西安地鐵16號線沙河灘車輛基地設(shè)計特點及創(chuàng)新性研究

祝 銳

中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，陜西 西安 710043

1 工程概況

西安地鐵16號線是線網(wǎng)規(guī)劃中的一條區(qū)域快線，南起鐵路南客站，北至永樂，全長67.1km，其中一期工程建設(shè)灃東小鎮(zhèn)～能源三路段，長15.03km，新建沙河灘車輛基地一處，位于一期線路終點能源三路站東北側(cè)。

16號線全線設(shè)一段兩場，一座控制中心，采用速度為100km/h的4動2拖6輛編組B型車。沙河灘車輛基地定位為大架修基地，承擔(dān)西安地鐵16～19號線中包含16號線約120km長度線路配屬車輛的大架修任務(wù)，同時還承擔(dān)16號線車輛的定修及以下修程和配屬列車的運用停放及日常維護保養(yǎng)工作。

2 車輛基地總平面設(shè)計

2.1 任務(wù)量及規(guī)模

16號線沙河灘車輛基地承擔(dān)16號線的定修、臨修、周月檢和列檢作業(yè)，以及16～19號線中包含16號線長度約120km線路配屬車輛的大架修任務(wù)；承擔(dān)機電設(shè)備的維修作業(yè)及材料供應(yīng)。規(guī)模按設(shè)計年度遠(yuǎn)期控制，列車運用整備、檢修設(shè)施按設(shè)計年度近期規(guī)模設(shè)計，預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)模。根據(jù)車輛檢修工作量及采用的檢修工藝，16號線車輛基地設(shè)計規(guī)模如表1所示。

表1 車輛基地設(shè)計規(guī)模表

2.2 總平面設(shè)計

沙河灘車輛基沿規(guī)劃能源三路布置，布置為全自動無人駕駛車輛段，考慮全蓋板上蓋物業(yè)開發(fā)，占地29.32hm2，包括主變電站、控制中心、預(yù)留公安派出所用地。車輛基地總平面布置采用縱向并列盡端式方案。車輛基地整個場區(qū)按功能可劃分為辦公生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)。整個車輛基地總平面布置緊湊合理，主要庫房分工明確，交通流線順暢。

3 車輛基地設(shè)計特點及創(chuàng)新性

3.1 大架修庫大跨度上蓋物業(yè)開發(fā)

沙河灘車輛基地咽喉區(qū)及主要生產(chǎn)廠房考慮上蓋物業(yè)開發(fā)。常規(guī)跨度小于18m廠房考慮上蓋物業(yè)開發(fā)，該方案結(jié)合上蓋物業(yè)開發(fā)方案和大架修檢修工藝需求，在27m跨度的大架修庫和轉(zhuǎn)向架及輪軸檢修間上方設(shè)置蓋板，相應(yīng)蓋上區(qū)域不設(shè)置樓宇，結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)。

3.2 集約土地資源

結(jié)合周邊地形和規(guī)劃，控制中心和綜合樓、運用庫和檢修庫、輔助生產(chǎn)用房集中設(shè)置，充分利用，減少征地面積。在滿足檢修工藝的前提下，充分考慮上蓋物業(yè)開發(fā)需求，集約出綜合樓東側(cè)區(qū)域空地設(shè)置上蓋板交通盒，整合出咽喉區(qū)與試車線夾心地供落地物業(yè)開發(fā)。

3.3 全自動運行設(shè)計

經(jīng)過調(diào)研地鐵發(fā)展趨勢和西安地鐵16號線功能需求等情況，16號線采用完全無人值守的全自動駕駛（UTO）技術(shù)。

沙河灘車輛基地在常規(guī)設(shè)計的基礎(chǔ)上，需將車輛基地設(shè)置為全自動運行區(qū)域和非全自動運行區(qū)域。全自動運行區(qū)域考慮納入正線全自動運行區(qū)域，主要包括停車列檢、洗車、周月檢、信號轉(zhuǎn)換等自動運行的區(qū)域；非全自動運行區(qū)域主要包括靜調(diào)、吹掃、定臨修、大架修、不落輪鏇、試車等區(qū)域。全自動運行區(qū)域與周邊采用柵欄隔離，各出入口處需設(shè)置門禁。

在總平面布置的基礎(chǔ)上，針對全自動運行車輛基地需考慮以下設(shè)計。

（1）停車列檢庫設(shè)置在全自動運行區(qū)，設(shè)計為一線兩列位，需考慮兩列位間信號安全距離；為保證列檢作業(yè)便利，減少調(diào)車作業(yè)，列檢檢查坑按100%列位設(shè)置柱式檢查坑；為減少列檢作業(yè)走行，在庫中設(shè)置下穿通道；相比常規(guī)駕駛的停車列檢庫增長了24m，總長達到306m，北方地區(qū)停車列檢庫庫門需設(shè)置為自動化庫門，并與信號系統(tǒng)聯(lián)動。停車列檢庫按每2股道劃分為一個安全防護分區(qū)，保證列檢作業(yè)人員作業(yè)安全。

（2）洗車庫設(shè)置在全自動運行區(qū)，設(shè)置為“八字往復(fù)式”。結(jié)合信號安全保護距離要求，洗車牽出線有效長度需增長30m；洗車機控制系統(tǒng)與信號系統(tǒng)聯(lián)動，并在運用庫輔助邊跨DCC內(nèi)設(shè)置洗車機控制臺，實現(xiàn)全自動洗車功能。

（3）全自動運行模式下，車輛基地內(nèi)列車檢修調(diào)車需從全自動無人駕駛模式切換為有人駕駛模式。一般情況下在牽出線設(shè)置信號轉(zhuǎn)換軌，并設(shè)置有固定式登車平臺。信號轉(zhuǎn)換軌長度需考慮信號安全距離，與常規(guī)駕駛模式下車輛段牽出線相比增長30m。

3.4 干熱巖供熱技術(shù)

沙河灘車輛基地位于西咸新區(qū)能源三路北側(cè)，周邊規(guī)劃設(shè)施配套不完善，暫無市政供熱設(shè)施。結(jié)合西咸新區(qū)干熱巖供熱技術(shù)相關(guān)政策，干熱巖型地?zé)崮苁俏磥碜罹邼摿Φ目稍偕鍧嵞茉?，沙河灘車輛基地供暖設(shè)計采用中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱+熱泵技術(shù)；通過鉆機向地下2～3km深處鉆孔，在鉆孔中安裝封閉的金屬套管換熱器，通過換熱介質(zhì)導(dǎo)出地下熱能，并通過地面熱泵機組、輸配系統(tǒng)向地面建筑物供熱。項目總供暖面積約為15.6萬m2。干熱巖供熱技術(shù)示意如圖1所示。

圖1 干熱巖供熱技術(shù)示意

3.5 新技術(shù)、新工藝的采用

結(jié)合目前車輛基地檢修新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，在滿足西安地鐵運營需求的前提下，沙河灘車輛基地工藝設(shè)計及檢修設(shè)備選型充分體現(xiàn)了“以人為本”的設(shè)計理念，提升了檢修效率，減少了人工作業(yè)量，保證了人員作業(yè)安全。

（1）針對全自動駕駛車輛基地自動駕駛區(qū)內(nèi)（涵蓋咽喉區(qū)、列檢作業(yè)區(qū)）的人員管理、檢修作業(yè)等，設(shè)計全自動駕駛車輛基地作業(yè)綜合管理系統(tǒng)，集作業(yè)信息顯示調(diào)度、作業(yè)人員管理、計劃管理、接觸網(wǎng)（軌）綜合接地、安全聯(lián)鎖、門禁控制、圖像監(jiān)控及安全警示、作業(yè)人員定位、作業(yè)流程管理及評價等功能于一體；改變原有按專業(yè)劃分的分散管理模式，集中監(jiān)控自動駕駛區(qū)內(nèi)各專業(yè)、各地點的信息，融入各種安全防護措施，保障作業(yè)安全，并以作業(yè)流程順序為主線，串聯(lián)各個工作場景，形成從作業(yè)起始到結(jié)束的閉環(huán)流程管理，實現(xiàn)了自動駕駛區(qū)作業(yè)過程的全面綜合管控。

（2）帶稱重的固定式駕車機。結(jié)合大架修檢修工藝設(shè)計，為節(jié)約廠房布置，減少蓋板面積，節(jié)省投資；在架、大修分解組裝線和臨修線上設(shè)置集成稱重功能的固定式架車機組，以便車輛組裝后不用移車即可實現(xiàn)稱重、調(diào)節(jié)，稱重臺位與組裝工位合設(shè)，取消原稱重臺位，優(yōu)化了檢修工藝流程，提高了檢修作業(yè)效率。

（3）車輛基地智能運維平臺。隨著信息化、智能化等新技術(shù)的發(fā)展，車輛基地檢修作業(yè)信息化、智能化需求日益迫切；在沙河灘車輛基地設(shè)置車輛基地智能運維平臺，實現(xiàn)對段場調(diào)度、檢修調(diào)度、現(xiàn)場作業(yè)管理、車間物資管理、安全質(zhì)量管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、乘務(wù)派班管理等各項工作的信息化管理。通過與信號系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、行車系統(tǒng)，以及各類檢測設(shè)備和工藝設(shè)備等的對接，實現(xiàn)實時信息交互與信息共享，支持各生產(chǎn)環(huán)節(jié)高效率協(xié)同和順暢銜接，幫助提高運維效率，降低運維成本，實現(xiàn)對段場運維的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化的管理。

4 結(jié)束語

綜上所述，文章通過分析西安市地鐵16號線沙河灘車輛基地設(shè)計特點及創(chuàng)新性，該工程設(shè)計在功能定位為大架修車輛基地的設(shè)計中綜合應(yīng)用了全自動運行技術(shù)，上蓋物業(yè)開發(fā)，解決了大跨度廠房設(shè)置蓋板的難題，積極采用新技術(shù)、新工藝，優(yōu)化了車輛基地生產(chǎn)檢修工藝，提升了車輛基地檢修作業(yè)的信息化、智能化水平，可為后續(xù)類似車輛基地工程設(shè)計項目提供一定的參考。