楊昕映

深圳地鐵竹子林車輛段改擴建工程工藝設(shè)計及探討

楊昕映

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司機械動力設(shè)計研究院,北京 100055)

通過對深圳地鐵路網(wǎng)分布及竹子林車輛段既有情況的分析,論述竹子林車輛段改擴建的必要性,確定改擴建工程需要增加停車列檢的規(guī)模,確定轉(zhuǎn)向架檢修流水線、電機及部件檢修區(qū)等的優(yōu)化方案及設(shè)備配置,合理利用資源,集約用地,減少既有車輛段內(nèi)的拆遷工作量,新建集停車列檢、檢修及生產(chǎn)值班用房為一體的綜合體,并對設(shè)計過程中突破了現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范及其他需要注意的問題進行探討及思考;設(shè)計滿足運營、檢修和生產(chǎn)值班住宿的需要。

地鐵;車輛段;改擴建;工藝設(shè)計

1 概述

深圳地鐵1號線東起羅湖站,西至深圳機場站,全長(運營里程)40.7km,一期工程由羅湖站至世界之窗站,長 17.112 km,2004年12月開通,設(shè)有竹子林車輛段;續(xù)建工程由世界之窗站延長至深圳機場站,長23.592km,設(shè)有前海車輛段;2011年6月全線貫通運營。與1號線相關(guān)的已經(jīng)建成及在建線路、車輛段見表1[1]。

表1 在建(建成)車輛段分布及功能

地鐵1、2、5號線均由深圳市地鐵公司建設(shè)管理,均選用A型車,且3條線均設(shè)有聯(lián)絡線,故前海車輛段作為路網(wǎng)廠架修段以及1號線臨修段,竹子林車輛段為1號線定修段;竹子林車輛段為1號線第一個建成車輛段,2009年1號線運用車輛已到架修修程,而前海車輛段在2011年建成,故該段雖為定修段,但在前海車輛段建成前兼做簡易架修。1號線車輛段設(shè)計規(guī)模見表2。

表2 1號線車輛段設(shè)計規(guī)模列位

2 竹子林車輛段既有概況

竹子林車輛段2004年建成,占地23.75 hm2,總建筑面積156 933 m2;位于福田區(qū)福田交通樞紐西側(cè),深南大道、紅樹林路、白石路及僑城東路圍合的地塊內(nèi)。段內(nèi)基本呈東西向布置,西側(cè)為運用檢修區(qū),由北向南依次布置有運用庫、檢修庫,其中運用庫布置停車列檢線12股、鏇輪線1股、月檢/靜調(diào)線3股(1股道～16股道),檢修庫布置定修線2股、臨修線1股(17股道～19股道)及配套的生產(chǎn)辦公房屋,檢修庫南側(cè)設(shè)有備用車存放線1股(20股道)、試車線1股(21股道),檢修庫東側(cè)布置有空壓機站和危險品庫,在段咽喉區(qū)布置有軌道車庫,布置軌道車存放線4股(24股道～27股道),咽喉區(qū)最南側(cè)設(shè)有吹掃線1股(28股道),平板車存放線2股(29、30股道),平板車存放線東側(cè)設(shè)有材料棚及綜合維修中心,段東北側(cè)設(shè)出入段線與正線連接,其北側(cè)為洗車線(22股道)及洗車房屋,南側(cè)設(shè)有牽出線1股(23股道),牽出線南側(cè)由東向西依次布置有運營綜合樓、地鐵行車調(diào)度指揮中心、混合變電所;另有3塊發(fā)展用地,分別是檢修庫西側(cè)的西南角預留發(fā)展用地,占地約1.4 hm2;綜合維修中心東側(cè)的東南角發(fā)展用地,占地約2.2 hm2(現(xiàn)為臨時宿舍用地);軌道車庫北側(cè)以北預留發(fā)展用地,占地約1.2 hm2。詳見圖1[2]。

由于預留的3塊發(fā)展用地中,東南角預留用地已經(jīng)用為臨時宿舍,軌道車庫北側(cè)的預留發(fā)展用地地鐵公司另有用途,只剩下西南角預留用地可進行改擴建工程,該地塊呈長方形,約175 m×62 m(長×寬),東側(cè)為檢修庫、南側(cè)為既有備用車存放線(20股道)及試車線(21股道),地塊與咽喉區(qū)股道無法直接相連,新增停車列檢位有較大困難;此外還需新建4萬m2以上值班宿舍,只能利用新建停車列檢庫的上蓋進行物業(yè)開發(fā);同時該段址緊鄰紅樹林自然保護區(qū),改擴建工程要與既有建筑及周邊環(huán)境協(xié)調(diào),設(shè)計難度大。

3 竹子林車輛段改擴建的必要性

1號線一期工程2004年12月開通,續(xù)建工程完工后于2011年6月全線貫通,配屬車輛52列,隨著客運量穩(wěn)步增長,原有列車數(shù)已經(jīng)不能滿足客運增加要求,2012年發(fā)改委批復再增購33列車,全線達到配屬85列車,而現(xiàn)有前海車輛段、竹子林車輛段只有停車列檢68列位,需再增加9列位才能滿足運營要求;同時前海車輛段轉(zhuǎn)向架區(qū)域的維修能力只能達到2列/月[3],且能力已趨飽和,隨著2、5號線投入運營,該段的檢修能力更加緊張,竹子林車輛段在前海車輛段未建成前兼做簡易架修,為充分挖掘竹子林車輛段能力,合理分配資源,緩解前海車輛段轉(zhuǎn)向架檢修壓力,有必要將既有轉(zhuǎn)向架檢修作業(yè)線及其他檢修設(shè)施優(yōu)化補強;此外,地鐵公司還急需至少4萬m2的生產(chǎn)值班用房;故為了達到高效利用土地的目的,合理分配資源,在滿足增購列車停車列檢和檢修工藝的前提下,對竹子林車輛段進行改擴建。

圖1 竹子林車輛段既有總平面布置

4 改擴建工藝設(shè)計

4.1 改擴建規(guī)模的確定

(1)停車列檢位規(guī)模的確定

增購33列車后,全線達到配屬85列車,而現(xiàn)有前海車輛段、竹子林車輛段只有停車列檢68列位,結(jié)合工作量計算,需再增加9列位,達到33列位的規(guī)模,才能滿足運營要求;故本工程增加停車列檢9列位。

(2)檢修規(guī)模的確定

路網(wǎng)性廠架修段工作量計算詳見表3。

前海車輛段轉(zhuǎn)向架區(qū)域的維修能力只能達到2列/月[3];因此本工程對竹子林車輛段檢修配套設(shè)施進行補強,該段轉(zhuǎn)向架維修能力可達到1列/月,可緩解前海車輛段檢修能力飽和的壓力。

表3 路網(wǎng)廠架修工作量計算[4-6]列位____

4.2 車輛段改擴建工程

該工程利用西南角預留發(fā)展用地,并對段內(nèi)其余既有相關(guān)設(shè)施進行改造,改造后總平面布置詳見圖2。主要運用、檢修生產(chǎn)設(shè)施工藝設(shè)計如下。

圖2 改造后車輛段總平面布置

4.2.1 新建停車列檢庫

該庫主要承擔深圳地鐵列車的停放、運用、整備工作,以及運用車輛功能檢查、技術(shù)檢查和一般性故障的處理工作,還進行運用車輛內(nèi)部的清洗和定期消毒工作。

由于目前國內(nèi)停車列檢庫仍多為盡端式設(shè)計[7],設(shè)計在既有檢修庫南側(cè)利用既有消防車道位置新建盡端式停車列檢線31、32股道,每線各停車2列,改建既有20股道,停車2列,共6列位;受地塊位置及形狀限制,且考慮物業(yè)開發(fā)、20股道距32股道線間距為7.3 m,已無法再新增1線2列位的盡端式停車列檢線;故將既有檢修庫西側(cè)端墻及西側(cè)備品庫拆除,將庫內(nèi)17、18、19股道延長作為停車線17B、18B、19B,每線停車1列,共3列位;合計新增停車列檢9列位。

新增的31、32股道、改建的20股道、延長的17B、18B股道均電化掛網(wǎng),17B、18B設(shè)置支柱式檢查坑,設(shè)3層作業(yè)平臺;19、19B股道不電化。

雖然該方案中17B、18B、19B作為停車線(其中17B、18B還具有月檢功能),會對17、18、19股道的檢修作業(yè)產(chǎn)生一定的干擾,但該方案新建的“刀把”形停車列檢庫與既有檢修庫融為一體,可充分利用既有檢修庫的屋面作為公共場地,便于物業(yè)開發(fā);并將未電化的19B用于備用車存放,減少對檢修作業(yè)的干擾,同時17B、18B以及17、18股道電化掛網(wǎng),列車入庫出庫通過效率得到了提高,減少了車輛在段內(nèi)調(diào)車時的走行距離[8]。

4.2.2 新建停車列檢配套房屋

布置為長154 m×寬9 m的二層建筑,設(shè)有調(diào)度室、列檢、清掃、信號設(shè)備室、通信機械室、鉗工間、熔焊間等生產(chǎn)班組用房及還建的備品庫、配電室等。

4.2.3 既有定、臨修庫改造

定臨修庫(兼簡易架修)承擔深圳地鐵1號線全線車輛的定修及本段配屬車輛的臨時修理;架修主要是對各部件進行分解、檢查、修理、互換、試驗,修后對車輛進行靜、動態(tài)調(diào)試;定修主要是全面細部檢查,修后對車輛進行靜、動態(tài)調(diào)試;臨修負責對產(chǎn)生臨時故障列車損壞部件進行更換及調(diào)試等作業(yè);改造內(nèi)容如下。

(1)主庫改造

該庫與新建停車列檢庫緊鄰,拆除庫內(nèi)橋式起重機(QD 10-25.5 A5)2臺,定修線17、18道上方掛接觸網(wǎng),設(shè)3層作業(yè)平臺,加靜調(diào)電源柜2臺,拆除檢修庫西側(cè)的備品庫,將既有檢修庫內(nèi)17、18、19股道延長。

臨修線兼做架修線,不架設(shè)接觸網(wǎng),在既有臨修線(19道)上新增轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)盤2個,便于轉(zhuǎn)向架的推出、推入,提高檢修效率。

(2)轉(zhuǎn)向架檢修間改造內(nèi)容

補強并優(yōu)化架修設(shè)備,優(yōu)化后的轉(zhuǎn)向架輪對檢修采用流水作業(yè)方式,由待沖洗轉(zhuǎn)向架存放、轉(zhuǎn)向架分解、構(gòu)架及配件檢測、軸箱輪對分解、輪對探傷、輪軸、齒輪箱退裝、齒輪箱、軸箱檢修、輪對存放、軸箱輪對箱組裝、輪對跑合試驗、轉(zhuǎn)向架總組裝、轉(zhuǎn)向架靜載試驗、轉(zhuǎn)向架交驗存放等組成。

(3)電機檢修區(qū)改造內(nèi)容

電機檢修區(qū)設(shè)備搬遷至前海后,新增電機空載試驗臺及電機吹吸塵設(shè)備等。

(4)部件清洗區(qū)

既有空調(diào)檢修區(qū)設(shè)備搬遷至前海后,增加部件清洗區(qū)。其余維持既有設(shè)備功能布局不變。新建停車列檢庫、配套生產(chǎn)用房及既有車間改擴建布置詳見圖3、圖4。

圖3 改擴建車間平面布置

4.2.4 新建值班生產(chǎn)配套用房(食堂、宿舍)[9]

圖4 改擴建房屋剖面

充分利用既有檢修庫屋面作為公共場地,集約利用土地,在停車列檢庫上方新建44 990 m2的值班生產(chǎn)配套用房,新建房屋充分考慮了人流組織、車流組織及景觀系統(tǒng)設(shè)計,用舒展流暢的淺色水平線條強化整體建筑的流線感,在兩條起伏的白淺色線條之間是貫穿整體白色豎向線條,用豎向元素把生產(chǎn)配套用房立面統(tǒng)一起來;設(shè)置了空中花園和屋頂花園,體現(xiàn)深圳城市發(fā)展的演變,展示新時代大都會的簡潔現(xiàn)代感,與既有建筑及周邊環(huán)境相融為一體,詳見圖5。

圖5 竹子林車輛段綜合體效果圖

4.2.5 其他工程

(1)既有吹掃線無接觸網(wǎng),設(shè)計將吹掃線電化掛網(wǎng),減少調(diào)機調(diào)車作業(yè),提高檢修效率。

(2)新增平板車線1股,用于平板車的存放。

(3)對拆除的危險品庫給予還建,并新建臨時人防封堵板庫等。

5 值得探討和深思的問題

5.1 設(shè)計時是否完全照搬現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范

該車輛段為改擴建,既有段已經(jīng)運營了近10年,業(yè)主有較為豐富的運用及檢修經(jīng)驗,本工程設(shè)計時,按照現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的要求,定修庫內(nèi)宜設(shè)起重機,不宜電化掛網(wǎng),且設(shè)計中前海車輛段未設(shè)置定修線,全線的定修均在竹子林車輛段完成,故設(shè)計保留既有定修線及庫內(nèi)起重機,考慮到業(yè)主檢修經(jīng)驗豐富,定修庫停時間較短,將既有定臨修線延長后的股道作為備用車停放線;而業(yè)主從其多年的車輛運用和檢修經(jīng)驗方面考慮,提出“竹子林車輛段自開通以來,檢修庫均未承擔定修功能,定修作業(yè)在運用庫內(nèi)電化掛網(wǎng)并設(shè)置了作業(yè)平臺的月檢線15、16股道完成,17、18股道架設(shè)接觸網(wǎng)不影響該段定修功能;同時17B、18B掛網(wǎng)全年可減少2 920列/次的轉(zhuǎn)軌量,杜絕了夜間轉(zhuǎn)軌帶來的安全隱患”[10],故最終設(shè)計從安全及節(jié)省投資考慮,拆除庫內(nèi)橋式起重機,并將定修線架設(shè)固定式接觸網(wǎng),通過臨修線上的架車機架車后推出轉(zhuǎn)向架進行檢修作業(yè)。

設(shè)計中將定修線電化掛網(wǎng),并拆除主庫內(nèi)起重機,既有檢修庫與其延長線上的停車列檢庫融合為一盡端式檢修庫,檢修線為一線兩列位,突破了《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB50157—2003)中的如下規(guī)定。

(1)“22.3.5當庫形為盡端式時,月檢線應按1列位設(shè)計?！?/p>

(2)“22.4.6定修庫、臨修庫、架修庫和廠修庫均應設(shè)電動橋式或梁式起重機和必要的搬運設(shè)備?！?/p>

且規(guī)范中定修線宜為一列位設(shè)計,可見該方案不符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要求,但業(yè)主由于具有較為豐富的檢修經(jīng)驗,定修周期短,理論上使得17B、18B得到了最大化利用(運用部門可依據(jù)實際情況將該股道做月檢線或停車列檢線),較不電化干擾少,拆除起重機后不影響該段定修功能,亦未對優(yōu)化后轉(zhuǎn)向架檢修能力、電機檢修能力造成影響,只需將要進行空調(diào)、受電弓等車頂部件維修的列車轉(zhuǎn)道至既有15、16股道進行吊裝。

因此,若該工程實施后運營良好,今后設(shè)計中應結(jié)合實際情況,充分吸取運營部門的經(jīng)驗教訓,做出優(yōu)化方案,而不是照搬現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范。

5.2 充分利用社會資源

本工程實施后,占用了既有檢修庫環(huán)形消防通道的南側(cè)及西側(cè),本項目除了增加停車列檢及檢修設(shè)施外,還新建值班宿舍,建成后將帶來大量人流,消防問題突出;而受段內(nèi)場地限制,已無法新增環(huán)形消防車道,最終蓋下利用南側(cè)的白石路、西側(cè)的僑城東路兼做消防通道,與段內(nèi)的既有道路、新建停車列檢庫中間的過道、既有檢修庫東側(cè)的庫前道路形成環(huán)形消防車道,蓋上由既有西門進入段內(nèi),車流通過新建停車列檢庫西側(cè)坡道上至二層架空層大平臺,再通過大平臺上的環(huán)形消防道路到達各棟座宿舍;該方案充分利用了社會資源。

此外,蓋下新建庫設(shè)置了防火分區(qū)、大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng);蓋上為多層居住建筑,設(shè)置防火分區(qū)、防煙分區(qū)、安全疏散通道;蓋上的宿舍和食堂到地面的垂直交通區(qū)用防火墻與生產(chǎn)用房隔開,形成獨立的防火分區(qū);設(shè)計方案通過了消防審查。

5.3 設(shè)備選型應充分滿足業(yè)主的運用習慣,并滿足當?shù)貧夂驐l件

設(shè)計在轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)使用轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機,按照深圳市特種設(shè)備操作人員的要求,對操作人員要求過高,業(yè)主希望用平行架帶電動葫蘆吊代替,設(shè)計中按照業(yè)主的習慣及要求進行了調(diào)整;靜調(diào)電源柜的常用除濕方法為采用凝露控制器及加熱器,但業(yè)主提出凝露控制器及加熱器不適用于深圳地區(qū),深圳較為潮濕,既有靜調(diào)電源柜常存在積水問題,故該設(shè)備選型時,將該設(shè)備改為帶壁式空調(diào)的靜調(diào)電源柜;故在設(shè)計中,應經(jīng)常深入各生產(chǎn)車間,了解工人的使用習慣和需求,充分了解設(shè)備的使用狀況,使所選設(shè)備滿足業(yè)主的運用習慣,并滿足當?shù)貧夂驐l件。

6 結(jié)語

通過該改擴建工程,在深圳市用地緊張的條件下,未新增征地,充分挖掘和利用既有竹子林車輛段資源,拆遷工作量較少,與周邊環(huán)境融洽,滿足了1號線增購33列車后的停車列檢需求,緩解了前海車輛段檢修能力飽和的壓力,且未影響該段的定修功能,同時也滿足了生產(chǎn)值班人員的住宿要求,得到了業(yè)主的充分認可。

[1] 中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.竹子林車輛段改擴建工程初步設(shè)計總說明書[Z].北京:中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司,2012.

[2] 北京市城建設(shè)計研究院.深圳地鐵一期工程車輛段及其他基地施工圖[R].北京:北京市城建設(shè)計研究院,2003.

[3] 深圳地鐵集團有限公司.深圳地鐵架大修工作咨詢報告[R].深圳:深圳地鐵集團有限公司,2009.

[4] 中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.竹子林車輛段改擴建工程可行性研究修編報告[R].北京:中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司,2011.

[5] 鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司.深圳地鐵1號線續(xù)建工程初步設(shè)計C版總說明書[R].天津:鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司,2007.

[6] 上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院.深圳地鐵5號線(環(huán)中線)工程初步設(shè)計(B版)總說明書[Z].上海:上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院,2009.

[7] 楊莉.地鐵車輛段停車列檢庫工藝設(shè)計探討[J].鐵道標準設(shè)計, 2006(4):83-85.

[8] 彭義.淺談城市地鐵車輛段總平面布置[J].鐵道標準設(shè)計, 2001(3):50-51.

[9] 深圳市歐博工程設(shè)計顧問有限公司.竹子林車輛段改擴建工程上蓋建筑初步設(shè)計總說明[Z].深圳:深圳市歐博工程設(shè)計顧問有限公司,2012.

[10]深圳地鐵集團有限公司.關(guān)于竹子林檢修庫17、18道及延長線架設(shè)接觸網(wǎng)的必要性分析[R].深圳:深圳地鐵集團有限公司,2012.

[11]中華人民共和國建設(shè)部國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB50157—2003地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2003.

[12]中華人民共和國鐵道部.TB10011—98鐵路房屋建筑設(shè)計標準[S].北京:中國鐵道出版社,2009.

[13]中華人民共和國建設(shè)部.GB50016—2006建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2006.

Design and Discussion on Technological Process Layout within Reconstruction and Expansion Project of Zhuzilin Rolling Stock Depot of Shenzhen Metro

YANG Xin-ying
(Mechanical Power Design and Research Institute,China Railway Engineering Consulting Group Co.,Ltd.,Beijing 100055,China)

In this paper,by means of analyzing the line network distribution of Shenzhen metro and the existing conditions of Zhuzilin rolling stock depot,the necessity of reconstructing and expanding the Zhuzilin rolling stock depot was discussed,and then the scale of train-inspection parking space of the reconstruction and expansion project was determined.Furthermore,the optimal scheme and equipment configuration were also determined for the work line of bogie inspection,as well as for the maintenance zone of electrical machinery and components.In addition,this paper illustrated how to rationally make use of resources,how to intensively make use of land,how to reduce the workload of the existing structures'removal and relocation within the existing rolling stock depot,and how to newly build a comprehensive structure which can integrate the functions of train-inspection parking space,maintenance zone and production duty rooms.Also,considering that this design had broken through current design standard code,the relevant issues and matters needing attention were thought about and discussed in thispaper.As a result,this design can satisfy the requirements of operation and maintenance,as well as accommodation for operator on duty.

metro;rolling stock depot;project reconstruction and expansion;technological process design

U231

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.04.025

1004-2954(2014)04-0105-05

2013-07-18;

2013-08-05

楊昕映(1980—),男,工程師,2004年畢業(yè)于西南交通大學機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè),工學學士,E-mail:cecyxy@163.com。