地鐵車輛基地場坪標高優(yōu)化設計分析

□文/趙 謙

地鐵車輛基地選址受線位走向、接軌車站位置、出入段線平面等因素控制且占地面積較大，征地選址較為困難，是地鐵車輛基地前期設計的重難點；而車輛基地選址往往面臨場區(qū)內及周邊現(xiàn)狀地形較為復雜的情況，若土方設計方案處理不當，會增加施工難度且車輛基地工程造價較高。

車輛基地場坪標高直接影響車輛基地土方工程，標高設計控制因素很多，主要有：百年一遇洪水位或潮水位標高；出入段線平縱斷面設計；通段道路坡度；車輛段站場排水；重大管線遷改[1]。保證總平面布置分區(qū)明確、布局合理、占地緊湊、工藝流程順暢以及考慮車輛基地與接軌車站、出入段線設計銜接的合理性的前提下，有效結合車輛基地現(xiàn)狀地形，優(yōu)化場坪標高設計，是車輛基地方案需要重點考慮的因素。

本文以我國西部地區(qū)某停車場方案優(yōu)化為例，根據(jù)其選址范圍內現(xiàn)狀地形復雜，高差大等特點，在滿足車輛基地功能使用的前提下，合理設置場評標高，平衡土石方，優(yōu)化總平面布置，實現(xiàn)節(jié)省工程造價的目的。

1 工程概況

1.1 項目定位

該地鐵線為城市軌道交通線網(wǎng)骨干線路，線路西端設車輛基地一座。根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，該車輛基地定位為停車場，承擔本線配屬列車的乘務、停放、列車技術檢查、洗刷清掃和定期消毒等日常維護保養(yǎng)及運用任務。

1.2 選址及現(xiàn)狀地形

基地選址位于洼地內，地塊大致呈東西向布置，地塊東西方向長約770 m，南北方向長邊約190 m，總占地面積約12.79 hm2，現(xiàn)狀為農田、樹木，地勢高低起伏。場地標高自東向西大約為903～920 m，高差起伏較大，最大高差將近20 m。

出入場線經(jīng)接軌車站引出，沿主干道路敷設，下河流并兩次下穿某既有鐵路線，引入停車場。

2 出入線方案

該基地位于地鐵線接軌車站西南側，出入線在站后與正線接軌，利用渡線分別與左右正線相連。結合地鐵線位、接軌車站站位以及基地位置，對出入段線路方案進行研究。

2.1 平面設計

2.1.1 原方案

出入線接軌車站為側式車站，位于主干道路南側。線路自站后接軌，以R-300及R-250曲線將線路調整至路中并沿主干路向西敷設，轉向南后以R-250曲線下穿既有鐵路線，繼續(xù)向南下穿河流并二次下穿既有鐵路線，之后以R-250向東與停車場咽喉區(qū)接軌。該出入段線方案全線采用明挖法，線間距為5 m。

2.1.2 優(yōu)化方案

結合接軌車站站位深度將出入段線接軌站站位進行優(yōu)化，將接軌車站站位向西調整至路中，側式站優(yōu)化為島式站，出入線接軌方式由原方案交叉渡線岔心引出優(yōu)化為站前與站后兩組單渡線與正線接軌，保證與正線接軌點處線間距具備盾構條件。

出入段線全長1 283.68 m，線路自接軌車站后與正線接軌，線路沿某主干道路街敷設，轉向南后以R-300曲線依次下穿既有鐵路線路、河流，轉向東再次穿越該鐵路線并盾構至XAK1+145處改為明挖，線路終點設于洞口處并與停車場咽喉區(qū)相接。

1）對接軌車站站站位進行調整優(yōu)化，較比選方案最小曲線半徑由R-250優(yōu)化至R-300，降低鋼軌與列車車輪磨耗，同時避免區(qū)域拆遷。

2）接軌車站站優(yōu)化為島式站，出入線至站后引出，線間距滿足盾構條件，減少土方開挖，降低工程造價。

3）出入段盾構段控制因素較多，需下穿河流，兩次下穿鐵路及大片廠房。若采用明挖法，拆遷面積較大且對鐵路運行干擾較大，拆遷困難。經(jīng)過對工可方案優(yōu)化后，盾構區(qū)間線間距調整為12～14 m，滿足盾構施工條件，降低了線路通過鐵路時產(chǎn)生的風險以及協(xié)調難度。

2.2 縱斷面設計

因出入段線需要滿足折返功能的要求，右線以2‰坡度向上延伸210 m；以20‰坡度向上延伸340 m，在317.5m處第一次下穿既有鐵路線及河流；后以26‰坡度向上延伸600 m第二次穿越既有鐵路線；下穿某次干道路后以平坡接入基地，出入段線最大縱坡為26‰。

3 總平面布置方案

3.1 方案比選

站場線路路肩高程應根據(jù)基地附近內澇水位和周邊道路高程設計。沿河或江河附近地區(qū)車輛基地的車場線路路肩設計高程應≮1/100洪水頻率的潮水位、波浪爬高值和安全之和[2]。原方案采用一級場坪標高，但場地現(xiàn)狀地形較為復雜，西側場外標高比場坪標高高7 m，需修建高大擋墻收坡，工程風險較高；場段東側場坪標高較場區(qū)外標高高9 m，需進修建護坡與場外過渡，場區(qū)邊坡支護方案較為復雜且場地占地相應增加。場區(qū)內部高差近20 m，土方工程填挖方量較高。見表1。

表1 停車場總平面布置方案比較

由于出入段線由西側引入場區(qū)，咽喉區(qū)與停車列檢庫及遠期預留生產(chǎn)用房與工程車庫設置于場區(qū)地勢較低的東側，結合停車列檢庫所位置地勢條件及出入段線最大坡度要求，與東側出入口現(xiàn)狀道路順暢銜接，停車列檢庫及軌行區(qū)咽喉區(qū)場坪標高為910 m。同時為保證出入段線與咽喉區(qū)接軌點明挖隧道覆土達到結構要求并降低土方開挖規(guī)模，同時結合西側出入口現(xiàn)狀道路高程，停車場二級場坪場坪標高為918 m，綜合辦公樓等生活用房設置于二級場坪，一二級場坪標高通過護坡相接。

但優(yōu)化方案一級場坪標高低于百年洪水位913.5 m，應增加相應防洪設施。如段內增建雨水泵房，停車場周邊擋墻應加高并兼做攔水壩，每個單體外圍繞建筑修筑排水溝匯入段內雨水管網(wǎng)。

3.2 優(yōu)化方案

3.2.1 總平面布置

基地設有停車列檢庫、洗車庫、工程車庫、綜合樓、污水處理站及換熱站，見圖1。總平面采用盡端順接式布置，停車列檢庫近期建成北側10股道10個列位，遠期預留至30列位；周月檢庫作為遠期預留，與停車列檢庫合設，設置在停車列檢庫南側。洗車庫與工程車庫為遠期預留，位于停車列檢庫北側。

圖1 停車場總平面布置

3.2.2 功能分區(qū)布置

根據(jù)使用功能劃分為車輛運用生產(chǎn)區(qū)、辦公生活區(qū)、綠化景觀區(qū)三部分。結合場區(qū)現(xiàn)狀地形條件及土方填挖平衡，停車場場區(qū)設置兩級場坪。出入段線由西側接入，因出入段線至咽喉區(qū)接軌處與場區(qū)標高較低區(qū)域高差較大，結合現(xiàn)狀地形，將出入段線與咽喉區(qū)接軌處設置與隧道內，同時為滿足涵洞結構覆土要求，將線路設計標高適當降低，因此停車列檢庫及咽喉區(qū)等運用生產(chǎn)產(chǎn)區(qū)域設置在場區(qū)東側較低區(qū)域內。該區(qū)域為一級場坪。

綜合辦公區(qū)處于地塊西側的高場坪區(qū)域，主要由生產(chǎn)生活辦公用房、食堂、浴室及乘務員公寓組成；綠化景觀區(qū)位于地塊的中部及東側的高場坪區(qū)域以及兩階場坪之間的邊坡區(qū)域，由大面積綠化景觀及職工休閑活動用地組成；信號辦公區(qū)位于地塊高場坪區(qū)域，可以俯瞰整個咽喉區(qū)，由信號樓與辦公樓等組成。三個區(qū)域分區(qū)明確，但又互相聯(lián)系并確保了人流、車流互不干擾。見圖2。

圖2 功能分區(qū)

3.2.3 場坪標高優(yōu)化思路

場區(qū)內現(xiàn)狀場地標高為903.2～920.4 m，呈現(xiàn)西高東低走向，停車場南側現(xiàn)狀道路標高為902.7～9 920.8 m，南側河流標高約為902～9 918 m，場區(qū)及周邊道路、河流起伏落差均較大，西側現(xiàn)狀道路標高為924.5～9 925 m，北側現(xiàn)狀道路為905.6～9 924.7 m，東側為住宅小區(qū)，標高為904 m。百年洪水位為913.5 m。如使用一級場坪，段內土方填挖量較大，工程造價較高。一級場坪場區(qū)內現(xiàn)狀地面高差為10m，考慮東北側及東南側周邊道路標高較低及土方填挖平衡節(jié)省降低工程投資，標高定為910 m，由于一級場坪標高低于百年洪水位，應做好相應防洪措施?？紤]車輛基地圍墻兼做截水壩，圍墻基礎高出場坪標高0.5 m，可抵抗段外雨水倒灌，同時車輛基地設雨水泵站，增加段內排水能力，建筑單體與室外場坪標高高差≮300 mm，單體外圍繞建筑修筑排水溝匯入段內雨水管網(wǎng)。

二級場坪位于場區(qū)西側，因出入段線采用明挖涵洞直接與咽喉區(qū)接軌，需滿足涵洞結構覆土深度要求，結合西側場區(qū)現(xiàn)狀地面標高及土方填挖平衡，二級場坪標高定為918 m。

結合車輛基地現(xiàn)狀復雜的地形，采用二級場坪設計，可大大減少土方開挖，降低工程量，減少工程投資。

3.2.4 出入口及道路布置

在基地較高的西南側二級場坪設置主出入口，與城市規(guī)劃道路連接；在基地東北角較低的一級場坪設置次出入口。車輛基地內交通運輸?shù)缆泛拖赖缆方y(tǒng)一考慮，既滿足生產(chǎn)和交通運輸?shù)男枰?，又滿足一旦發(fā)生火災時消防車的通過能力。在布置道路時使道路形成環(huán)狀，主要道路為雙車道，路寬7 m，次要車道為單車道，路寬4 m。整個場區(qū)以3條主干道溝通，提高了主干道的使用效率，減少了支路的增設。停車列檢庫四周設置環(huán)路，便于司乘和運用人員進出，人流車流干擾相對較少。

4 結語

車輛段軌行區(qū)及運用庫、檢修庫必須設計為統(tǒng)一場坪標高，非軌行區(qū)等生活辦公區(qū)域，在滿足相關物料運輸、防洪及排水的要求基礎上，可以不受場坪標高控制。在特殊情況下，場區(qū)內及場區(qū)周邊地形起伏較大時，場內建筑物依地勢而建，有利于節(jié)約工程費用，優(yōu)化土石方工程。

通過結合該工程實例方案優(yōu)化分析，可以得出以下設計要點與結論。

1）出入段線與車輛基地接軌處設在涵洞內接軌，相對于傳統(tǒng)的大開挖量并設置U型槽至地面接軌是一個創(chuàng)新，有效結合現(xiàn)狀地形，一定程度減少開挖量，節(jié)省了大量土方工程，降低了工程造價。

2）車輛基地總平面布置結合出入段線接軌，場區(qū)內現(xiàn)狀地面西高東低高差較大的特點，設置為二級場坪。將咽喉區(qū)及停車列檢庫等運用生產(chǎn)區(qū)設置在較低的一級場坪之上，其他生活辦公區(qū)域設置于西側較高的二級場坪之上，進一步優(yōu)化土方工程，在一定程度上實現(xiàn)了填挖平衡并有效降低工程造價。

3）節(jié)約土地、功能合理、布局緊湊。充分利用場地內地塊，依據(jù)生產(chǎn)和辦公需求合理的進行功能分區(qū)，建筑布局本著相對集中、互不干擾、又有聯(lián)系的原則，營造環(huán)境優(yōu)美的現(xiàn)代化集約型車輛基地。