山區(qū)動車運(yùn)用所平面布置方案研究

胥曉璠

（中鐵二院工程集團(tuán)有限公司， 成都 610031）

我國領(lǐng)土遼闊，地勢西高東低、呈階梯狀分布，其中山區(qū)面積廣大，山地和丘陵地形約占全國土地總面積的43%。山區(qū)地形地理環(huán)境特殊，地質(zhì)條件較差，地勢起伏大，自然氣候多變，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)。相比于地理條件較好的平原地區(qū)，山區(qū)因地理條件限制更迫切需要通過加快鐵路建設(shè)（尤其是高速鐵路建設(shè)）發(fā)揮山區(qū)資源優(yōu)勢，帶動沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善山區(qū)出行條件，加強(qiáng)地區(qū)間聯(lián)系與交流，主動融入國家鐵路規(guī)劃線網(wǎng)，滿足人民日益增長的高質(zhì)量出行需求。因此在山區(qū)鐵路在建設(shè)過程中，在確保滿足工程安全可行的前提下，應(yīng)充分考慮地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性、施工過程的高風(fēng)險性、建設(shè)條件的困難性、工程投資的經(jīng)濟(jì)性等，科學(xué)合理地決策山區(qū)鐵路建設(shè)方案［1］。

動車運(yùn)用所是高速鐵路運(yùn)營的重要保障設(shè)施。根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃，在開行動車組列車的樞紐地區(qū)應(yīng)合理布設(shè)動車運(yùn)用所，以滿足動車組存放、客運(yùn)整備、檢修、養(yǎng)護(hù)等作業(yè)及需求，保證動車組高效和安全運(yùn)營，優(yōu)化高速鐵路運(yùn)輸設(shè)施布局，為動車組列車開行提供有力技術(shù)保障。特別地處于山區(qū)地形的區(qū)域在進(jìn)行高速鐵路規(guī)劃建設(shè)時，應(yīng)重視動車運(yùn)用所的選址及布置方案，以便適應(yīng)山區(qū)起伏明顯的地勢特點(diǎn)，創(chuàng)新設(shè)計理念，深入研討布局設(shè)置，以實現(xiàn)設(shè)計方案的科學(xué)合理［2］。

1 山區(qū)動車運(yùn)用所選址分析

動車運(yùn)用所選址時，應(yīng)遵循“選址區(qū)應(yīng)靠近車站，并符合城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃要求；選址方案應(yīng)適應(yīng)遠(yuǎn)期鐵路發(fā)展需求；選取地質(zhì)條件較穩(wěn)定、工程建設(shè)安全可靠的區(qū)域；滿足動車組在運(yùn)用所內(nèi)作業(yè)、工藝、環(huán)保、防火等要求；應(yīng)方便市政配套設(shè)施的引入及與周邊道路相接；所內(nèi)產(chǎn)生的廢棄物和噪聲進(jìn)行綜合處理后，符合國家及地方有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對周邊環(huán)境及生態(tài)干擾較低［3-4］?！眲榆囘\(yùn)用所一般規(guī)模較大、所內(nèi)工藝流程要求多，山區(qū)動車運(yùn)用所選址時除了遵循基本規(guī)范、規(guī)程外，需重點(diǎn)關(guān)注選址區(qū)的地形地貌、地質(zhì)條件，選址方案應(yīng)與動車運(yùn)用所的布置方案有效結(jié)合，因地制宜地進(jìn)行鐵路建設(shè)，最大程度地滿足運(yùn)營及功能需求，適應(yīng)智慧動車運(yùn)用所的發(fā)展趨勢。

2 山區(qū)動車所布置形式

山區(qū)在修建動車運(yùn)用所時，可根據(jù)地形特點(diǎn)、作業(yè)需求等，靈活采用縱列式、橫列式或混合式的布置形式。

2.1 縱列式動車運(yùn)用所

縱列式動車運(yùn)用所內(nèi)存車線與檢修庫線間呈縱向排列，檢修的動車組在所內(nèi)作業(yè)順暢，各項作業(yè)間交叉干擾小，可節(jié)省動車組轉(zhuǎn)線作業(yè)時間，作業(yè)效率相對較高。然而，縱列式方案的占地較大，山區(qū)建設(shè)條件較好時可優(yōu)先考慮縱列式布置方案?？v列式動車運(yùn)用所方案布置示意如圖1所示。

圖1 縱列式動車運(yùn)用所方案布置示意圖

2.2 橫列式動車運(yùn)用所

橫列式動車運(yùn)用所內(nèi)存車線與檢修庫線間呈橫向排列，需檢修的動車組經(jīng)牽出線折返走行，不同作業(yè)間產(chǎn)生一定干擾，作業(yè)效率相對較低。然而，橫列式布置方案較縱列式布置方案的用地面積較小，布置更緊湊，山區(qū)建設(shè)動車運(yùn)用所條件受限時，可優(yōu)先考慮橫列式平面布置方案，以節(jié)省工程投資。橫列式動車運(yùn)用所方案布置示意如圖2所示。

圖2 橫列式動車運(yùn)用所方案布置示意圖

2.3 混合式動車所

混合式動車所內(nèi)分場布置如圖3所示，存車線可根據(jù)情況盡端式布置，或采用貫通式與庫線平行布置，檢查庫與臨修及不落輪璇庫呈縱向排列。遠(yuǎn)期根據(jù)需要對所內(nèi)線路進(jìn)行升級改造，以適應(yīng)發(fā)展要求。

圖3 混合式動車運(yùn)用所方案布置示意圖

混合式動車所的布置方案吸納了橫、縱列式布置方案的長處，既縮減了一定的用地面積，又兼顧了所內(nèi)工藝流程及要求，在建設(shè)條件相對受限的山區(qū)，可重點(diǎn)比選混合式布置方案，尋求建設(shè)代價、功能使用、合理布局的相對平衡。根據(jù)選址建設(shè)區(qū)的具體情況，優(yōu)化調(diào)整混合式方案的布局結(jié)構(gòu)，以確保工藝流程順暢、咽喉能力充足、檢修作業(yè)高效等。

3 存車線有效長對動車運(yùn)用所布置方案的影響分析

目前，中國國家鐵路集團(tuán)有限公司加強(qiáng)了高速鐵路運(yùn)營管理的相關(guān)指導(dǎo)性意見，動車運(yùn)用所列車控制系統(tǒng)宜采用列車作業(yè)方式，動車運(yùn)用所內(nèi)股道有效長應(yīng)滿足所內(nèi)行車組織方式、停放動車組型號及列車編組情況、安全距離要求、環(huán)形道路設(shè)置、信號機(jī)及應(yīng)答器設(shè)置、相關(guān)專業(yè)的技術(shù)要求，滿足國家及行業(yè)規(guī)范和規(guī)定，同時結(jié)合實際運(yùn)營要求等因素來確定。存車線僅停放1個列位8輛短編組列車的有效長為325 m，停放1個列位16輛長編組列車的有效長為540 m，停放2個列位8輛短編組列車的有效長為630 m；存車線有效長為630 m時可同時停放位2列位短編組列車或者1列位長編組列車［5］。

山區(qū)動車運(yùn)用所在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)重視存車線有效長對運(yùn)用所方案及工程規(guī)模的影響，尤其是土建工程、用地拆遷等對工程投資影響較大的因素，并充分根據(jù)山區(qū)地形特點(diǎn)靈活選擇布置形式及存車線有效長的配置方案，科學(xué)選定工程代價最合理與經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)的方案。

4 工程實例

以處于山區(qū)地形的某動車運(yùn)用所為例，根據(jù)選址區(qū)具體條件，在同等動車組配屬方案及檢修工作量一致的情況下進(jìn)行平面布置方案的比選。

4.1 動車運(yùn)用所規(guī)模

根據(jù)行車組織、工作量計算，某山區(qū)動車運(yùn)用的檢修工作量如表1所示。

表1 動車組檢修工作量表

4.2 選址區(qū)概況

根據(jù)選址研究結(jié)果，該動車運(yùn)用所選址區(qū)距離接軌站站房中心直線距離約3.2 km，且選址符合城市規(guī)劃、環(huán)保噪音、道路通達(dá)等外部因素條件。選址位于地勢起伏明顯的區(qū)域，山體的西北側(cè)為建成工廠，東側(cè)山腳為在建城市道路；城市道路再往東是濕地公園，濕地公園所在區(qū)域土層上覆蓋深厚泥炭土，土質(zhì)具有高孔隙比、高壓縮性等特性。根據(jù)鉆孔資料，泥炭土最深處超過80 m，濕地公園所在區(qū)域無法滿足修建動車運(yùn)用所的條件。該山體范圍內(nèi)有斷層，部分山腳靠近軟土區(qū)，因此可滿足動車運(yùn)用所建設(shè)要求的工程范圍比較局限。

4.3 方案情況

因縱列式動車運(yùn)用所布置方案縱向長度長，該選址區(qū)無法滿足縱列式方案的建設(shè)條件，故選擇橫列式與混合式動車運(yùn)用所布置方案進(jìn)行分析、比選。

4.3.1 橫列式布置形式（方案I）

橫列式動車運(yùn)用所內(nèi)的存車線采用2列位的布置方案，可兼顧長、短編組車底的存放；檢查庫、臨修及不落輪鏇庫均按1列位16輛編組或2列位8輛編組動車組的需要設(shè)置；動車運(yùn)用所西北端通過2條出入所線與車站相連。

4.3.2 混合式布置形式（方案Ⅱ）

混合式動車運(yùn)用所采用分場布置的方案，場1內(nèi)存車線與檢修庫線呈縱列式設(shè)置，庫前設(shè)8條存車線，檢查庫線4條，場1內(nèi)存車線與庫線都只可滿足1列位8輛編組動車組的停放或者檢修需求；場2設(shè)存車線14條，可滿足1列位16輛編組動車組的停放要求；場3為不落輪鏇及臨修庫，庫線有效長滿足停放1列位16輛編組動車組。動車運(yùn)用所西北端通過2條出入所線與車站相連。

4.4 方案比選

兩種動車運(yùn)用所布置方案的優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。

表2 方案優(yōu)缺點(diǎn)分析表

由表2對比可知，方案Ⅱ工程量較方案I略大，建設(shè)投資略高，但差異不大。方案Ⅱ4線1列位檢修庫相較于方案I的2線長列位檢修庫使用更靈活、作業(yè)效率更高；但需進(jìn)庫檢修的長編組動車組，在進(jìn)庫前需解編、出庫后需重聯(lián)，但解編和重聯(lián)的作業(yè)時間極短，對作業(yè)影響極小，只是解編后的動車組需轉(zhuǎn)線進(jìn)出檢修庫，增加了所內(nèi)的走行時間。

目前，國內(nèi)大多數(shù)新建動車所都首選檢修庫與存車線縱列式布置的方案，相較于橫列布置方案，可減少動車組的折角及往返作業(yè)，但方案Ⅱ的混合式布置方案使得部分存車線與檢修庫的縱列布置，因地制宜利用了選址區(qū)狹長的地形條件，該布局較方案I也較大地提升了運(yùn)營使用的服務(wù)質(zhì)量；同時臨修及不落輪鏇庫共庫布置，共享了資源，提升了運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量。

綜上，雖然混合式動車運(yùn)用所在國內(nèi)的運(yùn)用極少，但針對此選址區(qū)特殊的山地地形，統(tǒng)籌動車組配屬情況、所內(nèi)各項作業(yè)流程等，建議本次工程優(yōu)先采用方案Ⅱ混合式的布置方案，用合理的工程投入滿足動車運(yùn)用所內(nèi)工藝流程及運(yùn)輸需求，可較好地適應(yīng)運(yùn)營需求。

5 結(jié)語

動車運(yùn)用所是提高高速鐵路發(fā)車密度的重要設(shè)施，是保障動車組高效運(yùn)營的關(guān)鍵，是提高動車運(yùn)輸效益和鐵路區(qū)域運(yùn)輸能力的重要環(huán)節(jié)。山區(qū)在建設(shè)動車運(yùn)用所時，應(yīng)根據(jù)地形環(huán)境特點(diǎn)，科學(xué)靈活地布設(shè)方案，構(gòu)建包含自然條件、功能需求、工程投資、運(yùn)輸效益等多方的綜合決策體系，不拘于采用常見的布局形式，在遵照規(guī)范、規(guī)程的前提下，推陳出新地進(jìn)行個性化的設(shè)計方案，最大化地滿足工藝使用需求和運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量，兼顧節(jié)約投資、降低運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用等，從而更好的為山區(qū)鐵路建設(shè)發(fā)展提供決策支持，適應(yīng)時代發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步的要求，實現(xiàn)鐵路建設(shè)與經(jīng)濟(jì)效益雙贏的目標(biāo)［6-13］。