青島地鐵5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段用地資源受限下雙向接軌方案研究

陳 陽(yáng) 徐吉慶 繆道平 朱 波

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，610031，成都∥第一作者，工程師)

面對(duì)緊缺的城市土地資源，在保障城市軌道交通運(yùn)營(yíng)功能的前提下，積極對(duì)車(chē)輛段及周邊用地進(jìn)行一體化物業(yè)開(kāi)發(fā)受到社會(huì)各界越來(lái)越多的關(guān)注。合理的車(chē)輛段接軌方式，既要滿足城市軌道交通線路的運(yùn)營(yíng)需求，同時(shí)亦應(yīng)避免切割可開(kāi)發(fā)地塊、節(jié)約用地，以及滿足車(chē)輛段上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)的需要。

1 青島地鐵5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段概況

青島地鐵5號(hào)線(以下簡(jiǎn)為“5號(hào)線”)定位為串聯(lián)青島中心城區(qū)的軌道交通環(huán)形骨干線路［1］。全線長(zhǎng)約39 km，平均站間距為1.29 km，共設(shè)車(chē)站31座，其中換乘站17座。受城區(qū)用地限制，全線僅設(shè)1座車(chē)輛段，位于線路中部，承擔(dān)著本線車(chē)輛的定修、檢修、事故救援，以及列車(chē)停放和運(yùn)用管理工作。5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段分布，如圖1所示。

圖1 5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段分布示意圖Fig.1 Distribution diagram of Line 5 Zhenping Road Depot

從運(yùn)營(yíng)功能需求分析，鎮(zhèn)平路車(chē)輛段設(shè)計(jì)需滿足以下要求:①按系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大能力30對(duì)/h考慮，車(chē)輛段運(yùn)用庫(kù)應(yīng)具備68個(gè)停車(chē)列檢位;②因段場(chǎng)位于線路中部，為減少收發(fā)車(chē)階段空駛距離，出入線接軌方案應(yīng)具備雙向收發(fā)車(chē)功能。

結(jié)合青島地鐵2號(hào)線遼陽(yáng)東路車(chē)輛段上蓋物業(yè)的可觀收益，5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段設(shè)計(jì)還需在優(yōu)先滿足運(yùn)營(yíng)功能的基礎(chǔ)上，最大化地發(fā)揮該用地的物業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值，以提升土地利用價(jià)值，填補(bǔ)城市軌道交通建設(shè)資金缺口等。該車(chē)輛段用地呈東西向布置，長(zhǎng)約1 300 m，寬約270 m，占地面積約36.14萬(wàn)m2。鎮(zhèn)平路車(chē)輛段單層運(yùn)用庫(kù)方案下不滿足停車(chē)列車(chē)位需求，為兼顧運(yùn)營(yíng)及物業(yè)開(kāi)發(fā)需求，推薦采用半地下雙層運(yùn)用庫(kù)方案。

鎮(zhèn)平路車(chē)輛段選址周邊主要建(構(gòu))筑物控制點(diǎn)有:膠濟(jì)客專(zhuān)(高架線)，膠濟(jì)鐵路(路基段)，環(huán)灣路(青島北向交通主干道、道路下方既有石油、燃?xì)狻⒐岬裙芫€23條，另有規(guī)劃高溫回、供水管線3條)，青島地鐵1號(hào)線南段(在建)等，如圖2所示。

圖2 5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段周邊主要建(構(gòu))筑物控制點(diǎn)示意圖Fig.2 Main building control points around Zhenping Road Depot of Line 5

2 鎮(zhèn)平路車(chē)輛段接軌方案

2.1 鎮(zhèn)平路車(chē)輛段雙向收發(fā)車(chē)需求分析

相較于單向接軌，車(chē)輛段雙向接軌方案(同時(shí)具備上、下行方向收發(fā)車(chē)功能)能明顯減少收發(fā)車(chē)階段列車(chē)空駛距離，節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本，以及降低某個(gè)方向接軌道岔故障對(duì)線路正常運(yùn)營(yíng)的影響。以5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段為例，雙向接軌方案在運(yùn)營(yíng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性上均有明顯優(yōu)勢(shì)。5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段接軌方式對(duì)比分析，如表1所示。

表1 5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段接軌方式對(duì)比表Tab.1 Comparative analysis of connection scheme at Zhenping Road Depot of Line 5

2.2 鎮(zhèn)平路車(chē)輛段出入線設(shè)計(jì)原則

車(chē)輛段出入線連接正線和車(chē)輛段，承擔(dān)著列車(chē)進(jìn)入正線和由正線進(jìn)入車(chē)輛段的任務(wù)，需保證收發(fā)車(chē)作業(yè)安全、合理和經(jīng)濟(jì)。除此之外，車(chē)輛段出入線還承擔(dān)夜間檢修車(chē)輛、車(chē)輛事故救援等任務(wù)。因此，車(chē)輛段出入線能力對(duì)整條線路的運(yùn)營(yíng)能力有較大影響。5號(hào)線全線約39 km，僅1處車(chē)輛段。對(duì)鎮(zhèn)平路車(chē)輛段出入線擬定的設(shè)計(jì)原則如下:

1)增加運(yùn)營(yíng)管理的可控性。車(chē)輛段出入線的接軌點(diǎn)應(yīng)在車(chē)站端部，不宜設(shè)在區(qū)間接軌，并應(yīng)具備一度停車(chē)再起動(dòng)條件。

2)保證收發(fā)車(chē)的便捷性。車(chē)輛段出入線應(yīng)按雙線雙向運(yùn)行設(shè)計(jì)，并應(yīng)避免與正線平面交叉，至少保證1條線路兼顧收車(chē)和發(fā)車(chē)功能。根據(jù)車(chē)輛段位置和接軌條件，設(shè)置八字形出入線。貫通式車(chē)輛段應(yīng)在兩端分別接入正線，主要方向端應(yīng)為雙線，另一端可為單線。

3)實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的可行性。車(chē)輛段出入線應(yīng)結(jié)合軌道、信號(hào)、橋梁要求布設(shè)，并預(yù)留道岔、信號(hào)設(shè)備和橋梁的布設(shè)條件。

4)提升全線輔助配線的協(xié)調(diào)性。當(dāng)出入線兼顧列車(chē)折返功能時(shí)，應(yīng)對(duì)出入線與正線間的配線進(jìn)行多方案比選，并應(yīng)滿足正線、折返線、出入線的運(yùn)行功能要求。

2.3 鎮(zhèn)平路車(chē)輛段接軌方案分析

根據(jù)上述設(shè)計(jì)原則，5號(hào)線鎮(zhèn)平路車(chē)輛段接軌方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按運(yùn)營(yíng)功能＞上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)＞工程實(shí)施代價(jià)的優(yōu)先級(jí)考慮。因此，本文從運(yùn)營(yíng)功能完善角度出發(fā)，結(jié)合場(chǎng)段與線路的位置關(guān)系、場(chǎng)址周邊現(xiàn)狀及遠(yuǎn)期規(guī)劃等因素，依次提出4個(gè)雙向接軌方案。

2.3.1 方案1:八字接軌方案

鎮(zhèn)平路車(chē)輛段采用貫通式的場(chǎng)段平面布置形式及八字接軌方案，滿足雙向收發(fā)車(chē)功能，如圖3所示。結(jié)合車(chē)輛段運(yùn)用庫(kù)雙層設(shè)計(jì)形式，左側(cè)出入線接軌地面庫(kù)，右側(cè)出入線接軌地下庫(kù)，上、下層運(yùn)用庫(kù)經(jīng)牽出線完成列車(chē)調(diào)車(chē)作業(yè)。

圖3 接軌方案1示意圖Fig.3 Depot connection scheme 1

主要優(yōu)點(diǎn):上下行方向均為順向收發(fā)車(chē)，使用獨(dú)立的出入線，收發(fā)車(chē)作業(yè)效率高。

主要缺點(diǎn):①勝利橋站端出入線下穿已出讓的地塊、河流、膠濟(jì)鐵路等，協(xié)調(diào)及實(shí)施難度很大;②勝利橋站位需東移，這樣1號(hào)線換乘通道長(zhǎng)度增加105 m，換乘走行距離過(guò)長(zhǎng);③車(chē)輛段用地超出用地紅線，侵占較多白地，相較于盡端式平面布置形式，物業(yè)白地減少2.86萬(wàn)m2，不利于車(chē)輛段物業(yè)開(kāi)發(fā)。

2.3.2 方案2:一島一側(cè)雙向接軌方案

鎮(zhèn)平路車(chē)輛段采用盡端式的場(chǎng)段平面布置形式及一島(站臺(tái)寬9.0 m)一側(cè)(站臺(tái)寬7.5 m)雙向接軌方案，滿足雙向收發(fā)車(chē)功能，如圖4所示。其中，歡樂(lè)濱海城方向?yàn)轫樝蚴瞻l(fā)車(chē)，勝利橋方向?yàn)槟嫦蚴瞻l(fā)車(chē)，如圖5所示。

圖4 接軌方案2示意圖Fig.4 Depot connection scheme 2

圖5 接軌方案2收發(fā)車(chē)作業(yè)示意圖Fig.5 Receiving and dispatching operations of depot connection scheme 2

主要優(yōu)點(diǎn):①有專(zhuān)門(mén)的清客線，作業(yè)順暢，不影響正線運(yùn)營(yíng);②上下行方向收發(fā)車(chē)作業(yè)采用獨(dú)立的出入線，2條出入線作業(yè)量均勻;③用地緊湊，有利于物業(yè)開(kāi)發(fā);④采用單站接軌方案，便于集中管理。

主要缺點(diǎn):①環(huán)灣大道站車(chē)站規(guī)模較大(結(jié)合車(chē)站預(yù)測(cè)客流量考慮，已將島式站臺(tái)壓縮至9 m);②乘務(wù)管理較為復(fù)雜，若考慮司機(jī)換端作業(yè)時(shí)間，逆向收、發(fā)列車(chē)作業(yè)效率較低:當(dāng)換端時(shí)間取60 s時(shí)，逆向連續(xù)收車(chē)間隔為157 s，逆向連續(xù)發(fā)車(chē)間隔為147 s。同時(shí)根據(jù)列車(chē)運(yùn)行圖鋪畫(huà)展示，已滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大能力30對(duì)/h的收發(fā)車(chē)需求。

2.3.3 方案3:“2+1”之字型接軌方案

鎮(zhèn)平路車(chē)輛段采用盡端式的場(chǎng)段平面布置形式及“2+1”之字線接軌方案，滿足雙向收發(fā)車(chē)功能，如圖6所示。雙出入線連接車(chē)輛段地面庫(kù)及地下庫(kù)，單出入線連接地下庫(kù)。

圖6 接軌方案3示意圖Fig.6 Depot connection scheme 3

主要優(yōu)點(diǎn):①上下行方向收發(fā)車(chē)作業(yè)采用獨(dú)立的出入線，2條出入線作業(yè)量均勻;②歡樂(lè)濱海城方向和勝利橋方向均為順向收發(fā)車(chē)，且需在出入線換端作業(yè)。

主要缺點(diǎn):①之字線切割占地面積為5.9萬(wàn)m2的物業(yè)白地，以及下穿規(guī)劃的2棟高層建筑，切割2層地下車(chē)庫(kù)，對(duì)物業(yè)開(kāi)發(fā)帶來(lái)影響;②環(huán)灣大道站—鎮(zhèn)平路站區(qū)間基本全部明挖，對(duì)周邊交通、環(huán)境影響較大，工程投資亦較大;③勝利橋方向收發(fā)車(chē)作業(yè)需在出入線進(jìn)行區(qū)間換端，而之字線距離車(chē)站端部約560 m，存在區(qū)間道岔維護(hù)困難、乘務(wù)管理較復(fù)雜、作業(yè)照明等運(yùn)營(yíng)問(wèn)題。

2.3.4 方案4:單島雙向接軌方案

鎮(zhèn)平路車(chē)輛段采用盡端式場(chǎng)段平面布置形式及單站雙向接軌方案，滿足雙向收發(fā)車(chē)功能，如圖7所示。雙出入線連接車(chē)輛段地面庫(kù)及地下庫(kù)。

圖7 接軌方案4示意圖Fig.7 Depot connection scheme 4

主要優(yōu)點(diǎn):①接軌單島車(chē)站，車(chē)站規(guī)模最小(車(chē)站總寬度約為20 m，車(chē)站及道岔區(qū)影響長(zhǎng)度約為500 m)，車(chē)站施工對(duì)周邊環(huán)境影響較小;②采用單站接軌方案，便于集中管理。

主要缺點(diǎn):①受限于出入線與正線間的豎向關(guān)系，環(huán)灣大道站需西移至環(huán)灣路正下方，施工中對(duì)環(huán)灣路地面交通影響較大;②勝利橋方向收發(fā)車(chē)作業(yè)需區(qū)間換端，存在區(qū)間道岔維護(hù)困難、乘務(wù)管理較復(fù)雜、作業(yè)照明等運(yùn)營(yíng)問(wèn)題;③該段地質(zhì)較差，正線與出入線并行段需進(jìn)行4線明挖施工;④乘務(wù)管理較為復(fù)雜，若考慮司機(jī)換端作業(yè)時(shí)間，逆向收發(fā)車(chē)作業(yè)效率較低。

3 鎮(zhèn)平路車(chē)輛段接軌方案比選

車(chē)輛段接軌設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，最終體現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)階段便利與否。因此，本文按運(yùn)營(yíng)功能完善性，從雙站接軌到單站接軌、站端接軌到區(qū)間接軌依次提出4個(gè)雙向接軌方案。

為綜合比選出最合理的接軌方案，逐一對(duì)各方案收發(fā)車(chē)功能、運(yùn)營(yíng)管理便利性、對(duì)物業(yè)開(kāi)發(fā)的影響、工程實(shí)施代價(jià)及用地協(xié)調(diào)難度等進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，并利用加權(quán)評(píng)價(jià)法對(duì)各方案得分進(jìn)行評(píng)價(jià)。計(jì)算公式如下:

式中:

W——評(píng)價(jià)對(duì)象總得分;

Wi——評(píng)價(jià)對(duì)象的i指標(biāo)項(xiàng)得分;

Ai——i指標(biāo)項(xiàng)的權(quán)值，且各指標(biāo)權(quán)重總和為1。

結(jié)合評(píng)審專(zhuān)家及地鐵公司意見(jiàn)，鎮(zhèn)平路車(chē)輛段接軌方案中各指標(biāo)的權(quán)重分配以運(yùn)營(yíng)功能為主，兼顧上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)及土建工程投資。接軌方案比選如表2所示。

由表2可知，方案1從運(yùn)營(yíng)功能考慮為理想的接軌方案，但其用地超出用地紅線，并切割已出讓的地塊，存在用地協(xié)調(diào)難度大、土建工程規(guī)模大、對(duì)上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)影響大等問(wèn)題。

表2 鎮(zhèn)平路車(chē)輛段接軌方案比選表Tab.2 Comparison and selection of Zhenping Road Depot connection schemes

而相較于常規(guī)一島一側(cè)單站雙向接軌方案，方案2進(jìn)一步優(yōu)化了出入線方案，收發(fā)車(chē)徑路相互獨(dú)立，靈活性得到提高。經(jīng)綜合比選，方案2能較好地滿足運(yùn)營(yíng)需求，且更適應(yīng)鎮(zhèn)平路車(chē)輛段的用地條件，在工程投資規(guī)模、用地協(xié)調(diào)難度、對(duì)物業(yè)開(kāi)發(fā)的影響、車(chē)輛段總平面布置等方面較其他方案優(yōu)勢(shì)明顯。因此，選擇方案2作為推薦方案，并將其納入鎮(zhèn)平路車(chē)輛段后續(xù)階段工程設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

放眼未來(lái)，結(jié)合車(chē)輛段建設(shè)同步實(shí)施上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)或?qū)⒊蔀槲磥?lái)城市軌道交通車(chē)輛段建設(shè)的趨勢(shì)。而車(chē)輛段用地資源的進(jìn)一步受限，使理想的接軌方案往往更難實(shí)現(xiàn)。因此，應(yīng)綜合場(chǎng)段選址、運(yùn)營(yíng)需求、投資規(guī)模及對(duì)物業(yè)開(kāi)發(fā)的影響等多種因素考慮，選擇相對(duì)合理的接軌方式。本文的研究思路和實(shí)踐探索可為妥善解決車(chē)輛段出入線功能需求與用地資源受限的矛盾提供借鑒和參考。