城市軌道交通地下車輛基地的實踐

劉 京 王宇彤 劉健紅

(北京城建設計發展集團股份有限公司 北京 100037)

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城市軌道交通地下車輛基地的實踐

劉 京 王宇彤 劉健紅

(北京城建設計發展集團股份有限公司 北京 100037)

北京焦化廠車輛段作為北京第一個大型軌道交通地下車輛基地，在提升土地價值、協調城市面貌、改善周邊交通等方面做了有益的嘗試。闡述了北京焦化廠車輛段的設計模式與特點，并分析了建設地下車輛基地的制約因素與解決方案，提出地下車輛基地要根據城市發展的整體規劃與經濟發展水平，因地制宜地進行建設，且應與物業開發同步設計、建設，才能達到綜合效益的最大化。 關鍵詞 城市軌道交通；地下車輛基地；綠色工業建筑；土地集約化利用；物業開發

隨著城市的擴張與發展，有些城市軌道交通車輛基地已經處于城市副中心或城市重要發展區域，而作為工業建筑的車輛基地不論從體量、建設強度以及外觀方面都與現代化城市發展格格不入，為解決這些問題，建設者們做了很多努力與嘗試。早期以日本、中國香港為代表的土地資源相對緊缺的城市，車輛段綜合開發以“集約化利用”為主導，且開發形式較為多元化[1]。日本的主要做法為：通過采取一定的技術手段，對車輛段自身屬性或用地規模進行有效控制，并兼顧綜合利用，達到了“雙集約”的效用[2]。

我國內地車輛段綜合開發起步較晚，尚處于探索階段。目前以地面車輛段為主，目前已建成的地下及高架車輛段案例較少[3]。北京焦化廠車輛段作為北京第一個大型 軌 道 交通地下車輛基地，在城 市 空 間 綜合利用、協調城市面貌、改善周邊交通等方面做了很多有益的嘗試。

1 項目綜述

1.1 項目概況

焦化廠車輛段位于北京市東南部原北京焦化廠用地內，是7號線唯一的車輛段，車輛段總用地面積24.57 hm2(含代征綠地、道路等用地面積10.52 hm2)，車輛段總建筑面積20.46萬m2(其中地上2.36萬m2;地下18.1萬m2)。焦化廠用地北側為已建成居住區，南側規劃有工業遺址公園與開發強度較高的商務辦公區。

車輛段主要功能區位于地下，包括停車列檢庫(停車48列位)、聯合檢修庫、不落輪鏇庫、洗車庫、平板車庫等，其中停車列檢庫上部建設辦公樓及配套小汽車停車場；聯合檢修庫屋頂設計為綠化屋面，供廠區人員使用；地面部分包括信號樓、公安派出所、司機公寓及綜合維修樓，形成獨立的廠前區；試車線則位于基地北側的市政道路下。基地中部為咽喉區鏤空段，上部設計為地鐵主題文化公園(見圖1)。

焦化廠車輛段的物業開發分為落地開發與蓋上開發(主要在停車列檢庫上部)兩個部分，落地開發限制條件較少，功能定位為商務辦公區，沿出入段線設置商業街；蓋上物業設置寫字樓、商業配套等非敏感公建類建筑，其中辦公部分為4棟80 m高寫字樓，分別為甲級辦公、創客辦公兩種產品類型，可滿足不同層次的企業辦公需求；在高層辦公樓的裙房部分設置2層的配套商業。在辦公樓及配套商業北側布置配套小汽車停車庫(見圖2)。

因項目緊鄰地鐵車站及公交樞紐，有著得天獨厚的公共交通出行優勢，同時為了倡導綠色出行的理念，適當縮減小汽車配套的規模，使開發價值最大化。

圖1 焦化廠車輛段總圖(地面)

圖2 車輛段上蓋開發表現圖

1.2 項目建設過程

2009年底，北京市規劃委對北京焦化廠區域145 hm2用地規劃設計進行國際招投標，其主要功能包括文化產業區、中央商務區及地鐵車輛基地三大部分。此規劃設計充分考慮了保留原工業文化遺產、區域交通體系、周邊開發環境以及此區域在未來作為副CBD的高密度開發的狀況，建議將車輛段設置于地下。從城市發展的角度看，車輛段的地下化對城市空間是十分有利的，但這種將多種功能的大型車輛基地置于地下的做法，在具體實施過程中難度較大，主要問題是如何保證地下車輛 基 地擁有良 好 的工作環境，同 時 協 調

與物業開發產生的矛盾。經過多次方案的修改完善以及初步設計調整，設計滿足了車輛段運營與物業開發的雙重需求，2014年底工程竣工驗收并投入使用運營。

2 設計特點

2.1 地下車輛基地與物業開發共生

車輛基地與物業開發的共生是一個平衡利弊、互相協調的過程，整體設計滿足了雙方的不同需求。一方面，車輛基地位于地下，會給地面開發帶來良好的環境與發展空間。焦化廠車輛段設計首先進行了用地分析，選取了車輛基地最節省用地的布局，停車列檢庫與聯合檢修庫并列布置，不落輪鏇庫、洗車庫、平板車庫等布置在進庫軌道兩側，車輛段用地僅占用了原規劃用地的3/5，剩余的用地可以進行落地開發，節約了大量開發部分的建設成本(見圖3)；另一方面，多功能的混雜會影響車輛基地的運營功能與工作條件，為改善車輛基地的條件，地面物業開發讓出一定的空間開設下沉廣場，均布的采光通風口為地下空間帶來自然的環境，同時將人員較多且長時間停留的用房(信號樓、綜合辦公樓、司機公寓、段公安樓)置于地上，形成相對獨立的院落。

圖3 地下車輛基地布局

除了布局上的相互融合，在結構上也做了一體化的設計。高層辦公樓為19層鋼框架—支撐結構(柱距為6.6 m)，下方為停車列檢庫(柱距為13.2 m)，由于平臺上、下兩部分的柱距不同，且不允許在垂直于軌道的方向設置支撐構件，所以在設備夾層內設置鋼桁架轉換結構，將平臺以上不能落地的鋼柱、鋼支撐的內力通過轉換結構有效地傳遞給底層的柱，平行軌道方向的支撐經過列檢庫層落地。在垂直軌道的方向，因列檢庫為純框架體系，結構的冗余度較低，為了提高結構在地震作用下的性能，采用鋼骨混凝土柱，并適當提高抗震性能目標，確保結構在地震作用下安全、可靠。由于開發部分與車輛段建設不同步，所以在平臺位置預留了1 m高的柱頭，便于以后開發建筑對接。

在結合了車輛基地與物業開發的需求基礎上，還有很重要的一點就是二者之間的物理分隔。車輛基地需要嚴格的安全管理，包括辦公區封閉管理、防止高空拋物、建設時序等問題，因此在設計中會設置明確的物理分隔，包括管線、平臺排水及設備用房的專屬化。焦化廠車輛段通過在停車列檢庫及上蓋開發建筑之間設置夾層，作為各類設備管線轉換、進出室外管線使用，同時也作為結構轉換的空間，簡化了車輛段與物業開發的接口關系，明確了各自的管理界面，從而滿足了地鐵車輛段建設的安全、工期時序、運營等要求。

2.2 綠色工業建筑

車輛基地作為大型工業建筑，與其他民用公共建筑相比較，從功能需求、使用性質、使用條件上都不盡相同，綠色建筑措施也有很多不同。焦化廠車輛段在綠色建筑方面做了一些對工業建筑更有針對性的創新研究。

2.2.1 節約土地資源

焦化廠車輛段是一座大型地下車輛基地，承擔了7號線全部停車、列檢與架、定修工作，原可研方案用地是32 hm2，通過梳理行車流線，緊湊布局各功能區，最終車輛段總用地面積為24.6 hm2(含代征道路、綠地用地),建設用地僅為14.05 hm2。

由于車輛段采用地下布局，且與蓋上開發、周邊開發緊密結合，與地面車輛基地的蓋上開發相比較，減少了大量平臺高差之間的交通用地，結構也更經濟合理，適于建設高層開發，為城市增加了超過40萬m2的開發面積。

2.2.2 節約能源

在工業建筑中,節約能源與普通民用建筑節能不同,首先需要分析廠區的人員分布、工況需求、能源需求,從需求入手提出能源方案。地下廠區空間分為長時間值守與短時間停留兩類，對于長時間值守的房間要做好保溫及空調設施，對短時間及局部使用等工況房間采用低溫運行、局部空調的方式。在通風采光方面，設計從總體布局開始，采用開口段及均布采光口的方式將自然光引入，減少照明用電；同時，還要考慮在夏季與過渡季充分通風，減少空調負荷(見圖4)。

圖4 地下空間通風采光示意

2.2.3 太陽能熱水

太陽能是可再生能源，在民用建筑中已經廣泛運用，并取得了很好的節能效果。在車輛段的功能用房中，根據用水需求分析，司機公寓需要大量生活熱水，因此在司機公寓樓頂設計了太陽能熱水系統(見圖5)。

2.2.4 屋頂綠化

聯合檢修庫由于大跨度、安裝吊車等基礎條件，上部不宜設置大荷載，同時為了增加綠化面積，在聯合檢修庫屋頂不再設置開發功能，而是修建了屋頂花園。屋頂花園采用薄型、輕質種植土減少了整體荷載。屋頂綠化的修建不僅可以給使用者提供室外活動空間，也增強了屋頂的保溫性能，降低了熱島強度。

圖5 司機公寓上的太陽能集熱設施

2.3 消防設計

由于焦化廠車輛段主要用房設置于地下，因此消防是設計的難點，設計中主要從總圖布局、庫房消防設施兩個方面來解決消防問題。

2.3.1 總圖布局

參照現有防火規范規定，地下戊類倉庫的防火分區是1 000 m2/個，即使參照地下停車場的要求，每個防火分區的面積在加設噴淋的情況下要控制在4 000 m2以內，每個防火分區需設2個出入口，由于地下廠段總建筑面積達18.1萬m2，按此防火分區要求整個地下廠區將開設80多個出入口，對地面交通干擾太大，也不利于車場的安全與管理。

設計首先從總圖入手，通過設置開口段，將地下廠區開敞化，使地下庫外空間達到消防安全區的要求，庫內直接向庫外安全區疏散(不用疏散到地面)；在主要庫房(停車列檢庫及聯合檢修庫)周圍形成消防環路，消防車可直接進入地下進行消防撲救。

2.3.2 庫內消防設施

停車列檢庫是車輛段內最大的單體建筑，由停車、列檢庫、附屬用房組成；主庫長345 m，寬154.2 m，建筑面積達到56 386.7 m2，建筑高度為11.8 m；停車列檢庫主庫按每股道停放2列車設計，共停放48列車。因庫體超大、超長且位于地下，所以開展了消防性能化專項研究，停車列檢庫按7個防火分區考慮，其中，停車部分劃分為4個防火分區，分別在庫中平行于軌道方向設1道防火墻，垂直于軌道方向設2道高壓細水霧進行分隔；附屬用房與停車部分以防火墻隔離，按正常防火分區劃分，共設3個防火分區(見圖6)。

圖6 停車列檢庫防火分區示意

2.4 創造良好的工作環境

如何保證車輛段工作環境的品質也是地下車輛基地的設計重點，在此項目中充分考慮了各類環境需求。首先在布局中，并不是將所有功能用房全部置于地下，而是將辦公、住宿等長時間使用的用房布置在地面，將停車、洗車等人員少、停留時間短的用房設置在地下，聯合檢修庫是員工工作時間相對較長的庫房，其屋頂高出地面約5 m，兩側開啟高側窗，頂部結合綠化開設采光天窗；其次，盡量改善地下空間環境，通過開敞段的均勻分布，保證大庫邊長的1/2都有室外采光，大庫頂的均布天窗也讓大庫內部更顯明亮；此外，通過地鐵主題公園、屋頂花園的修建也給車輛段的工作人員帶來良好的休息空間(見圖7)。

圖7 建成后效果(地下室內工作空間)

2.5 色彩在地下建筑的嘗試

良好的色彩環境給人以美的精神享受，能促進人體的生理健康。在現代化的工業企業中，工業建筑正確的色彩調節創造了舒適的勞動條件和美化的生產環境，提高了勞動生產率，保證了生產的安全。工業建筑上的色彩設計具有重要的意義，因此焦化廠車輛段把色彩設計作為建筑設計的有機部分。

設計中選取橙色、綠色、藍色作為三原色，通過分析不同的顏色特征對應不同的建筑功能，在建筑的視線高度內進行色彩設置。橙色，明度高，視覺效果好，常用作警告色，在項目中運用于停車列檢庫；藍色，給人以涼爽、純潔的感覺，在項目中運用于聯合檢修庫、洗車庫；綠色，喻意新鮮和希望，給人以安全感，在項目中運用于組合庫、靜調庫(見圖8)。

圖8 外墻色彩

通過色彩的運用，給沉悶的地下建筑穿上了靚麗的外衣，創造了舒適愉快的工作環境。色彩設計對于地下車輛段而言，顯示了非同一般的意義。

2.6 管線總體規劃

地鐵地下車輛段相對于地上車輛段有著更為復雜的管線分布，同時因為地下車輛段采用混凝土筏板基礎，傳統車輛段室外管線覆土直埋的方式也變得不可行，因此統籌考慮車輛段“室內、室外”、“天上、地下”的管線分布，協調管線與結構基礎的關系，對于地下車輛段設計也是尤為重要的一個環節。

對于焦化廠車輛段而言，在綜合考慮了各專業管線特點、與結構之間關系的前提下，本著節省工程造價的原則，對管線規劃自下而上提出了以下的處理原則：

對于尺寸較大、數量較少的供電管溝、信號管溝、水暖管溝等，采用在結構底板局部拉槽設置管溝、布設管線的方式解決；對于尺寸較小、數量較多的排水溝、供電管溝、信號管溝、水暖管溝等，采用在軌面和結構底板之間設置墊層，在墊層內布設管溝、管線的方式解決；可以沿結構側墻敷設的管線通過在側墻設置支架的方式解決；其余管線考慮敷設在結構頂板下方，設置綜合支吊架系統，綜合解決各專業管線敷設(見圖9)。

圖9 庫內外管線敷設

通過在設計階段就縝密考慮管線排布，使得在建設階段管線安裝有序、經濟、合理。而外露在頂板下方的整齊、有序列的管線，也成為地下車輛段建筑的一道靚麗風景。

3 地下車輛基地對城市發展的影響

3.1 提升土地價值

車輛基地規模較大，廠房及生產用房單體建筑較多，傳統車輛基地建設需占用大量城市土地，這與日益緊缺的城市土地資源間產生了難以調和的矛盾。車輛基地位于地下，并與城市空間一體化建設，立體化發展是解決目前城市面臨的土地資源緊張、土地利用率不高問題的主要途徑。

3.2 優化城市面貌

以往的車輛基地中停車庫、聯合檢修庫、洗車庫等都是地面單層建筑，除了封閉式的廠房外，軌道、信號燈設備都是開敞設置，總體形象很難與城市環境相融合，對城市周邊開發也會帶來不利影響。

地下車輛基地與城市空間一體化建設將軌道、廠區置于地下，地面更注重開發的品質與景觀設計，總體形態與其他城市形態無異，實現建筑設計與自然環境的完美結合，可改善城市的環境。

3.3 改善周邊交通

傳統的地面車輛基地，由于地鐵從地下爬升到地面所需用地、試車線的長度要求以及建設規模的需求，往往使得一個地面車輛基地用地在15～30 hm2之間，通常車輛段(含試車線)的長邊會達到1.5 km，按現在城市300～500 m道路間隔計算，會阻斷2～4條城市道路，打斷了城市總體規劃格局的城市路網，對于周邊區域交通與市政設施影響較大。

焦化廠車輛段地下車輛基地的主體建筑均置于地下，使城市地面道路格局得以保留，適宜的街區尺度也為周邊開發帶來了便利條件(見圖10)。

圖10 焦化廠車輛段上部路網分析

4 制約地下車輛基地發展的因素與解決方案

地下車輛基地對于土地集約利用、改善城市風貌、優化城市格局等有著顯而易見的優勢，但選用地下車輛基地形式有幾項重要的制約因素在前期決策階段要充分考慮。

4.1 開發政策

綜合開發是在軌道交通用地上進行，需與當地的土地、規劃等相關主管部門協調建設模式。對于城市軌道交通用地，既要考慮軌道交通主體建設與站場周邊商業性開發的區別，分類實行劃撥供地和有償使用，又要考慮站場綜合開發利用與軌道交通主體建設的內在關聯，更要考慮發揮市場在土地資源配置中的決定性作用，防止造成開發主體的唯一性和排斥市場競爭[4]。

4.2 工程造價

相比傳統的地上車輛基地，地下車輛基地會帶來工程建設成本的增加，額外產生的工程投資必然要通過綜合開發利用產生的收益來進行平衡，所以在決定建設地下車輛基地前，必須先規劃綜合開發利用的模式、確定建設規模等，做好經濟測算。

4.3 建設周期

相比傳統的地上車輛基地，地下車輛基地建設周期延長，而軌道交通項目通常總體建設周期緊張，通車運營時間節點控制嚴格，所以在決定實施地下車輛基地的初期，要統籌考慮全線的建設周期，以免因為單個工點影響全線的通車運營。

4.4 安全問題

相比傳統的地上車輛基地，地下車輛基地需要增加消防、防排水等專項設計。通常地下車輛基地的消防設計不能完全按現行地下消防規范執行，需要進行消防性能化設計，也要增加一定的設計時間。根據性能化要求，采用耐火極限滿足消防要求的結構頂板作為上部物業開發的疏散平臺，用作上下部分的分隔[5]；而防排水設計對于地下車輛基地而言尤為重要，特別是在南方多雨的地區與土質疏松的地區，要根據不同的項目特點進行專項設計，以杜絕隱患。

4.5 工作環境

相比傳統的地上車輛基地，地下車輛基地封閉、沒有側向開窗條件，因此，提升車輛基地工作人員的工作環境品質，需要通過專項設計解決地下空間的自然采光、通風等問題，合理的場地布局、采光通風口設置是改善工作環境的關鍵。

5 結語

隨著軌道交通事業的迅猛發展，軌道交通與城市發展的協調關系越來越受到重視，目前已經提升到國家層面[6]。車輛基地綜合開發在保持自身封閉特性的同時，復合了多樣化的城市功能。復合式隸屬于當代城市綜合體建設范疇，是今后車輛段綜合開發的一大主要功能定位趨勢[7]，地下車輛基地相比地上車輛基地，在土地集約利用、城市面貌、交通等方面對城市發展更具優勢，但由于建設成本、建設時間、消防等方面的問題，地下車輛基地要根據城市發展的整體規劃與經濟發展水平，因地制宜地進行建設，且應與物業開發同步設計、建設，才能達到綜合效益的最大化。

[1] 楊華，張春曉.城市軌道交通車輛段綜合開發規劃設計初探[J].南方建筑,2016(1)：115-122.

[2] 渡邊晴朗.名古屋市營地下鐵の概況[J].鐵道土木,1983(2):17-25.

[3] 廖永林，雷愛先.城軌車輛段綜合開發利用節地研究[J].中國土地,2015(3)：18-21.

[4] 閆雪燕，崔屹，付勇.城市軌道交通車輛段物業開發研究[J].都市快軌交通，2014，27(6)：31-35.

[5] 紀誠，金山.城市軌道交通車輛段綜合利用操作模式創新[J].都市快軌交通，2014，27(1)：28-32.

[6] 陳麗君.城市軌道交通站點功能定位方法研究[D].南京：東南大學，2009.

(編輯：郝京紅)

Practice of Underground Vehicle Base for Urban Rail Transit

Liu Jing Wang Yutong Liu Jianhong

(Beijing Urban Construction Design&Development Group Co., Ltd., Beijing 100037)

As Beijing's first large underground vehicle base for urban rail transit, Jiaohuachang vehicle base made a significant attempt in the comprehensive utilization of urban space, coordination with city appearance，update the surrounding traffic and so on.The paper describes the design pattern and characteristics of Jiaohuachang vehicle base, and analyzes the constraints and solutions for the development of underground vehicle base.The authors put forward that the maximum comprehensive efficiency could be obtained considering the synchronized design and reasonable construction with the property development in terms of the overall planning of urban development and the level of economic development.

urban rail transit；underground vehicle base； green industrial building； intensive land use；property development

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.06.007

2016-09-25

2016-11-30

劉京，女，教授級高級工程師，副總建筑師，長期從事地鐵一體化開發的研究與設計工作，jingliucom@126.com

U231

A

1672-6073(2016)06-0031-06