地鐵車輛段總圖布置集約設(shè)計研究

王俊龍

(中國鐵路設(shè)計集團(tuán)有限公司，天津 300000)

0 引言

國內(nèi)外越來越多的城市在規(guī)劃和完善城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)，而地鐵車輛段是城市軌道交通系統(tǒng)中的重要組成部分。隨著規(guī)劃、在建車輛段數(shù)量的增多，車輛段對城市土地的擠占問題愈顯突出。在設(shè)計過程中，國內(nèi)外部分車輛段通過采用雙層運(yùn)用庫的形式來進(jìn)行集約設(shè)計，從而提高土地利用率，比如深圳地鐵3號線橫崗車輛段、日本東京新宿線及大江戶線的場段等。但還未有車輛段總圖中的運(yùn)用庫、檢修庫同時多層集約設(shè)計。如何通過車輛段總圖布置集約設(shè)計，減少對土地的占用，提高土地利用效率，本文據(jù)此進(jìn)行了探討。

1 地鐵車輛段總圖平面布置集約設(shè)計分析

地鐵車輛段主要由運(yùn)用庫、檢修庫及相應(yīng)的附屬功能用房組成。根據(jù)運(yùn)用庫與檢修庫的相對位置關(guān)系，地鐵車輛段總圖平面布置形式主要可分為三種：并列式、縱列式以及復(fù)合式。

并列式布置形式為運(yùn)用庫與檢修庫并行設(shè)置，附屬功能用房結(jié)合車輛段選址情況分散布置于段內(nèi)區(qū)域。該布置形式的主要優(yōu)點是庫區(qū)擺放整齊、布置緊湊、工藝管理作業(yè)集中而便捷、土地集約利用；主要缺點是車輛段平面布置需要的寬度較大，且場地總長度小，不利于洗車線設(shè)置。運(yùn)用庫及檢修庫之間的作業(yè)需通過咽喉區(qū)牽出線折返，調(diào)車作業(yè)量大，列車走行距離長，同時列車牽出作業(yè)對出入線收發(fā)車存在一定程度上的干擾。

縱列式布置形式為運(yùn)用庫與檢修庫縱向設(shè)置，附屬功能用房結(jié)合車輛段選址情況分散布置于段內(nèi)區(qū)域。該布置形式的主要優(yōu)點是對場地寬度要求不高，適合狹長地塊設(shè)置。場地長度較長，利于設(shè)置洗車線。運(yùn)用庫及檢修庫之間作業(yè)順暢，調(diào)車作業(yè)量較小，列車走行距離較短，對出入線收發(fā)車干擾較??；主要缺點是咽喉區(qū)布置較并列式復(fù)雜，占地較大，不利于土地集約利用，且辦公作業(yè)區(qū)域較為分散，人員作業(yè)效率低，不利于集中管理。

復(fù)合式布置形式是結(jié)合了并列式布置與縱列式布置形式的優(yōu)點，既合理利用地形，集約土地利用，又使工藝運(yùn)用更流暢、便捷。常見的為運(yùn)用庫一分為二，運(yùn)用庫兩部分呈縱列式布置，檢修庫與一部分運(yùn)用庫呈橫列式布置、與另一部分運(yùn)用庫呈縱列式布置。復(fù)合式布置對用地寬度的要求不是很高，而檢修庫與部分運(yùn)用庫呈縱列式布置又減少了調(diào)車作業(yè)量，工藝運(yùn)用順暢。

對于車輛段總平面布置三種形式進(jìn)行分析：復(fù)合式布置對于土地的集約利用率最高，工藝使用便捷性一般；縱列式布置對于土地集約利用率最低，但工藝使用便捷性最佳；橫列式布置對于土地集約利用率一般，工藝使用便捷性最差。以上三種車輛段布置形式在一定程度上考慮了土地集約化利用，從總圖平面上集約利用了空間。

2 地鐵車輛段總圖豎向集約設(shè)計分析

車輛段選址條件復(fù)雜多變，受控因素較多，比如現(xiàn)狀地形條件、重要管線及建構(gòu)筑物等。在特殊情況下，即使充分利用了平面空間，仍難以滿足場地要求。這就對地鐵車輛段總圖集約設(shè)計提出了更高的要求。比如在深圳等超大城市，土地資源稀缺，外界控制因素復(fù)雜多樣，常需要結(jié)合豎向布置進(jìn)行車輛段總圖豎向集約設(shè)計，即設(shè)計多層車輛段。地鐵車輛段豎向多層設(shè)計，能大幅度減少車輛段的占地面積，實現(xiàn)總圖豎向集約設(shè)計。車輛段多層設(shè)計主要可分為軌道層多層設(shè)計、房屋多層設(shè)計以及復(fù)合多層設(shè)計。

軌道多層設(shè)計常見為運(yùn)用庫多層設(shè)計。由于超過兩層的運(yùn)用庫，其建筑高度超過24 m，需按高層建筑消防設(shè)計，對場地要求極高，且兩層以上各層間軌道連接難度大，可實施性極低，故運(yùn)用庫多層一般設(shè)計為雙層。雙層運(yùn)用庫上下層軌道布置工整，通常上下重疊布置，易于軌道間柱網(wǎng)布置，從而減少結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換次數(shù)、降低結(jié)構(gòu)難度，同時可兼顧庫頂物業(yè)開發(fā)。軌道多層也可實現(xiàn)運(yùn)用庫與檢修庫雙層布置。由于檢修庫大部分為維修作業(yè)區(qū)，區(qū)域內(nèi)跨度大，難以設(shè)置中間柱網(wǎng)，通常運(yùn)用庫位于下層、檢修庫位于上層，且兩層間需結(jié)合具體情況適時設(shè)置轉(zhuǎn)換層。即便如此，上下層結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)仍舊難以對齊，庫頂上蓋物業(yè)開發(fā)條件差，這種層疊布置方式的上蓋處理方式為：進(jìn)行簡單的屋頂復(fù)綠或設(shè)置屋頂公園等。

房屋多層設(shè)計主要有運(yùn)用庫邊跨多層設(shè)計、檢修庫輔跨多層設(shè)計、附屬功能用房多層設(shè)計(包括綜合樓、綜合維修中心、物資總庫等)。由于房屋內(nèi)未設(shè)置軌道，不存在軌道與咽喉區(qū)不同層間連接問題，房屋多層設(shè)計相對靈活多樣，可結(jié)合段內(nèi)條件與大庫整體結(jié)合設(shè)計或獨(dú)立個性化設(shè)計，有效利用零碎分散的段內(nèi)區(qū)域，從而實現(xiàn)對場內(nèi)土地的集約利用。

復(fù)合多層設(shè)計主要是軌道層與軌道層、房屋層重疊組合設(shè)計。軌道層與軌道層重疊有運(yùn)用庫與運(yùn)用庫層疊、運(yùn)用庫與檢修庫層疊等形式。軌道層與房屋層重疊有運(yùn)用庫與輔助功能用房層疊、檢修庫與檢修庫輔跨層疊、檢修庫與小部件維修區(qū)層疊等形式。復(fù)合式多層設(shè)計對土地集約利用率最高，能適應(yīng)不同場地形狀及特點靈活布置。但由于存在不同層之間的軌道連接、工藝作業(yè)區(qū)上下層交叉來往，一定程度削弱了工藝使用的流暢度、便捷性。

3 地鐵車輛段總圖集約設(shè)計實施案例

結(jié)合以上對于地鐵車輛段總圖平面及豎向集約設(shè)計分析，下面以深圳地鐵10號線涼帽山車輛段總圖集約化設(shè)計為具體實施案例進(jìn)行探討。

涼帽山車輛段選址地塊外部邊界條件較多。北側(cè)及西北側(cè)受二級水源保護(hù)區(qū)限制，南側(cè)受三條管線(LNG、深圳市政燃?xì)?、中石化高壓管?限制，東側(cè)受既有甘李二路限制。地塊寬度約130 m～330 m，長度約800 m，用地十分緊張，如圖1所示。

主要工藝規(guī)模為：運(yùn)用庫設(shè)置停車列檢線24條48列位、洗車1線；檢修庫設(shè)置吹掃線1線，季檢、雙周檢線4線，定修線1線，臨修線1線及大架修線2線。車輛段選址范圍寬度較大，長度較短，整體呈三角形，總平面適合采用并列式。結(jié)合用地條件，研究了兩種總圖方案，分別為：方案一(如圖2所示)，即單層平鋪并列式布置形式；方案二(如圖3所示)，即并列式復(fù)合多層布置形式。

方案一涼帽山車輛段總圖布置中，運(yùn)用庫、檢修庫均為單層形式，采用運(yùn)用庫、檢修庫并列式布置，該兩庫的咽喉區(qū)向西收束通過出入線接軌涼帽山站。于出入線南側(cè)并行設(shè)置貫通式洗車線。綜合樓設(shè)置于運(yùn)用庫東側(cè)夾心地內(nèi)，物資總庫緊鄰咽喉區(qū)南側(cè)，綜合維修中心設(shè)置于檢修庫北側(cè)。布置緊湊，工藝用地紅線基本未侵入二級水源保護(hù)區(qū)，但邊坡用地范圍基本侵入二級水源保護(hù)區(qū)。

方案一工藝使用順暢，但車輛段庫區(qū)、咽喉區(qū)均較大，占地面積大，邊坡線會大量侵入二級水源保護(hù)區(qū)，難以通過規(guī)劃審批，難以保證工程可實施性。

受選址地形限制，車輛段總圖平面難以進(jìn)行復(fù)合式布置，無法從平面布置形式上進(jìn)一步集約優(yōu)化設(shè)計。可從豎向上集約優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)行多層車輛段設(shè)計，即方案二(如圖3所示)，從而實現(xiàn)土地的集約化利用，減少車輛段占地面積，使邊坡不侵入二級水源保護(hù)區(qū)，保證車輛段方案的可實施性。

方案二涼帽山車輛段總圖布置中，運(yùn)用庫為雙層形式、檢修庫為單層形式，采用運(yùn)用庫、檢修庫并列式布置，該兩庫的咽喉區(qū)向西收束通過出入線接軌涼帽山站。于出入線南側(cè)并行設(shè)置貫通式洗車線。綜合樓設(shè)置于運(yùn)用庫東側(cè)夾心地內(nèi)，綜合維修中心緊鄰咽喉區(qū)南側(cè)，物資總庫設(shè)置于咽喉區(qū)北側(cè)。布置緊湊，工藝用地及總邊坡用地線均未侵入二級水源保護(hù)區(qū)。具體豎向方案集約設(shè)計如下：

首先，對運(yùn)用庫(停車列檢庫)采用雙層形式(如圖4左半部分)，上下層各12線24列位，運(yùn)用庫區(qū)及其咽喉區(qū)軌道均上下重疊布置，便于布置柱網(wǎng)，可預(yù)留庫頂上蓋開發(fā)條件。其次，檢修庫主要為大架修作業(yè)區(qū)，內(nèi)部大跨區(qū)域多，不適合與運(yùn)用庫重疊布置。為充分利用檢修庫豎向空間，減少其平面占地，對檢修庫內(nèi)小部件維修區(qū)移至檢修庫上層，使得檢修庫也采用雙層布置(如圖4右半部分)。這種檢修庫布置方案雖然在一定程度上削弱了檢修流程的順暢度，使檢修更復(fù)雜，但能有效減少占地，實現(xiàn)土地集約化設(shè)計。通過對車輛段的豎向集約設(shè)計，工藝用地由原20.28 ha減少至16.88 ha，節(jié)約用地3.4 ha。同時，方案二總邊坡用地線未侵入二級水源保護(hù)區(qū)，減少了用地的協(xié)調(diào)難度，保證了車輛段的工程可實施性。

涼帽山車輛段緊密結(jié)合段址地形條件，有效規(guī)避外界控制因素，采用了運(yùn)用庫雙層、檢修庫雙層的總圖集約設(shè)計，高效利用土地。這種實施案例在全國尚屬首例，值得今后新建車輛段總圖設(shè)計學(xué)習(xí)和參考。

4 展望

隨著地鐵新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，對車輛段設(shè)計、實施更加多樣化。地鐵車輛段總圖布置的集約化程度也會越來越高，尤其是復(fù)合多層車輛段的組合形式會出現(xiàn)新的突破，比如運(yùn)用庫與檢修庫的層疊組合等，這就需要我們結(jié)合具體項目需求進(jìn)一步深入研究。