基于運營經(jīng)驗的地鐵配線設(shè)置研究

凌景文

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司， 430063， 武漢∥高級工程師)

國內(nèi)學(xué)者對地鐵的配線設(shè)置進行了一定的研究。在車輛基地出入線方面，影響車輛基地出入線接軌方案的因素有選址用地與正線的位置關(guān)系、周邊環(huán)境、車站功能及車輛基地總體布局等[1-2]，同時需考慮運營的便捷性、節(jié)省工程成本[3-4]。文獻[5]對地鐵各種類型的配線設(shè)置要求進行了分析和研究，探討了地鐵配線在工程條件、平縱斷面設(shè)置、信號要求等方面內(nèi)容。但是，國內(nèi)基于運營經(jīng)驗的地鐵配線設(shè)置研究仍較為缺乏。本文結(jié)合長沙地鐵的運營、設(shè)計經(jīng)驗，研究地鐵線路在進行配線設(shè)置時應(yīng)考慮的幾個問題。

1 地鐵配線的定義及設(shè)置要求

1.1 配線定義及功能

地鐵的配線主要有渡線、折返線、停車線及車輛基地出入線。

1) 渡線是指供列車臨時轉(zhuǎn)線或臨時折返，從平行或類似平行的1條線路換軌至另1條線路的軌道連接形式。

2) 折返線是根據(jù)行車組織交路設(shè)計確定的，是可供列車折返轉(zhuǎn)線的配線形式，一般在起、終點站和中間折返站設(shè)置。

3) 停車線的基本功能是滿足故障車臨時待避，并應(yīng)具有臨時折返和停放線的功能。停車線設(shè)置的目的是列車運行出現(xiàn)故障時，能及時引導(dǎo)故障列車離開正線、進入待避線，以保證正線上其他列車的正常運行，盡最大可能減少對線路正常運行的影響。

4) 車輛基地出入線設(shè)置需滿足由車輛基地向正線收車和發(fā)車作業(yè)的需求。車輛基地出入線應(yīng)按雙線、雙向運行設(shè)計，車輛基地出入線的收、發(fā)車作業(yè)應(yīng)盡量減少對正線行車的干擾。車輛基地出入線接軌配線形式需滿足出入線收、發(fā)車能力的需求，并具有一定的靈活性。車輛基地出入線接軌站為交路折返站時，需統(tǒng)籌考慮列車的折返作業(yè)和出入線收發(fā)作業(yè)。

1.2 配線的設(shè)置要求

1) 正線每隔5～6座車站或8～10 km應(yīng)設(shè)置停車線，其間每相隔2～3座車站或3～5 km應(yīng)加設(shè)渡線。

2) 單渡線應(yīng)設(shè)在車站的端部；一般情況下中間站的單渡線道岔宜按順岔方向布置；單渡線與其他配線的道岔組合布置時，應(yīng)按功能需要進行設(shè)置，可按逆向布置；在采用站后折返的盡端站，宜增設(shè)站前單渡線，且道岔宜按逆向布置。

3) 車輛基地出入線宜在車站端部與正線接軌，并應(yīng)具備一度停車再啟動的條件；車輛基地出入線應(yīng)按列車雙線、雙向運行設(shè)計，并應(yīng)避免與正線平面交叉，也可根據(jù)車輛基地位置和接軌條件設(shè)置八字形出入線。規(guī)模較小的停車場，在其工程實施時，確因條件限制，在不影響功能的前提下，可采用單線、雙向設(shè)計。貫通式車輛基地應(yīng)在兩端分別接入正線，主要方向端應(yīng)為雙線，另一端可為單線。

2 渡線的設(shè)置與使用效果分析

2.1 道岔的設(shè)置

1) 單渡線道岔順向布置時，若出現(xiàn)擠岔，列車可能脫軌，也可能擠壞道岔但不脫軌。

2) 單渡線道岔逆向布置時，若出現(xiàn)擠岔，易發(fā)生列車脫軌事故。

3) 列車對道岔的沖擊很小，道岔的順向、逆向布置對道岔磨耗的影響不大。有條件時，道岔應(yīng)盡可能采用順向布置。轉(zhuǎn)轍機建議正裝，放在股道的外側(cè)，以便于維護。

2.2 渡線的使用效果分析

如圖1所示，長沙地鐵2號線在望城坡站、迎賓路口站、長沙大道站設(shè)有單渡線。望城坡站設(shè)單渡線主要是為2號線一期工程提供臨時折返功能，在線路延伸后僅保留單渡線的轉(zhuǎn)線功能，不再為折返線；迎賓路口站、長沙大道站的單渡線設(shè)置的目的是提供靈活的轉(zhuǎn)線功能。在長沙地鐵2號線一期工程的西延伸段(以下簡稱“2號線西延一期”)投入運營前，望城坡站的單渡線利用站后正線承擔(dān)折返功能，但因道岔故障的頻率較高，使用效果并不理想。

圖1 長沙地鐵2號線一期及西延一期工程配線示意圖Fig.1 Schematic diagram of engineering auxiliary line for Changsha Line 2 phase I and phase I west extension

2014年10月，長沙地鐵2號線在長沙火車南站—光達站區(qū)間上方出現(xiàn)漏水，運營方及時啟動緊急預(yù)案，擬在長沙火車南站或長沙大道站實施臨時折返。如圖1所示，長沙大道站設(shè)置有單渡線，長沙火車南站設(shè)置有停車線，漏水區(qū)間距離長沙火車南站配線的距離更近。在未能完全確保安全可行的情況下，運營方?jīng)Q定在望城坡站—沙灣公園站開行小交路(此時2號線西延一期工程尚未開通)，列車在沙灣公園站清客后須反向運行至長沙大道站，通過長沙大道站的單渡線轉(zhuǎn)線。后經(jīng)設(shè)計、建設(shè)、運營、管理等部門調(diào)研、論證后，確認長沙火車南站的停車線區(qū)間安全、采用長沙火車南站停車線折返的方案可行，因此對運營方案進行了調(diào)整，在望城坡站—長沙火車南站開行小交路，列車在長沙火車南站利用停車線折返。

長沙地鐵2號線迎賓路口站的單渡線很少使用。2號線西延一期工程延伸至梅溪湖西站后，望城坡站改為中間站，其單渡線的使用頻率也較低。

總體而言，單渡線的使用頻率不高，建議在設(shè)計階段合理地布置，以盡量減小車站規(guī)模。

3 停車線的設(shè)置與使用效果分析

3.1 停車線的設(shè)置

設(shè)置停車線時需考慮列車運行方便性和靈活性，同時也要考慮工程規(guī)模和造價，應(yīng)在運營方便與工程造價之間尋找平衡點。如圖2所示，常見的停車線型式一般是貫通式雙線停車線，如長沙地鐵2號線的萬家麗廣場站，3號線陽光站、星沙站(兼做小交路折返線使用)等。此外，如圖3所示的貫通式單線停車線也較為常用，如長沙地鐵2號線的長沙火車南站、溁灣鎮(zhèn)站，以及3號線的東塘站、絲茅沖站等。

圖2 貫通式雙線停車線的配線示意圖Fig.2 Diagram of auxiliary line for through type double parking line

圖3 貫通式單線停車線配線示意圖Fig.3 Diagram of auxiliary line for through type single parking line

單線停車線的設(shè)置主要是考慮了停車線尾端地形較高、工程量較大，或有重要的建筑物/構(gòu)筑物、拆遷困難、實施難度較大等因素。在條件允許的情況下，應(yīng)考慮采用雙線停車線形式，以便于尾端與正線連通，實現(xiàn)故障列車的靈活轉(zhuǎn)向；若采用單線停車線，遠離車站端進站方向應(yīng)設(shè)1組單渡線與停車線末端順向連通，以確保故障列車可快速下線。

同時，停車線相對于站臺布置的方向宜符合行車臨時交路組織的要求。如長沙地鐵2號線的長沙火車南站及3號線的星沙站、東塘站、陽光站等車站，在停車線設(shè)置時均考慮了臨時交路組織的可能性，但長沙地鐵2號線的萬家麗廣場站因受車站尾端曲線的影響，且因該站位于城市主中心區(qū)域內(nèi)，在停車線設(shè)置時因客觀條件制約，其方向未考慮臨時交路組織的條件。

3.2 停車線的使用效果分析

以長沙地鐵2號線為例進行分析。根據(jù)運營統(tǒng)計數(shù)據(jù)，自長沙地鐵2號線一期工程開通運營至今，停車線作為故障列車停放功能僅在溁灣鎮(zhèn)站使用過1次，其余的車站停車線均未使用過。長沙火車南站的停車線作為折返線使用過一段時間，但也沒有承擔(dān)停車線的功能。

從其他城市地鐵運營經(jīng)驗看，東莞地鐵2號線虎門站的停車線目前存放了備用車，但沒有承擔(dān)過故障列車下線存車的功能。根據(jù)上海城市軌道交通2010—2016年列車故障救援事件的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，上海城市軌道交通線網(wǎng)僅有7次將故障列車推入停車線，其余均推送回車輛段場[6]。

總體而言，由于列車故障率相對較低，因而停車線的使用率也較低，還需要結(jié)合運營實際進一步觀察停車線的使用效果。

4 車輛基地出入線的設(shè)置與使用

4.1 車輛基地出入線的設(shè)置

長沙地鐵1號線的尚雙塘車輛段和沙河停車場、2號線的黃興車輛基地、3號線的龍湘停車場、4號線的望城車輛段、5號線的水渡河車輛段、6號線的梧桐路停車場都采用了站后盡端式出入線的接軌方案，其配線如圖4所示。盡端式接軌方案的優(yōu)點主要有出入線可兼做折返功能，段場可順向收、發(fā)車，行車組織較為方便。但該方案因段場距車站較遠，不利于城市軌道交通場段的物業(yè)綜合開發(fā)。

圖4 盡端式出入線的配線示意圖Fig.4 Diagram of auxiliary line for end to end type entry/exit line

在段場選址時，若車輛段布置在線路的中部區(qū)段附近，應(yīng)盡可能考慮采用八字形出入線形式，以實現(xiàn)列車的快速收、發(fā)車，并滿足列車轉(zhuǎn)向、掉頭的需求。圖5為八字形出入線的配線示意圖，采用此形式出入線的有長沙地鐵4號線的黃榔停車場、長沙地鐵6號線的黃梨路車輛基地。

圖5 八字形出入線的配線示意圖Fig.5 Diagram of auxiliary line for Chinese-eight-shaped entry/exit line

同時，在線路規(guī)劃、設(shè)計時應(yīng)充分考慮城市發(fā)展的需要，在設(shè)置車輛基地出入線時應(yīng)盡量使其具備線路延伸的條件。如圖6所示，長沙地鐵1號線的尚雙塘車輛段，利用正線與車輛段出入線連接，在設(shè)計時未考慮設(shè)置線路延伸條件，導(dǎo)致后續(xù)不具備延伸條件，因而未能更好地覆蓋客流出行片區(qū)。

圖6 長沙地鐵1號線尚雙塘車輛段利用正線與出入線連接

4.2 車輛基地出入線的使用效果分析

根據(jù)長沙地鐵實際的運營反饋，車輛基地出入線的長度不宜過長，一般在1 km左右為宜。若長度過長，則應(yīng)考慮設(shè)置分段信號機，以實現(xiàn)進出場段的列車追蹤，提高運營效率。若段場設(shè)置在中部，應(yīng)盡可能設(shè)置八字形出入線，實現(xiàn)雙向收、發(fā)車，同時可實現(xiàn)列車的轉(zhuǎn)向、調(diào)頭。

5 結(jié)語

從運營的實踐經(jīng)驗看，地鐵配線的設(shè)置應(yīng)滿足設(shè)計規(guī)范的要求，更應(yīng)滿足運營的需求。中間站兩處單渡線的間距應(yīng)適當(dāng)縮短，以減小車站規(guī)模，降低建設(shè)成本；在起、終點站與折返線配合設(shè)置的單渡線，以及靈活轉(zhuǎn)線或折返線發(fā)生故障時臨時兼做折返功能的單渡線，如確有增設(shè)的必要，應(yīng)根據(jù)具體的運營需求予以增設(shè)，以便于提升行車組織的靈活性。

停車線的設(shè)置應(yīng)充分考慮兼做臨時折返交路站的可能性。單獨作為停車線的功能和使用效率還有待驗證，中間站設(shè)置停車線時可適當(dāng)縮減規(guī)模；在大型樞紐設(shè)置停車線或大客流集散點時，應(yīng)考慮設(shè)置停車線。

車輛基地出入線應(yīng)盡可能兼做折返功能，但車輛基地出入線走行距離不宜過長，條件許可情況下應(yīng)盡量采用八字形出入線形式，提高運營向上、下行方向發(fā)車的便捷性。