劉增民

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安　710043)

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渭河車輛段工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析及優(yōu)化

劉增民

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安710043)

摘要：目前我國很多城市開始規(guī)劃軌道交通建設(shè)，為了指導(dǎo)城市地鐵車輛段建設(shè)，結(jié)合對渭河車輛段的工程設(shè)計(jì)實(shí)例，通過對渭河車輛段功能定位、設(shè)計(jì)規(guī)模、選址用地及總平面布置、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、三角換向線、循環(huán)式洗車線等特點(diǎn)的分析研究，指出地鐵車輛段工藝設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮的因素，供類似工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)參考。

關(guān)鍵詞：地鐵；車輛段；工藝設(shè)計(jì)；三角換向線；循環(huán)式洗車線

1工程概況

西安市地鐵2號線規(guī)劃線路為陳家堡—韋曲南，線路全長32.402 km，是西安地鐵線網(wǎng)中的骨干線。近期工程建設(shè)鐵路北客站—韋曲南段，正線全長26.302 km。渭河車輛段設(shè)在線路的北部，潏河停車場設(shè)在線路的南端，構(gòu)成一段一場的車輛運(yùn)用檢修格局。

2任務(wù)量計(jì)算及規(guī)模確定

2.1任務(wù)量計(jì)算

根據(jù)車輛技術(shù)條件，配屬列車編組和數(shù)量、列車年走行公里、車輛檢修周期、檢修作業(yè)時(shí)間等進(jìn)行計(jì)算[1]，車輛段檢修工作量匯總見表1。

表1　檢修工作量匯總

2.2車輛檢修、運(yùn)用設(shè)施規(guī)模

車輛段與綜合基地屬大型建設(shè)工程，投資大，其設(shè)計(jì)應(yīng)初、近、遠(yuǎn)期結(jié)合，統(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施。車輛的配置按初期運(yùn)營需要配置，以后根據(jù)運(yùn)營的需要逐步添置，站場股道、房屋建筑和機(jī)電設(shè)備等按近期需要設(shè)計(jì)，預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展的條件[2]。

根據(jù)渭河車輛段為西安地鐵線網(wǎng)中的第一個(gè)車輛段，承擔(dān)西安地鐵線網(wǎng)中1、2、3號線大架修任務(wù)，且2號線停車場在Ⅱ期建設(shè)的特點(diǎn)，確定2號線工程車輛段設(shè)計(jì)規(guī)模，見表2。

表2　車輛段設(shè)計(jì)規(guī)模

注：1.停車規(guī)模均扣除在修車；2.周月檢遠(yuǎn)期2列位設(shè)于停車場。

3車輛段選址用地及總平面布置

3.1選址用地

車輛段最初的選址用地位于目前場址的正北側(cè)高爾夫球場內(nèi)，用地條件較好，地勢較高，土方工程量小，便于場內(nèi)排水，但出入段線較長，有高爾夫球場等設(shè)施，拆遷難度大。為縮短出入段線長度，減少拆遷工程量，調(diào)整到了目前位置，該場地地形為倒三角形，不利于總平面布置，場內(nèi)基本為荒地及魚塘，土方工程量較大，但距離北客站較近，出入段線短，基本無拆遷，公路運(yùn)輸方便，征地條件較好。

考慮到渭河車輛段為西安地鐵的第一個(gè)車輛段與綜合基地，同時(shí)又是1、2、3號線的廠架修基地，整個(gè)線網(wǎng)的培訓(xùn)中心也設(shè)置在此，因此設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)平面布置充分預(yù)留發(fā)展用地。

3.2總平面布置

車輛段總平面布置，施工圖階段在充分利用所選段址的地形、地貌及周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上，以滿足車輛段工藝流程、保證修車質(zhì)量、確保運(yùn)營安全為前提，以改善工人的勞動(dòng)條件、提高檢修作業(yè)效率、節(jié)省工程投資、降低生產(chǎn)運(yùn)營成本、獲得最佳企業(yè)效益和社會綜合效益為目的進(jìn)行總平面設(shè)計(jì)[3]。根據(jù)車輛運(yùn)用整備、檢修工藝流程、車庫組合方式等的不同形式，經(jīng)過多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，通過總平面設(shè)計(jì)優(yōu)化，節(jié)約了土地，為控制中心設(shè)置在車輛段附近創(chuàng)造了條件，為渭河佳苑物業(yè)開發(fā)創(chuàng)造了條件，為車輛段預(yù)留用地的設(shè)置創(chuàng)造了條件。

渭河車輛段整個(gè)段呈盡端式布局，主要庫房比如運(yùn)用庫與檢修庫平行于尚稷路布置，位于三角地塊中心，其他輔助生產(chǎn)用房穿插布置在上述兩庫房與三角地塊形成的夾角地塊中。通過合理布置段內(nèi)的線路、庫房，能合并的庫房，盡量合并在一起，提高了土地的利用率。段內(nèi)的房屋建筑按功能分區(qū)布置，考慮既滿足生產(chǎn)的使用要求，又滿足辦公和生活的需要，同時(shí)考慮西安的氣候條件；生產(chǎn)區(qū)和辦公生活區(qū)的布置力求分區(qū)明確，布局合理，聯(lián)系方便簡捷；整個(gè)區(qū)域設(shè)置3個(gè)對外出入口，區(qū)域內(nèi)有環(huán)狀道路[4]；車輛段、綜合維修中心、培訓(xùn)中心的辦公、生活用房合并建成綜合樓，以方便使用，并節(jié)約用地；各類房屋間距、道路寬度等滿足交通運(yùn)輸、敷設(shè)管道、消防通道的要求，并能滿足綠化要求和體育活動(dòng)的用地需要。

車輛段總平面見圖1。

圖1　車輛段總平面布置

4主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)(表3)

表3　渭河車輛段主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

5車輛段工藝特點(diǎn)分析及優(yōu)化

渭河車輛段是西安地鐵線網(wǎng)中的第一個(gè)車輛段與綜合基地，也是我國西北地區(qū)第一個(gè)地鐵車輛段與綜合基地，其功能、布局和各項(xiàng)設(shè)施的配置和西安地鐵特點(diǎn)相適應(yīng)，在同行業(yè)中，其設(shè)計(jì)理念更加注重人性化和實(shí)用化。

渭河車輛段2008年1月開始工程施工，2011年3月部分交付運(yùn)營。經(jīng)過段內(nèi)調(diào)試、列車組裝調(diào)試、綜合聯(lián)調(diào)、試運(yùn)營、正式開通運(yùn)營等實(shí)踐檢驗(yàn)，車輛段功能能夠滿足2號線的運(yùn)營需要。

5.1渭河車輛段是國內(nèi)設(shè)施功能最為齊全的車輛段

渭河車輛段作為保證西安地鐵2號線正常運(yùn)營的后勤基地，目前其功能為國內(nèi)設(shè)施功能最為齊全的地鐵車輛段與綜合基地。作為西安地鐵線網(wǎng)中的第一個(gè)車輛段與綜合基地，不僅具有車輛段與綜合基地的常規(guī)功能，如：車輛段、維修中心、物資總庫、培訓(xùn)中心及必要的生活設(shè)施等，還具有：三角換向線、綜合性練兵線、臨時(shí)小站臺等功能。在國內(nèi)同時(shí)具備以上多種功能的車輛段，渭河車輛段尚屬首次。

5.2功能定位準(zhǔn)確，布局和設(shè)施配置合理

渭河車輛段功能定位準(zhǔn)確，合理確定檢修工作量，同時(shí)結(jié)合線網(wǎng)情況，正確控制車輛段的設(shè)置規(guī)模，避免了功能過剩或不足，布局和設(shè)施配置合理，避免重復(fù)建設(shè)造成浪費(fèi)[5]。1、2、3號線大架修能力集中設(shè)置，實(shí)現(xiàn)資源共享，提高設(shè)備的利用率，降低工程造價(jià)。

針對渭河車輛段為西安地鐵線網(wǎng)中的第一個(gè)車輛段與綜合基地，且承擔(dān)西安地鐵線網(wǎng)中1、2、3號線大架修任務(wù)，2號線停車場在Ⅱ期建設(shè)，規(guī)劃給定地塊為近似三角形等的特點(diǎn)，通過對2號線(一段一場)全線系統(tǒng)及1、3號線大架修任務(wù)的檢算，提出了運(yùn)用庫、檢修庫分設(shè)，大架修與定臨修合設(shè)，試車線沿漕運(yùn)明渠布置，車輛段充分利用規(guī)劃給定地塊，得到了業(yè)主的認(rèn)可，在初設(shè)評審時(shí)也得到了專家的肯定。

運(yùn)用庫、檢修庫分設(shè)既可以減少建筑規(guī)模，又可保證運(yùn)用和檢修的靈活性，同時(shí)帶電作業(yè)區(qū)與非帶電作業(yè)區(qū)分開設(shè)置，提高了供電的安全性和可靠性；大架修與定臨修合設(shè)可對廠房、檢修設(shè)備實(shí)現(xiàn)資源共享，試車線沿漕運(yùn)明渠布置，減少對段內(nèi)道路的阻隔[6]。

5.3工藝流程順暢，功能分區(qū)明確

渭河車輛段工藝設(shè)計(jì)流程順暢，總平面布局緊湊，功能分區(qū)合理，房屋建筑布置相對集中。運(yùn)用庫的布置形式為盡端式，布置在最南側(cè)，出入段線距離短；試車線沿漕運(yùn)明渠布置，既可滿足高速試車要求，又不影響出入口的方便使用；工程車與調(diào)機(jī)庫的設(shè)置使段內(nèi)調(diào)車方便，出段便捷；檢修車通過走行線上試車線與咽喉無干擾；材料總庫的位置靠近主用料車間；食堂、浴室設(shè)在生活區(qū)，又靠近生產(chǎn)區(qū)，人流匯聚與生產(chǎn)無影響。

5.4充分利用地形條件，設(shè)置三角換向線

渭河車輛段設(shè)計(jì)中充分利用段址地形條件，將試車線沿漕運(yùn)明渠布置，試車線與走行線(用于檢修車上試車線)就形成了一個(gè)夾角，走行線與牽出線相連，增加1處試車線與牽出線的聯(lián)絡(luò)線，便成功設(shè)置了三角換向線(3條邊分別為試車線、走行線、聯(lián)絡(luò)線)，利用這個(gè)三角形及牽出線便可成功實(shí)現(xiàn)列車轉(zhuǎn)向。對于補(bǔ)償由于輪對偏磨引起的運(yùn)行品質(zhì)下降，減少輪對鏇削量，增加輪對使用壽命是十分有利的[7]。避免了車輛段換向設(shè)計(jì)中通常采用的“燈泡線”形式，減少了車輛段占地，且對段內(nèi)交通沒有影響，在國內(nèi)屬于首次。如圖2所示。

圖2　渭河車輛段三角換向線示意

5.5巧妙設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)段內(nèi)循環(huán)式洗車，有效提高段內(nèi)洗車效率

渭河車輛段位于三角地塊中，受地塊限制，洗車線無法選擇通過式或者往復(fù)式洗車方式，只能采用盡端式洗車，其效率偏低。設(shè)計(jì)時(shí)將洗車庫布置在檢修庫和走行線(用于檢修列車上試車線)之間，洗車線尾部通過道岔與走行線相連，列車經(jīng)過洗車庫洗車機(jī)清洗后，通過走形線回運(yùn)用庫，不需再通過洗車庫，形成內(nèi)循環(huán)洗車，且不占用試車線，解決了盡端式洗車效率低的弊端。如圖3所示。

圖3　渭河車輛段貫通式洗車示意

5.6設(shè)置綜合性練兵線，提高安全保障

結(jié)合其他城市地鐵建設(shè)及運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，段內(nèi)設(shè)置一條長200 m，將接觸網(wǎng)、信號、軌道訓(xùn)練場合為一體的綜合性練兵線，為培訓(xùn)及提高西安地鐵2號線及整個(gè)線網(wǎng)的維護(hù)、維修及搶險(xiǎn)救援等運(yùn)營保障能力，切實(shí)提高平時(shí)檢修與應(yīng)急搶修的能力，對提高地鐵運(yùn)行安全保障具有十分重要的作用[8]。

渭河車輛段綜合練兵線是我國第一條集接觸網(wǎng)、信號、軌道練兵為一體的綜合性練兵線。目前國內(nèi)僅南京地鐵1號線設(shè)有練兵線，其功能僅設(shè)有接觸網(wǎng)練兵功能。如圖4所示。

圖4　渭河車輛段綜合練兵線

5.7設(shè)置小站臺，方便段內(nèi)職工上下班

渭河車輛段設(shè)置在線路的北端，遠(yuǎn)離主城區(qū)，沒有公交車通達(dá)，職工上下班不便。為此設(shè)計(jì)時(shí)在渭河車輛段內(nèi)的走行線(用于檢修列車上試車線)旁設(shè)置了段內(nèi)小站臺，方便職工乘坐地鐵列車上下班[9]。如圖5所示。

圖5　渭河車輛段小站臺

5.8房屋集中布置，減少用地面積

根據(jù)地形車輛段呈盡端式布局，采用廠架修庫與定臨修庫廠房組合，月周檢庫、停車列檢庫、物資總庫合并設(shè)置，將車輛段、綜合維修中心、培訓(xùn)中心及辦公生活用房相對集中布置等方式，減少用地面積，縮短了出入庫空走距離，提高了設(shè)備綜合利用率，節(jié)約了工程投資[10]。

5.9初期能力適當(dāng)富余，達(dá)到停車場推遲建設(shè)的目的

2號線分兩期建設(shè)，停車場屬于二期建設(shè)工程。車輛段的檢修能力和初期停車能力設(shè)計(jì)一定的富余能力，滿足本線一期工程全部車輛的停放整備要求，達(dá)到了本線停車場推遲建設(shè)的目的。

5.10注重景觀和道路設(shè)計(jì)

段內(nèi)規(guī)劃注重景觀設(shè)計(jì)，設(shè)置了大面積的廣場和綠地，為職工的工作、生活提供了良好保障。車輛段內(nèi)道路接通了各廠房建筑，還形成了幾個(gè)環(huán)形通道，不僅方便運(yùn)輸，而且充分考慮了當(dāng)其作為防火通道時(shí)消防車輛的作業(yè)和回轉(zhuǎn)。充分展現(xiàn)地鐵倡導(dǎo)綠色交通的理念，塑造企業(yè)良好的自然環(huán)境[11]。

渭河車輛段段內(nèi)道路設(shè)計(jì)不但注重功能需要，而且更加強(qiáng)調(diào)美觀和環(huán)保，道路設(shè)計(jì)采用柔性瀝青路面，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡單，工期短，易維護(hù)，噪聲小。黑色瀝青路面在車輛段綠樹草地的映襯下更加凸顯其交通功能，且其減振降噪的效果比混凝土路面更勝一籌，在需破路搶修地下管線時(shí)，也比混凝土路面簡單快速。

車輛段采用瀝青路面在國內(nèi)也并不多見，在渭河車輛段采用之后，目前國內(nèi)其他城市車輛段采用瀝青路面也漸成趨勢。

5.11結(jié)合西安冬季氣溫寒冷特點(diǎn)，合理進(jìn)行設(shè)備選型

結(jié)合西安地區(qū)冬季寒冷、氣溫較低的實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)中將不落輪鏇庫運(yùn)用庫合并設(shè)置，設(shè)在運(yùn)用庫南側(cè)，長度與停車列檢庫等長，不落輪鏇床前后均有1列車長度，可以確保鏇輪作業(yè)時(shí)全程均在庫內(nèi)完成。洗車庫考慮采用帶有烘干功能的洗車設(shè)備，以保證冬季洗車作業(yè)的順利進(jìn)行，避免了冬季洗車作業(yè)時(shí)車門凍結(jié)等現(xiàn)象的發(fā)生[12]。這些設(shè)計(jì)改善了生產(chǎn)人員作業(yè)條件和工作環(huán)境，體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計(jì)理念，保證了運(yùn)營組織的需要。

5.12結(jié)合地鐵綠色交通理念，重視節(jié)能設(shè)計(jì)

渭河車輛段結(jié)合地鐵綠色交通理念，重視節(jié)能設(shè)計(jì)?？偲矫嬖O(shè)計(jì)中，運(yùn)用庫布置在靠近接軌站(北客站)一側(cè)，運(yùn)用列車出入段距離短，節(jié)約運(yùn)營成本；段內(nèi)曲線半徑一般采用150 m，減小輪軌間的橫向位移產(chǎn)生的刺耳噪聲；空壓機(jī)、換熱站、變電所等設(shè)置盡量

接近負(fù)荷中心；建筑設(shè)計(jì)有利于冬季日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向，夏季則利于自然通風(fēng)；運(yùn)用庫、檢修庫設(shè)置可開啟電動(dòng)高窗；機(jī)電設(shè)備優(yōu)先選用噪聲小，效率高及帶除塵裝置的新型設(shè)備，同時(shí)采用減振、消音等措施，以減少對環(huán)境的污染；對用電負(fù)荷大的設(shè)備采用變頻技術(shù)[13]；排水系統(tǒng)采用污、廢、雨分流制排放，各種生產(chǎn)、生活污水經(jīng)處理后，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—96)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)后排入市政排水管網(wǎng)；用水量大的洗車設(shè)備選用水的循環(huán)利用率達(dá)到80%左右的產(chǎn)品。

6結(jié)語

地鐵車輛段工藝設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合國內(nèi)外地鐵的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)及地鐵車輛檢修運(yùn)用技術(shù)的發(fā)展趨勢，綜合考慮車輛段的功能定位、設(shè)計(jì)規(guī)模、工藝流程、地形條件、設(shè)施布局、景觀和道路設(shè)計(jì)以及當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)、節(jié)能設(shè)計(jì)等諸多因素。目前西安地鐵2號線渭河車輛段已投入運(yùn)營近3年，獲得了地鐵公司運(yùn)營部門的一致好評及業(yè)內(nèi)同行的贊譽(yù)。

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Analysis and Optimization of Characteristics in Process Design of Weihe Rolling Stock Depot

LIU Zeng-min

(China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi’ an 710043， China)

Abstract：Many cities have started planning for transit construction recently in our country. In order to guide the construction of metro car depot， this paper addresses some factors in the process design of metro car depot based on the analysis and study of the functions， scale， site location， general layout， economic and technical index， triangle directional line and circulating washing line related to Weihe car depot．

Key words：Metro; Depot; Process design; Triangle directional line; Circulating washing line

中圖分類號：U279

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2015.04.031

文章編號：1004-2954(2015)04-0129-04

作者簡介：劉增民(1970—)，男，高級工程師，1995年畢業(yè)于蘭州鐵道學(xué)院鐵道車輛專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，E-mail：tyy82365958@126.com。

收稿日期：2014-09-01； 修回日期：2014-09-11