大连地铁2号线张前路车辆段双层布置设计研究

邓敏

大连地铁2号线张前路车辆段双层布置设计研究

邓敏

（中铁华铁工程设计集团有限公司，北京 100070）

城市用地资源不断短缺，地铁车辆段双层布置可最大限度实现土地集约化利用。以大连地铁2号线张前路车辆段双层总体布局为研究对象，对地铁车辆段双层布置设计带来的影响进行了分析。在张前路车辆段占地面积受限情况下，提出运用库正位双层上下重叠布置方式，研究运用库工艺布局及房建组合方案，优化线路设计，分析出入段能力，满足运营要求。

张前路车辆段；双层布置；设计研究；布局设计

随着中国城市建设速度加快，土地资源短缺，地铁车辆基地的选址越来越困难。日本地铁部分线路车辆基地已采用双层布置型式，上下重叠垂直布置线路，以解决用地紧张的难题。国内深圳地铁3号线横岗车辆段于2010年建成运营，也采用了双层布置型式。本文主要以大连地铁2号线张前路车辆段的双层布置为研究对象。

1 张前路车辆段的功能概况及边界条件

大连地铁2号线线路全长36.56 km，共设车站21座，大致呈东西走向，西起甘井子区辛寨子站、东至中山区海之韵站，均为地下线，全线设车辆段1处。大连地铁线网规划2号线张前路车辆段的功能定位为定修段（B型车），大架修通过联络线送至1号线的南关岭车辆段，按照2号线的行车交路、运用车停车及检修要求，应满足停放地铁车辆停车列检54列位及周月检4列位、定临修各1列位的任务及调机的功能，还需实现列车救援、机电系统综合维修、物资供应、车辆段的办公食宿等诸多功能，总建筑面积达79 227 m2。

2号线张前路车辆段位于甘井子区张前路东、虹锦路南，交通条件及地理位置良好，段址内地势起伏较大，中部为洼地，东侧及南侧为山地，设有欢乐雪世界滑雪场，高差较大，原始地面标高在65.98～90.08 m之间，车辆段场坪平均设计标高为72.30 m。张前路车辆段整块用地沿明珠路的南侧，张前路东侧，呈不规则的多边形，为避免拆迁欢乐雪世界及场地西侧的企业厂房，仅有的场地东西长820 m，南北长 200 m，张前路车辆段占地面积仅为99 500 m2，单层车辆段列车停放无法满足运营的要求，参考国内外地铁双层车辆段的相关经验，需对张前路车辆段重新进行总体布局设计。

2 国内外地铁双层车辆段的布局设计方案简介

目前采用双层车辆段主要有国外日本东京地铁12号线光丘车辆段、国内深圳地铁3号线横岗车辆段，在车辆段设计方案布局中主要解决场地不足问题。

国外日本东京都营地铁12号线光丘车辆段，地下1层是车辆的检修线，地下2层是停车线实现16列位（8辆编组）停放，地面层设有转向架作业场所、事务所以及机关办公楼，如图1所示[1]。

图1 东京都营地铁12号线光丘车辆段示意图

横岗车辆段如图2所示，双层车库断面如图3所示[2]。

图2 横岗车辆段平面图

图3 横岗车辆段双层车库断面图

深圳地铁3号线横岗车辆段，占地面积183 400 m2，A地块为单层平台，地面为咽喉区及主检修车库，平台上为绿化及休闲场所；B地块进行双层车库建设，平台上为低密度低层住宅；C、D地块为物业开发区，平台上为高密度开发。B地块的运用库一层由停车库、镟轮库组成，库内轨道14条（停放26列位）；运用库二层由停车列检库及三周双月检库，库内轨道13条（近期停放26列位）。一层设计轨顶高程为59.0 m，二层及库外咽喉区设计轨顶高程为67.7 m，与一层设计轨顶高层的高差为8.7 m。出入段线在段内交叉渡线之后分开，共设4条股道分别通往运用库上下层，其中2条通往二层的股道设置在中间，并通过坡度为38.67%的铁路桥架设。

3 张前路车辆段双层布局设计研究

3.1 总平面布置设计研究

因张前路车辆段占地面积受限，总平面布置以运用检修综合体为车辆段的核心，充分利用地块，因运用库占地面积大，股道数量多，将其布置在场地的最西端，且尽量靠近明珠路，使出入库线、咽喉区避让欢乐雪世界滑雪场，同时保证咽喉区与出入段线连接。运用库双层布置主要有2种形式：①正位双层。运用库上下层轨道严格对应布置，上下重叠，这种布置对结构受力比较有利，是主要采用的形式。 ②错位双层。运用库上下层轨道相互错位布置，上下不重叠布置，上下层柱网通过通过结构转换层实现，因此增加结构层的厚度，一般不推荐这种形式。

设计线路时比对了多种方案，最终确定了如下设计方案：运用库应保证与出入段线的顺畅连接，运用库检修综合体一层及二层线路采用正位双层上下重叠布置，一层部分线群需布置桥台柱，并要满足限界要求，一层运用库的咽喉区通过三线进行连接，一层布置具有停车列检、车辆检修功能的作业线和设备基础较大的设施；二层运用库咽喉区，通过单线桥进行连接，二层布置仅有停车作业功能且基础较小。在运用库的西北侧贴建公安派出所，北侧中部贴建综合楼、物资库和混合牵引降压变电所等多层建筑，组合成运用库检修综合体；根据场地特点及明珠路的曲线地段，布置较短体量不大的建筑单体，如供电车间、内燃调机库，污水处理站独立设置在靠近明珠路曲线地段，主变电站设在距离出入段隧道较近处，方便电力电缆的布置。

具体布置如图4所示。

图4 张前路车辆段双层平面布置图

车场线线路咽喉区高程为74.8 m，线路坡度1.5‰[3]下降至一层运用库的轨顶高程72.8 m，出入段线在段内通过2组交叉渡线分开，分别通往运用库、调机线、洗车线、镟轮线等，出入段线一层咽喉区线路布置如图5所示。在出入段线的单渡线后设单线按36‰的上升坡度至二层运用库轨顶高程82.1 m，一层与二层轨顶高差为9.3 m，出入段线二层咽喉区线路布置如图6所示。建成后张前路车辆段双层运用库如图7所示。

图5 出入段线一层咽喉区线路布置示意图

图6 出入段线二层咽喉区线路布置图

图7 建成后张前路车辆段双层运用库照片

场地用地总面积为99 500 m2，张前路车辆段用地指标仅为307平方米/辆（指标为900平方米/辆[4]），节约用地达190 000 m2。

3.2 运用库工艺厂房组合设计研究

运用检修综合体有利于保持工艺顺畅、确保安全、方便管理、运营作业方便，各设施分区合理，同时考虑远期发展需求的基本原则。

运用库一层由停车列检库、双周/三月检库、定临修库、洗车库及镟轮库组成，库内线路采用尽头式设股道22条；停车列检库设股道15条，按照1线2列位布置（可停放30列位），停车列检库由5个3线库组成，3线库跨度为16.4 m，线间距为3.6 m、4.6 m、4.6 m、3.6 m，总宽度为82 m，库长270 m，库内设柱式检查坑高﹣1.40 m，轨道外侧地面标高﹣1.00 m，具有地铁车辆列检和停车功能[3]；双周/三月检设股道4条，采用1线1列位布置，库长163 m，跨度为2个14.1 m，每跨线间距为4.1 m、5.8 m、4.2m，库内设柱式检查坑高﹣1.40 m，轨道外侧地面标高﹣1.00 m，设三层检修作业平台，具有地铁车辆日常维修功能[3]；洗车库为1线与双周/三月检库贴建，库后股线满足一列车停放长度，主跨9.0 m，全长180 m，解决了冬季列车清洗后结冰的问题，辅跨7.5 m，长48 m，设有洗车设备控制室及洗车设备间；镟轮、临修线及定修（共用）各1线，定临修、镟轮库长270 m，跨度18 m，线间距为5.3 m、6.8 m、5.9 m，库内定临修线设固定式架车机，设10 t电动单梁桥式起重机1台，2 t电动单梁桥式起重机1台，轨顶标高7.5 m；一层布置顺序为由北向南，依次布置洗车库、双周/三月检库，场地中间较长处设停车列检库，南侧布置镟轮、定临修库。运用库二层由停车库组成，停车设12线，线间距为4.6 m，按照1线2列位布置（可停放24列位），二层停车库跨度为4个16.4 m，总宽度65.6 m，库长270 m，库内不设检查坑[3]。运用检修综合体的西北侧贴建5层公安派出所，北侧中部贴建5层，其中底部设2层物资库及牵引降压混合变电所，顶部设3层综合楼。将检修、物资供应、办公食宿、派出所等诸多功能区整合为维修综合体，总建筑面积77 886.26 m2，其优点为厂房集中，占地面积小，人员管理方便，采用正位双层重叠布置，结构受力较好；缺点为厂房面积大，自然采光和通风条件较差，消防设计复杂。双层运用检修综合体断面如图8所示。

图8 张前路车辆段双层运用检修综合体断面图

4 段内区段的发车能力分析

列车出段能力直接影响正线运行间隔，主要体现在高峰时段，保持较小的发车间隔，才能满足大客流的需求。列车出库后，采用人工驾驶模式行驶，最高限速为25 km/h，段内区段列车出入段能力计算如下[5]：

式（1）中：出为列车启动时至转换前占用咽喉的时间，s；列为列车长度，m；出为出库信号机起至转换信号机上的距离，m；出为列车出库平均速度，km/h。

一层列车由运用库发车至轨转换的距离为1 260 m，走行时间为181 s，列车由转换轨登记到进入正线停留时间为13 s，合计用时194 s，不能满足出入段能力180 s的要求。为提高出入段的能力，可增加走行线通过平行进路向不同的走行线发车，互不干扰，缩短列出库等待时间，满足发车时间间隔；同时增设进路调车信号机，以增加列车发车进路的灵活性，将一层运用库的列车先驶入线路咽喉区（坡度1.5‰）1～6、3～10无道岔区段设置进路信号机S3、S4等待，该区段距离轨转换的距离约为810 m，走行时间缩短为117 s，合计用时130 s，满足发车时间间隔的要求。二层运用库至轨转换有290 m（坡度为36‰的桥梁段）的距离不能停车，为提高出入段的能力，在平坡段道岔36处设置进路信号机S5，将二层运用库的列车先驶入该区段等待，待转换轨空闲后，列车可驶入至转换轨，该区段距离轨转换的距离约为1 100 m，走行时间缩短为159 s，合计用时171 s。

张前路车辆段双层布置后，出入段线距离较长，段内区段运用库一层比二层发车能力富裕，在高峰时段，采用上下交替发车，或一层等候、插车的模式发车，其通过能力相当于正线的追踪能力，通过调度管理措施，弥补二层因发车能力相对较差所带来的影响，以满足高峰时段20对/小时发车能力，列车通过转换区段后进入TAO模式运行。张前路双层车辆段出入段路径如图9所示。

图9 张前路双层车辆段出入段路径示意图

5 结语

对张前路车辆段双层总体布置的设计研究，可高效节约土地，用地指标仅为307平方米/辆，由于段内咽喉区线路长度较长，通向二层的线路坡度较大，对段内区段的发车能力有一定影响，同时也给调度管理带来一定难度，自2015年开通运营以来，通过加强运营管理措施，出入段能力可以满足运营的要求。虽然车辆段双层布局可以大大节省日益紧张的城市土地资源，对城市轨道交通的可持续发展具有非常积极的意义。但是，双层布置形式恶化了地铁车辆维修职工的工作环境，所以在借鉴时应该慎重进行研究，并提出改善工作环境的措施。

［1］叶霞飞，李君，霍建平.国内外城市轨道交通车辆段对比研究［J］.城市轨道交通研究，2003（1）：72-77.

［2］徐久勇.深圳地铁3号线横岗车辆段双层总平面的布置分析［J］.铁道工程学报，2011（8）：112-115.

［3］北京市规划委员会.GB 50157—2014地铁设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2014.

［4］沈景炎，秦国栋，郑毅，等.建标 104—2008城市轨道交通工程项目建设标准［S］.北京：中国计划出版社，2008.

［5］李桂桂.城市轨道交通车辆段列车出入段能力分析［J］.建筑工程技术与设计，2014（16）：644.

U231.92

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.09.010

2095－6835（2020）09－0029－04

邓敏（1962—），男，北京人，学士学位，高级工程师，现任中铁华铁工程设计集团轨道交通设计院副院长，从事轨道交通车辆段工艺设计。

〔编辑：严丽琴〕