有上蓋開(kāi)發(fā)的地鐵車(chē)輛段設(shè)計(jì)

溫 清

(中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,200070,上海∥高級(jí)工程師)

有上蓋開(kāi)發(fā)的地鐵車(chē)輛段設(shè)計(jì)

溫 清

(中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,200070,上海∥高級(jí)工程師)

在當(dāng)今土地資源日益緊缺的形勢(shì)下,地鐵車(chē)輛段上蓋開(kāi)發(fā)利用已成為一種趨勢(shì)，但車(chē)輛段的上蓋開(kāi)發(fā)使得車(chē)輛段的設(shè)計(jì)趨于復(fù)雜。分析了上蓋開(kāi)發(fā)對(duì)車(chē)輛段設(shè)計(jì)的影響,從車(chē)輛段結(jié)構(gòu)型式、車(chē)輛段上蓋屋面、消防、室外綜合管線等方面介紹了有上蓋開(kāi)發(fā)的車(chē)輛段設(shè)計(jì)，總結(jié)了相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。應(yīng)在保證滿足車(chē)輛段的規(guī)模功能及運(yùn)營(yíng)安全的基礎(chǔ)上,最大化地兼顧車(chē)輛段上蓋開(kāi)發(fā)的需求。

地鐵; 車(chē)輛段; 上蓋開(kāi)發(fā); 綜合設(shè)計(jì)

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

地鐵車(chē)輛段占地大,建筑密度小,上部發(fā)展空間大；而且車(chē)輛段用地有與城市道路相連接，又有城市各種市政管線及通信引入；因此，在當(dāng)前土地資源越來(lái)越稀缺的趨勢(shì)下,地鐵車(chē)輛段的上蓋開(kāi)發(fā)利用具有明顯的優(yōu)勢(shì)。庫(kù)頂開(kāi)發(fā)是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題,已引起國(guó)內(nèi)同行的關(guān)注。

車(chē)輛段的用地規(guī)模取決于其承擔(dān)的具體功能和本線配屬列車(chē)的數(shù)量，建標(biāo)104—2008《城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》[1]給出了車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)的占地標(biāo)準(zhǔn)。

車(chē)輛段(含定修段)按功能劃分為出入段線區(qū)域、咽喉區(qū)域、檢修庫(kù)區(qū)域、運(yùn)用庫(kù)區(qū)域及輔助設(shè)施區(qū)域;停車(chē)場(chǎng)則無(wú)檢修庫(kù)區(qū)域。段場(chǎng)的咽喉區(qū)由于股道多、線間距小、無(wú)規(guī)則,對(duì)上蓋開(kāi)發(fā)的柱網(wǎng)布置制約較多,且柱網(wǎng)不方便運(yùn)營(yíng)瞭望,影響列車(chē)出入段能力,故咽喉區(qū)開(kāi)發(fā)需慎重。檢修庫(kù)因檢修工藝需求，庫(kù)房必須是大跨度、大開(kāi)間,其對(duì)上蓋開(kāi)發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)有制約,故上、下部需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)布局。運(yùn)用庫(kù)內(nèi)股道布置有規(guī)律,可結(jié)合上蓋開(kāi)發(fā)需要布置為1線庫(kù)、2線庫(kù)或3線庫(kù)。出入段線區(qū)域用地為窄長(zhǎng)形狀,多數(shù)為敞開(kāi)段,開(kāi)發(fā)效率低,不建議開(kāi)發(fā)。

1 上蓋開(kāi)發(fā)方案對(duì)車(chē)輛段設(shè)計(jì)影響分析

車(chē)輛段的上蓋開(kāi)發(fā),使得車(chē)輛段的設(shè)計(jì)復(fù)雜化，因此，在車(chē)輛段的規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，需綜合統(tǒng)籌協(xié)調(diào)由于上蓋開(kāi)發(fā)而引起的車(chē)輛段布局調(diào)整。

1.1 對(duì)車(chē)庫(kù)布置的影響

車(chē)輛段各種車(chē)庫(kù)有關(guān)部位的最小尺寸根據(jù)GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]規(guī)定的要求布置,蓋下結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)的設(shè)置除了滿足車(chē)輛段的功能需求外,還要滿足上蓋開(kāi)發(fā)荷載、施工荷載等的預(yù)留。

以停車(chē)列檢庫(kù)為例,停車(chē)列檢庫(kù)開(kāi)發(fā)方案和不開(kāi)發(fā)方案的股道線間距布置如圖1、圖2所示。可以看出,為滿足上蓋開(kāi)發(fā)的需要,8停車(chē)列檢庫(kù)由1跨4線庫(kù)調(diào)整為1線1跨庫(kù),庫(kù)的跨度增加約40%,具體增加的寬度與上蓋開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸、上蓋的結(jié)構(gòu)型式及上蓋開(kāi)發(fā)的強(qiáng)度密切相關(guān)。

1.2 對(duì)總平面布局的影響

根據(jù)站段關(guān)系,車(chē)輛段分為貫通式布置和盡端式布置。貫通式布置指運(yùn)用庫(kù)庫(kù)線貫通式布置,庫(kù)兩端均設(shè)置咽喉岔區(qū),并設(shè)置出入段線分別與兩個(gè)車(chē)站(或區(qū)間)接軌,兩個(gè)咽喉區(qū)通過(guò)走行線連通。盡端式布置指運(yùn)用庫(kù)只有一個(gè)方向與正線車(chē)站接軌。由于用地限制,車(chē)輛段常采用盡端式布置。盡端式布置又分為順向并列式布置和反向縱列式布置兩種。其中，順向并列式布置為檢修庫(kù)和運(yùn)用庫(kù)并列布置,運(yùn)用庫(kù)和檢修庫(kù)通過(guò)咽喉岔區(qū)的牽出線連接;反向縱列式布置為檢修庫(kù)和運(yùn)用庫(kù)縱列布置,運(yùn)用和檢修作業(yè)之間需“之”字形折返調(diào)車(chē),增加列車(chē)的調(diào)車(chē)作業(yè)時(shí)間。在用地面積緊張的情況下,可以選擇反向縱列式布置方案[3]。

圖1 停車(chē)列檢庫(kù)不開(kāi)發(fā)方案

圖2 停車(chē)列檢庫(kù)開(kāi)發(fā)方案

在規(guī)模、功能、設(shè)施相同的前提下,按48列位停車(chē)列檢庫(kù)(1線2列位)、5列位周月檢庫(kù)(1線1列位)、3列位定臨修庫(kù)、1列位靜調(diào)庫(kù)、工程車(chē)庫(kù)線及洗車(chē)線、鏇輪線、試車(chē)線與配套設(shè)施,在同等規(guī)劃的用地范圍條件下,分別按有上蓋開(kāi)發(fā)和無(wú)上蓋開(kāi)發(fā)做方案研究。

(1) 無(wú)上蓋開(kāi)發(fā)定修段方案：將停車(chē)列檢庫(kù)、周月檢庫(kù)、鏇輪庫(kù)組合為運(yùn)用庫(kù),將定臨修、靜調(diào)庫(kù)組合為檢修庫(kù),均按順向并列盡端式布置；洗車(chē)庫(kù)平行布置于車(chē)輛段入段線一側(cè)；工程車(chē)庫(kù)、材料線順向布置于咽喉區(qū)；試車(chē)線緊鄰車(chē)輛段圍墻設(shè)置(如圖3所示)。應(yīng)使定修段工藝合理順暢,列車(chē)出入段方便快捷。

(2) 有上蓋開(kāi)發(fā)定修段方案：在規(guī)劃用地寬度范圍受到限制的情況下,由于運(yùn)用庫(kù)、檢修庫(kù)的跨度增大,定修段的工藝布置由順向并列式調(diào)整為反向縱列式布置方案,如圖4所示。該方案能滿足定修段的規(guī)模功能及列車(chē)檢修工藝需求,并兼顧了上蓋開(kāi)發(fā)的需求,達(dá)到了項(xiàng)目整體最優(yōu)的目的。

圖3 無(wú)上蓋開(kāi)發(fā)定修段總平面布置

圖4 有上蓋開(kāi)發(fā)車(chē)輛段(定修段)總平面布置

2 有上蓋開(kāi)發(fā)的車(chē)輛段設(shè)計(jì)

2.1 車(chē)輛段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

無(wú)上蓋開(kāi)發(fā)的車(chē)輛段,各車(chē)庫(kù)多為單層建筑,只要滿足工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的荷載、安全、防水、保溫等要求即可,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。有上蓋開(kāi)發(fā)的車(chē)輛段,其上蓋蓋體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須與蓋板下部結(jié)構(gòu)統(tǒng)籌考慮,下部車(chē)輛段結(jié)構(gòu)要充分預(yù)留上部建筑結(jié)構(gòu)的各類(lèi)荷載,包括施工荷載。

有上蓋開(kāi)發(fā)的車(chē)輛段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型式依據(jù)上蓋開(kāi)發(fā)的需求有剪力墻直接落地、核心筒落地、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換等各種組合方式。車(chē)輛段通常設(shè)有停車(chē)列檢庫(kù)、檢修庫(kù)及咽喉區(qū)等，停車(chē)列檢庫(kù)區(qū)域柱網(wǎng)可沿股道布置,采用剪力墻或核心筒落地的布置形式;咽喉區(qū)域由于曲線多、道岔多、股道之間間距較小,不利于建筑結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置,結(jié)構(gòu)剪力墻不能完全落地,該區(qū)域的結(jié)構(gòu)型式可采用多層框架結(jié)構(gòu)；檢修庫(kù)區(qū)域由于受檢修庫(kù)工藝、股道的限制,柱網(wǎng)跨度較大，剪力墻不能直接落地,需采用結(jié)構(gòu)局部轉(zhuǎn)換或全轉(zhuǎn)換。

具體采用哪種結(jié)構(gòu)型式，與上蓋開(kāi)發(fā)的業(yè)態(tài)密切相關(guān)。選擇結(jié)構(gòu)型式時(shí),必須充分考慮柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置,確保與車(chē)輛段預(yù)留接口準(zhǔn)確對(duì)接。上蓋蓋體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型式確定后,對(duì)車(chē)輛段的設(shè)計(jì)、建設(shè)，以及上蓋開(kāi)發(fā)的業(yè)態(tài)、開(kāi)發(fā)內(nèi)容、模式等具有很大的制約作用。

2.2 車(chē)輛段上蓋屋面設(shè)計(jì)

對(duì)于上蓋開(kāi)發(fā)的車(chē)輛段,車(chē)輛段屋面的平臺(tái)既是車(chē)輛段的屋頂,也是上蓋開(kāi)發(fā)的地板面,通常稱(chēng)為首層蓋板,其設(shè)計(jì)要復(fù)雜許多。

首層蓋板上的物業(yè)開(kāi)發(fā)對(duì)蓋板以下車(chē)輛段功能產(chǎn)生影響，如消防、減振降噪、蓋板施工荷載預(yù)留、交通研究、蓋板上下水、機(jī)電設(shè)備管溝通道設(shè)計(jì)、蓋板與地面管溝通道預(yù)留等，均須與車(chē)輛段同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工,要提供上蓋開(kāi)發(fā)需要的各種條件及預(yù)留的接口,為上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)做好預(yù)留,同時(shí)要充分考慮分期施工,避免重復(fù)投資,做到永久設(shè)施和臨時(shí)過(guò)渡設(shè)施相結(jié)合。例如，某車(chē)輛段雨水系統(tǒng)與上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)完全獨(dú)立設(shè)置，車(chē)輛段內(nèi)雨水由車(chē)輛段室外雨水管線集中收集后排放至市政雨水管線及周邊河道中；蓋板設(shè)置虹吸系統(tǒng),在物業(yè)開(kāi)發(fā)未建成之前可排放雨水，待上蓋建成之后,可為上蓋開(kāi)發(fā)的停車(chē)庫(kù)排水,達(dá)到了節(jié)約投資的目的。

2.3 消防設(shè)計(jì)

車(chē)輛段各車(chē)庫(kù)屬于工業(yè)類(lèi)廠房建筑,而上蓋開(kāi)發(fā)的住宅等建筑屬于普通民用建筑,兩類(lèi)建筑需緊密地結(jié)合為一體。目前我國(guó)還沒(méi)有針對(duì)此類(lèi)建筑的規(guī)范[4],因此,上蓋、下蓋消防設(shè)施如何配備成為消防設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

車(chē)輛段蓋下的消防設(shè)計(jì)主要以GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的工業(yè)廠房為依據(jù),參照《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》報(bào)批稿進(jìn)行。當(dāng)車(chē)輛段上蓋開(kāi)發(fā)規(guī)模較大時(shí),通常需要委托具備相關(guān)資質(zhì)的研究單位進(jìn)行消防性能化專(zhuān)題研究,并邀請(qǐng)專(zhuān)家及消防局對(duì)消防性能化研究報(bào)告進(jìn)行評(píng)審。車(chē)輛段消防設(shè)計(jì)以通過(guò)評(píng)審的消防性能化研究結(jié)論為設(shè)計(jì)依據(jù),充分保證上蓋、下蓋部分的消防安全。

2.4 室外綜合管線設(shè)計(jì)

車(chē)輛段室外綜合管線主要由給排水系統(tǒng)(給水、排水、污水、消防水等)、供電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)(通信、信號(hào)、安防等)、站場(chǎng)排水溝、壓縮空氣管道系統(tǒng)、熱力管道系統(tǒng)、煤氣管道系統(tǒng)等組成。上蓋室外管線主要有雨水、污水、廢水、給水、電力電纜、電信電纜、燃?xì)夤艿仁姓芫€。基于車(chē)輛段各車(chē)庫(kù)為工業(yè)類(lèi)建筑,上蓋為民用建筑,故上蓋的各類(lèi)管線及管道應(yīng)自成體系,原則上不與蓋下車(chē)輛段的管線匯總合用。但上蓋需要落地的各管線要結(jié)合車(chē)輛段室外綜合管線統(tǒng)籌平衡。為保證上蓋蓋板的整體性,上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)的管線、設(shè)備房、構(gòu)筑物等應(yīng)盡量在蓋板上布置,管線盡量不穿越上蓋蓋板進(jìn)入車(chē)輛段;上蓋污廢水排水管道、雨水排水管道、電纜、電線等需要落地的管線沿車(chē)輛段建筑外墻落至±0.00地面,再與車(chē)輛段內(nèi)的室外管線綜合平衡,且相對(duì)獨(dú)立分別接入上蓋市政接口。圖5所示上蓋雨水排水系統(tǒng)與蓋下車(chē)輛段的雨水排水系統(tǒng)在±0.00以上應(yīng)完全獨(dú)立,在±0.00以下宜合并使用,以節(jié)約空間。

圖5 蓋板屋面排水設(shè)計(jì)示意圖

考慮到地鐵運(yùn)營(yíng)及維護(hù)應(yīng)不受上蓋開(kāi)發(fā)的干擾,車(chē)輛段綜合管線必須與上蓋開(kāi)發(fā)的各類(lèi)管線落地同時(shí)規(guī)劃設(shè)計(jì)施工,并為上蓋提供良好的使用條件。

3 上蓋開(kāi)發(fā)車(chē)輛段設(shè)計(jì)要點(diǎn)

車(chē)輛段上蓋開(kāi)發(fā)首先要符合城市規(guī)劃原則。車(chē)輛段工藝設(shè)計(jì)要兼顧上蓋開(kāi)發(fā)需求,而上蓋開(kāi)發(fā)項(xiàng)目要符合市場(chǎng)需求,體現(xiàn)集約用地的原則,并結(jié)合周邊環(huán)境、地形等自然因素。車(chē)輛段上蓋建筑為工業(yè)建筑與民用建筑的混合體，而我國(guó)目前暫無(wú)針對(duì)此類(lèi)建筑的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，故只能根據(jù)專(zhuān)業(yè)來(lái)參考現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范。此工程中，消防專(zhuān)業(yè)根據(jù)GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》與《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(報(bào)批稿)設(shè)計(jì)；交通系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)以GB 50187—2012《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50220—1995《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》及CJJ 37—2012《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》相結(jié)合為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以車(chē)輛段的安全運(yùn)營(yíng)為首要前提條件，使車(chē)輛段的蓋上功能和蓋下功能獨(dú)立、互不干涉，使道路及出入口各自獨(dú)立。因此，車(chē)輛段設(shè)計(jì)在滿足功能、規(guī)模、合理的工藝流程和技術(shù)條件及安全的基礎(chǔ)上,各功能用房應(yīng)為上部開(kāi)發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)提供較好的布局靈活性,并充分考慮分期施工的預(yù)留條件。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:

(1) 上蓋開(kāi)發(fā)須與車(chē)輛段同步規(guī)劃設(shè)計(jì)。車(chē)輛段及上蓋物業(yè)是巨大的系統(tǒng)工程,兩者之間關(guān)系復(fù)雜,相互制約。現(xiàn)行的規(guī)劃管理、土地管理、投資建設(shè)模式、開(kāi)發(fā)體制、成本與績(jī)效等均影響上蓋開(kāi)發(fā)的內(nèi)容,因此，在車(chē)輛段設(shè)計(jì)初始階段應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)上蓋開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),并與地鐵公司、開(kāi)發(fā)建設(shè)方，以及市政、消防、規(guī)劃等管理部門(mén)充分協(xié)調(diào),重點(diǎn)解決消防、交通組織、環(huán)境振動(dòng)噪聲控制、結(jié)構(gòu)超限審查、上蓋開(kāi)發(fā)高度、地鐵運(yùn)營(yíng)安全及環(huán)境、物理界面劃分等問(wèn)題；建設(shè)前應(yīng)對(duì)車(chē)輛段與上蓋物業(yè)及其周邊區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,綜合開(kāi)發(fā),避免地鐵車(chē)輛段設(shè)計(jì)反復(fù)及地鐵開(kāi)通后上蓋物業(yè)施工干擾地鐵正常運(yùn)營(yíng)。

(2) 綜合考慮車(chē)輛段功能、運(yùn)營(yíng)安全、開(kāi)發(fā)的投資收益、周邊環(huán)境等確定上蓋開(kāi)發(fā)的強(qiáng)度。車(chē)輛段上蓋開(kāi)發(fā)被期望于成為緩解城市軌道交通投資壓力、實(shí)現(xiàn)土地開(kāi)發(fā)反哺軌道交通建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的方法和路徑之一，其上蓋業(yè)態(tài)的定位與后期資金收益息息相關(guān)[5]。上蓋開(kāi)發(fā)強(qiáng)度的確定,應(yīng)以滿足車(chē)輛段功能設(shè)施后的結(jié)構(gòu)為主要限制條件,確保上蓋建筑不對(duì)車(chē)輛段內(nèi)部設(shè)施造成任何負(fù)面影響。首先，上蓋開(kāi)發(fā)的布局需符合車(chē)輛段軌道及功能用房的結(jié)構(gòu)和工程要求,其次，從開(kāi)發(fā)的投資收益角度,結(jié)合地區(qū)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度控制要求及城市周邊的環(huán)境綜合研究確定上蓋開(kāi)發(fā)的強(qiáng)度,達(dá)到車(chē)輛段與上蓋開(kāi)發(fā)綜合效益整體最優(yōu)的目的。

(3) 消防設(shè)計(jì)。地鐵車(chē)輛段上蓋開(kāi)發(fā)將兩種不同性質(zhì)的建筑進(jìn)行組合建造,而現(xiàn)行防火規(guī)范未涵蓋此類(lèi)建筑,故有上蓋的車(chē)輛段設(shè)計(jì)面臨無(wú)規(guī)范可循的尷尬境地,存在一系列的消防設(shè)計(jì)問(wèn)題亟待解決。主要問(wèn)題為上蓋物業(yè)與蓋下車(chē)輛段之間的防火分隔、防火分區(qū)面積超標(biāo)及應(yīng)對(duì)措施、成本分析等。應(yīng)結(jié)合建筑的功能需求,對(duì)規(guī)范未規(guī)定及超出規(guī)范要求的地方采取其他加強(qiáng)措施,以達(dá)到與規(guī)范要求相當(dāng)?shù)陌踩健?/p>

4 結(jié)語(yǔ)

有上蓋開(kāi)發(fā)的車(chē)輛段設(shè)計(jì),應(yīng)以?xún)?yōu)先滿足車(chē)輛段的功能使用和安全運(yùn)營(yíng)為前提,在保證車(chē)輛段功能、規(guī)模的基礎(chǔ)上,同步規(guī)劃設(shè)計(jì)蓋板上、下的功能布局。同時(shí)，結(jié)合車(chē)輛段周邊資源優(yōu)勢(shì)和地形條件,依據(jù)上蓋開(kāi)發(fā)的需求優(yōu)化車(chē)輛段設(shè)計(jì)。車(chē)輛段建筑結(jié)構(gòu)布局應(yīng)做多方案?jìng)溥x,控制投資,必要時(shí)做專(zhuān)題研究,以滿足城市規(guī)劃及城市景觀的要求,為車(chē)輛段上蓋開(kāi)發(fā)及分期實(shí)施奠定基礎(chǔ),達(dá)到項(xiàng)目整體最優(yōu)。

[1] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.城市軌道交通工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)：建標(biāo)104—2008[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2008.

[2] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范:GB 50157—2013[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2013.

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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)