有上盖开发的地铁车辆段设计

温 清

(中铁上海设计院集团有限公司,200070,上海∥高级工程师)

有上盖开发的地铁车辆段设计

温 清

(中铁上海设计院集团有限公司,200070,上海∥高级工程师)

在当今土地资源日益紧缺的形势下,地铁车辆段上盖开发利用已成为一种趋势，但车辆段的上盖开发使得车辆段的设计趋于复杂。分析了上盖开发对车辆段设计的影响,从车辆段结构型式、车辆段上盖屋面、消防、室外综合管线等方面介绍了有上盖开发的车辆段设计，总结了相关设计要点。应在保证满足车辆段的规模功能及运营安全的基础上,最大化地兼顾车辆段上盖开发的需求。

地铁; 车辆段; 上盖开发; 综合设计

Author′s address China Railway Shanghai Design Institute Group Co.,Ltd.,200070,Shanghai,China

地铁车辆段占地大,建筑密度小,上部发展空间大；而且车辆段用地有与城市道路相连接，又有城市各种市政管线及通信引入；因此，在当前土地资源越来越稀缺的趋势下,地铁车辆段的上盖开发利用具有明显的优势。库顶开发是一个十分复杂的问题,已引起国内同行的关注。

车辆段的用地规模取决于其承担的具体功能和本线配属列车的数量，建标104—2008《城市轨道交通工程项目建设标准》[1]给出了车辆段、停车场的占地标准。

车辆段(含定修段)按功能划分为出入段线区域、咽喉区域、检修库区域、运用库区域及辅助设施区域;停车场则无检修库区域。段场的咽喉区由于股道多、线间距小、无规则,对上盖开发的柱网布置制约较多,且柱网不方便运营瞭望,影响列车出入段能力,故咽喉区开发需慎重。检修库因检修工艺需求，库房必须是大跨度、大开间,其对上盖开发的建筑结构有制约,故上、下部需要统筹协调布局。运用库内股道布置有规律,可结合上盖开发需要布置为1线库、2线库或3线库。出入段线区域用地为窄长形状,多数为敞开段,开发效率低,不建议开发。

1 上盖开发方案对车辆段设计影响分析

车辆段的上盖开发,使得车辆段的设计复杂化，因此，在车辆段的规划设计过程中，需综合统筹协调由于上盖开发而引起的车辆段布局调整。

1.1 对车库布置的影响

车辆段各种车库有关部位的最小尺寸根据GB 50157—2013《地铁设计规范》[2]规定的要求布置,盖下结构柱网的设置除了满足车辆段的功能需求外,还要满足上盖开发荷载、施工荷载等的预留。

以停车列检库为例,停车列检库开发方案和不开发方案的股道线间距布置如图1、图2所示。可以看出,为满足上盖开发的需要,8停车列检库由1跨4线库调整为1线1跨库,库的跨度增加约40%,具体增加的宽度与上盖开发的结构柱网尺寸、上盖的结构型式及上盖开发的强度密切相关。

1.2 对总平面布局的影响

根据站段关系,车辆段分为贯通式布置和尽端式布置。贯通式布置指运用库库线贯通式布置,库两端均设置咽喉岔区,并设置出入段线分别与两个车站(或区间)接轨,两个咽喉区通过走行线连通。尽端式布置指运用库只有一个方向与正线车站接轨。由于用地限制,车辆段常采用尽端式布置。尽端式布置又分为顺向并列式布置和反向纵列式布置两种。其中，顺向并列式布置为检修库和运用库并列布置,运用库和检修库通过咽喉岔区的牵出线连接;反向纵列式布置为检修库和运用库纵列布置,运用和检修作业之间需“之”字形折返调车,增加列车的调车作业时间。在用地面积紧张的情况下,可以选择反向纵列式布置方案[3]。

图1 停车列检库不开发方案

图2 停车列检库开发方案

在规模、功能、设施相同的前提下,按48列位停车列检库(1线2列位)、5列位周月检库(1线1列位)、3列位定临修库、1列位静调库、工程车库线及洗车线、镟轮线、试车线与配套设施,在同等规划的用地范围条件下,分别按有上盖开发和无上盖开发做方案研究。

(1) 无上盖开发定修段方案：将停车列检库、周月检库、镟轮库组合为运用库,将定临修、静调库组合为检修库,均按顺向并列尽端式布置；洗车库平行布置于车辆段入段线一侧；工程车库、材料线顺向布置于咽喉区；试车线紧邻车辆段围墙设置(如图3所示)。应使定修段工艺合理顺畅,列车出入段方便快捷。

(2) 有上盖开发定修段方案：在规划用地宽度范围受到限制的情况下,由于运用库、检修库的跨度增大,定修段的工艺布置由顺向并列式调整为反向纵列式布置方案,如图4所示。该方案能满足定修段的规模功能及列车检修工艺需求,并兼顾了上盖开发的需求,达到了项目整体最优的目的。

图3 无上盖开发定修段总平面布置

图4 有上盖开发车辆段(定修段)总平面布置

2 有上盖开发的车辆段设计

2.1 车辆段结构设计

无上盖开发的车辆段,各车库多为单层建筑,只要满足工业厂房建筑结构的荷载、安全、防水、保温等要求即可,结构设计简单。有上盖开发的车辆段,其上盖盖体的结构设计必须与盖板下部结构统筹考虑,下部车辆段结构要充分预留上部建筑结构的各类荷载,包括施工荷载。

有上盖开发的车辆段的结构设计型式依据上盖开发的需求有剪力墙直接落地、核心筒落地、结构转换等各种组合方式。车辆段通常设有停车列检库、检修库及咽喉区等，停车列检库区域柱网可沿股道布置,采用剪力墙或核心筒落地的布置形式;咽喉区域由于曲线多、道岔多、股道之间间距较小,不利于建筑结构柱网布置,结构剪力墙不能完全落地,该区域的结构型式可采用多层框架结构；检修库区域由于受检修库工艺、股道的限制,柱网跨度较大，剪力墙不能直接落地,需采用结构局部转换或全转换。

具体采用哪种结构型式，与上盖开发的业态密切相关。选择结构型式时,必须充分考虑柱网结构布置,确保与车辆段预留接口准确对接。上盖盖体的结构设计型式确定后,对车辆段的设计、建设，以及上盖开发的业态、开发内容、模式等具有很大的制约作用。

2.2 车辆段上盖屋面设计

对于上盖开发的车辆段,车辆段屋面的平台既是车辆段的屋顶,也是上盖开发的地板面,通常称为首层盖板,其设计要复杂许多。

首层盖板上的物业开发对盖板以下车辆段功能产生影响，如消防、减振降噪、盖板施工荷载预留、交通研究、盖板上下水、机电设备管沟通道设计、盖板与地面管沟通道预留等，均须与车辆段同步规划、同步设计、同步施工,要提供上盖开发需要的各种条件及预留的接口,为上盖物业开发做好预留,同时要充分考虑分期施工,避免重复投资,做到永久设施和临时过渡设施相结合。例如，某车辆段雨水系统与上盖物业开发完全独立设置，车辆段内雨水由车辆段室外雨水管线集中收集后排放至市政雨水管线及周边河道中；盖板设置虹吸系统,在物业开发未建成之前可排放雨水，待上盖建成之后,可为上盖开发的停车库排水,达到了节约投资的目的。

2.3 消防设计

车辆段各车库属于工业类厂房建筑,而上盖开发的住宅等建筑属于普通民用建筑,两类建筑需紧密地结合为一体。目前我国还没有针对此类建筑的规范[4],因此,上盖、下盖消防设施如何配备成为消防设计的重点和难点。

车辆段盖下的消防设计主要以GB 50016—2014《建筑设计防火规范》的工业厂房为依据,参照《地铁设计防火规范》报批稿进行。当车辆段上盖开发规模较大时,通常需要委托具备相关资质的研究单位进行消防性能化专题研究,并邀请专家及消防局对消防性能化研究报告进行评审。车辆段消防设计以通过评审的消防性能化研究结论为设计依据,充分保证上盖、下盖部分的消防安全。

2.4 室外综合管线设计

车辆段室外综合管线主要由给排水系统(给水、排水、污水、消防水等)、供电系统、弱电系统(通信、信号、安防等)、站场排水沟、压缩空气管道系统、热力管道系统、煤气管道系统等组成。上盖室外管线主要有雨水、污水、废水、给水、电力电缆、电信电缆、燃气管等市政管线。基于车辆段各车库为工业类建筑,上盖为民用建筑,故上盖的各类管线及管道应自成体系,原则上不与盖下车辆段的管线汇总合用。但上盖需要落地的各管线要结合车辆段室外综合管线统筹平衡。为保证上盖盖板的整体性,上盖物业开发的管线、设备房、构筑物等应尽量在盖板上布置,管线尽量不穿越上盖盖板进入车辆段;上盖污废水排水管道、雨水排水管道、电缆、电线等需要落地的管线沿车辆段建筑外墙落至±0.00地面,再与车辆段内的室外管线综合平衡,且相对独立分别接入上盖市政接口。图5所示上盖雨水排水系统与盖下车辆段的雨水排水系统在±0.00以上应完全独立,在±0.00以下宜合并使用,以节约空间。

图5 盖板屋面排水设计示意图

考虑到地铁运营及维护应不受上盖开发的干扰,车辆段综合管线必须与上盖开发的各类管线落地同时规划设计施工,并为上盖提供良好的使用条件。

3 上盖开发车辆段设计要点

车辆段上盖开发首先要符合城市规划原则。车辆段工艺设计要兼顾上盖开发需求,而上盖开发项目要符合市场需求,体现集约用地的原则,并结合周边环境、地形等自然因素。车辆段上盖建筑为工业建筑与民用建筑的混合体，而我国目前暂无针对此类建筑的规范、标准，故只能根据专业来参考现行的国家规范。此工程中，消防专业根据GB 50016—2014《建筑设计防火规范》与《地铁设计防火规范》(报批稿)设计；交通系统专业以GB 50187—2012《工业企业总平面设计规范》、GB 50220—1995《城市道路交通规划设计规范》及CJJ 37—2012《城市道路工程设计规范》相结合为依据进行设计，以车辆段的安全运营为首要前提条件，使车辆段的盖上功能和盖下功能独立、互不干涉，使道路及出入口各自独立。因此，车辆段设计在满足功能、规模、合理的工艺流程和技术条件及安全的基础上,各功能用房应为上部开发的建筑结构提供较好的布局灵活性,并充分考虑分期施工的预留条件。其设计要点如下:

(1) 上盖开发须与车辆段同步规划设计。车辆段及上盖物业是巨大的系统工程,两者之间关系复杂,相互制约。现行的规划管理、土地管理、投资建设模式、开发体制、成本与绩效等均影响上盖开发的内容,因此，在车辆段设计初始阶段应同时启动上盖开发设计,并与地铁公司、开发建设方，以及市政、消防、规划等管理部门充分协调,重点解决消防、交通组织、环境振动噪声控制、结构超限审查、上盖开发高度、地铁运营安全及环境、物理界面划分等问题；建设前应对车辆段与上盖物业及其周边区域进行统一规划,综合开发,避免地铁车辆段设计反复及地铁开通后上盖物业施工干扰地铁正常运营。

(2) 综合考虑车辆段功能、运营安全、开发的投资收益、周边环境等确定上盖开发的强度。车辆段上盖开发被期望于成为缓解城市轨道交通投资压力、实现土地开发反哺轨道交通建设与运营的方法和路径之一，其上盖业态的定位与后期资金收益息息相关[5]。上盖开发强度的确定,应以满足车辆段功能设施后的结构为主要限制条件,确保上盖建筑不对车辆段内部设施造成任何负面影响。首先，上盖开发的布局需符合车辆段轨道及功能用房的结构和工程要求,其次，从开发的投资收益角度,结合地区开发强度控制要求及城市周边的环境综合研究确定上盖开发的强度,达到车辆段与上盖开发综合效益整体最优的目的。

(3) 消防设计。地铁车辆段上盖开发将两种不同性质的建筑进行组合建造,而现行防火规范未涵盖此类建筑,故有上盖的车辆段设计面临无规范可循的尴尬境地,存在一系列的消防设计问题亟待解决。主要问题为上盖物业与盖下车辆段之间的防火分隔、防火分区面积超标及应对措施、成本分析等。应结合建筑的功能需求,对规范未规定及超出规范要求的地方采取其他加强措施,以达到与规范要求相当的安全水平。

4 结语

有上盖开发的车辆段设计,应以优先满足车辆段的功能使用和安全运营为前提,在保证车辆段功能、规模的基础上,同步规划设计盖板上、下的功能布局。同时，结合车辆段周边资源优势和地形条件,依据上盖开发的需求优化车辆段设计。车辆段建筑结构布局应做多方案备选,控制投资,必要时做专题研究,以满足城市规划及城市景观的要求,为车辆段上盖开发及分期实施奠定基础,达到项目整体最优。

[1] 中华人民共和国建设部.城市轨道交通工程建设标准：建标104—2008[S].北京:中国计划出版社,2008.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.地铁设计规范:GB 50157—2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[3] 徐久勇.地铁车辆段尽端式总平面布置研究[J].铁道工程学报2014(6):94.

[4] 沈健,王敬.北京地铁8号线平西府车辆段上盖物业开发设计[J].现代城市轨道交通,2011(增刊):34.

[5] 罗景华.昆明轨道交通五腊村停车场上盖物业开发方案浅析[J].铁道勘察与设计,2015(4):111.

[6] 郑雁耿.地铁车辆段上盖物业开发的防火设计[J].城市轨道交通研究，2014(6)：94.

Design of Metro Rolling Stock Depot with Upper Cover Development

WEN Qing

Due to the reasingly scarce land resources in cities,the development and utilization of the upper cover of rolling stock depot has become a trend,but at the same time,the upper cover development would make the design of corresponding depot more complicated.To ensure the scale,operational safety and the maximization of development requirements of the rolling stock depot,the influence of the upper cover development over the depot is analyzed from aspects of the depot structure,upper cover building,fire safety and outdoor pipeline layout,the design points are summarized.

metro; rolling stock depot; upper cover development; integrated design

U 279

10.16037/j.1007-869x.2016.07.028

2015-11-03)