城市軌道交通車輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高研究

曹萍

（中鐵武漢勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 730074）

城市軌道交通車輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高研究

曹萍

（中鐵武漢勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 730074）

城市軌道交通車輛段/停車場(chǎng)場(chǎng)坪標(biāo)高的確定，既要滿足生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的要求，又要兼顧經(jīng)濟(jì)合理性。本文分析了影響場(chǎng)坪標(biāo)高的因素，并結(jié)合工程實(shí)例說(shuō)明了場(chǎng)坪標(biāo)高的特殊設(shè)計(jì)案例，具有一定的參考價(jià)值。

軌道交通車輛段；場(chǎng)坪標(biāo)高

城市軌道交通線路依據(jù)線路情況，并結(jié)合城市用地設(shè)置車輛段（停車場(chǎng)），車輛段（停車場(chǎng)）是保證地鐵正常運(yùn)營(yíng)的后勤基地，主要功能有車輛停放及日常保養(yǎng)、列車救援功能、系統(tǒng)維修功能及部分材料、備件的儲(chǔ)存、保管和供應(yīng)工作等。車輛基地配屬有綜合維修中心、物質(zhì)總庫(kù)和培訓(xùn)中心以及必要的辦公、生活設(shè)施等，是地鐵正常運(yùn)營(yíng)所必需的設(shè)備和設(shè)施。車輛基地屬大型建設(shè)工程，投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)，屬于百年工程，必需按照百年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防洪設(shè)計(jì)。

按照 《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》［1］（GB50157-2013）第27.10.2條規(guī)定，站場(chǎng)線路路肩高程應(yīng)根據(jù)基地附近內(nèi)澇水位和周邊道路高程設(shè)計(jì)。沿河或江河附近地區(qū)車輛基地的車場(chǎng)線路路肩設(shè)計(jì)高程應(yīng)不小于1/ 100洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)的潮水位、波浪爬高值和安全高之和。然而，車輛基地場(chǎng)坪越高，所需土石方越巨大，從而大大提高了建設(shè)成本，因此，車輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高的確定，既要保證場(chǎng)內(nèi)設(shè)施的安全可靠，又要兼顧經(jīng)濟(jì)合理性。

1 車輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高影響因素分析

路肩高程，應(yīng)保證路基面不受水的影響，即不受洪水淹沒，影響行車，并在地下水最高水位時(shí)，不因毛細(xì)水上升至路基面使土的濕度增加而降低路基面土的強(qiáng)度和承載力或發(fā)生凍脹、翻漿等現(xiàn)象。同時(shí)場(chǎng)坪應(yīng)排水良好，不內(nèi)澇，不積水。因此車輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高的確定主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。

1.1 防洪的要求

車輛基地是百年工程，場(chǎng)坪高程及水溝設(shè)計(jì)均需按照1/100洪水頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證車輛基地的安全。若車輛基地已經(jīng)在防洪堤的保護(hù)范圍內(nèi)，則不必另行考慮防洪的需求。

1.2 內(nèi)澇水位

車輛基地是地鐵線路的一部分，一般位于城市郊區(qū)甚至城區(qū)，受到城市排水系統(tǒng)的限制。城市地下排水管網(wǎng)一般出口設(shè)置在大型湖泊。以武漢為例，市內(nèi)各湖泊按照連通關(guān)系分為不同水系，各水系出口均為長(zhǎng)江。在非汛期，各水系通過閘口排入長(zhǎng)江，汛期長(zhǎng)江水位提升，各水系通過泵站抽排入長(zhǎng)江，各水系均規(guī)定了控制水位，一旦超過控制水位，泵站開啟抽排水入長(zhǎng)江，故該水系的內(nèi)澇水位可按控制水位確定，車輛基地的場(chǎng)坪標(biāo)高為內(nèi)澇水位加安全高確定。

以上確定的內(nèi)澇水位是基于湖泊的控制水位，一般較城市用地低，當(dāng)車輛基地距離該水系很近，且基地附近地勢(shì)低洼時(shí)，才具有參考意義。一般情況下，由于城市管網(wǎng)能力不足或者管網(wǎng)不完善，暴雨情況下一時(shí)無(wú)法排除，造成局部漬水不退，形成內(nèi)澇，這種情況下，為了防止車輛基地被水浸泡，要求場(chǎng)坪標(biāo)高不能低于周圍道路標(biāo)高，規(guī)劃道路標(biāo)高優(yōu)先具有參考價(jià)值。若周圍道路起伏較小，則場(chǎng)坪標(biāo)高可高于道路平均高程0.5m即可，若道路起伏較大，則高于最底高程0.5m即可，并參考附近企業(yè)、住宅標(biāo)高進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.3 出入線的影響

車輛基地由接軌站引出后，以一定的坡度引入車輛基地。按照《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（Gb50157-2013）出入場(chǎng)線的最大坡度宜采用40‰。在實(shí)際工程中，為了保證列車安全，出入場(chǎng)線最大坡度常小于40‰，出入場(chǎng)線由地下車站或者高架車站引出，由于最大坡度的限制，以最大坡度爬升或者下降到車輛基地時(shí)，車輛基地的最高或者最低場(chǎng)坪高程就因此受到限制。

1.4 場(chǎng)區(qū)排水要求

車輛基地的排水分三個(gè)部分，分別是排水溝、排水管和涵洞，三者的設(shè)計(jì)參數(shù)并不相同,對(duì)場(chǎng)坪標(biāo)高的影響也不相同。

1）站場(chǎng)排水溝。車輛基地在股道間及場(chǎng)坪一周設(shè)置一圈排水溝，最終排向市政管網(wǎng)，或者自然河溝，站場(chǎng)排水溝一般條件下坡度為2‰，困難條件下為1‰，排水溝終點(diǎn)應(yīng)高于市政管網(wǎng)或者自然河溝的百年水溝0.5m，為保證排水溝雨水及時(shí)排出，場(chǎng)坪必須滿足排水溝的設(shè)置要求。

2）排水管。車輛基地的大型建筑物屋面及路面雨水需要經(jīng)排水管排出場(chǎng)外，排水管的設(shè)置需滿足最小埋深、不同管徑管頂平接增大埋深、最小坡度等等，同時(shí)與接口市政管網(wǎng)或者自然水溝需要預(yù)留安全高0.5m，因此為保證場(chǎng)內(nèi)排水管雨水良好排出場(chǎng)外，對(duì)場(chǎng)坪的最小標(biāo)高需要滿足設(shè)置排水管的要求。

3）排水箱涵。車輛基地設(shè)置排水箱涵有利于設(shè)置各種軌道間綜合管線，排水箱涵同樣需要滿足最小埋深、最小坡度的要求，同時(shí)出口也收到接口市政管網(wǎng)或者自然河溝百年水位的限制。

1.5 與周圍市政道路銜接

車輛基地一般設(shè)置兩個(gè)通段（場(chǎng)）道路，該通段（場(chǎng)）道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可參考廠礦道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范規(guī)定最大縱坡不宜大于6%，在城市道路高程一定的情況下，對(duì)場(chǎng)坪標(biāo)高高程范圍有了一定限制，場(chǎng)坪標(biāo)高太高或者太低，都無(wú)法與市政道路合理銜接。

1.6 工程費(fèi)用

車輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高越高，填方越多，需外購(gòu)大量土石方，提高了工程費(fèi)用；場(chǎng)坪標(biāo)高越低，挖方越多，外運(yùn)土方亦會(huì)增加工程費(fèi)用，因此，車輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高在滿足上述要求外，盡量做到填挖平衡，有利于節(jié)省工程費(fèi)用。

2 特殊場(chǎng)坪設(shè)計(jì)

一般情況下，車輛基地場(chǎng)坪范圍內(nèi)是平坡，平整的場(chǎng)地對(duì)建設(shè)施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)都十分有利。但在實(shí)際工程項(xiàng)目中，由于城市用地緊張，車輛基地用地往往選址十分困難，地塊的規(guī)模、周邊環(huán)境均對(duì)車輛段的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，很多車輛基地內(nèi)場(chǎng)坪無(wú)法做到整平等高，這時(shí)車輛段采用不等高的場(chǎng)坪豎向標(biāo)高就凸顯出巨大優(yōu)勢(shì)。下面結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 利用咽喉區(qū)坡度提高庫(kù)房區(qū)場(chǎng)坪高程

隨著城市的發(fā)展，出現(xiàn)了諸多城市病，交通擁堵首當(dāng)其沖，這時(shí)候公共交通，特別是大運(yùn)量的軌道交通就應(yīng)運(yùn)而生，因此，軌道交通是城市發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物。軌道交通建設(shè)時(shí)，已經(jīng)建成的鐵路、公路等，都會(huì)對(duì)軌道交通的設(shè)計(jì)行車制約性因素，下面以武漢軌道交通5號(hào)線工人村車輛段為例。

武漢地鐵5號(hào)線于青山區(qū)設(shè)置工人村車輛段，該車輛段受用地限制，東西向長(zhǎng)度約985.0m，并且出入段線自地下站都市工業(yè)園站接軌后，下穿中石化鐵路專用線，該專用線緊鄰場(chǎng)址。如圖1所示。

圖1 工人村車輛段場(chǎng)坪標(biāo)高分析

中石化鐵路專用線是一條投入運(yùn)營(yíng)中的鐵路專用線，軌道交通出入段線下穿該鐵路，不僅兩者之間必須滿足一定的凈空要求，并且，出入段線的施工應(yīng)充分考慮對(duì)既有專用線鐵路的影響。

在項(xiàng)目前期論證中，出入段線下穿專用鐵路處采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，出入段線軌面最高標(biāo)高可以達(dá)到24.80m，之后以30‰坡度爬到終點(diǎn)時(shí)，軌面標(biāo)高31.977m，場(chǎng)坪標(biāo)高約31.34m。場(chǎng)坪標(biāo)高若定為31.34m，高于周圍道路最低點(diǎn)0.5m以上，停車場(chǎng)不會(huì)發(fā)生內(nèi)澇，但是場(chǎng)區(qū)管溝出水口要低于市政管網(wǎng)，兩者無(wú)法銜接。

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2013）6.3.2指出，咽喉區(qū)道岔區(qū)坡度不宜大于3.0‰。工人村車輛段咽喉區(qū)若按照3.0‰坡度上升，到達(dá)庫(kù)前時(shí)，軌面標(biāo)高可達(dá)33.087m，場(chǎng)坪標(biāo)高可達(dá)32.45m。

工人村車輛段咽喉道岔區(qū)采用3.0‰的坡度，解決了場(chǎng)區(qū)內(nèi)排水問題，但另一方面，由于咽喉區(qū)坡度相同，檢修庫(kù)和運(yùn)用庫(kù)庫(kù)前線路較長(zhǎng)，場(chǎng)坪標(biāo)高為32.45m，工程檢修庫(kù)前線路較短，場(chǎng)坪標(biāo)高較低，另外各種建筑物場(chǎng)坪標(biāo)高應(yīng)結(jié)合市政道路確定，整個(gè)場(chǎng)坪內(nèi)豎向標(biāo)高比較復(fù)雜，增加了設(shè)計(jì)的難度。

2.2 利用聯(lián)絡(luò)線提高試車線路肩高程

車輛基地若有大架修功能，應(yīng)設(shè)置試車線一條，試車線是專門用于車輛動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)的線路。一般情況下，試車線與場(chǎng)內(nèi)其他線路應(yīng)等高設(shè)計(jì)，試車線通過聯(lián)絡(luò)線實(shí)現(xiàn)與其他線路聯(lián)通。但若其它因素限制的情況下，也可以對(duì)聯(lián)絡(luò)線設(shè)計(jì)成上坡或者下坡的方式，以提高或者降低試車線的場(chǎng)坪高程，特殊設(shè)計(jì)的試車線場(chǎng)坪高程仍需要滿足防洪排澇的要求。下面以哈爾濱軌道交通一期工程太平橋車輛段為例。

太平橋車輛段與綜合基地位于哈爾濱鐵路樞紐太平橋站以南、馬家溝以東、規(guī)劃新江橋街以西、規(guī)劃平湖街以北的地塊內(nèi)。場(chǎng)坪標(biāo)高經(jīng)過論證為119.20m，軌頂標(biāo)高為120.38m。車輛段設(shè)試車線一條，全長(zhǎng)1380m，西端需跨越馬家溝，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)、過水面積等技術(shù)要求，以及考慮與鐵路橋梁的協(xié)調(diào)，試車線馬家溝橋梁底高程設(shè)計(jì)為121.04m，最終確定試車線規(guī)定標(biāo)高不能低于122.08m，試車線聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度為140m，坡度為12‰。

2.3 采用階梯高程降低土石方工程

經(jīng)過前面論述可知，車輛段場(chǎng)坪標(biāo)高首先必須考慮防洪排澇的要求，其目的是保證鐵路路基的安全，因此股道區(qū)及其庫(kù)房（運(yùn)用庫(kù)、檢修庫(kù)）等必須設(shè)計(jì)為場(chǎng)坪標(biāo)高，因車輛走行、維修和停放的要求設(shè)置為同一標(biāo)高，而非軌行區(qū)主要布置有辦公、生活、物質(zhì)供應(yīng)及部分不進(jìn)出軌道車輛的檢修房等，此類建筑物只需滿足相關(guān)物料運(yùn)輸、防洪及排水的要求，可不受場(chǎng)坪標(biāo)高的限制，但在實(shí)際工程中，為了使兩者之間銜接道路平緩，便利人員活動(dòng)，軌行區(qū)和非軌行區(qū)設(shè)計(jì)為同一高程。但特殊情況下，當(dāng)?shù)匦纹鸱^大時(shí)，場(chǎng)內(nèi)建筑物依地勢(shì)而建，有利于節(jié)約工程費(fèi)用，縮短工期。下面以昆明地鐵首期工程大梨園車輛段為例。

在滿足百年一遇洪水位設(shè)計(jì)標(biāo)高的前提下，結(jié)合周邊道路規(guī)劃，大梨園車輛段場(chǎng)坪標(biāo)高定為1935.0m。車輛段段址內(nèi)地形起伏較大，標(biāo)高從1926.5～1948.0m變化，且段址內(nèi)地形標(biāo)高為1926.5m的地塊約占30%，如采用統(tǒng)一場(chǎng)坪標(biāo)高，30%的地塊內(nèi)將有近9m高的填方工程。段址內(nèi)挖方地段部分土質(zhì)不能滿足移挖作填的要求，填方用料需進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)配，將導(dǎo)致巨大的土方量及地基加固工程量，大大增加工程投資，同時(shí)，地基加固的沉降要求及安全性，特別是進(jìn)度方面，難以滿足工程工期要求。最終，綜合辦公樓高程1926.4m，機(jī)加工中心為1927.7m，物質(zhì)總庫(kù)為1930.8m，高程均因地勢(shì)而定，低于場(chǎng)坪標(biāo)高。且為了節(jié)約土石方，洗車機(jī)庫(kù)、材料棚也采用高架平臺(tái)方式與場(chǎng)坪同高，取代高路基填方方式。

3 結(jié)論

通過以上分析可以看出，車輛段場(chǎng)場(chǎng)坪標(biāo)高的確定是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，在滿足防洪和內(nèi)澇的要求后，充分考慮周圍限制因素、排水要求及工程經(jīng)濟(jì)性后，設(shè)置合理的標(biāo)高，場(chǎng)坪范圍內(nèi)一般為平坡，特殊條件下，也可采用咽喉區(qū)設(shè)置于坡道上、利用聯(lián)絡(luò)線提高試車線高程及場(chǎng)坪內(nèi)設(shè)置階梯高程等方式，對(duì)場(chǎng)坪采用不等高的豎向設(shè)計(jì)，在滿足生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的前提下，確保工程安全及進(jìn)度要求，并節(jié)省投資。

［1］ 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50157-2013）［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

［2］ 鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè).站場(chǎng)及樞紐［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2004.

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