上蓋車輛段蓋下作業(yè)環(huán)境優(yōu)化措施

李晨

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

0 引言

車輛段對(duì)軌道交通的運(yùn)營(yíng)安全及日常維護(hù)有非常重要的作用，具有投資高、占地多、涉及專業(yè)廣、對(duì)城市環(huán)境影響大的特點(diǎn)。當(dāng)城市軌道交通線網(wǎng)形成規(guī)模后，線網(wǎng)車輛基地的總用地面積在整個(gè)城市建設(shè)用地的占比相當(dāng)可觀。因此，許多城市都通過(guò)車輛段上蓋開發(fā)實(shí)現(xiàn)集約土地的目的，并通過(guò)物業(yè)開發(fā)取得可觀的經(jīng)濟(jì)收益反哺新線建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。但物業(yè)開發(fā)后，車輛段位于蓋板下方，作業(yè)環(huán)境較為惡劣，需采取相應(yīng)的技術(shù)手段及工程措施，優(yōu)化車輛段作業(yè)環(huán)境，緩解上蓋開發(fā)與蓋下運(yùn)營(yíng)之間的矛盾。

1 車輛段上蓋對(duì)蓋下作業(yè)環(huán)境的影響

車輛段上蓋開發(fā)后，蓋板作為上蓋物業(yè)與蓋下車輛段的物理分隔，將蓋上蓋下劃分為相互獨(dú)立的區(qū)域。物業(yè)開發(fā)可供開發(fā)的有效蓋板面積越大，則收益越高；蓋上蓋下的聯(lián)系越少，物業(yè)居住環(huán)境越獨(dú)立，物業(yè)品質(zhì)越好。但蓋下車輛段從消防、通風(fēng)采光等方面均希望蓋板有一定量的開敞面積。因此，蓋上物業(yè)開發(fā)需求與蓋下車輛段對(duì)作業(yè)環(huán)境的需求產(chǎn)生矛盾。車輛段上蓋開發(fā)對(duì)蓋下作業(yè)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 蓋下車輛段采光條件差

車輛段上蓋后，蓋下車輛段采光主要依靠蓋邊開敞、設(shè)置采光天井、消防車道上方開敞等方式改善蓋下采光條件。但采光天井的設(shè)置位置、尺寸及數(shù)量受到上蓋開發(fā)方案的嚴(yán)重制約；車輛段圍墻也會(huì)影響側(cè)邊采光效果。眾多因素使車輛段自然采光效果大打折扣，需要依靠設(shè)置大量的燈光照明設(shè)備滿足蓋下車輛段采光需求。

1.2 蓋下車輛段通風(fēng)條件差

車輛段上蓋后，蓋下長(zhǎng)、寬維度都較大，再加上蓋下廠房隔墻、立柱、車輛段圍墻的阻擋，導(dǎo)致蓋下空氣流通條件較差，通風(fēng)條件極差?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)加以改善，但實(shí)際效果差強(qiáng)人意，并帶來(lái)噪聲等問(wèn)題。

1.3 結(jié)構(gòu)縫漏水頻發(fā)

結(jié)構(gòu)縫處漏水是上蓋開發(fā)車輛段普遍存在的問(wèn)題。因蓋下有大量的接觸網(wǎng)、供電、動(dòng)力配電、弱電系統(tǒng)設(shè)備，蓋板漏水對(duì)車輛段運(yùn)營(yíng)造成了很大的安全隱患，需妥善處理該問(wèn)題。

1.4 蓋下?lián)P塵問(wèn)題嚴(yán)重

因蓋下自然采光效果極差，無(wú)法采用綠植覆蓋裸露地面；蓋下通風(fēng)效果差，咽喉區(qū)有砟道床道砟產(chǎn)生的灰塵難以排走。以上因素導(dǎo)致列車經(jīng)過(guò)咽喉區(qū)易產(chǎn)生揚(yáng)塵，影響蓋下空氣質(zhì)量。在車輛段設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合蓋下車輛段需求及蓋上物業(yè)開發(fā)方案，采取必要的技術(shù)手段及措施，減少上述因素對(duì)蓋下的影響，優(yōu)化蓋下作業(yè)環(huán)境。

2 蓋下環(huán)境優(yōu)化措施

2.1 蓋下采光優(yōu)化措施

2.1.1 蓋下建筑方案優(yōu)化

蓋下環(huán)境相對(duì)潮濕、昏暗，工作人員長(zhǎng)期在這種環(huán)境下工作，對(duì)個(gè)人的身心健康產(chǎn)生較大的影響。因此，在設(shè)計(jì)中將人員集中的辦公區(qū)域沿蓋邊布置，同時(shí)在部分區(qū)域設(shè)置采光通風(fēng)的天井，改善采光條件，見圖1。

另一方面結(jié)合透明化辦公，辦公區(qū)域中走道，兩側(cè)辦公房間的隔墻采用磨砂玻璃，將蓋外的光源延伸至走道。走廊及辦公室內(nèi)的光也可以相互傳遞，整體提升采光效果，見圖2。

2.1.2 采用光導(dǎo)管系統(tǒng)優(yōu)化蓋下光照

圖1 蓋下辦公區(qū)域圖

圖2 蓋下辦公區(qū)域走廊透視圖

光導(dǎo)管系統(tǒng)主要由集光器、導(dǎo)光筒和漫射器三部分組成，可將自然光引至自然采光難以到達(dá)的區(qū)域，提高蓋下空間的光環(huán)境質(zhì)量，可以減少照明用電，節(jié)約能源。且自然光有益于作業(yè)人員身心健康。

因蓋體面積較大，為平衡工程投資，光導(dǎo)管布置數(shù)量有限；受物業(yè)開發(fā)方案影響，光導(dǎo)管布置位置受限，因此只依靠天然采光難以滿足照度水平和均勻度的要求，因此，需要考慮將人工照明與光導(dǎo)管系統(tǒng)相結(jié)合，根據(jù)室外天然光照度水平的不同，利用光電控制器根據(jù)照度水平開啟人工照明進(jìn)行補(bǔ)充，以滿足作業(yè)的照度要求。光導(dǎo)管系統(tǒng)構(gòu)造見圖3。

圖3 光導(dǎo)管系統(tǒng)構(gòu)造圖

在地鐵車輛段中，通常運(yùn)用庫(kù)、聯(lián)合檢修庫(kù)均設(shè)有輔跨，設(shè)置了班組辦公用房，一般采用內(nèi)走廊形式?？客鈧?cè)房屋在蓋體邊或臨采光天井，采光條件相對(duì)較好。走廊及內(nèi)側(cè)辦公房屋采光條件惡劣，可利用光導(dǎo)管系統(tǒng)，將室外自然光引至走廊及內(nèi)側(cè)辦公房屋，提升輔跨辦公用房的采光條件。

咽喉區(qū)蓋板兩側(cè)自然采光效果有限，蓋板腹地自然采光效果差。咽喉區(qū)蓋板物業(yè)開發(fā)一般以綠化及輔助設(shè)施為主，因此可以結(jié)合綠化方案，設(shè)置光導(dǎo)管，將自然光引入蓋下，提高咽喉區(qū)整體采光效果。

使用光導(dǎo)管技術(shù)將天然光引入蓋下空間進(jìn)行照明，對(duì)改善蓋下采光環(huán)境有顯著作用，同時(shí)可以減少照明用電并延長(zhǎng)人工照明系統(tǒng)的使用壽命，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本。

2.2 采用誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)改善蓋下空氣質(zhì)量及環(huán)境溫度

2.2.1 誘導(dǎo)通風(fēng)工作原理

誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)工作時(shí)由廠房一側(cè)大門上部引入室外新風(fēng)，新風(fēng)由誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)在廠房?jī)?nèi)縱向推送，在工作區(qū)域形成縱向風(fēng)速，攜帶庫(kù)內(nèi)污染空氣由廠房另一側(cè)大門上部排出。誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)能夠在人員工作區(qū)域形成有效的縱向通風(fēng)風(fēng)速，提高作業(yè)人員舒適度，并能有效排除廠房?jī)?nèi)的余熱和污染空氣，誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)工作原理見圖4。

圖4 誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

2.2.2 傳統(tǒng)通風(fēng)方案與誘導(dǎo)通風(fēng)方案比較

采用傳統(tǒng)通風(fēng)模式，由于送排風(fēng)氣流的干擾以及氣流速度的衰減和渦流的影響，運(yùn)用庫(kù)內(nèi)部出現(xiàn)大片空氣循環(huán)較差的區(qū)域，排風(fēng)口附近空氣齡值較大，新風(fēng)口附近空氣齡值相對(duì)較小，人員呼吸區(qū)平均空氣齡在1 600～1 800s，空氣整體循環(huán)的效果較差，換氣效果不理想。

采用誘導(dǎo)通風(fēng)模式，由于避免了送排風(fēng)氣流的相互干擾以及通過(guò)誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)增強(qiáng)了新風(fēng)的布散強(qiáng)度，人員呼吸區(qū)平均空氣齡在200～250s之間，空氣整體循環(huán)的效果得到提升，庫(kù)內(nèi)通風(fēng)換氣效果明顯改善。傳統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)與誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)大庫(kù)內(nèi)空氣齡的仿真見圖5及圖6。

根據(jù)相關(guān)研究，誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)初期投資高于傳統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)，但誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)能耗較低，運(yùn)營(yíng)5年后可回收初期增加的工程投資。通過(guò)對(duì)某地區(qū)采用傳統(tǒng)通風(fēng)模式和采用誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的兩個(gè)不同車輛段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，庫(kù)內(nèi)體感溫度、CO2濃度及PM2.5等指標(biāo)誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)均有明顯優(yōu)勢(shì)。

2.2.3 在車輛段工程中應(yīng)用的建議

誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)在大空間廠房中使用效果較好，建議在運(yùn)用庫(kù)中采用縱向誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)以改善廠房?jī)?nèi)的工作環(huán)境。定修段檢修庫(kù)以縱向隔墻為主，也可以采用誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)；大架修車輛段檢修庫(kù)車體間存在垂直軌道方向隔墻，因此不適合采用誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)。

圖5 傳統(tǒng)通風(fēng)方案布置示意及仿真結(jié)果

圖6 誘導(dǎo)通風(fēng)方案布置示意及仿真結(jié)果

2.3 蓋板防水方案優(yōu)化措施

上蓋排水一般有重力流排水和虹吸排水兩種方式。重力流排水依靠結(jié)構(gòu)或建筑找坡，向蓋板兩邊散排通過(guò)天溝收集后有組織地排向地面。虹吸排水方案蓋板劃分若干個(gè)板塊后，分區(qū)域通過(guò)虹吸管直接向下排到蓋下車輛段內(nèi)，再通過(guò)蓋下車輛段內(nèi)的排水系統(tǒng)排走。因?yàn)楹缥潘桨负缥苤苯勇淙胲囕v段內(nèi)部，對(duì)運(yùn)營(yíng)影響較大，因此優(yōu)先采用重力流排水方案，在重力流排水無(wú)法完全滿足時(shí)，可在局部考慮虹吸排水。

蓋板結(jié)構(gòu)縫設(shè)計(jì)首先應(yīng)盡量杜絕結(jié)構(gòu)縫合圍形成“孤島板”，從而避免采用虹吸排水，全面采用重力排水，改善蓋體排水體系，防止積水。其次，完善伸縮縫節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)上盡量避免伸縮縫漏水。最后利用堵不如疏的理念，在結(jié)構(gòu)縫下設(shè)置導(dǎo)流槽，即使因個(gè)別原因?qū)е铝松炜s縫漏水，也可以通過(guò)導(dǎo)流槽有序疏導(dǎo)，避免漏水直接落在蓋下電氣設(shè)備上，造成安全隱患。

2.4 蓋下降塵措施

2.4.1 蓋下裸土區(qū)域硬化或鋪裝

車輛段蓋下碎石道床線路路基基床采用填料填筑，因此，蓋下咽喉區(qū)存在大量裸土回填區(qū)域，易出現(xiàn)揚(yáng)塵、泥漿等不良蓋下環(huán)境。在車輛段咽喉區(qū)裸土區(qū)域采用高強(qiáng)預(yù)制道砟板進(jìn)行鋪裝可減少蓋下?lián)P塵情況，同時(shí)增加咽喉區(qū)的美觀以及便于檢修人員行走。

2.4.2 采用噴霧降塵系統(tǒng)緩解咽喉區(qū)揚(yáng)塵

噴霧降塵利用高壓泵將水加壓，經(jīng)高壓管路送至高壓噴嘴霧化，形成飄飛的水霧，由于水霧顆粒是微米級(jí)的，能夠吸附空氣中雜質(zhì)，達(dá)到降塵等功效。

噴霧降塵系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于地鐵施工的各種場(chǎng)地上，噴霧降塵系統(tǒng)以其經(jīng)濟(jì)高效的特性得到眾多建筑單位的認(rèn)可。可針對(duì)地鐵工地基坑、坑道、豎井井口、圍擋、隧道，巷道等施工場(chǎng)地，有效舒緩PM10或PM2.5粉塵，降塵抑塵的功效明顯。

上蓋車輛段咽喉區(qū)柱網(wǎng)密布，為噴霧降塵系統(tǒng)提供了良好的安裝條件，若在上蓋車輛段內(nèi)采用噴霧降塵系統(tǒng)，有利于改善蓋下空氣質(zhì)量，有效控制PM2.5及PM10。在噴霧水源中加入消毒劑還可以起到一定的殺菌消毒作用，利于車輛段衛(wèi)生防疫。

3 結(jié)語(yǔ)

軌道交通工程建設(shè)過(guò)程中越來(lái)越注重人性化設(shè)計(jì)，尤其是在車站等公共空間，車輛基地作為地鐵列車運(yùn)維場(chǎng)所，雖然不直接服務(wù)于公眾，但也應(yīng)考慮其人性化設(shè)計(jì)，為作業(yè)人員提供良好的作業(yè)環(huán)境，使運(yùn)維人員能夠更好地服務(wù)軌道交通，從而使軌道交通更好地服務(wù)公眾。車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)在追求經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)更需要考慮蓋下車輛段的人性化設(shè)計(jì)，在工程投資許可的前提下盡量?jī)?yōu)化蓋下作業(yè)環(huán)境。本文結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，從采光、通風(fēng)、降塵等方面介紹了幾種用于優(yōu)化蓋下作業(yè)環(huán)境的技術(shù)措施。其中誘導(dǎo)通風(fēng)、導(dǎo)光管等措施已得到廣泛應(yīng)用，且取得了較好的效果。建議在新建工程中能夠多一些該方面的思考，積極推廣相關(guān)技術(shù)，推進(jìn)車輛段的人性化設(shè)計(jì)。