地鐵車輛段總圖布置集約設計研究

王俊龍

(中國鐵路設計集團有限公司，天津 300000)

0 引言

國內外越來越多的城市在規劃和完善城市軌道交通網絡，而地鐵車輛段是城市軌道交通系統中的重要組成部分。隨著規劃、在建車輛段數量的增多，車輛段對城市土地的擠占問題愈顯突出。在設計過程中，國內外部分車輛段通過采用雙層運用庫的形式來進行集約設計，從而提高土地利用率，比如深圳地鐵3號線橫崗車輛段、日本東京新宿線及大江戶線的場段等。但還未有車輛段總圖中的運用庫、檢修庫同時多層集約設計。如何通過車輛段總圖布置集約設計，減少對土地的占用，提高土地利用效率，本文據此進行了探討。

1 地鐵車輛段總圖平面布置集約設計分析

地鐵車輛段主要由運用庫、檢修庫及相應的附屬功能用房組成。根據運用庫與檢修庫的相對位置關系，地鐵車輛段總圖平面布置形式主要可分為三種：并列式、縱列式以及復合式。

并列式布置形式為運用庫與檢修庫并行設置，附屬功能用房結合車輛段選址情況分散布置于段內區域。該布置形式的主要優點是庫區擺放整齊、布置緊湊、工藝管理作業集中而便捷、土地集約利用；主要缺點是車輛段平面布置需要的寬度較大，且場地總長度小，不利于洗車線設置。運用庫及檢修庫之間的作業需通過咽喉區牽出線折返，調車作業量大，列車走行距離長，同時列車牽出作業對出入線收發車存在一定程度上的干擾。

縱列式布置形式為運用庫與檢修庫縱向設置，附屬功能用房結合車輛段選址情況分散布置于段內區域。該布置形式的主要優點是對場地寬度要求不高，適合狹長地塊設置。場地長度較長，利于設置洗車線。運用庫及檢修庫之間作業順暢，調車作業量較小，列車走行距離較短，對出入線收發車干擾較小；主要缺點是咽喉區布置較并列式復雜，占地較大，不利于土地集約利用，且辦公作業區域較為分散，人員作業效率低，不利于集中管理。

復合式布置形式是結合了并列式布置與縱列式布置形式的優點，既合理利用地形，集約土地利用，又使工藝運用更流暢、便捷。常見的為運用庫一分為二，運用庫兩部分呈縱列式布置，檢修庫與一部分運用庫呈橫列式布置、與另一部分運用庫呈縱列式布置。復合式布置對用地寬度的要求不是很高，而檢修庫與部分運用庫呈縱列式布置又減少了調車作業量，工藝運用順暢。

對于車輛段總平面布置三種形式進行分析：復合式布置對于土地的集約利用率最高，工藝使用便捷性一般；縱列式布置對于土地集約利用率最低，但工藝使用便捷性最佳；橫列式布置對于土地集約利用率一般，工藝使用便捷性最差。以上三種車輛段布置形式在一定程度上考慮了土地集約化利用，從總圖平面上集約利用了空間。

2 地鐵車輛段總圖豎向集約設計分析

車輛段選址條件復雜多變，受控因素較多，比如現狀地形條件、重要管線及建構筑物等。在特殊情況下，即使充分利用了平面空間，仍難以滿足場地要求。這就對地鐵車輛段總圖集約設計提出了更高的要求。比如在深圳等超大城市，土地資源稀缺，外界控制因素復雜多樣，常需要結合豎向布置進行車輛段總圖豎向集約設計，即設計多層車輛段。地鐵車輛段豎向多層設計，能大幅度減少車輛段的占地面積，實現總圖豎向集約設計。車輛段多層設計主要可分為軌道層多層設計、房屋多層設計以及復合多層設計。

軌道多層設計常見為運用庫多層設計。由于超過兩層的運用庫，其建筑高度超過24 m，需按高層建筑消防設計，對場地要求極高，且兩層以上各層間軌道連接難度大，可實施性極低，故運用庫多層一般設計為雙層。雙層運用庫上下層軌道布置工整，通常上下重疊布置，易于軌道間柱網布置，從而減少結構轉換次數、降低結構難度，同時可兼顧庫頂物業開發。軌道多層也可實現運用庫與檢修庫雙層布置。由于檢修庫大部分為維修作業區，區域內跨度大，難以設置中間柱網，通常運用庫位于下層、檢修庫位于上層，且兩層間需結合具體情況適時設置轉換層。即便如此，上下層結構柱網仍舊難以對齊，庫頂上蓋物業開發條件差，這種層疊布置方式的上蓋處理方式為：進行簡單的屋頂復綠或設置屋頂公園等。

房屋多層設計主要有運用庫邊跨多層設計、檢修庫輔跨多層設計、附屬功能用房多層設計(包括綜合樓、綜合維修中心、物資總庫等)。由于房屋內未設置軌道，不存在軌道與咽喉區不同層間連接問題，房屋多層設計相對靈活多樣，可結合段內條件與大庫整體結合設計或獨立個性化設計，有效利用零碎分散的段內區域，從而實現對場內土地的集約利用。

復合多層設計主要是軌道層與軌道層、房屋層重疊組合設計。軌道層與軌道層重疊有運用庫與運用庫層疊、運用庫與檢修庫層疊等形式。軌道層與房屋層重疊有運用庫與輔助功能用房層疊、檢修庫與檢修庫輔跨層疊、檢修庫與小部件維修區層疊等形式。復合式多層設計對土地集約利用率最高，能適應不同場地形狀及特點靈活布置。但由于存在不同層之間的軌道連接、工藝作業區上下層交叉來往，一定程度削弱了工藝使用的流暢度、便捷性。

3 地鐵車輛段總圖集約設計實施案例

結合以上對于地鐵車輛段總圖平面及豎向集約設計分析，下面以深圳地鐵10號線涼帽山車輛段總圖集約化設計為具體實施案例進行探討。

涼帽山車輛段選址地塊外部邊界條件較多。北側及西北側受二級水源保護區限制，南側受三條管線(LNG、深圳市政燃氣、中石化高壓管道)限制，東側受既有甘李二路限制。地塊寬度約130 m～330 m，長度約800 m，用地十分緊張，如圖1所示。

主要工藝規模為：運用庫設置停車列檢線24條48列位、洗車1線；檢修庫設置吹掃線1線，季檢、雙周檢線4線，定修線1線，臨修線1線及大架修線2線。車輛段選址范圍寬度較大，長度較短，整體呈三角形，總平面適合采用并列式。結合用地條件，研究了兩種總圖方案，分別為：方案一(如圖2所示)，即單層平鋪并列式布置形式；方案二(如圖3所示)，即并列式復合多層布置形式。

方案一涼帽山車輛段總圖布置中，運用庫、檢修庫均為單層形式，采用運用庫、檢修庫并列式布置，該兩庫的咽喉區向西收束通過出入線接軌涼帽山站。于出入線南側并行設置貫通式洗車線。綜合樓設置于運用庫東側夾心地內，物資總庫緊鄰咽喉區南側，綜合維修中心設置于檢修庫北側。布置緊湊，工藝用地紅線基本未侵入二級水源保護區，但邊坡用地范圍基本侵入二級水源保護區。

方案一工藝使用順暢，但車輛段庫區、咽喉區均較大，占地面積大，邊坡線會大量侵入二級水源保護區，難以通過規劃審批，難以保證工程可實施性。

受選址地形限制，車輛段總圖平面難以進行復合式布置，無法從平面布置形式上進一步集約優化設計。可從豎向上集約優化設計，進行多層車輛段設計，即方案二(如圖3所示)，從而實現土地的集約化利用，減少車輛段占地面積，使邊坡不侵入二級水源保護區，保證車輛段方案的可實施性。

方案二涼帽山車輛段總圖布置中，運用庫為雙層形式、檢修庫為單層形式，采用運用庫、檢修庫并列式布置，該兩庫的咽喉區向西收束通過出入線接軌涼帽山站。于出入線南側并行設置貫通式洗車線。綜合樓設置于運用庫東側夾心地內，綜合維修中心緊鄰咽喉區南側，物資總庫設置于咽喉區北側。布置緊湊，工藝用地及總邊坡用地線均未侵入二級水源保護區。具體豎向方案集約設計如下：

首先，對運用庫(停車列檢庫)采用雙層形式(如圖4左半部分)，上下層各12線24列位，運用庫區及其咽喉區軌道均上下重疊布置，便于布置柱網，可預留庫頂上蓋開發條件。其次，檢修庫主要為大架修作業區，內部大跨區域多，不適合與運用庫重疊布置。為充分利用檢修庫豎向空間，減少其平面占地，對檢修庫內小部件維修區移至檢修庫上層，使得檢修庫也采用雙層布置(如圖4右半部分)。這種檢修庫布置方案雖然在一定程度上削弱了檢修流程的順暢度，使檢修更復雜，但能有效減少占地，實現土地集約化設計。通過對車輛段的豎向集約設計，工藝用地由原20.28 ha減少至16.88 ha，節約用地3.4 ha。同時，方案二總邊坡用地線未侵入二級水源保護區，減少了用地的協調難度，保證了車輛段的工程可實施性。

涼帽山車輛段緊密結合段址地形條件，有效規避外界控制因素，采用了運用庫雙層、檢修庫雙層的總圖集約設計，高效利用土地。這種實施案例在全國尚屬首例，值得今后新建車輛段總圖設計學習和參考。

4 展望

隨著地鐵新技術、新材料、新工藝的不斷發展，對車輛段設計、實施更加多樣化。地鐵車輛段總圖布置的集約化程度也會越來越高，尤其是復合多層車輛段的組合形式會出現新的突破，比如運用庫與檢修庫的層疊組合等，這就需要我們結合具體項目需求進一步深入研究。