地铁车辆段总图布置集约设计研究

2021-03-30王俊龙

山西建筑 2021年7期

王俊龙

(中国铁路设计集团有限公司，天津 300000)

0 引言

国内外越来越多的城市在规划和完善城市轨道交通网络，而地铁车辆段是城市轨道交通系统中的重要组成部分。随着规划、在建车辆段数量的增多，车辆段对城市土地的挤占问题愈显突出。在设计过程中，国内外部分车辆段通过采用双层运用库的形式来进行集约设计，从而提高土地利用率，比如深圳地铁3号线横岗车辆段、日本东京新宿线及大江户线的场段等。但还未有车辆段总图中的运用库、检修库同时多层集约设计。如何通过车辆段总图布置集约设计，减少对土地的占用，提高土地利用效率，本文据此进行了探讨。

1 地铁车辆段总图平面布置集约设计分析

地铁车辆段主要由运用库、检修库及相应的附属功能用房组成。根据运用库与检修库的相对位置关系，地铁车辆段总图平面布置形式主要可分为三种：并列式、纵列式以及复合式。

并列式布置形式为运用库与检修库并行设置，附属功能用房结合车辆段选址情况分散布置于段内区域。该布置形式的主要优点是库区摆放整齐、布置紧凑、工艺管理作业集中而便捷、土地集约利用；主要缺点是车辆段平面布置需要的宽度较大，且场地总长度小，不利于洗车线设置。运用库及检修库之间的作业需通过咽喉区牵出线折返，调车作业量大，列车走行距离长，同时列车牵出作业对出入线收发车存在一定程度上的干扰。

纵列式布置形式为运用库与检修库纵向设置，附属功能用房结合车辆段选址情况分散布置于段内区域。该布置形式的主要优点是对场地宽度要求不高，适合狭长地块设置。场地长度较长，利于设置洗车线。运用库及检修库之间作业顺畅，调车作业量较小，列车走行距离较短，对出入线收发车干扰较小；主要缺点是咽喉区布置较并列式复杂，占地较大，不利于土地集约利用，且办公作业区域较为分散，人员作业效率低，不利于集中管理。

复合式布置形式是结合了并列式布置与纵列式布置形式的优点，既合理利用地形，集约土地利用，又使工艺运用更流畅、便捷。常见的为运用库一分为二，运用库两部分呈纵列式布置，检修库与一部分运用库呈横列式布置、与另一部分运用库呈纵列式布置。复合式布置对用地宽度的要求不是很高，而检修库与部分运用库呈纵列式布置又减少了调车作业量，工艺运用顺畅。

对于车辆段总平面布置三种形式进行分析：复合式布置对于土地的集约利用率最高，工艺使用便捷性一般；纵列式布置对于土地集约利用率最低，但工艺使用便捷性最佳；横列式布置对于土地集约利用率一般，工艺使用便捷性最差。以上三种车辆段布置形式在一定程度上考虑了土地集约化利用，从总图平面上集约利用了空间。

2 地铁车辆段总图竖向集约设计分析

车辆段选址条件复杂多变，受控因素较多，比如现状地形条件、重要管线及建构筑物等。在特殊情况下，即使充分利用了平面空间，仍难以满足场地要求。这就对地铁车辆段总图集约设计提出了更高的要求。比如在深圳等超大城市，土地资源稀缺，外界控制因素复杂多样，常需要结合竖向布置进行车辆段总图竖向集约设计，即设计多层车辆段。地铁车辆段竖向多层设计，能大幅度减少车辆段的占地面积，实现总图竖向集约设计。车辆段多层设计主要可分为轨道层多层设计、房屋多层设计以及复合多层设计。

轨道多层设计常见为运用库多层设计。由于超过两层的运用库，其建筑高度超过24 m，需按高层建筑消防设计，对场地要求极高，且两层以上各层间轨道连接难度大，可实施性极低，故运用库多层一般设计为双层。双层运用库上下层轨道布置工整，通常上下重叠布置，易于轨道间柱网布置，从而减少结构转换次数、降低结构难度，同时可兼顾库顶物业开发。轨道多层也可实现运用库与检修库双层布置。由于检修库大部分为维修作业区，区域内跨度大，难以设置中间柱网，通常运用库位于下层、检修库位于上层，且两层间需结合具体情况适时设置转换层。即便如此，上下层结构柱网仍旧难以对齐，库顶上盖物业开发条件差，这种层叠布置方式的上盖处理方式为：进行简单的屋顶复绿或设置屋顶公园等。

房屋多层设计主要有运用库边跨多层设计、检修库辅跨多层设计、附属功能用房多层设计(包括综合楼、综合维修中心、物资总库等)。由于房屋内未设置轨道，不存在轨道与咽喉区不同层间连接问题，房屋多层设计相对灵活多样，可结合段内条件与大库整体结合设计或独立个性化设计，有效利用零碎分散的段内区域，从而实现对场内土地的集约利用。

复合多层设计主要是轨道层与轨道层、房屋层重叠组合设计。轨道层与轨道层重叠有运用库与运用库层叠、运用库与检修库层叠等形式。轨道层与房屋层重叠有运用库与辅助功能用房层叠、检修库与检修库辅跨层叠、检修库与小部件维修区层叠等形式。复合式多层设计对土地集约利用率最高，能适应不同场地形状及特点灵活布置。但由于存在不同层之间的轨道连接、工艺作业区上下层交叉来往，一定程度削弱了工艺使用的流畅度、便捷性。

3 地铁车辆段总图集约设计实施案例

结合以上对于地铁车辆段总图平面及竖向集约设计分析，下面以深圳地铁10号线凉帽山车辆段总图集约化设计为具体实施案例进行探讨。

凉帽山车辆段选址地块外部边界条件较多。北侧及西北侧受二级水源保护区限制，南侧受三条管线(LNG、深圳市政燃气、中石化高压管道)限制，东侧受既有甘李二路限制。地块宽度约130 m～330 m，长度约800 m，用地十分紧张，如图1所示。

主要工艺规模为：运用库设置停车列检线24条48列位、洗车1线；检修库设置吹扫线1线，季检、双周检线4线，定修线1线，临修线1线及大架修线2线。车辆段选址范围宽度较大，长度较短，整体呈三角形，总平面适合采用并列式。结合用地条件，研究了两种总图方案，分别为：方案一(如图2所示)，即单层平铺并列式布置形式；方案二(如图3所示)，即并列式复合多层布置形式。

方案一凉帽山车辆段总图布置中，运用库、检修库均为单层形式，采用运用库、检修库并列式布置，该两库的咽喉区向西收束通过出入线接轨凉帽山站。于出入线南侧并行设置贯通式洗车线。综合楼设置于运用库东侧夹心地内，物资总库紧邻咽喉区南侧，综合维修中心设置于检修库北侧。布置紧凑，工艺用地红线基本未侵入二级水源保护区，但边坡用地范围基本侵入二级水源保护区。

方案一工艺使用顺畅，但车辆段库区、咽喉区均较大，占地面积大，边坡线会大量侵入二级水源保护区，难以通过规划审批，难以保证工程可实施性。

受选址地形限制，车辆段总图平面难以进行复合式布置，无法从平面布置形式上进一步集约优化设计。可从竖向上集约优化设计，进行多层车辆段设计，即方案二(如图3所示)，从而实现土地的集约化利用，减少车辆段占地面积，使边坡不侵入二级水源保护区，保证车辆段方案的可实施性。

方案二凉帽山车辆段总图布置中，运用库为双层形式、检修库为单层形式，采用运用库、检修库并列式布置，该两库的咽喉区向西收束通过出入线接轨凉帽山站。于出入线南侧并行设置贯通式洗车线。综合楼设置于运用库东侧夹心地内，综合维修中心紧邻咽喉区南侧，物资总库设置于咽喉区北侧。布置紧凑，工艺用地及总边坡用地线均未侵入二级水源保护区。具体竖向方案集约设计如下：

首先，对运用库(停车列检库)采用双层形式(如图4左半部分)，上下层各12线24列位，运用库区及其咽喉区轨道均上下重叠布置，便于布置柱网，可预留库顶上盖开发条件。其次，检修库主要为大架修作业区，内部大跨区域多，不适合与运用库重叠布置。为充分利用检修库竖向空间，减少其平面占地，对检修库内小部件维修区移至检修库上层，使得检修库也采用双层布置(如图4右半部分)。这种检修库布置方案虽然在一定程度上削弱了检修流程的顺畅度，使检修更复杂，但能有效减少占地，实现土地集约化设计。通过对车辆段的竖向集约设计，工艺用地由原20.28 ha减少至16.88 ha，节约用地3.4 ha。同时，方案二总边坡用地线未侵入二级水源保护区，减少了用地的协调难度，保证了车辆段的工程可实施性。