城市軌道交通地下雙層車輛基地設(shè)計研究

張攀鋒

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610031)

0 引言

地鐵車輛基地是地鐵行車系統(tǒng)的重要組成之一，是承擔(dān)車輛運用、檢修、物資存儲、設(shè)備設(shè)施維修保養(yǎng)、人員培訓(xùn)、生產(chǎn)辦公的重要場所，是車輛停運以后的歸屬地，車輛段通常占地規(guī)模較大，面積約20 ha～40 ha。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，地面用地日趨緊張，若采用傳統(tǒng)方法在地面設(shè)置車輛基地，占地較大選址較為困難[1]。目前在國內(nèi)，車輛基地總平面多采用貫通式并列布置、盡頭式順向并列布置、盡頭式縱列反向布置、盡頭式縱列順向布置等，但無論何種布置方式，車輛基地都是基于同一水平面上進(jìn)行布置。

城市軌道交通項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的占地指標(biāo)為停車場600 m2/車，定修段為900 m2/車，大架修段為1 000 m2/車。為了進(jìn)一步節(jié)約用地，目前國內(nèi)也出現(xiàn)了地面雙層車輛基地(如深圳地鐵3號線橫崗車輛段[2-3]、青島地鐵2號線遼陽東路車輛段[4])、地下車輛基地(如北京地鐵7號線焦化廠車輛段、深圳地鐵3號線中心公園停車場、武漢地鐵3號線升官渡停車場等)，車輛基地向縱向立體的方向發(fā)展，以達(dá)到節(jié)約利用土地的目的，但以上布置都是地下一層或地面雙層。

成都地鐵7號線崔家店停車場是國內(nèi)第一座地下雙層地鐵停車場，以崔家店停車場為例，探討軌道交通地下雙層車輛基地建設(shè)方案，從設(shè)計原則、設(shè)計中會遇到的問題和解決思路等方面進(jìn)行闡述，為今后建設(shè)地下雙層車輛基地類似工程提供借鑒。

1 崔家店停車場建設(shè)方案

1.1 工程概況

成都地鐵7號線為環(huán)線地鐵線路，線路全長38.6 km，設(shè)地下站31座，采用A型車6輛編組，最高運行速度80 km/h。根據(jù)成都地鐵7號線線路及車輛基地布局圖(見圖1)，全線設(shè)川師車輛段和崔家店停車場各一座，川師車輛段承擔(dān)7號線全部車輛段的大架修(預(yù)留)、定修、臨修任務(wù)；部分車輛雙周/三月檢任務(wù)；備用車輛運用停放任務(wù)。崔家店停車場承擔(dān)7號線系統(tǒng)規(guī)模下全部運用車的停車/列檢，以及配屬車輛的雙周/三月檢任務(wù)，洗車任務(wù)，設(shè)計規(guī)模為停車列檢72列位，雙周檢/三月檢4列位，洗車線2條[5]。

成都地鐵7號線位于二環(huán)路與三環(huán)路之間，線路沿線均為高密度城市開發(fā)區(qū)，車輛基地選址非常困難，停車場所能占用的用地面積僅有12 ha，停車場的建設(shè)方案需要設(shè)計充分考慮環(huán)線的特點及物業(yè)開發(fā)的需求，經(jīng)過研究比選最終采用地下雙層的設(shè)計方案，占地僅為9.7 ha，每車占地指標(biāo)為210 m2/輛，總建筑面積約18.3萬m2，每層建筑面積約9.2萬m2。地下停車場上蓋除修建地鐵生產(chǎn)辦公房屋及控制中心外，結(jié)合場址周邊規(guī)劃進(jìn)行上蓋物業(yè)開發(fā)大型住宅區(qū)。停車場出入場線為“2+2”八字接軌方式，地下一層雙線接軌于成華大道站，地下二層雙線接軌于萬年場站。

1.2 崔家店停車場總平面布置

通過前期研究，按照傳統(tǒng)的單層車輛基地布設(shè)思路，無論選擇哪種段型，該選址都無法滿足該停車場所要承擔(dān)的相關(guān)功能需求，必須進(jìn)行立體化設(shè)計。為節(jié)約土地資源，同時保證停車場用地范圍內(nèi)的規(guī)劃道路與周邊道路的平交功能不受影響，停車場采用地下雙層布置。地面以上進(jìn)行物業(yè)開發(fā)，地面以下的兩層采用相同的線路布置形式，崔家店停車場總平面布置圖地面層、-1層、-2層各層方案如圖2～圖4所示。

1.2.1 出入線雙層布置方案

城市軌道交通環(huán)線的主要特點是線路無起終點、雙向客流相同、車輛始終處于循環(huán)運行狀態(tài)，車輛基地對出入線設(shè)八字線接軌以實現(xiàn)雙向收發(fā)車的需求明顯[6]。

根據(jù)崔家店停車場與接軌站的位置關(guān)系，如果停車場采用“一層地下+一層地面”的布置方式，將使得“2+2”中四條八字形接軌出入線中至少有兩條要冒出地面后再接入地下車站，出入線對周邊地塊切割范圍太大[7]，為保證對停車場地塊的物業(yè)開發(fā)影響最小，結(jié)合出入線的接軌條件將崔家店停車場設(shè)置為地下兩層。出入線分別于成華大道站和萬年場站八字接軌，出入線方案可以選擇單層雙向接軌和單層單向接軌，從可實施性、工程造價等方面綜合考慮，工程采用單層單向接軌，即-1層單向雙線接入成華大道站，-2層單向雙線接入萬年場站。崔家店停車場出入場線接軌配線示意圖如圖5所示。

1.2.2 運用庫雙層布置方案

運用庫上下兩層共設(shè)36股道的停車列檢線，停車列檢能力為72列位，另設(shè)雙周/三月檢線2股道，雙周/三月檢能力為4列位。為方便運營作業(yè)，考慮將雙周三月檢集中設(shè)置于-1層，按1線2列位設(shè)計，設(shè)計2線，2線組成一跨，-2層對應(yīng)的功能區(qū)定位為停車列檢區(qū)。根據(jù)地鐵設(shè)計規(guī)范，停車列檢線的50%設(shè)置檢查坑，雙周三月檢線100%設(shè)檢查坑，故無論只在-1層或-2層設(shè)全檢查坑均滿足設(shè)計規(guī)范要求。工程結(jié)合雙層運用庫的特點，為減少工程造價，在-1層結(jié)構(gòu)底板上設(shè)檢查坑構(gòu)造柱，在-2層入庫端列位設(shè)柱式檢查坑作為列檢列位，在尾部列位設(shè)置整體道床作為停車列位。該布置方式既節(jié)約了工程投資，又方便運營部門使用。雙層運用庫剖面布置圖如圖6所示。

1.2.3 洗車機雙層布置方案

根據(jù)停車場的布置方案，-1層設(shè)停車列檢34列位，雙周三月檢4列位，-2層設(shè)停車列檢38列位，-1層和-2層每層的停車規(guī)模均較大，故需在每層單獨設(shè)置洗車機。項目根據(jù)雙層地下停車場的特點及總平面布置，洗車線采用盡端式布置，上下對應(yīng)設(shè)置2臺洗車機，突破了常規(guī)設(shè)計的每臺洗車機對應(yīng)單獨的洗車機控制室、洗車機泵間、洗車機地下水池設(shè)于洗車機主庫外設(shè)計思路，項目將上下兩層洗車機庫進(jìn)行豎向垂直疊合設(shè)計，兩層的洗車機設(shè)備共用1套水池，洗車機水池集中設(shè)置于-2層，減少了工程投資，滿足使用需求。

洗車機設(shè)備平面圖如圖7所示，洗車機庫剖面圖如圖8所示。

2 崔家店停車場地下雙層布置相關(guān)問題研究

2.1 地下雙層停車場消防問題及解決方案

解決地下1層車輛基地消防道路的問題，目前國內(nèi)普遍采用在地下設(shè)置環(huán)形道路，并在環(huán)形消防車道上方對應(yīng)地面開孔的方式[8]。由于地下2層消防道路難以滿足消防要求，消防問題成為車輛基地豎向往地下發(fā)展的制約因素，故通常設(shè)計地下車輛基地時僅設(shè)計為地下1層。項目首次采用下沉式消防道路作為消防疏散場地，解決了-2層消防道路設(shè)置的難題。具體為在地塊中部拉通設(shè)置下沉廣場，并設(shè)置消防坡道將下沉廣場與地面連接，在火災(zāi)情況下，人員將從“庫區(qū)-內(nèi)部環(huán)道-下沉廣場”進(jìn)行疏散，停車列檢庫邊的運轉(zhuǎn)綜合樓，在火災(zāi)情況下，利用封閉樓梯間直接疏散至地面，崔家店停車場消防疏散橫剖面示意圖如圖9所示。

崔家店停車場是目前國內(nèi)首座全地下雙層停車場，也是目前國內(nèi)環(huán)線地鐵中唯一采用同段址上下重疊設(shè)置的車輛基地，其在中部采用下沉式廣場作為消防疏散的方式是目前國內(nèi)唯一采用的方案，該方案成功的解決了地下雙層停車場的消防問題。

2.2 停車場辦公及司機公寓食堂解決方案

為改善地下雙層停車場運營人員的辦公環(huán)境，體現(xiàn)“以人為本”的理念，工程在設(shè)計過程中利用運用庫中間寬20 m的消防作業(yè)面(兼做露天地下廣場)，將運轉(zhuǎn)綜合樓沿運用庫的長邊布置于該臨空面，巧妙地解決了地下停車場辦公人員采光、通風(fēng)條件差的難題。另外根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》《宿舍建筑設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定及消防局意見，不允許在地下設(shè)置食堂和乘務(wù)員公寓，利用停車場的蓋上空間，將廚房、乘務(wù)員公寓等設(shè)置于蓋上，解決了停車場員工的用餐和住宿的問題。

2.3 地下停車場排水解決方案

根據(jù)地下雙層停車場的總圖布置，在-2層兩個運用庫之間設(shè)置20 m寬露天中庭，排水設(shè)計需考慮露天中庭及-1層頂(即停車場地面)的排水措施。排水解決方案為在停車場地面層四周設(shè)置排水溝排除地表水，避免地面雨水灌入地下停車場，在-2層露天中庭設(shè)置蓋板排水槽，露天中庭排水匯集后采用集中機械抽排的方式，匯入地面后引入沙河和程洛大道市政雨水管。排水設(shè)備的橫斷面尺寸按1/50洪水頻率的流量設(shè)計，設(shè)計降雨的重現(xiàn)期T采用50 a。

2.4 結(jié)構(gòu)防水措施解決方案

在車輛基地的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，特別是地下結(jié)構(gòu)部分，按照規(guī)范一般是需要多道設(shè)縫，縫寬100 mm以上。停車場設(shè)縫不僅造成施工困難，且存在地下水滲漏的隱患。通常以地鐵停車場基礎(chǔ)(底板)作為上蓋物業(yè)和停車場共同的嵌固端，導(dǎo)致上蓋物業(yè)開發(fā)高度必須從停車場基礎(chǔ)(底板)起計算，影響上蓋物業(yè)開發(fā)強度，往往只能進(jìn)行較小強度的開發(fā)。崔家店停車場有效的解決了這個技術(shù)難題，首次在地下停車場頂板、中板內(nèi)間隔布設(shè)順垂軌向無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，垂軌向無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，以頂板作為上層建筑的嵌固端，取消結(jié)構(gòu)縫。從設(shè)計源頭解決了全地下車輛基地結(jié)構(gòu)多道設(shè)縫所帶來的地下水滲漏的問題，同時，以頂板而非基礎(chǔ)底板作為上蓋物業(yè)的嵌固端，提高了上蓋物業(yè)的開發(fā)高度。

2.5 列車換向和段內(nèi)調(diào)車的解決方案

環(huán)形線路的特點決定了列車偏磨嚴(yán)重，需考慮列車換向措施以減少列車的偏磨。在停車場的-1層和-2層之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)線，實現(xiàn)列車在-1層和-2層列車之間的互通，由于-1層出入線往成華大道站方向接軌，為線路的順時針方向，-2層出入線往萬年場站方向接軌，為線路的逆時針方向。通過段內(nèi)-1層和-2層之間的調(diào)車并往兩個方向發(fā)車，解決環(huán)形線路列車的換向功能，解決列車的輪對偏磨問題。

3 結(jié)論

崔家店停車場是目前國內(nèi)首座全地下雙層停車場，也是目前國內(nèi)環(huán)線地鐵中唯一采用同段址上下重疊設(shè)置的車輛基地，其在中部采用下沉式廣場作為消防疏散的方式為地下雙層車輛基地的消防設(shè)計提供了解決方案。地下雙層車輛基地是充分利用城市地下空間的一種新模式，是地鐵車輛基地建設(shè)模式的一種創(chuàng)新，相比于傳統(tǒng)的地鐵車輛段設(shè)計模式，具有以下意義。

3.1 緩解與城市用地緊張的矛盾

停車場停車列位72列位，雙周/三月檢4列位，根據(jù)《城市軌道交通項目建設(shè)標(biāo)注》(建標(biāo)-2008)，停車場A型車占地指標(biāo)為600 m2/輛，停車場占地面積應(yīng)為28.1 ha，采用地下雙層設(shè)計后，停車場的地下最大投影占地面積為9.6 ha，換算指標(biāo)為210 m2/輛，節(jié)約用地18.5 ha，極大的緩解了地鐵車輛基地占地面積大和城市用地緊張的矛盾。

3.2 保留城市原有規(guī)劃功能

停車場按地下雙層設(shè)計以后，停車場地面恢復(fù)了城市原有規(guī)劃功能，城市市政道路不受停車場建設(shè)的影響，地面可以進(jìn)行物業(yè)開發(fā)或?qū)崿F(xiàn)城市規(guī)劃的原有功能。

3.3 項目開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益明顯

停車場設(shè)于地下，地面設(shè)置物業(yè)，提升了地塊品質(zhì)，帶動了周邊地塊商業(yè)價值，對社會環(huán)境及周邊地產(chǎn)方面提供的增值效應(yīng)非常明顯。崔家店停車場上蓋物業(yè)開發(fā)由7棟9層建筑，8棟6層建筑，1棟2層會所，1層機動車停車庫及部分臨街商鋪組成，總建筑面積約11.5萬m2，另有附近白地開發(fā)高層物業(yè)約9.5萬m2，構(gòu)成總建筑面積約21萬m2的大型住宅區(qū)。該項目有效改善片區(qū)居民居住環(huán)境和市政配套，帶動片區(qū)社會經(jīng)濟(jì)綜合發(fā)展。

3.4 為地下雙層車輛基地的建設(shè)提供了典范

成都地鐵7號線崔家店停車場采用地下雙層停車場下沉式道路消防模式已引起國內(nèi)各地地鐵公司及消防部門的高度重視，采用此模式為地下雙層車輛基地的消防設(shè)計提供了典范，對今后車輛基地建設(shè)充分利用地下空間，提高車輛基地綜合物業(yè)開發(fā)價值起到了促進(jìn)作用。