某城市軌道交通停車場(chǎng)新增接車與調(diào)試功能分析研究

高如超，賀創(chuàng)波，劉 文

（1. 中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北武漢 430040；2. 長(zhǎng)大橋梁建設(shè)施工技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430040；3. 交通運(yùn)輸行業(yè)交通基礎(chǔ)設(shè)施智能制造技術(shù)研發(fā)中心，湖北武漢 430040）

城市軌道交通列車自車輛廠運(yùn)抵車輛段后，需要進(jìn)行接收列車（以下簡(jiǎn)稱“接車”）和相關(guān)調(diào)試工作。由于車輛段具有專用接（卸）車平臺(tái)、試車線和檢修庫、鏇輪庫等，可以實(shí)現(xiàn)列車接車和調(diào)試的全部功能，因此全國范圍內(nèi)基本都是采用車輛段作為首列列車接車和調(diào)試的基地。本文鑒于某城市軌道交通工程建設(shè)中車輛段因征地拆遷等問題造成工期嚴(yán)重滯后，影響全線開通運(yùn)營(yíng)目標(biāo)工期，因此，對(duì)停車場(chǎng)的接車和調(diào)試列車（以下簡(jiǎn)稱“調(diào)車”）條件進(jìn)行深入分析，創(chuàng)新性地采用以停車場(chǎng)作為接車和調(diào)車場(chǎng)地的方案，解決了全線開通運(yùn)營(yíng)延期的問題，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可為類似工程提供借鑒和參考。

1 工程概況

該城市軌道交通工程呈東西走向，線路總長(zhǎng)32.4 km，其中地下段長(zhǎng)25.3 km，高架段長(zhǎng)6.4 km，過渡段長(zhǎng)0.7 km，包括17 座車站（地下站14 座，高架站3 座）、16 個(gè)區(qū)間、1 個(gè)停車場(chǎng)、1 個(gè)車輛段、1 個(gè)控制中心和2個(gè)主變電所。線路初、近、遠(yuǎn)期采用6 輛車固定編組運(yùn)營(yíng)組織方案，系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)能力為30 對(duì)/h，最高運(yùn)行速度為100 km/h，牽引供電制式采用DC1500V 架空接觸網(wǎng)。

2 必要性分析

2.1 車輛段征拆及工程進(jìn)展情況

本工程車輛段設(shè)計(jì)方案調(diào)整后，車輛段需征用土地約287 000 m2，自2017 年11 月至2018 年1 月底，已陸續(xù)交地5 批，交地面積約為233 000 m2。截至2018 年5 月底，剩余約54 000 m2土地尚未交付使用，主要分布在車輛段西側(cè)商鋪拆遷區(qū)域（含車輛段接車平臺(tái)位置的家具城）及東側(cè)出入場(chǎng)線咽喉區(qū)。車輛段于2017 年11 月9 日進(jìn)場(chǎng)局部動(dòng)工。2018 年4 月19 日，車輛段初步設(shè)計(jì)修編獲政府部門批復(fù)。

2.2 車輛段接車、試車時(shí)間分析

根據(jù)原總工期策劃安排，車輛段應(yīng)在開工建設(shè)31個(gè)月（2015 年12 月31 日?qǐng)龅匾平恢?018 年8 月1 日首列列車接車）后開始接入首列列車。根據(jù)實(shí)際交地時(shí)間（2017 年11 月至2018 年1 月底）對(duì)比分析，若仍在車輛段接車，則首列列車接入時(shí)間應(yīng)為2020 年8 月，同時(shí)該接車時(shí)間未考慮片區(qū)仍有關(guān)鍵區(qū)域未能完成征拆目標(biāo)，存在工期再次推延、時(shí)間成本再次增加的風(fēng)險(xiǎn)。全線25 列列車總接車時(shí)間按12 個(gè)月考慮，在此基礎(chǔ)上按照國家相關(guān)規(guī)范及法律法規(guī)對(duì)聯(lián)調(diào)聯(lián)試、試運(yùn)行等時(shí)間的規(guī)定，本項(xiàng)目開通試運(yùn)營(yíng)的時(shí)間將推延至2021 年底。

2.3 停車場(chǎng)進(jìn)展情況及接車計(jì)劃

該停車場(chǎng)停車列檢位的設(shè)計(jì)原則為近期16 列列車，同時(shí)具備大部分車輛檢修功能。根據(jù)原總工期計(jì)劃，停車場(chǎng)總工期為33 個(gè)月，其中土建施工周期為26 個(gè)月（原為2016 年3 月1 日至2018 年4 月30 日），鋪軌、機(jī)電、裝修施工周期共8 個(gè)月，交叉施工1 個(gè)月。因停車場(chǎng)實(shí)際開工時(shí)間為2016 年9 月，按上述33 個(gè)月的總工期控制，則實(shí)際完工時(shí)間應(yīng)為2019 年5 月份。為確保工程合理有效的施工周期，經(jīng)綜合研究，接車時(shí)間擬為2019 年7 月1 日（較原總工期計(jì)劃2019 年2 月1 日接車時(shí)間推遲了5 個(gè)月）。首列列車在到場(chǎng)靜調(diào)2 個(gè)月后才能開始動(dòng)調(diào)。

該停車場(chǎng)具備14 列列車的存儲(chǔ)調(diào)試能力，可于2019 年7 月1 日至2019 年9 月30 日完成6 列列車的接車工作。在首列列車調(diào)試完成后進(jìn)行“熱滑”試驗(yàn)，并于2019 年10 月1 日至2019 年12 月31 日進(jìn)行正線聯(lián)調(diào)聯(lián)試，并達(dá)到正線試運(yùn)行的條件。

2.4 必要性分析結(jié)論

圖1 U 型槽接車位置剖面圖（單位：mm）

車輛段征地和場(chǎng)地移交時(shí)間已整體延遲2 年，因此將導(dǎo)致全線開通試運(yùn)營(yíng)時(shí)間由原策劃的2019 年底推延至2021 年底，極大地增加了工程建設(shè)的時(shí)間及資金成本。為達(dá)到盡早開通的目標(biāo)，節(jié)省建設(shè)成本，根據(jù)目前該停車場(chǎng)及正線土建工程的進(jìn)度，考慮在停車場(chǎng)增加臨時(shí)接車功能，分批次接車，提前接入部分地鐵車輛，并在正線的西段選擇合適的區(qū)間進(jìn)行動(dòng)車調(diào)試，不僅能實(shí)現(xiàn)在2019 年12 月31 日正線具備試運(yùn)行的條件，還可縮短建設(shè)工期約1 年，提前至2020 年底實(shí)現(xiàn)開通試運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)。與在車輛段接車相比較，試運(yùn)營(yíng)時(shí)間將提前12 個(gè)月。因此，在停車場(chǎng)增加臨時(shí)接車功能，在正線西段選擇合適區(qū)間進(jìn)行動(dòng)車調(diào)試方案的意義重大，且是必要的。

3 可行性分析

若在該停車場(chǎng)實(shí)現(xiàn)接車和調(diào)試功能，需在停車場(chǎng)原有設(shè)計(jì)功能的基礎(chǔ)上增加一些相應(yīng)功能。根據(jù)實(shí)際情況，本文提出以停車場(chǎng)的U 型槽過渡段、牽出線和咽喉區(qū)3 種卸車平臺(tái)作為卸車方案，并對(duì)停車場(chǎng)的調(diào)試功能進(jìn)行可行性分析。

3.1 U 型槽過渡段（方案 1）分析

該方案是將卸車平臺(tái)設(shè)置在停車場(chǎng)與正線連接出場(chǎng)線的U 型槽內(nèi)，如圖1 所示。該區(qū)域地形條件開闊平整，經(jīng)過地基加固和地面硬化處理后可滿足接車、運(yùn)輸專用車、吊車等各項(xiàng)需求。

（1）因U 型槽的軌道線路縱坡為3.5%，在該區(qū)域卸車，需要將坡度3.5%調(diào)平為0%以保證卸車時(shí)列車在軌道上不出現(xiàn)溜坡情況。根據(jù)列車長(zhǎng)度和便于牽引要求，卸車平臺(tái)總長(zhǎng)度按60 m 設(shè)置，則卸車平臺(tái)與U 型槽底板的最大相對(duì)高度為2.1 m，需要在新建卸車平臺(tái)臨時(shí)軌道的端部設(shè)置車擋。該方案在列車接車完成后，需要對(duì)卸車平臺(tái)進(jìn)行鑿除，因此對(duì)U 型槽的主體結(jié)構(gòu)有一定的影響。

（2）為滿足接車后及時(shí)進(jìn)行列車上正線調(diào)車的要求，需要采用停車場(chǎng)出場(chǎng)線進(jìn)行卸車，并將入場(chǎng)線作為車輛進(jìn)出正線進(jìn)行動(dòng)車調(diào)試的聯(lián)絡(luò)線。入場(chǎng)線的接觸網(wǎng)、通信、信號(hào)等設(shè)施按照正常施工計(jì)劃施工，而出場(chǎng)線（卸車平臺(tái)）的接觸網(wǎng)在接車完成后再行安裝。

（3）工程車牽引列車至停車場(chǎng)平臺(tái)進(jìn)行編組，工程車與半永久牽引桿匹配的過渡車鉤需要重新研制。車輛安全、穩(wěn)定地?cái)[放在軌道上后，工程車牽引列車從停車場(chǎng)停車庫內(nèi)開出，進(jìn)行連掛。車輛編組型式為“=Tc-Mp-M+M-Mp-Tc =”，全自動(dòng)車鉤（=）與半自動(dòng)車鉤（+）需使用過渡車鉤和工程車連接。

（4）單節(jié)列車自身質(zhì)量加上工裝質(zhì)量按40 t 進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)汽車吊的吊臂長(zhǎng)度、吊幅、吊裝角度等參數(shù)分析，可采用常規(guī)的2 臺(tái)70 t 汽車吊進(jìn)行抬吊裝卸。

3.2 牽出線（方案 2）分析

該方案是將卸車平臺(tái)設(shè)置在停車場(chǎng)牽出線，如圖2所示。該區(qū)域地形條件開闊，但需征臨時(shí)用地，存在一定的困難。

圖2 牽出線接車位置剖面圖（單位：mm）

（1）該方案實(shí)施對(duì)主體影響較小，與車輛正線調(diào)試交叉作業(yè)也少，但吊裝高度大于18 m，容易受到側(cè)風(fēng)、吊裝作業(yè)等因素影響，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）單節(jié)列車自身質(zhì)量加上工裝質(zhì)量按40 t 進(jìn)行計(jì)算，單個(gè)吊具的質(zhì)量約為3 t。由于卸車高架橋平臺(tái)與既有地面高度差約為7.5 m，為滿足高臺(tái)接車條件，起吊高度需大于18 m。根據(jù)吊車的吊臂長(zhǎng)度、吊幅、吊裝角度等參數(shù)分析與計(jì)算，為滿足7.5 m高架橋接車要求，需選用350 t 吊車。

3.3 咽喉區(qū)（方案 3）分析

該方案是將卸車平臺(tái)設(shè)置在停車場(chǎng)出入場(chǎng)線與停車場(chǎng)之間的咽喉區(qū)區(qū)域，如圖3 所示。該區(qū)域處于施工場(chǎng)地內(nèi)，由于停車場(chǎng)為兩層構(gòu)造加上蓋蓋體，地面層為社會(huì)停車場(chǎng)，2 層為地鐵停車場(chǎng)空間，上方存在蓋體遮蔽；在咽喉區(qū)不受2 層上部結(jié)構(gòu)蓋體遮蔽和其他構(gòu)筑物影響的有效區(qū)域長(zhǎng)度為33 m，滿足單節(jié)列車長(zhǎng)度22 m的卸裝空間尺寸等基本要求，因此可作為卸車平臺(tái)。

（1）咽喉區(qū)的接觸網(wǎng)在接車期間不安裝，考慮到接車后在正線調(diào)試車輛需要，出入場(chǎng)線需按照正常施工安裝接觸網(wǎng)。因此，在吊裝作業(yè)時(shí)，存在觸碰出入場(chǎng)線接觸網(wǎng)等安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）卸車吊裝方案同方案2，吊卸高度基本相同，容易受到側(cè)風(fēng)、停車場(chǎng)蓋體、吊裝角度、吊裝作業(yè)要求等因素影響，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 調(diào)試條件分析

3.4.1 靜調(diào)條件分析

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，停車場(chǎng)目前具備的條件如下：

（1）架車機(jī)；

（2）滿足5 條股道的檢查地坑與3 層檢修平臺(tái)能力；

（3）DC1500V 的牽引供電能力；

（4）AC380V 的低壓電源。

為滿足靜調(diào)要求，停車場(chǎng)需增加的設(shè)備如下：

（1）限界門和屏蔽門；

（2）檢查地坑內(nèi)設(shè)置插座，每條調(diào)試股道配備2 臺(tái)靜調(diào)電源柜和空壓機(jī)；

（3）牽引工程車；

（4）DC110V 的靜調(diào)電源柜。

3.4.2 動(dòng)調(diào)條件分析

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，停車場(chǎng)具備的條件如下：

（1）信號(hào)功能；

（2）軌道；

（3）接觸網(wǎng)及DC1500V 牽引供電。

為滿足動(dòng)調(diào)要求，停車場(chǎng)需增加的設(shè)備如下：

（1）無線列調(diào)設(shè)備（連通運(yùn)行控制中心（OCC）與停車場(chǎng)）；

圖3 咽喉區(qū)接車立面圖（單位：mm）

（2）生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。

為滿足動(dòng)調(diào)要求，正線需具備的條件如下：

（1）平直軌道長(zhǎng)度為2 km；

（2）接觸網(wǎng)及DC1500V 牽引供電；

（3）信號(hào)功能；

（4）屏蔽門。

3.5 可行性分析結(jié)論

綜上所述，采用停車場(chǎng)接車和調(diào)試列車方案總體可行，通過對(duì)場(chǎng)地合理布置和選擇合適的吊車等方式可實(shí)現(xiàn)接車功能，在停車場(chǎng)增加靜調(diào)電源柜等設(shè)備可實(shí)現(xiàn)列車調(diào)試功能。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和工程進(jìn)度安排等，經(jīng)綜合考慮，該停車場(chǎng)采用方案1，解決了因車輛段工期滯后導(dǎo)致全線開通運(yùn)行延期的問題。

4 結(jié)語

鑒于本工程車輛段工期嚴(yán)重滯后，本文創(chuàng)新性地提出采用停車場(chǎng)作為接車和調(diào)試場(chǎng)地，解決了車輛段因征拆滯后造成的全線開通運(yùn)行時(shí)間嚴(yán)重延期的問題。通過對(duì)停車場(chǎng)的3 種接車方案進(jìn)行分析，最終選擇方案1 對(duì)部分工程進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)接車功能；然后對(duì)停車場(chǎng)的靜調(diào)和動(dòng)調(diào)條件進(jìn)行分析，在增加限界門、靜調(diào)電源柜和工程車等的情況下，通過合理地組織施工，可實(shí)現(xiàn)列車的調(diào)試功能。該方案的實(shí)施可將全線開通運(yùn)行時(shí)間提前12 個(gè)月，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。