羅偉釗

（中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，天津 300308）

車(chē)輛段是城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的后備、后勤及綜合管理基地，通常包含停車(chē)列檢庫(kù)、定臨修庫(kù)、大/架修庫(kù)、綜合維修中心、物資總庫(kù)、培訓(xùn)中心及必要的生產(chǎn)生活設(shè)施[1]，是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分。在站場(chǎng)設(shè)計(jì)中，確定車(chē)輛段的選址、場(chǎng)坪高程、總平面布置等核心要素，是確保車(chē)輛段滿(mǎn)足各項(xiàng)功能需求、后期正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)，是設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文結(jié)合深圳市軌道交通14號(hào)線(xiàn)工程昂鵝車(chē)輛段設(shè)計(jì)實(shí)例，探討車(chē)輛段場(chǎng)坪高程設(shè)計(jì)、全自動(dòng)化運(yùn)行車(chē)場(chǎng)總平面布置、車(chē)輛段道路設(shè)計(jì)等站場(chǎng)設(shè)計(jì)問(wèn)題，以期為類(lèi)似工程項(xiàng)目車(chē)輛段站場(chǎng)設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

1 工程概況

深圳市軌道交通14號(hào)線(xiàn)工程全長(zhǎng)50.3 km，是一條全自動(dòng)化運(yùn)行、設(shè)計(jì)速度為120 km/h的城市軌道交通快線(xiàn)，全線(xiàn)設(shè)車(chē)輛段和停車(chē)場(chǎng)各1座。其中，昂鵝車(chē)輛段與終點(diǎn)站沙田站接軌，位于坪山區(qū)坑梓街道沈海高速公路以北、沙田北路以西、李屋路（規(guī)劃）以南、廖田路（規(guī)劃）以東區(qū)域內(nèi)，占地面積40.04 hm2。場(chǎng)地東側(cè)、南側(cè)為既有廠(chǎng)房、民房，西南側(cè)多為魚(yú)塘，中部區(qū)域?yàn)槎淹羺^(qū)、空地、荒地，北側(cè)主要為林地。該車(chē)輛段為地面設(shè)置，并預(yù)留上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)條件。其功能定位為線(xiàn)網(wǎng)大/架修車(chē)輛段，承擔(dān)14號(hào)線(xiàn)及規(guī)劃21號(hào)線(xiàn)車(chē)輛的大/架修任務(wù)，以及14號(hào)線(xiàn)車(chē)輛的定修、部分臨修、雙周/三月檢、停車(chē)列檢任務(wù)，共設(shè)置停車(chē)列檢20線(xiàn)40列位（其中4線(xiàn)8列位為預(yù)留），大/架修5.5列位[2]。

2 車(chē)輛段場(chǎng)坪高程設(shè)計(jì)

2.1 影響因素

場(chǎng)坪高程設(shè)計(jì)是確保車(chē)輛段運(yùn)營(yíng)安全的基礎(chǔ)，是保證車(chē)輛段路基強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性的重要前提，也是控制車(chē)輛段填挖方量、支擋工程量和投資的重要因素，需要綜合考慮段址區(qū)域的百年一遇洪澇（潮）水位、線(xiàn)路條件、地形地貌、場(chǎng)地雨水排放、周邊道路連接及工程投資等多方面的因素。

（1）防洪防澇要求。車(chē)輛段站場(chǎng)線(xiàn)路的路肩高程應(yīng)根據(jù)段址區(qū)域的百年一遇洪澇（潮）水位高程確定。考慮洪水影響和防淹要求，沿海或沿江河地區(qū)車(chē)輛段與綜合基地的線(xiàn)路路肩設(shè)計(jì)高程不應(yīng)小于百年一遇洪澇（潮）水位高程、波浪爬高值和安全高度之和。

（2）線(xiàn)路條件。出入線(xiàn)連接正線(xiàn)和車(chē)輛段，通常從地下過(guò)渡到地面，需要設(shè)置縱向坡度以克服較大高差；此外，其設(shè)置還會(huì)受到各種控制因素的影響。根據(jù)GB 50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]要求，出入線(xiàn)最大縱坡為35‰；車(chē)場(chǎng)內(nèi)的庫(kù)線(xiàn)宜設(shè)在平坡道上，咽喉區(qū)道岔坡度不宜大于3‰。

（3）地形地貌。車(chē)輛段場(chǎng)坪高程的確定應(yīng)綜合考慮段址范圍內(nèi)及周邊的地形和地貌，與周邊地形高程協(xié)調(diào)，與城市規(guī)劃匹配，不影響周邊景觀[4]。

（4）場(chǎng)地雨水排放。車(chē)輛段需要做好排水設(shè)計(jì)。站場(chǎng)路基宜采用重力自流排水方式，并設(shè)置合理的排水出口，以保證排水通暢。為避免周邊雨水匯入車(chē)輛段，車(chē)輛段場(chǎng)坪宜略高于周邊場(chǎng)地；當(dāng)場(chǎng)坪局部低于周邊時(shí)，應(yīng)在用地邊界處設(shè)置截水措施。

（5）周邊道路影響。車(chē)輛段選址周邊應(yīng)存在既有市政道路或者規(guī)劃道路，并設(shè)置出入口與其連接。因此，車(chē)輛段場(chǎng)坪高程的確定需綜合考慮段內(nèi)道路與市政道路連接的平縱條件，以及電力、通信、燃?xì)獾裙艿赖囊搿?/p>

（6）工程投資。在條件允許的情況下，車(chē)輛段場(chǎng)坪應(yīng)避免高填和高挖，土石方需合理調(diào)配利用，并減少支擋工程，以節(jié)約投資。

2.2 昂鵝車(chē)輛段場(chǎng)坪高程設(shè)計(jì)

根據(jù)水文資料，昂鵝車(chē)輛段百年一遇洪澇（潮）水位高程為25.19 m。車(chē)輛段東側(cè)為沙田北路，高程約為31.5～33.7 m；北側(cè)現(xiàn)狀為山丘，高程約為33.0～40.0 m，并規(guī)劃有市政次干路李屋路，規(guī)劃高程未定；南側(cè)現(xiàn)狀為民房、廠(chǎng)房及部分綠地，高程約為21.7～30.4 m；西側(cè)現(xiàn)狀為苗木種植林地，高程約為20.5～30.0 m，并規(guī)劃有市政次干路廖田路，規(guī)劃高程未定?，F(xiàn)狀地形為東側(cè)、北側(cè)高，西側(cè)、南側(cè)低。車(chē)輛段選址詳見(jiàn)圖1。

圖1 昂鵝車(chē)輛段選址示意圖（單位：m）

根據(jù)百年一遇洪澇（潮）水位計(jì)算，車(chē)輛段場(chǎng)坪高程取25.19 + 0.5 = 25.69 m即可滿(mǎn)足要求。然而，考慮到北側(cè)、西側(cè)規(guī)劃道路高程及建設(shè)時(shí)間均未定，初期應(yīng)按照現(xiàn)狀地形進(jìn)行場(chǎng)區(qū)排水設(shè)計(jì)的情況，以及車(chē)輛段東側(cè)、北側(cè)地面高程分別達(dá)到31.5～33.7 m和33.0～40.0 m的現(xiàn)狀，為避免車(chē)輛段陷入洼地，并為規(guī)劃道路高程設(shè)定預(yù)留出較大自由度，應(yīng)進(jìn)一步提高場(chǎng)坪高程。此外，由于車(chē)輛段出入線(xiàn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)前下穿沈海高速公路，受其高程限制，入口處軌面高程最高可達(dá)30.14 m，因此咽喉區(qū)采用3‰的上坡。綜合考慮上述因素，最終確定車(chē)輛段主場(chǎng)區(qū)軌面高程為31.33 m，場(chǎng)坪高程為30.70 m，低于車(chē)輛段東側(cè)和北側(cè)地面高程，但高于該區(qū)域百年一遇洪澇（潮）水位及西側(cè)、南側(cè)地面高程，雨水可從西側(cè)、南側(cè)排入附近溝渠。經(jīng)過(guò)核算，采用上述設(shè)計(jì)，車(chē)輛段的填方及挖方量均為90萬(wàn)m3左右，填、挖方基本可平衡，經(jīng)濟(jì)性較好；車(chē)輛段出入道路可通過(guò)小坡度與周邊現(xiàn)狀道路順接。由此可知，該場(chǎng)坪高程設(shè)計(jì)較為合理。

3 全自動(dòng)化運(yùn)行車(chē)場(chǎng)總平面布置

3.1 布置要求

深圳市軌道交通14號(hào)線(xiàn)采用無(wú)人值守的列車(chē)全自動(dòng)運(yùn)行（GoA4-UTO）建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)輛段需滿(mǎn)足列車(chē)全自動(dòng)化運(yùn)行要求，實(shí)現(xiàn)列車(chē)的自動(dòng)出庫(kù)、回庫(kù)、清洗、調(diào)車(chē)等作業(yè)[5]。在設(shè)計(jì)常規(guī)車(chē)輛段時(shí)，對(duì)于段內(nèi)各條軌道線(xiàn)路、檢修庫(kù)區(qū)的組合和分布并沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，可以根據(jù)場(chǎng)地條件和功能要求布置；而在引入全自動(dòng)化技術(shù)后，站場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮以下方面。

（1）將段內(nèi)各功能區(qū)按自動(dòng)化與非自動(dòng)化運(yùn)行2類(lèi)進(jìn)行分區(qū)布置，2個(gè)區(qū)域的劃分界限應(yīng)清晰，不宜相互穿插，并配有物理隔離措施[6]。

（2）自動(dòng)化與非自動(dòng)化運(yùn)行區(qū)之間配置轉(zhuǎn)換軌，可轉(zhuǎn)換作業(yè)。

3.2 昂鵝車(chē)輛段車(chē)場(chǎng)總平面布置

在車(chē)輛段內(nèi)，自動(dòng)化與非自動(dòng)化運(yùn)行區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)是列車(chē)在區(qū)域內(nèi)的軌道線(xiàn)路上是否實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。根據(jù)工藝要求，昂鵝車(chē)輛段軌道線(xiàn)路的自動(dòng)化與非自動(dòng)化運(yùn)行分區(qū)情況見(jiàn)表1。

表1 昂鵝車(chē)輛段軌道線(xiàn)路的自動(dòng)化與非自動(dòng)運(yùn)行分區(qū)

昂鵝車(chē)輛段的停車(chē)列檢線(xiàn)和雙周/三月檢線(xiàn)合并設(shè)置為運(yùn)用庫(kù)，與出入線(xiàn)、洗車(chē)線(xiàn)一起劃入自動(dòng)化運(yùn)行區(qū)；調(diào)機(jī)、特種車(chē)線(xiàn)合并設(shè)置為工程車(chē)庫(kù)，吹掃、靜調(diào)、臨修、編組、大/架修線(xiàn)合為聯(lián)合檢修庫(kù)，與鏇輪線(xiàn)、試車(chē)線(xiàn)、卸料線(xiàn)等線(xiàn)路一起劃入非自動(dòng)化運(yùn)行區(qū)；牽出線(xiàn)作為轉(zhuǎn)換區(qū)。自動(dòng)化區(qū)與非自動(dòng)化區(qū)分開(kāi)設(shè)置，采用橫列式布置，詳見(jiàn)圖2。

圖2 昂鵝車(chē)輛段車(chē)場(chǎng)總平面布置

自動(dòng)化運(yùn)行區(qū)與非自動(dòng)化運(yùn)行區(qū)之間設(shè)置隔墻或隔離柵欄，運(yùn)用庫(kù)、洗車(chē)庫(kù)前平交道兩側(cè)設(shè)置隔離門(mén)禁，防止工程車(chē)輛及人員進(jìn)入，影響車(chē)場(chǎng)正常運(yùn)營(yíng)。

3.3 轉(zhuǎn)換軌設(shè)置

列車(chē)由運(yùn)用庫(kù)進(jìn)入聯(lián)合檢修庫(kù)檢修時(shí)，需由自動(dòng)化運(yùn)行模式切換至非自動(dòng)化運(yùn)行模式，反之亦然。這種運(yùn)行模式的切換利用牽出線(xiàn)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)在牽出線(xiàn)上設(shè)置轉(zhuǎn)換軌，實(shí)現(xiàn)調(diào)車(chē)和列車(chē)運(yùn)行模式切換2項(xiàng)功能，詳見(jiàn)圖 3。

圖3 轉(zhuǎn)換軌設(shè)置

4 車(chē)輛段道路設(shè)計(jì)

4.1 車(chē)輛段道路功能需求

車(chē)輛段道路連通外部市政道路與內(nèi)部各個(gè)功能分區(qū)，是車(chē)輛段運(yùn)輸、消防的重要載體。昂鵝車(chē)輛段道路應(yīng)滿(mǎn)足如下功能需求。

（1）車(chē)輛通行需求。主要包括3類(lèi)：①職工通勤及普通貨車(chē)通行；②消防車(chē)通行；③負(fù)責(zé)運(yùn)輸和裝卸大件材料、地鐵新車(chē)的特種車(chē)輛通行。

（2）與市政景觀相協(xié)調(diào)的需求。車(chē)輛段通常位于城市市區(qū)或市區(qū)邊緣，大多有物業(yè)開(kāi)發(fā)需求，為提高開(kāi)發(fā)品質(zhì)，道路設(shè)置需與市政景觀相協(xié)調(diào)，外觀方面應(yīng)參照市政道路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

4.2 昂鵝車(chē)輛段道路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

目前，城市軌道交通車(chē)輛段道路設(shè)計(jì)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)可參考，一般參照CJJ 37-2012《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[7]和GBJ 22-1987《廠(chǎng)礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]執(zhí)行。這兩本規(guī)范分別針對(duì)城市道路和廠(chǎng)礦道路的設(shè)計(jì)做出規(guī)定，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不匹配，更缺乏地鐵車(chē)輛運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)規(guī)定，因此不能滿(mǎn)足昂鵝車(chē)輛段道路設(shè)計(jì)需兼顧站場(chǎng)運(yùn)輸功能和市政道路標(biāo)準(zhǔn)的高要求[9]。如果道路設(shè)計(jì)要素選擇不恰當(dāng)，易導(dǎo)致場(chǎng)段內(nèi)交通不順暢、城市軌道交通新車(chē)運(yùn)輸困難、景觀不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。下面將對(duì)昂鵝車(chē)輛段道路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

4.2.1 道路路面

車(chē)輛段道路路面可采用瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面[10]。2種路面結(jié)構(gòu)適應(yīng)性對(duì)比見(jiàn)表2。

由表2可知，瀝青混凝土路面行車(chē)舒適度高，產(chǎn)生噪聲小，外觀更美觀，且便于維修養(yǎng)護(hù)[11]，可較好地滿(mǎn)足車(chē)輛通行、物業(yè)開(kāi)發(fā)和市政景觀方面的要求，因此昂鵝車(chē)輛段采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)層情況詳見(jiàn)表3[12]。

表2 瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面適應(yīng)性對(duì)比

表3 昂鵝車(chē)輛段瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)層

4.2.2 道路寬度

考慮錯(cuò)車(chē)便利，昂鵝車(chē)輛段主要道路采用寬度為7 m的雙向兩車(chē)道；次要道路采用寬度為4 m的單車(chē)道。

4.2.3 道路轉(zhuǎn)彎半徑

道路轉(zhuǎn)彎半徑是車(chē)輛段道路能否滿(mǎn)足大型特種車(chē)輛通行要求的主控因素。但段內(nèi)道路通常距離庫(kù)房較近，較大半徑的道路平面曲線(xiàn)將影響轉(zhuǎn)彎處的房屋布置，故段內(nèi)道路轉(zhuǎn)彎半徑需根據(jù)具體通行車(chē)輛確定。

（1）普通路段。普通路段的轉(zhuǎn)彎半徑需滿(mǎn)足消防車(chē)通行的要求。目前，我國(guó)普通消防車(chē)的轉(zhuǎn)彎半徑為9 m，登高車(chē)的轉(zhuǎn)彎半徑為12 m，一些特種車(chē)輛的轉(zhuǎn)彎半徑為16～20 m[13]。參考目前深圳市所轄消防車(chē)輛的具體情況可知，12 m的道路轉(zhuǎn)彎半徑即可滿(mǎn)足深圳市消防車(chē)通行的要求。因此，昂鵝車(chē)輛段普通道路轉(zhuǎn)彎半徑采用12 m，詳見(jiàn)圖4。

圖4 普通路段轉(zhuǎn)彎半徑示意圖（單位：m）

（2）城市軌道交通新車(chē)運(yùn)輸路段。因昂鵝車(chē)輛段未設(shè)置國(guó)鐵聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，14號(hào)線(xiàn)新車(chē)需通過(guò)汽車(chē)運(yùn)輸至車(chē)輛段，再在裝卸場(chǎng)吊裝至軌道上，連掛編組。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)不少車(chē)輛段出現(xiàn)了新車(chē)在段內(nèi)運(yùn)輸困難的問(wèn)題，只能通過(guò)臨時(shí)拆改門(mén)衛(wèi)室、圍墻，或者碾壓道路側(cè)綠化帶的方式解決，見(jiàn)圖5。其主要原因在于段內(nèi)道路轉(zhuǎn)彎半徑太小。因此，城市軌道交通新車(chē)運(yùn)輸路段的道路轉(zhuǎn)彎半徑需特殊設(shè)計(jì)。14號(hào)線(xiàn)采用A型車(chē)，車(chē)輛長(zhǎng)度約為24.4 m；運(yùn)輸車(chē)采用“牽引車(chē)+平板車(chē)”車(chē)組模式，車(chē)組長(zhǎng)度約為30.46 m，寬度約為2.99 m。經(jīng)過(guò)分析模擬，對(duì)于7 m寬道路，道路轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)置為25 m即可滿(mǎn)足運(yùn)輸車(chē)組通過(guò)的要求。因此，昂鵝車(chē)輛段的地鐵新車(chē)裝卸場(chǎng)設(shè)置于車(chē)輛段東側(cè)開(kāi)口處，鄰靠沙田北路，以便于運(yùn)輸，運(yùn)輸路徑內(nèi)2個(gè)道路轉(zhuǎn)彎處的轉(zhuǎn)彎半徑均采用25 m，詳見(jiàn)圖 6。

圖5 新車(chē)運(yùn)輸案例

圖6 地鐵新車(chē)運(yùn)輸路段轉(zhuǎn)彎半徑示意圖（單位：m）

5 結(jié)論

城市軌道交通車(chē)輛段設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，站場(chǎng)設(shè)計(jì)是確保車(chē)輛段各項(xiàng)功能順利實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文以深圳市軌道交通14號(hào)線(xiàn)為例，對(duì)車(chē)輛段站場(chǎng)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討，得出以下結(jié)論：車(chē)輛段場(chǎng)坪高程應(yīng)結(jié)合百年一遇洪澇（潮）水位、線(xiàn)路條件、地形地貌、場(chǎng)地雨水排放、周邊道路連接及工程投資等因素確定；進(jìn)行全自動(dòng)化運(yùn)行車(chē)場(chǎng)總平面布置時(shí)，應(yīng)合理劃分自動(dòng)化運(yùn)行區(qū)和非自動(dòng)化運(yùn)行區(qū)，2個(gè)分區(qū)不宜相互穿插，應(yīng)實(shí)現(xiàn)物理分隔，并設(shè)置轉(zhuǎn)換軌；在設(shè)計(jì)車(chē)輛段道路時(shí)，應(yīng)根據(jù)道路功能需求合理選擇車(chē)輛段道路路面、寬度及轉(zhuǎn)彎半徑。