地铁车辆基地关键设计技术研究

     

地铁车辆基地具有占地面积大、边界条件复杂、功能种类多、新技术应用多等特点，存在诸多设计重难点，文章以深圳地铁14号线车辆基地为例，对车辆基地设计关键技术问题进行研究探讨~

01   

工程概况  

深圳地铁14号线作为深圳重要的东部快线走廊，线路总长度约51km，采用无人监督全自动驾驶（GoA4级）模式，全线车辆基地为1段1场。其中，昂鹅车辆段为线网大架修段，大架修能力为5.5列位，总占地面积约40h m ² ，为深圳地区目前占地面积、大架修能力及物业开发规模最大的车辆段；福新停车场为全地下停车场，其上部为深圳市中心公园，总停车规模达到34列位，占地面积约11h m ² ，为目前深圳地区首个2线（11号和14号线）共享的大型停车场。文章针对昂鹅车辆段及福新停车场设计过程中的关键技术问题进行专项研究。

昂鹅车辆段具有占地面积大、上盖物业开发规模宏大及采用全自动驾驶模式等特点，其在设计过程中结合自身特点，开展多项设计关键问题研究，具体包括以下几个方面。  

2.1上盖物业开发协同设计关键技术问题  

由于大架修库柱网跨度大，导致结构承载扭矩过大，常规车辆基地大架修库不设置上盖物业开发功能，因此，优化压缩大架修库柱网跨度成为实现大架修库物业开发规模强度的关键因素。通过全面调研运营作业方式、部件尺寸、作业空间等，对该车辆段大架修库柱网进行优化，将传统24～27m柱网跨度优化至18.6～21m，对车体检修作业空间柱网跨度优化至18.6m（图1），对转向架维修区柱网跨度优化至21m（图2），实现大架修库上盖大规模物业开发功能。大架修库上盖物业开发实现15层产业建筑+1层汽车库功能，极大地提升了土地利用率。

此外，结合上盖物业开发功能布局，为上盖物业开发预留排水等接口方案，确保上盖物业开发基本功能得到顺利保障，具体如图3所示。

2.2全地下试车线设计关键技术问题  

由于试车线长度较长，中速60km/h试车即需要1.2km长的试车线，通常会超过车辆基地本身用地范围，对车辆基地周边地块形成割裂并且拆迁量巨大，极大影响周围土地利用效能。为了避免该问题，昂鹅车辆段试车线采用全地下试车线方案，故需重点考虑车辆脱轨、失控、火灾等事故救援方案。将检修救援通道纳入试车线设计中，从而确保全地下试车线功能完备。  

列车脱轨或颠覆救援设备较为小巧，采用手动推拉小车即可运输，1.2m宽通道可满足人工采用手动推拉小车运输救援设备的需要。在设计过程中，试车线采用6m内径盾构，线路中心与盾构中心偏移570mm，以确保1.2m检修通道设置空间，如图4所示。检修通道设置高度应低于轨面，以便于救援设备顺利进入轨行区。

2.3室外综合管沟设计关键技术问题  

对于室外综合管沟设计，通常采用单排管沟，如图5所示。由于管沟内包含变电、通信、信号、动力照明、环控通风、给水等诸多管线，管沟净深常达到3m以上，导致人员检修困难。在昂鹅车辆段设计过程中，充分考虑运营维护难度，将综合管沟进行净高压缩，确保管沟净高在2m左右，同时采用双排沟设计方案，实现电、水分离，如图6所示。

2.4登车梯设计关键技术问题  

深圳地铁四期工程均采用GoA4级A型车，且一次性取消司机室及司机室门，司机及其他 工作人员均需要从客室进入车辆。因此，对于登车梯设计有别于非自动化车辆采用固定式登司机室的方案。常规非全自动驾驶模式车辆登车梯平台长度仅1200mm（图7），而该车辆段登车梯设计如图8所示。考虑信号自动化停车误差为±600mm，客室车门开门宽度为1400mm，将登车平台中心与车门中心对中定位，登车平台总长度设置为2600mm，可满足车辆最大误差停车工况下的作业人员正常上下车需求。

2.5库前平过道隔离方案设计关键技术问题  

常规设计中，库前平过道与库内隔离方案一致，采用两线一隔离，库前平过道采用电动伸缩门，向咽喉区方向采用隔离网，从物理上增加人员误出库后误入其他自动化区的难度。采用此方案存在以下弊端：①库前平过道属于环形消防车道范围，需要将隔离门体与安防系统互联，隔离门体数量较大，导致施工及运营后期管理复杂；②隔离网继续向咽喉区深入，导致咽喉区隔离网复杂且无规则，增加运营后期维保难度。因此，为了规避前述困难，在设计过程中采用库门增设误侵入声光报警系统，避免人员误出库，同时在库前平过道两端设置隔离电动伸缩门及隔离网，对咽喉区进行整体隔离，如图9所示。

结合福新停车场自身特点及边界条件，在设计过程中对停车列检库地下检修通道、与上部公园覆绿恢复接口及全地下停车场排水等关键设计问题进行研究。  

3.1停车列检库地下检修通道关键技术问题  

地铁停车列检库主要功能为列车启动前的自检以及列车回库后的日常检查。为了兼顾列车正常自动化收发车以及检修人员入库作业安全，通常将停车列检库划分成多个独立分区。由于全地下停车场上部荷载较大，柱网跨度不宜过大，因此隔离安全分区与柱网布置保持一致，沿着股道方向柱网设置物理隔离网。同时，为了减少检修人员走行距离，在库中设置地下检修通道或人行天桥。由于全地下停车场停车列检库层高仅有7m，无法设置人行天桥，故采用地下通道。通常地下通道通风效果较差，极易滋生蚊虫。为了提高通风效果，在地下设置排烟风机，加速气流通过，如图10所示。

3.2与上部公园覆绿恢复接口设计关键技术问题  

全地下停车场考虑排烟、通风、采光等诸多因素，设置大量采光井、人员疏散楼梯、下沉广场等。以上出地面附属构筑物势必会对公园景观恢复造成不利影响。因此，需要在设计阶段，充分考虑全地下停车场功能与公园恢复设计方案的良好衔接，确保完成全地下停车场施工后，公园恢复工作得以顺利实施。  

3.3全地下停车场排水设计关键技术问题  

全地下停车场由于场区面积宏大，涉及结构缝渗漏水、雨水进入、空调冷凝水等诸多排水关键问题。咽喉区施工完毕后，紧贴咽喉区围护结构内壁侧出现坡度排水不畅的问题，如图11所示。后续将该区域进行重新找坡回填，以确保排水顺畅。因此，全地下车场设计中，需考虑将2‰的排水坡度适当加大或增加截水沟数量，以避免后期出现积水问题。

本文对深圳地铁14号线昂鹅车辆段及福新停车场关键设计技术问题进行研究探讨，得出以下结论。  

（1）在车辆基地设计过程中充分考虑上盖物业开发功能的实现，在车辆段设计早期就充分考虑物业开发所需的柱网荷载、给排水、噪声环保等基础要求，以便上盖物业开发功能的顺利实现。  

（2）在全地下停车场设计过程中，要充分考虑上部公园覆绿恢复的设计与地面覆土厚度、排水方案、出地面附属构筑物等接口问题，以确保公园功能与地铁功能的顺利实现。  

（3）在设计过程中应充分考虑运营实际需求，将运营后期可能出现的困难提前在设计中进行化解处理，例如全地下试车线需充分考虑救援要求，室外综合管沟要充分考虑检修人员作业及通行便捷性。  

（4）设计过程中充分考虑施工中可能出现的困难，在设计中尽量为良好施工创造条件，确保设计方案的顺利落地，例如全地下停车场咽喉区纵向坡度适当加大，便于施工及减少施工整改量。  

（5）新技术应用于车辆基地中，要充分考虑新技术引起的其他设计方案的变化，例如全自动驾驶模式引起库前平过道的隔离措施、地下检修通道的通风措施、登车梯设计方案的调整等。