城際軌道交通車輛基地總平面布局關(guān)鍵要點(diǎn)研究

胡立翔

摘 ?要：針對(duì)城際軌道交通車輛基地總平面布置限制因素多、洗車效率不高、高速試車線設(shè)置困難等問(wèn)題，以杭臨城際上泉車輛基地設(shè)計(jì)為例，對(duì)城際軌道交通車輛基地總平面布局關(guān)鍵要點(diǎn)進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)車輛基地功能定位、用地條件、限制因素、洗車及試車線設(shè)置方式等進(jìn)行分析，提出總平面布置及豎向優(yōu)化方案、類貫通洗車方案、多種敷設(shè)方式組合試車線設(shè)置方案，解決用地受限條件下高效洗車及高速試車線設(shè)置難題。實(shí)際應(yīng)用表明相關(guān)方案可較大程度提升運(yùn)營(yíng)效率，為其他類似車輛基地設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：車輛基地；總平面布置；洗車；試車；城市軌道交通

中圖分類號(hào)：U279 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2024）14-0128-05

Abstract： In response to the problems of multiple limiting factors， low washing efficiency， and difficulty in setting up high-speed testing lines in the overall layout of intercity rail transit vehicle bases， this paper takes the design of Hanglin Intercity Shangquan Vehicle Base as an example to study the key points of the overall layout of intercity rail transit vehicle bases. By analyzing the functional positioning， land conditions， limiting factors， washing and testing line setting methods of the vehicle base， a general layout and vertical optimization plan， a similar through washing plan， and a combination of multiple laying methods for testing line setting are proposed to solve the problem of efficient washing and high-speed testing line setting under limited land conditions. Practical applications have shown that the relevant solutions can greatly improve operational efficiency and provide reference for the design of other similar vehicle bases.

Keywords： vehicle base; general layout plan; car washing; test drive; urban rail transit

杭州至臨安城際鐵路為《浙江省都市圈城際鐵路近期建設(shè)規(guī)劃》杭州地區(qū)4條城際鐵路之一，線路全長(zhǎng)34.9 km，設(shè)站12座，其中8個(gè)地下站，4個(gè)高架站，采用車速120 km/h的4輛編組B型車輛，全線設(shè)上泉車輛基地一座，占地面積24.14 ha。

城際軌道交通一般運(yùn)行速度120 km/h及以上，全線往往僅設(shè)置一座車輛基地。車輛基地總圖布置為車輛基地設(shè)計(jì)重點(diǎn)，其受選址條件、用地控制因素、功能需求和投資控制等多約束條件限制，總平面布置需綜合考慮多方因素；同時(shí)僅一座車輛基地，運(yùn)營(yíng)單位對(duì)洗車等影響收發(fā)車的工藝布置更加關(guān)注；且為滿足高速試車要求，試車線長(zhǎng)度較長(zhǎng)，試車線長(zhǎng)度確定、敷設(shè)方式、總平面中位置關(guān)系等均需深化研究。

1 ?車輛基地總平面布置方案優(yōu)化

1.1 ?車輛基地功能定位

城際軌道交通車輛基地功能定位的確定為設(shè)計(jì)前提條件，也是各城際軌道交通項(xiàng)目研究重點(diǎn)。《浙江省都市圈城際鐵路近期建設(shè)規(guī)劃》并未對(duì)車輛基地檢修資源共享進(jìn)行研究說(shuō)明。杭州至臨安城際鐵路工程在綠汀路站與杭州地鐵3號(hào)線、5號(hào)線換乘，并未設(shè)置聯(lián)絡(luò)線，不具備車輛大架修資源共享?xiàng)l件。結(jié)合車輛選型、杭州地區(qū)軌道交通線網(wǎng)資源共享情況等內(nèi)容進(jìn)行充分研究，上泉車輛基地定位為大架修車輛基地，大架修庫(kù)近期建設(shè)，輔助檢修車間按定修先期實(shí)施，預(yù)留轉(zhuǎn)向架輪軸間等大架修檢修設(shè)施，以降低近期工程投資。

1.2 ?選址及控制因素

車輛基地選址位于杭徽高速公路以南、規(guī)劃玲瓏路以東、錦溪以西的狹長(zhǎng)地塊，呈南北向布置的圍合地塊。車輛基地選址范圍內(nèi)地勢(shì)北低南高，高差較大，自然地面標(biāo)高在60.40～67.35 m，現(xiàn)狀主要為農(nóng)田，在段址中部分布有上泉村部分民房和少量廠房。

車輛基地選址需退避杭徽高速50 m、退避錦溪10 m、退避玲瓏大路5 m等多種控制因素，車輛基地的總平面布局方案需結(jié)合周邊控制因素合理布置。

杭徽高速公路跨錦溪橋梁，出入段線需從西側(cè)既有橋跨中穿越，是直接限制出入段線平縱斷面的控制因素。選址東側(cè)的錦溪是上泉車輛基地的主要排洪設(shè)施，車輛基地總平面布置需與錦溪改造充分對(duì)接，避免對(duì)車輛基地總平面布置產(chǎn)生影響，同時(shí)滿足車輛基地排水需要。選址北側(cè)的杭徽高速公路的建筑控制線，建筑需進(jìn)行合理退距。選址西側(cè)是規(guī)劃玲瓏大道，是上泉車輛基地對(duì)外通行的主要道路，目前已完成初步設(shè)計(jì)，應(yīng)結(jié)合車輛基地的布局，合理布局。

1.3 ?車輛基地總平面布置方案

車輛基地從功能、性質(zhì)和工藝流程等方面進(jìn)行了集約、整合，為適應(yīng)狹長(zhǎng)型用地條件，總圖方案采用運(yùn)用庫(kù)與檢修庫(kù)倒裝式布置，如圖1所示。運(yùn)用庫(kù)設(shè)置于車輛基地用地南側(cè)，為兩列位盡端式布置，近遠(yuǎn)期分期實(shí)施。檢修庫(kù)倒裝設(shè)置于運(yùn)用庫(kù)北側(cè)，采用盡端布置方式，由大架修庫(kù)、定修庫(kù)、臨修庫(kù)、雙周三月檢庫(kù)、靜調(diào)庫(kù)、吹掃庫(kù)及輔助檢修車間等組成，預(yù)留轉(zhuǎn)向架輪軸間等大架修檢修設(shè)施。

試車線設(shè)置于段址東側(cè)，動(dòng)調(diào)試驗(yàn)間設(shè)置于試車線旁。試車線緊鄰錦溪布置，長(zhǎng)度約2.4 km，采用路基、隧道形式，能滿足B型車4輛編組120 km/h的試車要求。

廠前區(qū)位于出入段線西側(cè)，布置有綜合樓、物資總庫(kù)等單體，綜合樓內(nèi)包含車輛基地辦公用房、綜合維修用房、食堂、浴室和司機(jī)公寓等生產(chǎn)辦公設(shè)施。

結(jié)合車輛基地建設(shè)情況，東側(cè)改移錦溪、西側(cè)改移玲瓏大道，同車輛基地工程同步實(shí)施。

1.4 ?車輛基地豎向設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

1.4.1 ?場(chǎng)坪標(biāo)高設(shè)計(jì)

車輛基地場(chǎng)坪標(biāo)高需滿足相關(guān)規(guī)范、防洪標(biāo)準(zhǔn)、出入線縱坡、通段道路銜接及車輛基地工藝要求，同時(shí)需要考慮排水順暢且兼顧填挖平衡。

上泉車輛基地緊挨錦溪布置，根據(jù)杭州至臨安城際鐵路防洪評(píng)價(jià)報(bào)告，改建整治河道的改道起點(diǎn)設(shè)計(jì)洪水位為64.93 m，上游最高洪水位為66.19 m。臨安地區(qū)地勢(shì)整體處于較緩的斜坡，南高北低，周邊地勢(shì)40.5～75.5 m，車輛基地所處地勢(shì)標(biāo)高為60.40～67.35 m，區(qū)域雨水主要經(jīng)JDK685處涵洞收集后排入錦溪，整體被淹風(fēng)險(xiǎn)較小，場(chǎng)坪標(biāo)高考慮排水順暢及周邊情況，確定為65 m。段內(nèi)軌面標(biāo)高即65.64 m。

此外車輛基地出入段線下穿杭徽高速橋后爬升至場(chǎng)坪，為保證接觸網(wǎng)橋下凈空，杭徽高速處軌面標(biāo)高控制為61 m，出入線下穿杭徽高速后以135 m坡長(zhǎng)，34.37‰上坡爬升至段內(nèi)軌面65.64 m，坡度已接近規(guī)范極值35‰，即場(chǎng)坪也無(wú)法進(jìn)一步抬高。綜合以上情況，車輛基地內(nèi)軌行區(qū)場(chǎng)坪標(biāo)高確定為65 m是合理的。

1.4.2 ?豎向設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

車輛基地選址范圍內(nèi)地塊南高北低起伏較大，如考慮統(tǒng)一場(chǎng)坪標(biāo)高，廠前區(qū)回填部分回填高度將達(dá)到5 m，土石方工程量大，且地基處理難度大、易出現(xiàn)后期沉降。

為均衡車輛基地土方工程量，對(duì)綜合辦公區(qū)域進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)。檢修庫(kù)尾部到物資總庫(kù)豎向標(biāo)高從65.64 m降至61 m，道路縱坡為1%，土石方減少55 875 m3，僅土石方部分節(jié)省投資約350萬(wàn)元，減少土方回填及地基處理作業(yè)，加快建設(shè)速度、減少后期沉降可能，車輛基地豎向設(shè)計(jì)區(qū)域如圖2所示，車輛基地綜合辦公區(qū)豎向標(biāo)高如圖3所示。

2 ?車輛基地洗車方式優(yōu)化研究

2.1 ?洗車方式劃分

洗車方式和車輛基地用地條件及總平面布置密切相關(guān)，目前車輛基地常見(jiàn)的洗車設(shè)置方式包括咽喉區(qū)通過(guò)式、與運(yùn)用庫(kù)并列通過(guò)式、咽喉區(qū)八字往復(fù)式和段內(nèi)盡頭式等方式。其中咽喉區(qū)通過(guò)式入段洗車方式無(wú)折返作業(yè)，配置1條洗車線、2組道岔，直接通過(guò)洗車，效率最高，但要求場(chǎng)地有足夠的長(zhǎng)度；與運(yùn)用庫(kù)并列通過(guò)式洗車，往往適用于1線3列位貫通式布置總圖，洗車線與運(yùn)用庫(kù)并列布置，配置1條洗車線、2組道岔，洗車作業(yè)時(shí)折返1次，效率較高；咽喉區(qū)八字往復(fù)式、段內(nèi)盡頭式設(shè)置方式目前在實(shí)際工程中用地長(zhǎng)度受限時(shí)應(yīng)用較為普遍，配置1條洗車線、4組道岔，且需設(shè)置牽出線，雖能滿足洗車需求，但洗車時(shí)均需折返2次，調(diào)車作業(yè)頻繁，洗車效率低。

目前，杭州、長(zhǎng)沙、武漢等地的軌道交通運(yùn)營(yíng)單位多次提出強(qiáng)烈要求，車輛基地洗車應(yīng)盡量采用貫通式洗車方案，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分尊重并理解運(yùn)營(yíng)單位的合理訴求，在有限的條件范圍內(nèi)，充分調(diào)研實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，與運(yùn)營(yíng)單位加強(qiáng)溝通，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)所需功能。

圖3 ?車輛基地綜合辦公區(qū)豎向標(biāo)高

2.2 ?上泉車輛基地洗車方式優(yōu)化

上泉車輛基地車輛基地總圖方案運(yùn)用庫(kù)停車列檢線采用1線2列位盡端式布置，咽喉區(qū)長(zhǎng)度約180 m（車輛基地內(nèi)第一個(gè)道岔至運(yùn)用庫(kù)咽喉區(qū)前的道岔），貫通洗車方式洗車庫(kù)長(zhǎng)度+兩端各1列車長(zhǎng)度+信號(hào)設(shè)備設(shè)置附加長(zhǎng)度＞224 m，出入段線下穿杭徽高速后再爬出地面后接入車輛基地，因此車輛基地用地受限下無(wú)法實(shí)現(xiàn)咽喉區(qū)通過(guò)式貫通洗車。

結(jié)合用地條件，通過(guò)與運(yùn)營(yíng)單位充分對(duì)接，提出類貫通洗車方案，如圖4所示。配屬列車可從入段線經(jīng)道岔1至洗車線完成洗車后再經(jīng)道岔6進(jìn)入運(yùn)用庫(kù)。傳統(tǒng)貫通式洗車布置方案，道岔1至洗車庫(kù)距離、洗車庫(kù)至道岔6之間的警沖標(biāo)距離≥1列車長(zhǎng)度+信號(hào)設(shè)備設(shè)置附加長(zhǎng)度。在用地長(zhǎng)度受限的前提下，洗車庫(kù)至道岔6長(zhǎng)度不滿足前述要求，列車從洗車庫(kù)出庫(kù)過(guò)程需占用道岔6，但該方案洗車效率仍明顯高于八字線往復(fù)式布置方案，最終確定為施工圖設(shè)計(jì)方案，即類貫通式洗車方案。圖4為車輛基地類貫通式洗車布置方案。目前類貫通洗車方案已經(jīng)在杭州地鐵后續(xù)車輛基地設(shè)計(jì)中推廣，使用效果良好，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，類貫通洗車相比八字往復(fù)式洗車效率提升約26%，較大幅度提升洗車效率。

3 ?車輛基地試車線設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

3.1 ?設(shè)計(jì)要求及思路

根據(jù)GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，試車線的有效長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)車輛性能和技術(shù)參數(shù)及試車綜合作業(yè)要求計(jì)算確定，試車線應(yīng)為平直線路，困難時(shí)線路端部可根據(jù)該線段的試車速度設(shè)置適當(dāng)?shù)那€。為保證新車及檢修車輛系統(tǒng)調(diào)試及性能試驗(yàn)滿足相關(guān)要求，車輛基地試車線應(yīng)滿足中速或高速試車需要。

城際軌道交通正線運(yùn)營(yíng)速度較快，杭臨城際鐵路工程運(yùn)營(yíng)速度為120 km/h，如滿足全速試車對(duì)試車線長(zhǎng)度要求較高。試車線設(shè)置條件及長(zhǎng)度和車輛基地總平面布置密切相關(guān)，而試車速度是決定試車線長(zhǎng)度的關(guān)鍵因素，條件允許的情況下運(yùn)營(yíng)希望試車線能滿足全速試車要求。

《浙江省都市圈城際鐵路近期建設(shè)規(guī)劃》中4條城際線路，杭州至海寧城際運(yùn)營(yíng)速度為120 km/h，車輛基地試車線設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1.42 km，基本可滿足90 km/h試車要求；杭州至富陽(yáng)城際鐵路工程運(yùn)營(yíng)速度100 km/h，車輛基地試車線設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1.25 km，可滿足80 km/h試車要求；杭州至紹興城際鐵路工程運(yùn)營(yíng)速度100 km/h，車輛基地試車線設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1.74 km，可滿足100 km/h試車要求。試車線設(shè)計(jì)速度相比運(yùn)營(yíng)速度低后，一般做法為檢修后在試車線進(jìn)行中速試車，然后利用正線天窗時(shí)間進(jìn)行高速試車，受正線線路條件、站間距、天窗時(shí)間等限制，正線試車也較為不便。

杭臨城際上泉車輛基地選址尾部為逍遙山，具備建設(shè)滿足高速試車要求試車線條件，結(jié)合相關(guān)方意見(jiàn)，上泉車輛基地車輛基地試車線應(yīng)按滿足最高速度的120 km/h試驗(yàn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，據(jù)此進(jìn)行相關(guān)研究。

3.2 ?車輛動(dòng)力性能參數(shù)

杭臨城際采用車速120 km/h的4輛編組B型車輛，車輛動(dòng)力性能如下：

1）啟動(dòng)平均加速度（0～60 km/h） ? ≥1.0 m/s2；

2）列車平均加速度（0～120 km/h） ?≥0.5 m/s2；

3）常用制動(dòng)平均減速度 ? ? ? ? ?≥1.0 m/s2；

4）緊急制動(dòng)平均減速度（120 km/h～0）≥1.2 m/s2；

5）最高運(yùn)行速度（km/h） ? ? ? ? ? 120 km/h。

其余參數(shù)，車輛長(zhǎng)度按82 m，試驗(yàn)惰行時(shí)間按5 s，試驗(yàn)安全距離按100 m計(jì)。

3.3 ?試車線長(zhǎng)度計(jì)算

車輛按最高運(yùn)行速度（120 km/h）計(jì)算試車線長(zhǎng)度。

試車過(guò)程為車輛加速、惰行、減速、停車。

S=S1+S2+S3+S4+S5， ? ? ?（1）

式中：S為試車線長(zhǎng)度，m；S1為啟動(dòng)距離，m；S2為惰行距離，m；S3為制動(dòng)距離，m；S4為車身長(zhǎng)度，82 m；S5為安全距離，100 m。

1）啟動(dòng)距離，即

， ? ? （2）

式中：S1為速度到60 km/h的啟動(dòng)距離，m；S”1為速度從60 km/h到120 km/h的啟動(dòng)距離，m；V0為啟動(dòng)速度值60 km/h；Vmax為速度值120 km/h；a1為啟動(dòng)平均加速度1.0 m/s2；a2為速度從0到120 km/h的平均加速度0.5 m/s2；t1為0到60 km/h的啟動(dòng)時(shí)間；t2為0到120 km/h的啟動(dòng)時(shí)間。

，

其中：0加速到60 km/h，按1.0 m/s2 計(jì)算，啟動(dòng)時(shí)間

從0加速到120 km/h，按0.5 m/s2 計(jì)算，啟動(dòng)時(shí)間

？駐t=t2-t1=66.67-16.67=50.0 s，

式中：？駐t為從60 km/h到120 km/h的時(shí)間差。

則60～120 km/h啟動(dòng)距離

啟動(dòng)距離

2）惰行距離，即

S2=Vmax·t， ? ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

式中：t為惰性時(shí)間，按5 s計(jì)。

S2=Vmax·t=120/3.6×5≈166.67 m。

3）制動(dòng)距離，即

式中：a3為常用制動(dòng)平均減速度1.0 m/s2；t3為綜合考慮惰行延遲和制動(dòng)響應(yīng)等待時(shí)間2 s。

因此，試車線長(zhǎng)度

S=1 388.89+166.67+622.23+82+100=2 359.79 m，考慮兩端設(shè)置緩沖滑動(dòng)式車擋20 m，試車線長(zhǎng)度共計(jì)需約2 400 m。

3.4 ?試車線設(shè)計(jì)方案

車輛基地試車線長(zhǎng)度為2.4 km，且線路需平直才能滿足高速試驗(yàn)要求。上泉車輛基地選址圍合地塊長(zhǎng)度及寬度方向分別為907、225 m，多次組織現(xiàn)場(chǎng)探勘，并征求規(guī)劃部門(mén)意見(jiàn)，經(jīng)過(guò)對(duì)車輛基地試車線方案進(jìn)行多輪比選，試車線選址利用車輛基地尾部逍遙山，其試車線平面為直線，縱斷面為“一”字型坡，往大里程方向?yàn)樯掀?，坡度?‰。采用路基段、U型槽段、矩形隧道段、馬蹄形隧道段等多種組合型式，除路基段部分設(shè)置有3 000 m半徑的曲線外，其余地段均為直線。

此方案有效地增加了車輛基地用地受限條件下滿足高速試車的總圖布局靈活性。杭臨城際上泉車輛基地試車線為杭州地區(qū)唯一滿足120 km/h高速試車的試車線，創(chuàng)新性采用“路基段+U型槽段+矩形隧道段+馬蹄形隧道段”多種組合型式的敷設(shè)方式，解決用地受限情況下高速試車線設(shè)計(jì)難題。且因可滿足120 km/h試車要求，運(yùn)營(yíng)公司除正常進(jìn)行高速試車外，還將試車線部分時(shí)段租賃給車輛廠用做型式試驗(yàn)使用，一定程度增加運(yùn)營(yíng)收益，效果良好。

4 ?結(jié)論

本文以杭臨城際上泉車輛基地為例，對(duì)城際軌道交通車輛基地總平面布置方案要點(diǎn)進(jìn)行研究。對(duì)城際車輛基地功能定位、總平面布置方案、豎向設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究論述，給出解決方案；創(chuàng)新性提出類貫通洗車布置方式，解決用地條件受限情況下洗車布置難題；采用“路基段+U型槽段+矩形隧道段+馬蹄形隧道段”多種組合型式的試車線，滿足城際鐵路高速試車需求，且可社會(huì)化盈利，相關(guān)設(shè)計(jì)方案對(duì)其他城際軌道交通車輛基地設(shè)計(jì)具有較好參考價(jià)值。

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