地鐵場段咽喉區股道布置研究

西小鳴

摘 要：地鐵場段是列車停放、檢修的綜合基地，咽喉區是整個場段作業最頻繁的區域，咽喉區股道布置是否合理，直接關系到整個場段的工藝作業流程是否順暢。文章通過分析場段咽喉區股道布置原則及技術標準，指出咽喉區股道布置的不同形式及特點，以期通過咽喉區的合理設計，提高咽喉區作業效率，提高運營服務水平。

關鍵詞：地鐵;場段;束式咽喉區;股道布置

中圖分類號：U231

地鐵場段是列車停放、檢修作業的綜合基地，被稱為地鐵運營的后花園，具有重要作用。列車在場段作業頻繁，而咽喉區（岔群區）是場段作業最繁忙的區域。咽喉區布置是否合理，不僅對車場的作業安全、作業效率有很大影響，而且與鋪軌長度、用地面積、場區功能布置、土石方工程數量等都有直接關系。

1 咽喉區股道布置原則

咽喉區股道布置是站場專業設計的核心，也是站場平面布置是否合理的關鍵。在進行咽喉區股道設計時，不僅要考慮列車作業流程是否順暢、是否存在進路交叉，還要考慮咽喉區對整個地塊的使用效率，咽喉區與出入段線的關系，以及各設備系統提出的需求是否能夠有效落實。因此在設計過程中，應考慮以下布置原則[1-5]：

（1）保證必需的平行作業進路數量，盡量避免平行作業占用出入段線，影響收發車能力;

（2）布置咽喉區道岔時應充分考慮軌道配軌，注重出入段線連接停車區股道的分叉數量均衡;

（3）在不增加用地面積的前提下盡量優化曲線半徑;

（4）工藝作業流程類似的區域盡量布置在同一側;

（5）布置線網性大架修車輛基地時，應盡量考慮順裝布置及近遠期結合，考慮遠期預留用地及庫房擴建條件;

（6）咽喉區的長度應盡量縮短，以便節省用地和鋪軌量。

2 咽喉區股道布置技術標準

2.1 車場線線路標準

根據GB 50157-2013《地鐵設計規范》[6]和TB 10098-2017《鐵路線路設計規范》[7]要求，股道平面布局上，車場線最小曲線半徑R = 150 m，道岔后附帶曲線半徑不小于道岔導曲線半徑。使用調車機車作業的牽出線最小曲線半徑不宜小于300 m;結合車輛限界并考慮一定安全距離，相鄰平行線路最小線間距一般取4.50 m。

縱向上，車場線宜設于平坡上，但結合地勢，山區、丘陵地帶的場段選址往往自然地面高差大，統一場坪會造成填挖方浪費。因此困難條件下，咽喉區線路的縱向坡度不宜大于1.5‰，咽喉區道岔的縱向坡度可按不大于3.0‰考慮。

2.2 車場線軌道形式

目前，車場線常用50 kg/m鋼軌和7號道岔，試車線通常采用60 kg/m鋼軌和9號道岔，庫外線路一般采用碎石道床和預應力混凝土軌枕。由于物業開發需要，上蓋物業開發場段數量激增，建議車場線采取一些必要的減振措施。

2.3 道岔間插入軌長度

根據GB 50157-2013《地鐵設計規范》[6]要求，道岔間插入軌長度為4.50 m，困難條件下為3.0 m。為避免鋪軌浪費，一般選取標準短軌長度為4.50 m、6.25 m、8.00 m和12.50 m。假定兩個相鄰道岔分別為N1和N2，道岔的前長值為a，后長值為b。下文針對3種道岔布置形式進行分析。

2.3.1 兩組道岔前端對向布置

由于道岔轍叉方向不同，根據規范要求，插入短軌的長度f取標準短軌長度即可，同時需考慮8 mm寬軌縫，道岔具體布置形式如圖1所示。其中，a1和a2為道岔N1和N2的前長值，b1和b2為道岔N1和N2的后長值。對向布置時兩相鄰道岔岔心之間的距離D為：

D = f+ a1 + a2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

2.3.2 兩組道岔前后順向布置

兩相鄰道岔順向布置時，受道岔岔枕布置和相鄰平行線路線間距H影響，一般插入短軌的長度f可根據式（2）計算得出。道岔具體布置形式如圖2所示，其中α1和α2分別為道岔N1和N2的轍叉角。

D = H · arc sinα1= f+ b1 + a2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

2.3.3 兩組道岔后端對向布置

兩組道岔后端對向布置時，由于道岔后端軌縫中心之后的線路間距小，因此，一般采用長岔枕過渡的方式。長岔枕過渡段長度為L'，具體布置形式如圖3所示。由圖可知，道岔后端對向布置時兩相鄰道岔岔心之間的距離D為：

D = b1 + b2 + 2 L' + f ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

3 咽喉區股道布置形式

3.1 束形咽喉區連接方式

路基橫斷面設計時，一般采用鋸齒形橫坡，單面坡股道數量一般不超過3股，雙面坡股道數量一般不超過6股。束形咽喉區接岔方式[10-11]是指將庫內每個分跨的4～6股道在咽喉區形成1束，由1個道岔引出，同時道岔與道岔之間盡量采用標準軌長進行配軌，線間距需滿足規范要求。束形咽喉區具體連接形式如圖 4 所示，該布置方式可以有效的縮短咽喉區長度，減少鋪軌量，使得咽喉區布置更加緊湊。同時，束形咽喉區連接方式可為物業開發柱網布置時提供足夠的空間，使各類建構筑物（立柱承臺、股道、排水槽、信號轉轍機等）在空間有限的咽喉區得到有序排布，使束與束之間的空地得到有效利用。

3.2 洗車線布置形式

洗車作業在場段運營中應用頻繁，主要分為通過式洗車和盡端式洗車。通過式洗車是指洗車庫布置在咽喉區位置，列車通過出入段線進入場段后，在咽喉區完成洗車作業。通過式洗車主要包括咽喉區貫通式洗車作業和咽喉區往復式洗車作業。盡端式洗車是指洗車庫布置在與停車庫并排位置，列車駛入洗車庫完成洗車作業后利用牽出線折返后再駛入停車庫。盡端式洗車主要指入庫洗車作業。

3.2.1 貫通式洗車作業

貫通式洗車作業流程如圖5所示。貫通式洗車作業需保證咽喉區有足夠的長度，根據GB 50157-2013《地鐵設計規范》要求，貫通式洗車線有效長Lts為：

Lts = 2 L + LS +12? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

式（4）中，L為洗車機前后各一列車有效長，m;LS為洗車設備占用長度，m。

以地鐵B2型車6輛編組為例，列車長度取120 m，洗車設備占用長度根據經驗按60 m考慮，以列車車頭通過洗車線第一組道岔、車尾駛離洗車線最后一組道岔的長度進行計算，整個洗車作業過程列車行駛距離Lq為：

Lq = 4 L + Ls +12 = 552 m （5）

因此，貫通式洗車作業具有以下特征：

（1）作業流程順暢，可實現入庫前利用咽喉區長度通過式洗車;

（2）對段址長度要求較高，適用于咽喉區狹長的地塊。

3.2.2 往復式洗車作業

往復式洗車作業流程如圖 6所示。往復式洗車作業與貫通式類似，都布置在咽喉區，通過設置與出入段線平行的作業進路實現洗車作業，但作業前后都需要利用牽出線進行折返，因此洗車作業時所需時間較長。以地鐵B2型車6輛編組為例，整個洗車作業流程列車行駛距離Lq為

Lq = 5 L + Ls +20 = 680 m ? ?（6）

與貫通式洗車相比，往復式洗車作業具有以下特征：

（1）咽喉區布局更加緊湊;

（2）洗車作業需經過2次折返，作業時間較長，流程復雜。

3.2.3 盡端式洗車作業

盡端式洗車作業流程如圖7所示。根據規范要求，盡端式洗車線長度Ljs為：

Ljs≥2L + LS + 10 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（7）

盡端式洗車作業具有以下特征：

（1）與運用庫并列布置，總圖布置上比較規整;

（2）洗車作業時列車行駛距離最長，作業時間最長。

采用盡端式洗車作業的洗車庫按長度可分為2類：①長庫，適用于嚴寒地區，整個洗車作業均需要在全封閉的庫內完成;②短庫，適用于冬季室外溫度較高的地區，僅把洗車設備布置于庫內，其他牽出及折返作業均設置于庫外。

3.3 咽喉區整體布置形式

咽喉區整體布置形式受控因素較多，包括場段選址、與接軌站位置關系、段址地塊形狀、場坪高程以及建設單位意見等，都會對平面布置產生影響[12]。在方案比選時首先應根據段址形狀、場段規模確定布置形式。根據段址周邊的邊界條件，征求建設單位意見后，在段址范圍內進行總圖布置[13-15]。常見的平面布置形式主要有4種：盡端式順裝布置、盡端式倒裝布置、橫列式順裝布置、貫通式布置。

3.3.1 盡端式順裝布置

盡端式順裝布置是最常見的一種場段布置形式，受控于場段段址形狀。一般盡端式布置形式，段址呈“刀把”型，出入段線應盡量貼近試車線一側布置，可有效節省用地，使地塊顯得更加規整，生產辦公用房可集中布置于場前區或場后區，具體布置如圖8所示。

3.3.2 盡端式倒裝布置

倒裝式布置一般是相對于順裝布置而言，將檢修庫或者其他庫區，與停車區對向布置，利用牽出線（機走線）實現調車作業的一種布置方式[16-18]。該布置方式適用于用地范圍較小但比較規整的地塊，利用倒裝方式實現場段的工藝作業流程。與盡端式順裝布置相比，倒裝式布置檢修工藝流程復雜，需頻繁使用機走線和牽出線進行調車、折返，列車走行時間長且工藝流程繁瑣，具體布置如圖9所示。

3.3.3 橫列式順裝布置

橫列式順裝布置是指停車區與檢修區的大庫呈前后橫向布置，該布置方式適用于段址狹長的地塊，無法將停車庫與檢修庫并列布置，只能前后順向布置。該連接方式與倒裝式布置類似，需要頻繁使用機走線和牽出線進行檢修作業，列車在咽喉區通過時間較長，具體布置如圖10所示[17]。

3.3.4 貫通式布置

貫通式布置是指停車庫兩端均可連接出入段線，實現雙向收發車，該布置形式主要應用于場段選址位于兩相鄰車站之間，且場段位于整條線路中間，具備雙向收發車功能，該布置形式在行車組織上更加靈活，具體布置如圖11所示[19-21]。

4 結語

對于地鐵場段來說，咽喉區布置的合理性，直接關系到工程投資和運營的安全性。本文通過對咽喉區股道布置原則及技術標準分析，指出在滿足規范和相關建設要求的前提下，可通過咽喉區股道的合理布置，提高咽喉區的使用效率，盡可能縮短咽喉區長度，節省用地。

參考文獻

[1]蘭淑桂. 地鐵車輛段站場設計有關問題的解決方法[J].鐵道工程學報，2010（6）：119-122.

[2]張旭久. 張店車輛段站場設計方案研究[J].山西建筑， 2012（10）：21-23.

[3]張沛艷. 前海車輛段站場設計方案研究[J].鐵道勘察，2008（4）：71-73，77.

[4]梁廣深. 建設節約型地鐵車輛段初探[J].都市快軌交通，2009（6）：14-17，28.

[5]張建華. 哈爾濱車輛段選址及接軌方案研究[J].鐵道工程學報，2017（4）：75-79.

[6]GB 50157-2013 地鐵設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[7]TB 10098-2017 鐵路線路設計規范[S].北京：中國鐵道出版社， 2017.

[8]建標104-2008 城市軌道交通工程項目建設標準[S]. 北京：中國建筑工業出版社， 2008.

[9]李亞強. 地鐵車輛段洗車線布置方案對比分析[J].現代城市軌道交通， 2019（7）：114-117.

[10] 孫繼忠，范志材，任少偉. 地鐵車輛段與接軌站一體化設計研究[C]//中國科學技術協會學會學術部. 中國科學技術協會學會學術部會議論文集. 2015：149-152.

[11] 范志材，孫繼忠，任少偉. 車輛段創新集成設計[C]//中國土木工程學會. 中國土木工程學會會議論文集. 2015：170-175.

[12] 李文. 城市軌道交通雙層車輛基地設計研究[J].現代城市軌道交通，2017（1）：43-46.

[13] 張廣軍. 城際鐵路盡頭式車站信號設備布置對站場長度的影響[J].鐵道標準設計，2013（9）：108-110.

[14] 黃波. 地下雙層地鐵停車場站場設計研究[J].都市快軌交通，2019（1）： 43-47.

[15] 陳義志. 城市軌道交通車輛段內線路的布置[J].城市軌道交通研究， 2009（10）：80-82.

[16] 張蔭，梁守科，朱金鳳. 雙層地鐵車輛段及上蓋物業設計研究[J]. 四川建筑，2017（2）：76-78，81.

[17] 高華. 軌道交通車輛段出入線接軌方案設計探索[J]. 鐵道工程學報，2012（6）：114-117.

[18] 張鵬，滕一陛，蘭淑桂. 地鐵車輛段多線共址平面布置方案分析[J]. 鐵道工程學報， 2010（2）：73-76.

[19] 徐久勇. 地鐵車輛段盡端式總平面布置研究[J]. 鐵道工程學報，2014（6）：93-98.

[20] 徐久勇. 深圳地鐵3號線橫崗車輛段雙層總平面布置分析[J]. 鐵道工程學報， 2011（8）：112-115，125.

[21] 戚振宕. 地鐵多段共址車輛基地平面布置方案研究[J]. 鐵道標準設計，2017（1）：139-143.

[22] 徐科明，李傳剛，李繼.地鐵車輛基地洗車線布置方案比較分析[J]. 城市軌道交通研究，2019（9）：176-179.

[23] 王許生，蒲浩，張恬，等.多耦合約束條件下鐵路站場總體布置圖自動生成方法研究[J]. 鐵道科學與工程學報，2019（1）：239-248.

[24] 鄧敏.大連地鐵2號線張前路車輛段雙層布置設計研究[J]. 科技與創新，2019（9）：29-32.

[25] 陳杰.武漢地鐵11號線車輛段總平面布置方案研究[J]. 四川建筑，2020（2）：91-93.

收稿日期 2020-03-17

責任編輯 宗仁莉