西安地鐵16號線沙河灘車輛基地設計特點及創新性研究

祝 銳

中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西 西安 710043

1 工程概況

西安地鐵16號線是線網規劃中的一條區域快線，南起鐵路南客站，北至永樂，全長67.1km，其中一期工程建設灃東小鎮～能源三路段，長15.03km，新建沙河灘車輛基地一處，位于一期線路終點能源三路站東北側。

16號線全線設一段兩場，一座控制中心，采用速度為100km/h的4動2拖6輛編組B型車。沙河灘車輛基地定位為大架修基地，承擔西安地鐵16～19號線中包含16號線約120km長度線路配屬車輛的大架修任務，同時還承擔16號線車輛的定修及以下修程和配屬列車的運用停放及日常維護保養工作。

2 車輛基地總平面設計

2.1 任務量及規模

16號線沙河灘車輛基地承擔16號線的定修、臨修、周月檢和列檢作業，以及16～19號線中包含16號線長度約120km線路配屬車輛的大架修任務；承擔機電設備的維修作業及材料供應。規模按設計年度遠期控制，列車運用整備、檢修設施按設計年度近期規模設計，預留遠期發展規模。根據車輛檢修工作量及采用的檢修工藝，16號線車輛基地設計規模如表1所示。

表1 車輛基地設計規模表

2.2 總平面設計

沙河灘車輛基沿規劃能源三路布置，布置為全自動無人駕駛車輛段，考慮全蓋板上蓋物業開發，占地29.32hm2，包括主變電站、控制中心、預留公安派出所用地。車輛基地總平面布置采用縱向并列盡端式方案。車輛基地整個場區按功能可劃分為辦公生活區、生產區、輔助生產區。整個車輛基地總平面布置緊湊合理，主要庫房分工明確，交通流線順暢。

3 車輛基地設計特點及創新性

3.1 大架修庫大跨度上蓋物業開發

沙河灘車輛基地咽喉區及主要生產廠房考慮上蓋物業開發。常規跨度小于18m廠房考慮上蓋物業開發，該方案結合上蓋物業開發方案和大架修檢修工藝需求，在27m跨度的大架修庫和轉向架及輪軸檢修間上方設置蓋板，相應蓋上區域不設置樓宇，結構采用預應力混凝土技術。

3.2 集約土地資源

結合周邊地形和規劃，控制中心和綜合樓、運用庫和檢修庫、輔助生產用房集中設置，充分利用，減少征地面積。在滿足檢修工藝的前提下，充分考慮上蓋物業開發需求，集約出綜合樓東側區域空地設置上蓋板交通盒，整合出咽喉區與試車線夾心地供落地物業開發。

3.3 全自動運行設計

經過調研地鐵發展趨勢和西安地鐵16號線功能需求等情況，16號線采用完全無人值守的全自動駕駛（UTO）技術。

沙河灘車輛基地在常規設計的基礎上，需將車輛基地設置為全自動運行區域和非全自動運行區域。全自動運行區域考慮納入正線全自動運行區域，主要包括停車列檢、洗車、周月檢、信號轉換等自動運行的區域；非全自動運行區域主要包括靜調、吹掃、定臨修、大架修、不落輪鏇、試車等區域。全自動運行區域與周邊采用柵欄隔離，各出入口處需設置門禁。

在總平面布置的基礎上，針對全自動運行車輛基地需考慮以下設計。

（1）停車列檢庫設置在全自動運行區，設計為一線兩列位，需考慮兩列位間信號安全距離；為保證列檢作業便利，減少調車作業，列檢檢查坑按100%列位設置柱式檢查坑；為減少列檢作業走行，在庫中設置下穿通道；相比常規駕駛的停車列檢庫增長了24m，總長達到306m，北方地區停車列檢庫庫門需設置為自動化庫門，并與信號系統聯動。停車列檢庫按每2股道劃分為一個安全防護分區，保證列檢作業人員作業安全。

（2）洗車庫設置在全自動運行區，設置為“八字往復式”。結合信號安全保護距離要求，洗車牽出線有效長度需增長30m；洗車機控制系統與信號系統聯動，并在運用庫輔助邊跨DCC內設置洗車機控制臺，實現全自動洗車功能。

（3）全自動運行模式下，車輛基地內列車檢修調車需從全自動無人駕駛模式切換為有人駕駛模式。一般情況下在牽出線設置信號轉換軌，并設置有固定式登車平臺。信號轉換軌長度需考慮信號安全距離，與常規駕駛模式下車輛段牽出線相比增長30m。

3.4 干熱巖供熱技術

沙河灘車輛基地位于西咸新區能源三路北側，周邊規劃設施配套不完善，暫無市政供熱設施。結合西咸新區干熱巖供熱技術相關政策，干熱巖型地熱能是未來最具潛力的可再生清潔能源，沙河灘車輛基地供暖設計采用中深層地熱能井下換熱+熱泵技術；通過鉆機向地下2～3km深處鉆孔，在鉆孔中安裝封閉的金屬套管換熱器，通過換熱介質導出地下熱能，并通過地面熱泵機組、輸配系統向地面建筑物供熱。項目總供暖面積約為15.6萬m2。干熱巖供熱技術示意如圖1所示。

圖1 干熱巖供熱技術示意

3.5 新技術、新工藝的采用

結合目前車輛基地檢修新技術、新設備、新工藝，在滿足西安地鐵運營需求的前提下，沙河灘車輛基地工藝設計及檢修設備選型充分體現了“以人為本”的設計理念，提升了檢修效率，減少了人工作業量，保證了人員作業安全。

（1）針對全自動駕駛車輛基地自動駕駛區內（涵蓋咽喉區、列檢作業區）的人員管理、檢修作業等，設計全自動駕駛車輛基地作業綜合管理系統，集作業信息顯示調度、作業人員管理、計劃管理、接觸網（軌）綜合接地、安全聯鎖、門禁控制、圖像監控及安全警示、作業人員定位、作業流程管理及評價等功能于一體；改變原有按專業劃分的分散管理模式，集中監控自動駕駛區內各專業、各地點的信息，融入各種安全防護措施，保障作業安全，并以作業流程順序為主線，串聯各個工作場景，形成從作業起始到結束的閉環流程管理，實現了自動駕駛區作業過程的全面綜合管控。

（2）帶稱重的固定式駕車機。結合大架修檢修工藝設計，為節約廠房布置，減少蓋板面積，節省投資；在架、大修分解組裝線和臨修線上設置集成稱重功能的固定式架車機組，以便車輛組裝后不用移車即可實現稱重、調節，稱重臺位與組裝工位合設，取消原稱重臺位，優化了檢修工藝流程，提高了檢修作業效率。

（3）車輛基地智能運維平臺。隨著信息化、智能化等新技術的發展，車輛基地檢修作業信息化、智能化需求日益迫切；在沙河灘車輛基地設置車輛基地智能運維平臺，實現對段場調度、檢修調度、現場作業管理、車間物資管理、安全質量管理、設備資產管理、乘務派班管理等各項工作的信息化管理。通過與信號系統、供電系統、通信系統、行車系統，以及各類檢測設備和工藝設備等的對接，實現實時信息交互與信息共享，支持各生產環節高效率協同和順暢銜接，幫助提高運維效率，降低運維成本，實現對段場運維的信息化、網絡化、智慧化的管理。

4 結束語

綜上所述，文章通過分析西安市地鐵16號線沙河灘車輛基地設計特點及創新性，該工程設計在功能定位為大架修車輛基地的設計中綜合應用了全自動運行技術，上蓋物業開發，解決了大跨度廠房設置蓋板的難題，積極采用新技術、新工藝，優化了車輛基地生產檢修工藝，提升了車輛基地檢修作業的信息化、智能化水平，可為后續類似車輛基地工程設計項目提供一定的參考。