城際軌道交通車輛基地總平面布局關鍵要點研究

胡立翔

摘 ?要：針對城際軌道交通車輛基地總平面布置限制因素多、洗車效率不高、高速試車線設置困難等問題，以杭臨城際上泉車輛基地設計為例，對城際軌道交通車輛基地總平面布局關鍵要點進行研究。通過對車輛基地功能定位、用地條件、限制因素、洗車及試車線設置方式等進行分析，提出總平面布置及豎向優(yōu)化方案、類貫通洗車方案、多種敷設方式組合試車線設置方案，解決用地受限條件下高效洗車及高速試車線設置難題。實際應用表明相關方案可較大程度提升運營效率，為其他類似車輛基地設計提供參考。

關鍵詞：車輛基地；總平面布置；洗車；試車；城市軌道交通

中圖分類號：U279 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2024）14-0128-05

Abstract： In response to the problems of multiple limiting factors， low washing efficiency， and difficulty in setting up high-speed testing lines in the overall layout of intercity rail transit vehicle bases， this paper takes the design of Hanglin Intercity Shangquan Vehicle Base as an example to study the key points of the overall layout of intercity rail transit vehicle bases. By analyzing the functional positioning， land conditions， limiting factors， washing and testing line setting methods of the vehicle base， a general layout and vertical optimization plan， a similar through washing plan， and a combination of multiple laying methods for testing line setting are proposed to solve the problem of efficient washing and high-speed testing line setting under limited land conditions. Practical applications have shown that the relevant solutions can greatly improve operational efficiency and provide reference for the design of other similar vehicle bases.

Keywords： vehicle base; general layout plan; car washing; test drive; urban rail transit

杭州至臨安城際鐵路為《浙江省都市圈城際鐵路近期建設規(guī)劃》杭州地區(qū)4條城際鐵路之一，線路全長34.9 km，設站12座，其中8個地下站，4個高架站，采用車速120 km/h的4輛編組B型車輛，全線設上泉車輛基地一座，占地面積24.14 ha。

城際軌道交通一般運行速度120 km/h及以上，全線往往僅設置一座車輛基地。車輛基地總圖布置為車輛基地設計重點，其受選址條件、用地控制因素、功能需求和投資控制等多約束條件限制，總平面布置需綜合考慮多方因素；同時僅一座車輛基地，運營單位對洗車等影響收發(fā)車的工藝布置更加關注；且為滿足高速試車要求，試車線長度較長，試車線長度確定、敷設方式、總平面中位置關系等均需深化研究。

1 ?車輛基地總平面布置方案優(yōu)化

1.1 ?車輛基地功能定位

城際軌道交通車輛基地功能定位的確定為設計前提條件，也是各城際軌道交通項目研究重點?！墩憬《际腥Τ请H鐵路近期建設規(guī)劃》并未對車輛基地檢修資源共享進行研究說明。杭州至臨安城際鐵路工程在綠汀路站與杭州地鐵3號線、5號線換乘，并未設置聯(lián)絡線，不具備車輛大架修資源共享條件。結合車輛選型、杭州地區(qū)軌道交通線網(wǎng)資源共享情況等內(nèi)容進行充分研究，上泉車輛基地定位為大架修車輛基地，大架修庫近期建設，輔助檢修車間按定修先期實施，預留轉向架輪軸間等大架修檢修設施，以降低近期工程投資。

1.2 ?選址及控制因素

車輛基地選址位于杭徽高速公路以南、規(guī)劃玲瓏路以東、錦溪以西的狹長地塊，呈南北向布置的圍合地塊。車輛基地選址范圍內(nèi)地勢北低南高，高差較大，自然地面標高在60.40～67.35 m，現(xiàn)狀主要為農(nóng)田，在段址中部分布有上泉村部分民房和少量廠房。

車輛基地選址需退避杭徽高速50 m、退避錦溪10 m、退避玲瓏大路5 m等多種控制因素，車輛基地的總平面布局方案需結合周邊控制因素合理布置。

杭徽高速公路跨錦溪橋梁，出入段線需從西側既有橋跨中穿越，是直接限制出入段線平縱斷面的控制因素。選址東側的錦溪是上泉車輛基地的主要排洪設施，車輛基地總平面布置需與錦溪改造充分對接，避免對車輛基地總平面布置產(chǎn)生影響，同時滿足車輛基地排水需要。選址北側的杭徽高速公路的建筑控制線，建筑需進行合理退距。選址西側是規(guī)劃玲瓏大道，是上泉車輛基地對外通行的主要道路，目前已完成初步設計，應結合車輛基地的布局，合理布局。

1.3 ?車輛基地總平面布置方案

車輛基地從功能、性質(zhì)和工藝流程等方面進行了集約、整合，為適應狹長型用地條件，總圖方案采用運用庫與檢修庫倒裝式布置，如圖1所示。運用庫設置于車輛基地用地南側，為兩列位盡端式布置，近遠期分期實施。檢修庫倒裝設置于運用庫北側，采用盡端布置方式，由大架修庫、定修庫、臨修庫、雙周三月檢庫、靜調(diào)庫、吹掃庫及輔助檢修車間等組成，預留轉向架輪軸間等大架修檢修設施。

試車線設置于段址東側，動調(diào)試驗間設置于試車線旁。試車線緊鄰錦溪布置，長度約2.4 km，采用路基、隧道形式，能滿足B型車4輛編組120 km/h的試車要求。

廠前區(qū)位于出入段線西側，布置有綜合樓、物資總庫等單體，綜合樓內(nèi)包含車輛基地辦公用房、綜合維修用房、食堂、浴室和司機公寓等生產(chǎn)辦公設施。

結合車輛基地建設情況，東側改移錦溪、西側改移玲瓏大道，同車輛基地工程同步實施。

1.4 ?車輛基地豎向設計方案優(yōu)化

1.4.1 ?場坪標高設計

車輛基地場坪標高需滿足相關規(guī)范、防洪標準、出入線縱坡、通段道路銜接及車輛基地工藝要求，同時需要考慮排水順暢且兼顧填挖平衡。

上泉車輛基地緊挨錦溪布置，根據(jù)杭州至臨安城際鐵路防洪評價報告，改建整治河道的改道起點設計洪水位為64.93 m，上游最高洪水位為66.19 m。臨安地區(qū)地勢整體處于較緩的斜坡，南高北低，周邊地勢40.5～75.5 m，車輛基地所處地勢標高為60.40～67.35 m，區(qū)域雨水主要經(jīng)JDK685處涵洞收集后排入錦溪，整體被淹風險較小，場坪標高考慮排水順暢及周邊情況，確定為65 m。段內(nèi)軌面標高即65.64 m。

此外車輛基地出入段線下穿杭徽高速橋后爬升至場坪，為保證接觸網(wǎng)橋下凈空，杭徽高速處軌面標高控制為61 m，出入線下穿杭徽高速后以135 m坡長，34.37‰上坡爬升至段內(nèi)軌面65.64 m，坡度已接近規(guī)范極值35‰，即場坪也無法進一步抬高。綜合以上情況，車輛基地內(nèi)軌行區(qū)場坪標高確定為65 m是合理的。

1.4.2 ?豎向設計方案優(yōu)化

車輛基地選址范圍內(nèi)地塊南高北低起伏較大，如考慮統(tǒng)一場坪標高，廠前區(qū)回填部分回填高度將達到5 m，土石方工程量大，且地基處理難度大、易出現(xiàn)后期沉降。

為均衡車輛基地土方工程量，對綜合辦公區(qū)域進行豎向設計。檢修庫尾部到物資總庫豎向標高從65.64 m降至61 m，道路縱坡為1%，土石方減少55 875 m3，僅土石方部分節(jié)省投資約350萬元，減少土方回填及地基處理作業(yè)，加快建設速度、減少后期沉降可能，車輛基地豎向設計區(qū)域如圖2所示，車輛基地綜合辦公區(qū)豎向標高如圖3所示。

2 ?車輛基地洗車方式優(yōu)化研究

2.1 ?洗車方式劃分

洗車方式和車輛基地用地條件及總平面布置密切相關，目前車輛基地常見的洗車設置方式包括咽喉區(qū)通過式、與運用庫并列通過式、咽喉區(qū)八字往復式和段內(nèi)盡頭式等方式。其中咽喉區(qū)通過式入段洗車方式無折返作業(yè)，配置1條洗車線、2組道岔，直接通過洗車，效率最高，但要求場地有足夠的長度；與運用庫并列通過式洗車，往往適用于1線3列位貫通式布置總圖，洗車線與運用庫并列布置，配置1條洗車線、2組道岔，洗車作業(yè)時折返1次，效率較高；咽喉區(qū)八字往復式、段內(nèi)盡頭式設置方式目前在實際工程中用地長度受限時應用較為普遍，配置1條洗車線、4組道岔，且需設置牽出線，雖能滿足洗車需求，但洗車時均需折返2次，調(diào)車作業(yè)頻繁，洗車效率低。

目前，杭州、長沙、武漢等地的軌道交通運營單位多次提出強烈要求，車輛基地洗車應盡量采用貫通式洗車方案，設計過程中應充分尊重并理解運營單位的合理訴求，在有限的條件范圍內(nèi)，充分調(diào)研實際運營情況，與運營單位加強溝通，實現(xiàn)運營所需功能。

圖3 ?車輛基地綜合辦公區(qū)豎向標高

2.2 ?上泉車輛基地洗車方式優(yōu)化

上泉車輛基地車輛基地總圖方案運用庫停車列檢線采用1線2列位盡端式布置，咽喉區(qū)長度約180 m（車輛基地內(nèi)第一個道岔至運用庫咽喉區(qū)前的道岔），貫通洗車方式洗車庫長度+兩端各1列車長度+信號設備設置附加長度＞224 m，出入段線下穿杭徽高速后再爬出地面后接入車輛基地，因此車輛基地用地受限下無法實現(xiàn)咽喉區(qū)通過式貫通洗車。

結合用地條件，通過與運營單位充分對接，提出類貫通洗車方案，如圖4所示。配屬列車可從入段線經(jīng)道岔1至洗車線完成洗車后再經(jīng)道岔6進入運用庫。傳統(tǒng)貫通式洗車布置方案，道岔1至洗車庫距離、洗車庫至道岔6之間的警沖標距離≥1列車長度+信號設備設置附加長度。在用地長度受限的前提下，洗車庫至道岔6長度不滿足前述要求，列車從洗車庫出庫過程需占用道岔6，但該方案洗車效率仍明顯高于八字線往復式布置方案，最終確定為施工圖設計方案，即類貫通式洗車方案。圖4為車輛基地類貫通式洗車布置方案。目前類貫通洗車方案已經(jīng)在杭州地鐵后續(xù)車輛基地設計中推廣，使用效果良好，經(jīng)統(tǒng)計分析，類貫通洗車相比八字往復式洗車效率提升約26%，較大幅度提升洗車效率。

3 ?車輛基地試車線設計方案優(yōu)化

3.1 ?設計要求及思路

根據(jù)GB 50157—2013《地鐵設計規(guī)范》規(guī)定，試車線的有效長度應根據(jù)車輛性能和技術參數(shù)及試車綜合作業(yè)要求計算確定，試車線應為平直線路，困難時線路端部可根據(jù)該線段的試車速度設置適當?shù)那€。為保證新車及檢修車輛系統(tǒng)調(diào)試及性能試驗滿足相關要求，車輛基地試車線應滿足中速或高速試車需要。

城際軌道交通正線運營速度較快，杭臨城際鐵路工程運營速度為120 km/h，如滿足全速試車對試車線長度要求較高。試車線設置條件及長度和車輛基地總平面布置密切相關，而試車速度是決定試車線長度的關鍵因素，條件允許的情況下運營希望試車線能滿足全速試車要求。

《浙江省都市圈城際鐵路近期建設規(guī)劃》中4條城際線路，杭州至海寧城際運營速度為120 km/h，車輛基地試車線設計長度1.42 km，基本可滿足90 km/h試車要求；杭州至富陽城際鐵路工程運營速度100 km/h，車輛基地試車線設計長度1.25 km，可滿足80 km/h試車要求；杭州至紹興城際鐵路工程運營速度100 km/h，車輛基地試車線設計長度1.74 km，可滿足100 km/h試車要求。試車線設計速度相比運營速度低后，一般做法為檢修后在試車線進行中速試車，然后利用正線天窗時間進行高速試車，受正線線路條件、站間距、天窗時間等限制，正線試車也較為不便。

杭臨城際上泉車輛基地選址尾部為逍遙山，具備建設滿足高速試車要求試車線條件，結合相關方意見，上泉車輛基地車輛基地試車線應按滿足最高速度的120 km/h試驗的要求進行設計，據(jù)此進行相關研究。

3.2 ?車輛動力性能參數(shù)

杭臨城際采用車速120 km/h的4輛編組B型車輛，車輛動力性能如下：

1）啟動平均加速度（0～60 km/h） ? ≥1.0 m/s2；

2）列車平均加速度（0～120 km/h） ?≥0.5 m/s2；

3）常用制動平均減速度 ? ? ? ? ?≥1.0 m/s2；

4）緊急制動平均減速度（120 km/h～0）≥1.2 m/s2；

5）最高運行速度（km/h） ? ? ? ? ? 120 km/h。

其余參數(shù)，車輛長度按82 m，試驗惰行時間按5 s，試驗安全距離按100 m計。

3.3 ?試車線長度計算

車輛按最高運行速度（120 km/h）計算試車線長度。

試車過程為車輛加速、惰行、減速、停車。

S=S1+S2+S3+S4+S5， ? ? ?（1）

式中：S為試車線長度，m；S1為啟動距離，m；S2為惰行距離，m；S3為制動距離，m；S4為車身長度，82 m；S5為安全距離，100 m。

1）啟動距離，即

， ? ? （2）

式中：S1為速度到60 km/h的啟動距離，m；S”1為速度從60 km/h到120 km/h的啟動距離，m；V0為啟動速度值60 km/h；Vmax為速度值120 km/h；a1為啟動平均加速度1.0 m/s2；a2為速度從0到120 km/h的平均加速度0.5 m/s2；t1為0到60 km/h的啟動時間；t2為0到120 km/h的啟動時間。

，

其中：0加速到60 km/h，按1.0 m/s2 計算，啟動時間

從0加速到120 km/h，按0.5 m/s2 計算，啟動時間

？駐t=t2-t1=66.67-16.67=50.0 s，

式中：？駐t為從60 km/h到120 km/h的時間差。

則60～120 km/h啟動距離

啟動距離

2）惰行距離，即

S2=Vmax·t， ? ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

式中：t為惰性時間，按5 s計。

S2=Vmax·t=120/3.6×5≈166.67 m。

3）制動距離，即

式中：a3為常用制動平均減速度1.0 m/s2；t3為綜合考慮惰行延遲和制動響應等待時間2 s。

因此，試車線長度

S=1 388.89+166.67+622.23+82+100=2 359.79 m，考慮兩端設置緩沖滑動式車擋20 m，試車線長度共計需約2 400 m。

3.4 ?試車線設計方案

車輛基地試車線長度為2.4 km，且線路需平直才能滿足高速試驗要求。上泉車輛基地選址圍合地塊長度及寬度方向分別為907、225 m，多次組織現(xiàn)場探勘，并征求規(guī)劃部門意見，經(jīng)過對車輛基地試車線方案進行多輪比選，試車線選址利用車輛基地尾部逍遙山，其試車線平面為直線，縱斷面為“一”字型坡，往大里程方向為上坡，坡度為3‰。采用路基段、U型槽段、矩形隧道段、馬蹄形隧道段等多種組合型式，除路基段部分設置有3 000 m半徑的曲線外，其余地段均為直線。

此方案有效地增加了車輛基地用地受限條件下滿足高速試車的總圖布局靈活性。杭臨城際上泉車輛基地試車線為杭州地區(qū)唯一滿足120 km/h高速試車的試車線，創(chuàng)新性采用“路基段+U型槽段+矩形隧道段+馬蹄形隧道段”多種組合型式的敷設方式，解決用地受限情況下高速試車線設計難題。且因可滿足120 km/h試車要求，運營公司除正常進行高速試車外，還將試車線部分時段租賃給車輛廠用做型式試驗使用，一定程度增加運營收益，效果良好。

4 ?結論

本文以杭臨城際上泉車輛基地為例，對城際軌道交通車輛基地總平面布置方案要點進行研究。對城際車輛基地功能定位、總平面布置方案、豎向設計方案進行研究論述，給出解決方案；創(chuàng)新性提出類貫通洗車布置方式，解決用地條件受限情況下洗車布置難題；采用“路基段+U型槽段+矩形隧道段+馬蹄形隧道段”多種組合型式的試車線，滿足城際鐵路高速試車需求，且可社會化盈利，相關設計方案對其他城際軌道交通車輛基地設計具有較好參考價值。

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