深圳地铁竹子林车辆段改扩建工程工艺设计及探讨

杨昕映

深圳地铁竹子林车辆段改扩建工程工艺设计及探讨

杨昕映

(中铁工程设计咨询集团有限公司机械动力设计研究院,北京 100055)

通过对深圳地铁路网分布及竹子林车辆段既有情况的分析,论述竹子林车辆段改扩建的必要性,确定改扩建工程需要增加停车列检的规模,确定转向架检修流水线、电机及部件检修区等的优化方案及设备配置,合理利用资源,集约用地,减少既有车辆段内的拆迁工作量,新建集停车列检、检修及生产值班用房为一体的综合体,并对设计过程中突破了现行设计规范及其他需要注意的问题进行探讨及思考;设计满足运营、检修和生产值班住宿的需要。

地铁;车辆段;改扩建;工艺设计

1 概述

深圳地铁1号线东起罗湖站,西至深圳机场站,全长(运营里程)40.7km,一期工程由罗湖站至世界之窗站,长 17.112 km,2004年12月开通,设有竹子林车辆段;续建工程由世界之窗站延长至深圳机场站,长23.592km,设有前海车辆段;2011年6月全线贯通运营。与1号线相关的已经建成及在建线路、车辆段见表1[1]。

表1 在建(建成)车辆段分布及功能

地铁1、2、5号线均由深圳市地铁公司建设管理,均选用A型车,且3条线均设有联络线,故前海车辆段作为路网厂架修段以及1号线临修段,竹子林车辆段为1号线定修段;竹子林车辆段为1号线第一个建成车辆段,2009年1号线运用车辆已到架修修程,而前海车辆段在2011年建成,故该段虽为定修段,但在前海车辆段建成前兼做简易架修。1号线车辆段设计规模见表2。

表2 1号线车辆段设计规模列位

2 竹子林车辆段既有概况

竹子林车辆段2004年建成,占地23.75 hm2,总建筑面积156 933 m2;位于福田区福田交通枢纽西侧,深南大道、红树林路、白石路及侨城东路围合的地块内。段内基本呈东西向布置,西侧为运用检修区,由北向南依次布置有运用库、检修库,其中运用库布置停车列检线12股、镟轮线1股、月检/静调线3股(1股道～16股道),检修库布置定修线2股、临修线1股(17股道～19股道)及配套的生产办公房屋,检修库南侧设有备用车存放线1股(20股道)、试车线1股(21股道),检修库东侧布置有空压机站和危险品库,在段咽喉区布置有轨道车库,布置轨道车存放线4股(24股道～27股道),咽喉区最南侧设有吹扫线1股(28股道),平板车存放线2股(29、30股道),平板车存放线东侧设有材料棚及综合维修中心,段东北侧设出入段线与正线连接,其北侧为洗车线(22股道)及洗车房屋,南侧设有牵出线1股(23股道),牵出线南侧由东向西依次布置有运营综合楼、地铁行车调度指挥中心、混合变电所;另有3块发展用地,分别是检修库西侧的西南角预留发展用地,占地约1.4 hm2;综合维修中心东侧的东南角发展用地,占地约2.2 hm2(现为临时宿舍用地);轨道车库北侧以北预留发展用地,占地约1.2 hm2。详见图1[2]。

由于预留的3块发展用地中,东南角预留用地已经用为临时宿舍,轨道车库北侧的预留发展用地地铁公司另有用途,只剩下西南角预留用地可进行改扩建工程,该地块呈长方形,约175 m×62 m(长×宽),东侧为检修库、南侧为既有备用车存放线(20股道)及试车线(21股道),地块与咽喉区股道无法直接相连,新增停车列检位有较大困难;此外还需新建4万m2以上值班宿舍,只能利用新建停车列检库的上盖进行物业开发;同时该段址紧邻红树林自然保护区,改扩建工程要与既有建筑及周边环境协调,设计难度大。

3 竹子林车辆段改扩建的必要性

1号线一期工程2004年12月开通,续建工程完工后于2011年6月全线贯通,配属车辆52列,随着客运量稳步增长,原有列车数已经不能满足客运增加要求,2012年发改委批复再增购33列车,全线达到配属85列车,而现有前海车辆段、竹子林车辆段只有停车列检68列位,需再增加9列位才能满足运营要求;同时前海车辆段转向架区域的维修能力只能达到2列/月[3],且能力已趋饱和,随着2、5号线投入运营,该段的检修能力更加紧张,竹子林车辆段在前海车辆段未建成前兼做简易架修,为充分挖掘竹子林车辆段能力,合理分配资源,缓解前海车辆段转向架检修压力,有必要将既有转向架检修作业线及其他检修设施优化补强;此外,地铁公司还急需至少4万m2的生产值班用房;故为了达到高效利用土地的目的,合理分配资源,在满足增购列车停车列检和检修工艺的前提下,对竹子林车辆段进行改扩建。

图1 竹子林车辆段既有总平面布置

4 改扩建工艺设计

4.1 改扩建规模的确定

(1)停车列检位规模的确定

增购33列车后,全线达到配属85列车,而现有前海车辆段、竹子林车辆段只有停车列检68列位,结合工作量计算,需再增加9列位,达到33列位的规模,才能满足运营要求;故本工程增加停车列检9列位。

(2)检修规模的确定

路网性厂架修段工作量计算详见表3。

前海车辆段转向架区域的维修能力只能达到2列/月[3];因此本工程对竹子林车辆段检修配套设施进行补强,该段转向架维修能力可达到1列/月,可缓解前海车辆段检修能力饱和的压力。

表3 路网厂架修工作量计算[4-6]列位____

4.2 车辆段改扩建工程

该工程利用西南角预留发展用地,并对段内其余既有相关设施进行改造,改造后总平面布置详见图2。主要运用、检修生产设施工艺设计如下。

图2 改造后车辆段总平面布置

4.2.1 新建停车列检库

该库主要承担深圳地铁列车的停放、运用、整备工作,以及运用车辆功能检查、技术检查和一般性故障的处理工作,还进行运用车辆内部的清洗和定期消毒工作。

由于目前国内停车列检库仍多为尽端式设计[7],设计在既有检修库南侧利用既有消防车道位置新建尽端式停车列检线31、32股道,每线各停车2列,改建既有20股道,停车2列,共6列位;受地块位置及形状限制,且考虑物业开发、20股道距32股道线间距为7.3 m,已无法再新增1线2列位的尽端式停车列检线;故将既有检修库西侧端墙及西侧备品库拆除,将库内17、18、19股道延长作为停车线17B、18B、19B,每线停车1列,共3列位;合计新增停车列检9列位。

新增的31、32股道、改建的20股道、延长的17B、18B股道均电化挂网,17B、18B设置支柱式检查坑,设3层作业平台;19、19B股道不电化。

虽然该方案中17B、18B、19B作为停车线(其中17B、18B还具有月检功能),会对17、18、19股道的检修作业产生一定的干扰,但该方案新建的“刀把”形停车列检库与既有检修库融为一体,可充分利用既有检修库的屋面作为公共场地,便于物业开发;并将未电化的19B用于备用车存放,减少对检修作业的干扰,同时17B、18B以及17、18股道电化挂网,列车入库出库通过效率得到了提高,减少了车辆在段内调车时的走行距离[8]。

4.2.2 新建停车列检配套房屋

布置为长154 m×宽9 m的二层建筑,设有调度室、列检、清扫、信号设备室、通信机械室、钳工间、熔焊间等生产班组用房及还建的备品库、配电室等。

4.2.3 既有定、临修库改造

定临修库(兼简易架修)承担深圳地铁1号线全线车辆的定修及本段配属车辆的临时修理;架修主要是对各部件进行分解、检查、修理、互换、试验,修后对车辆进行静、动态调试;定修主要是全面细部检查,修后对车辆进行静、动态调试;临修负责对产生临时故障列车损坏部件进行更换及调试等作业;改造内容如下。

(1)主库改造

该库与新建停车列检库紧邻,拆除库内桥式起重机(QD 10-25.5 A5)2台,定修线17、18道上方挂接触网,设3层作业平台,加静调电源柜2台,拆除检修库西侧的备品库,将既有检修库内17、18、19股道延长。

临修线兼做架修线,不架设接触网,在既有临修线(19道)上新增转向架转盘2个,便于转向架的推出、推入,提高检修效率。

(2)转向架检修间改造内容

补强并优化架修设备,优化后的转向架轮对检修采用流水作业方式,由待冲洗转向架存放、转向架分解、构架及配件检测、轴箱轮对分解、轮对探伤、轮轴、齿轮箱退装、齿轮箱、轴箱检修、轮对存放、轴箱轮对箱组装、轮对跑合试验、转向架总组装、转向架静载试验、转向架交验存放等组成。

(3)电机检修区改造内容

电机检修区设备搬迁至前海后,新增电机空载试验台及电机吹吸尘设备等。

(4)部件清洗区

既有空调检修区设备搬迁至前海后,增加部件清洗区。其余维持既有设备功能布局不变。新建停车列检库、配套生产用房及既有车间改扩建布置详见图3、图4。

图3 改扩建车间平面布置

4.2.4 新建值班生产配套用房(食堂、宿舍)[9]

图4 改扩建房屋剖面

充分利用既有检修库屋面作为公共场地,集约利用土地,在停车列检库上方新建44 990 m2的值班生产配套用房,新建房屋充分考虑了人流组织、车流组织及景观系统设计,用舒展流畅的浅色水平线条强化整体建筑的流线感,在两条起伏的白浅色线条之间是贯穿整体白色竖向线条,用竖向元素把生产配套用房立面统一起来;设置了空中花园和屋顶花园,体现深圳城市发展的演变,展示新时代大都会的简洁现代感,与既有建筑及周边环境相融为一体,详见图5。

图5 竹子林车辆段综合体效果图

4.2.5 其他工程

(1)既有吹扫线无接触网,设计将吹扫线电化挂网,减少调机调车作业,提高检修效率。

(2)新增平板车线1股,用于平板车的存放。

(3)对拆除的危险品库给予还建,并新建临时人防封堵板库等。

5 值得探讨和深思的问题

5.1 设计时是否完全照搬现行设计规范

该车辆段为改扩建,既有段已经运营了近10年,业主有较为丰富的运用及检修经验,本工程设计时,按照现行设计规范的要求,定修库内宜设起重机,不宜电化挂网,且设计中前海车辆段未设置定修线,全线的定修均在竹子林车辆段完成,故设计保留既有定修线及库内起重机,考虑到业主检修经验丰富,定修库停时间较短,将既有定临修线延长后的股道作为备用车停放线;而业主从其多年的车辆运用和检修经验方面考虑,提出“竹子林车辆段自开通以来,检修库均未承担定修功能,定修作业在运用库内电化挂网并设置了作业平台的月检线15、16股道完成,17、18股道架设接触网不影响该段定修功能;同时17B、18B挂网全年可减少2 920列/次的转轨量,杜绝了夜间转轨带来的安全隐患”[10],故最终设计从安全及节省投资考虑,拆除库内桥式起重机,并将定修线架设固定式接触网,通过临修线上的架车机架车后推出转向架进行检修作业。

设计中将定修线电化挂网,并拆除主库内起重机,既有检修库与其延长线上的停车列检库融合为一尽端式检修库,检修线为一线两列位,突破了《地铁设计规范》(GB50157—2003)中的如下规定。

(1)“22.3.5当库形为尽端式时,月检线应按1列位设计。”

(2)“22.4.6定修库、临修库、架修库和厂修库均应设电动桥式或梁式起重机和必要的搬运设备。”

且规范中定修线宜为一列位设计,可见该方案不符合现行设计规范要求,但业主由于具有较为丰富的检修经验,定修周期短,理论上使得17B、18B得到了最大化利用(运用部门可依据实际情况将该股道做月检线或停车列检线),较不电化干扰少,拆除起重机后不影响该段定修功能,亦未对优化后转向架检修能力、电机检修能力造成影响,只需将要进行空调、受电弓等车顶部件维修的列车转道至既有15、16股道进行吊装。

因此,若该工程实施后运营良好,今后设计中应结合实际情况,充分吸取运营部门的经验教训,做出优化方案,而不是照搬现行设计规范。

5.2 充分利用社会资源

本工程实施后,占用了既有检修库环形消防通道的南侧及西侧,本项目除了增加停车列检及检修设施外,还新建值班宿舍,建成后将带来大量人流,消防问题突出;而受段内场地限制,已无法新增环形消防车道,最终盖下利用南侧的白石路、西侧的侨城东路兼做消防通道,与段内的既有道路、新建停车列检库中间的过道、既有检修库东侧的库前道路形成环形消防车道,盖上由既有西门进入段内,车流通过新建停车列检库西侧坡道上至二层架空层大平台,再通过大平台上的环形消防道路到达各栋座宿舍;该方案充分利用了社会资源。

此外,盖下新建库设置了防火分区、大空间智能型主动喷水灭火系统、防排烟系统;盖上为多层居住建筑,设置防火分区、防烟分区、安全疏散通道;盖上的宿舍和食堂到地面的垂直交通区用防火墙与生产用房隔开,形成独立的防火分区;设计方案通过了消防审查。

5.3 设备选型应充分满足业主的运用习惯,并满足当地气候条件

设计在转向架检修区使用转向架翻转机,按照深圳市特种设备操作人员的要求,对操作人员要求过高,业主希望用平行架带电动葫芦吊代替,设计中按照业主的习惯及要求进行了调整;静调电源柜的常用除湿方法为采用凝露控制器及加热器,但业主提出凝露控制器及加热器不适用于深圳地区,深圳较为潮湿,既有静调电源柜常存在积水问题,故该设备选型时,将该设备改为带壁式空调的静调电源柜;故在设计中,应经常深入各生产车间,了解工人的使用习惯和需求,充分了解设备的使用状况,使所选设备满足业主的运用习惯,并满足当地气候条件。

6 结语

通过该改扩建工程,在深圳市用地紧张的条件下,未新增征地,充分挖掘和利用既有竹子林车辆段资源,拆迁工作量较少,与周边环境融洽,满足了1号线增购33列车后的停车列检需求,缓解了前海车辆段检修能力饱和的压力,且未影响该段的定修功能,同时也满足了生产值班人员的住宿要求,得到了业主的充分认可。

[1] 中铁工程设计咨询集团有限公司.竹子林车辆段改扩建工程初步设计总说明书[Z].北京:中铁工程设计咨询集团有限公司,2012.

[2] 北京市城建设计研究院.深圳地铁一期工程车辆段及其他基地施工图[R].北京:北京市城建设计研究院,2003.

[3] 深圳地铁集团有限公司.深圳地铁架大修工作咨询报告[R].深圳:深圳地铁集团有限公司,2009.

[4] 中铁工程设计咨询集团有限公司.竹子林车辆段改扩建工程可行性研究修编报告[R].北京:中铁工程设计咨询集团有限公司,2011.

[5] 铁道第三勘察设计院集团有限公司.深圳地铁1号线续建工程初步设计C版总说明书[R].天津:铁道第三勘察设计院集团有限公司,2007.

[6] 上海市隧道工程轨道交通设计研究院.深圳地铁5号线(环中线)工程初步设计(B版)总说明书[Z].上海:上海市隧道工程轨道交通设计研究院,2009.

[7] 杨莉.地铁车辆段停车列检库工艺设计探讨[J].铁道标准设计, 2006(4):83-85.

[8] 彭义.浅谈城市地铁车辆段总平面布置[J].铁道标准设计, 2001(3):50-51.

[9] 深圳市欧博工程设计顾问有限公司.竹子林车辆段改扩建工程上盖建筑初步设计总说明[Z].深圳:深圳市欧博工程设计顾问有限公司,2012.

[10]深圳地铁集团有限公司.关于竹子林检修库17、18道及延长线架设接触网的必要性分析[R].深圳:深圳地铁集团有限公司,2012.

[11]中华人民共和国建设部国家质量监督检验检疫总局.GB50157—2003地铁设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.

[12]中华人民共和国铁道部.TB10011—98铁路房屋建筑设计标准[S].北京:中国铁道出版社,2009.

[13]中华人民共和国建设部.GB50016—2006建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,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

杨昕映(1980—),男,工程师,2004年毕业于西南交通大学机械设计制造及其自动化专业,工学学士,E-mail:cecyxy@163.com。