shè)置或同區(qū)域設(shè)置，以提高生產(chǎn)效率且方便管理。

圖6 大豐車輛段總平面布置方案二

(4)全面考慮車輛段邊界限制條件，如規(guī)劃市政道路及改河改渠等工程的實施條件，做到工程投資最省，對車輛段影響最小。

(5)如車輛段段址位置在城市規(guī)劃中有較好的商業(yè)開發(fā)價值，應(yīng)結(jié)合規(guī)劃合理設(shè)置段對外出入口，布置段內(nèi)生活辦公房屋位置，并統(tǒng)籌考慮段內(nèi)預(yù)留空地及大庫上蓋開發(fā)的條件。

地鐵車輛段設(shè)計涉及的專業(yè)多，接口雜，且受控因素較多，而總平面布置在設(shè)計中起關(guān)鍵性作用，引導(dǎo)后續(xù)各專業(yè)設(shè)計工作的合理開展，決定著整個車輛段工程是否經(jīng)濟(jì)合理，因此在總平面布置方案設(shè)計時應(yīng)當(dāng)反復(fù)推敲，多方案比較，避免技術(shù)上的疏漏造成工程上的損失。

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Approach to the General Layout of Subway Car Depot

QIU Ming

(Environment & Equipment Design Department of China Railway First Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an 710043, China)

General layout is the core and foundation in the design of a subway car depot. With reference to the heavy repair base in Chengdu Metro, this paper discusses the functional orientation, assignments, work processes and analyzes the principles, key points and difficulties associated with the general layout to work out the final general layout program. Requirements for alignment, factory buildings integrated pipeline, greening landscape and exercise yard layout are proposed, and scientific and rational design concepts and design ideas are provided.

Subway; car depot; General layout; Process; Composition of planar

2015-01-28；

2015-02-09

邱 鳴(1982—)，男，工程師，2005年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)機(jī)電學(xué)院電力機(jī)車專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，E-mail：tyyqm@qq.com。

1004-2954(2015)08-0178-05

U231

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.08.038