上海軌道交通3、4號線車輛基地擴建方案研究

張也萌

(中鐵上海設計院集團有限公司,上海 200070)

上海軌道交通3、4號線車輛基地擴建方案研究

張也萌

(中鐵上海設計院集團有限公司,上海 200070)

地鐵車輛基地改擴建是軌道交通工程建設中的重難點。針對上海軌道交通3號線改造后3、4號線的運營方案,結合現有車輛停放和檢修設施不能滿足需求的實際情況,重點對既有車輛設施布局和規(guī)模的適應性進行詳細分析,通過計算提出具有適應不同運營方案的擴建規(guī)模。從現狀擴建條件、工程實施易難程度、資源共享、對運營影響等方面,論證擴建方案的可行性。工程建成后可進一步完善和發(fā)揮車輛基地功能,為線路運能水平的提升提供重要保障,為項目實施提供可靠依據。

軌道交通;車輛基地;改擴建;方案研究

1 項目背景

上海軌道交通3、4號線是上海市軌道交通網絡中重要的南北線路和城市環(huán)線,3號線由上海南站站—江楊北路站,線路全長約40.7 km,設有車輛段和停車場各一處,4號線分別與3號線的寶山路站和虹橋路站接軌,構成了城市軌道交通網絡中唯一的環(huán)線,線路全長34 km(含共線段),設有停車場一處。兩線車輛基地為“一段二場”布局。目前,3、4號線在寶山路站—虹橋路站之間采用共線運營模式。隨著3、4號線客流的不斷增長,現狀共線段運能分配的矛盾日益突出,需對共線段進行分線改造,并增購車輛以滿足運量需求。現增購工作已經啟動,但是“一段二場”現有3處的車輛停放和檢修規(guī)模無法滿足需要。因此,迫切需要對3、4號線車輛基地進行擴能改造。

2 既有車輛基地簡介

3、4號線車輛基地為“一段二場”布局(圖1)。分別是3號線寶鋼車輛段、石龍路停車場和4號線蒲匯塘停車場。

圖1 車輛基地布局示意

寶鋼車輛段位于3號線北端江楊北路站附近,為路網性車輛段。承擔3、4號線車輛的大修、架修和定修任務以及3號線部分配屬車輛的雙周雙月檢和停車列檢任務。石龍路停車場位于3號線南端石龍路站附近,承擔3號線部分配屬車輛的雙周雙月檢和停車列檢任務,同時還承擔4號線部分配屬車輛的停車列檢任務。蒲匯塘停車場分別接軌于4號線上海體育館站和宜山路站,承擔4號線全部配屬車輛的雙周雙月檢、臨修和部分配屬車輛的停車列檢任務。既有車輛基地規(guī)模見表1。

表1 既有車輛基地規(guī)模列位

寶鋼車輛段規(guī)劃用地45.3 hm2,實際占地21.8 hm2,預留發(fā)展用地23.5 hm2。石龍路停車場占地約12 hm2,目前已無擴建條件。蒲匯塘停車場占地約17 hm2,原設計預留有8列位停車列檢和1列位定修規(guī)模。

3 擴建規(guī)模的確定

車輛基地的擴建規(guī)模,主要取決于功能和能力兩個方面。因此,確定車輛基地規(guī)模首先應綜合考慮城市軌道交通線網及本線的具體情況,通過全面的功能分析,確定本段場的功能定位。本工程將在原有功能定位的基礎上,根據設計基礎資料進行各項工作量的計算從而確定擴建規(guī)模。設計的主要基礎資料包括線路走向和行車交路、列車對數和管轄范圍內配屬車列數、車輛技術參數、車輛檢修周期和檢修時間等。

3.1 行車交路和車輛配屬

軌道交通3號線改造后,3號線寶山路站—上海火車站站實現分離運營,初期根據客流預測行車交路仍采用共線運營,近、遠期采用分線運營。同時考慮客流預測的不確定性,近、遠期行車交路還需保留3號線全線貫通運營的條件和功能。因此,在近、遠期,行車交路存在分線和共線兩種運營方案。

初期,3號線開行大、小交路,大交路為上海南站站—江楊北路站,小交路為上海火車站站—長江南路站;4號線開行環(huán)形交路和小交路,小交路為宜山路站—臨平路站(圖2)。

圖2 初期行車交路(共線)

近、遠期,如采用分線運營方案,3號線開行上海火車站—江楊北路站的單一交路;4號線開行環(huán)線交路和宜山路站—上海南站站的P形交路。如采用共線運營方案,3號線開行大、小交路,大交路為上海南站站—江楊北路站,小交路為上海火車站站—江楊北路站;4號線開行環(huán)線交路、P形交路和小交路,P形交路為宜山路站—上海南站站,小交路為臨平路站—宜山路站(圖3、圖4)。

在上述不同運營方案下,各設計年度配屬車輛見表2。

表2 各行車交路配屬車輛列/輛

3.2 規(guī)模需求及擴建規(guī)模

在近、遠期,由于行車交路存在兩種運營模式,擴建規(guī)模同樣需要按分線和共線運營兩種模式計算。根據3、4號線車輛技術參數和采用的檢修周期,規(guī)模計算結果見表3、表4。

圖3 近、遠期行車交路(分線)

圖4 近、遠期行車交路(共線)

(1)分線運營

表3 分線運營擴建規(guī)模列位

表3計算結果表明,擴建規(guī)模近期:大架修2列位、定修1列位、停車列檢23列位;遠期:大架修2列位、定修1列位、停車列檢26列位。雙周雙月檢規(guī)模滿足需求不需要擴建。

(2)共線運營(表4)

表4計算結果表明,擴建規(guī)模近、遠期相同:大架修2列位、定修2列位、停車列檢39列位;雙周雙月檢規(guī)模滿足需求不需要擴建。

表4 共線運營擴建規(guī)模列位

可見,無論采用哪種運營方案,近、遠期各項規(guī)模需求相差不大,但在不同運營方案下定修和停車列檢規(guī)模需求有所不同,分線運營方案定修需增建1列位,停車列檢需增建26列位;共線運營方案定修需增建2列位,停車列檢需增建39列位。根據行車資料,分線運營方案已基本滿足遠期客流增長的要求,擴建規(guī)模按遠期分線運營規(guī)模需求一次建成。同時考慮未來3、4號線客流增長的不確定性,擴建規(guī)模應具備適應不同運營方案的靈活性,按遠期共線運營規(guī)模需求預留。即車輛基地的擴建規(guī)模為:大架修2列位;定修2列位;停車列檢26列位,另預留14列位。

4 擴建方案的適應性分析

4.1 主要思路

重點對既有“一段二場”車輛設施布局和擴建規(guī)模的適應性進行詳細分析,從現狀條件、工程實施易難程度、資源共享、對運營影響等方面,研究合理可行的改擴建方案。

4.2 大架修設施擴建方案

寶鋼車輛段功能定位為3、4號線的大架修段,現有大架修2列位,預留2列位。需擴建的2列位可通過實施預留的臺位來滿足3、4號線大架修檢修任務的需要。

既有大架修廠房長228 m,寬112 m,由修理主庫、輔助生產車間和移車臺組成。主庫庫長84 m、庫寬為27 m三連跨。其中南側27 m跨主庫和12 m輔跨土建部分在原工程中已建成,其工裝設備和其他設施未配置。大架修庫廠房組合見圖5。

圖5 大架修庫廠房組合(單位:m)

擴建工程將預留主庫內三股檢修線予以實施,對主庫南北兩側輔跨車間統(tǒng)一調整,依然布置與主庫作業(yè)密切相關的檢修車間。同時對于構成廠架修主要檢修能力的轉向架間、牽引電機間等,除對其作業(yè)工位、流程布置等進行優(yōu)化調整外,增配如起重機、固定式架車機、轉向架分解組裝機的關鍵設備。工程實施后,可與既有大架修設施形成9線4列位大架修能力。

4.3 定修設施擴建方案

目前3、4號線車輛定修均集中在寶鋼車輛段進行,4號線沒有單獨的定修設施。根據近遠期行車交路方案,重新對4號線蒲匯塘停車場功能定位進行分析,分別研究蒲匯塘停車場定修擴建方案(方案一)和寶鋼車輛段定修擴建方案(方案二)。

(1)蒲匯塘停車場定修擴建方案(方案一)

蒲匯塘停車場原總平面設計中,在運用庫北側預留有1列位的定修庫和8列位停車列檢庫(圖6)。本工程通過優(yōu)化設計,可增設2列位定修庫,滿足擴能后4號線車輛定修任務的需要。但該方案需對站場咽喉局部改造,工程車庫需搬遷,對車場作業(yè)帶來一定的影響。

另外,結合蒲匯塘停車場用地南側高壓走廊落地方案,一旦高壓走廊落地方案得以實施,則蒲匯塘停車場擴建定修列位的條件更加充裕(圖7)。該方案對既有設施影響較少,沒有廢棄工程。但是,方案實施受其高壓走廊落地時間的控制。

圖6 蒲匯塘停車場定修擴建方案總平面(一)

圖7 蒲匯塘停車場定修擴建方案總平面(二)

(2)寶鋼車輛段定修擴建方案(方案二)

由于3號線和4號線存在共運段,從檢修資源共享角度上看,兩線擁有良好共享條件。但目前寶鋼車輛段既有定修庫已無法擴建,如將增建的定修設施設置在寶鋼車輛段,只能在預留用地范圍內重新增建定修庫,造成一個車輛段設置有兩處定修設施的狀況,設備重復投資。另外,受地形條件限制,檢修車輛調車作業(yè)需切割正線,不盡合理。

鑒于定修檢修周期較短,且寶鋼車輛段距4號線正線距離較遠,如在網絡中共享定修設施,隨著配屬車輛的增加,會造成大量檢修車輛的取送,空駛距離大大增加。這不但會增加運營成本,而且給客流組織和運營計劃帶來不便。因此從實際運營角度上考慮,定修資源不宜共享。

綜上分析,定修設施宜增設于蒲匯在蒲匯塘停車場。在蒲匯塘停車場定修設施未建成之前,可通過寶鋼車輛段定修實行兩班工作制,暫時緩解其定修能力緊張問題。

4.4 停車列檢設施擴建方案

寶鋼車輛段和蒲匯塘停車場均有擴建增加停車列檢規(guī)模的條件。蒲匯塘停車場原設計方案預留的停車列檢規(guī)模為8列位(圖6),如將原設計預留的8列位停車列檢規(guī)模建成,還遠不能滿足3、4號線分線運營26列位的要求。雖然高壓走廊落地方案的總平面布置可擴建更多的停車列檢列位(圖7),能否與本工程同期實施,尚不可預見。可見,在蒲匯塘停車場的擴建停車列檢列位,在建設時序上存在不確定性。另外,擴建規(guī)模只能滿足遠期分線運營的需求。因此應優(yōu)先考慮在寶鋼車輛段擴建停車列檢設施。

寶鋼車輛段已預留發(fā)展用地,具備良好的擴建條件。該地塊可用面積約23.5 hm2,可滿足新建26列位停車列檢庫1座,預留14列位停車列檢庫的擴能需求(圖8)。

圖8 寶鋼車輛段停車列檢庫擴建方案總平面

新建停車列檢庫由江楊北路站出岔,呈盡端式布置,采用一線一列位停車方式。預留停車列檢庫為倒裝布置。

5 功能定位和任務分工的調整

擴建后,3、4號線車輛基地功能定位需重新調整。各自的任務分工如下。

初期,寶鋼車輛段承擔3、4號線配屬車輛的大修、架修和定修任務,承擔3號線部分配屬車輛的雙周雙月檢和停車列檢任務。石龍路停車場承擔3、4號線部分配屬車輛的雙周雙月檢和停車列檢任務。蒲匯塘停車場承擔4號線車輛的雙周雙月檢和停車列檢任務。

近、遠期,寶鋼車輛段承擔3、4號線配屬車輛的大修、架修和定修任務(在蒲匯塘停車場擴建工程未實施之前),承擔3號線全部配屬車輛的雙周雙月檢和停放列檢任務,除此之外,還需承擔4號線少量備用車輛。石龍路停車場讓位于4號線,和蒲匯塘停車場共同承擔4號線配屬車輛的雙周雙月檢和停車列檢任務。在蒲匯塘停車場擴建定修設施后,承擔4號線配屬車輛的定修任務。

6 結語

對于在線網中資源共享的車輛基地改擴建工程是一項復雜而難度大的工作。首先需要結合線網運營方案,統(tǒng)籌研究擴建規(guī)模資源的分配方案。在充分利用既有車輛設施和能力的基礎上盡可能滿足運營組織的靈活性;其次要綜合分析工程條件和工程實施的易難程度,在方案研究中,應綜合上述兩個因素對擴建方案進行研究,優(yōu)化車輛基地功能定位,以實現滿足功能要求的前提下,實現規(guī)模效益的最大化。

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Research on Expansion Plan of Metro Vehicle Base of Shanghai Rail Transit Line No.3 and No.4

ZHANG Ye-meng
(China Railway Shanghai Design Institute Group Co.,Ltd.,Shanghai 200070,China)

Reconstruction and extension of metro vehicle base forge a challenge in rail transit construction.In view of the actual situation that the exiting vehicle parking and maintenance facilities fail to meet the requirements,this paper focuses on the operation plan of Shanghai rail transit line no.3 and no.4 after the reconstruction of line no.3 with a detailed analysis on the adaptability of the existing vehicle facilities'layout and size,and proposes after computing the expansion scale which adapts to different operation scheme.The feasibility of this expansion plan is proved in respects of the present expansion situation,the difficulties of engineering,resources sharing,and the influences on operation. This project may improve the function and make good use of the metro vehicle base,and increase the traffic capacity,and provide a solid base for project implementation.

Rail transit,Metro vehicle base; Reconstruction and extension;Plan research

U231+.94

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.12.032

1004-2954(2014)12-0133-06

2014-04-17;

2014-05-04

張也萌(1960—),女,高級工程師,1982年畢業(yè)于上海鐵道學院,工學學士,E-mail:zhangyemeng0104@hotmail.com。