劉亞東

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司機動院,北京 100055)

1 概述

蘇州市軌道交通4號線及支線連接了蘇州市相城區(qū)、蘇州古城區(qū)、吳中區(qū)、吳江市松陵鎮(zhèn)等重要組團,是蘇州市南北方向的骨干線路,與軌道交通2號線共同支撐城市發(fā)展副軸,全長約50 km,其中支線工程初、近期與4號線在紅莊站接軌貫通運營,近期后拆解為8號線獨立運營。

天鵝蕩停車場位于支線吳中區(qū)東太湖路以南、龍翔路以西,近期承擔軌道交通4號線部分車輛的停放和日常檢查等任務(wù),遠期還承擔8號線部分車輛的停放、日常檢查及定臨修任務(wù)。

2 主要技術(shù)確定

2.1 功能定位

結(jié)合國內(nèi)外地鐵車輛檢修運用技術(shù)的發(fā)展趨勢、全線運營組織方案、車輛段與綜合基地(場)及線路聯(lián)絡(luò)條件的規(guī)劃情況,合理確定天鵝蕩停車場的功能定位是設(shè)計首要考慮的問題。4號線主線在線路南端設(shè)有松陵車輛段與綜合基地,承擔4號線配屬車輛的廠架修、定臨修以及部分配屬車輛的停放和日常檢查等任務(wù),以及3、5、6號線配屬車輛的廠架修任務(wù)；在線路北端設(shè)元和停車場1處,承擔4號線部分配屬車輛的停放和日常檢查等任務(wù)。天鵝蕩停車場功能定位為近期承擔4號線部分車輛的停放和日常檢查等任務(wù),遠期還承擔8號線部分車輛的停放、日常檢查及定臨修任務(wù)。

(1)作為4號線支線停車場

車輛停放及日常保養(yǎng)功能—地鐵車輛的停放和管理；車輛的外部洗刷、內(nèi)部清掃及定期消毒；司乘人員每日出、退勤前的技術(shù)交接；對運用車輛的日常保養(yǎng)(包括列檢和周月檢)及一般性臨時故障的處理等。

日常巡檢功能—對地鐵各系統(tǒng),包括供電、環(huán)控、通信、信號、防災(zāi)報警、自動售檢票、給排水、自動扶梯等機電設(shè)備和房屋建筑、軌道、隧道、橋涵、車站等建筑設(shè)施進行日常維護、保養(yǎng)等。

(2)作為8號線車輛段

除完成上述停車場的功能外,還應(yīng)完成以下基本功能。

車輛檢修功能—依據(jù)地鐵車輛的檢修周期,定期完成8號線車輛的計劃性修理(定修)。

列車救援功能—列車發(fā)生事故(如脫軌、顛覆)或接觸網(wǎng)中斷供電時,能迅速出動救援設(shè)備起復(fù)車輛,或?qū)⒘熊嚑恳拎徑囌净虻罔F車輛段與綜合基地,并排除線路故障,恢復(fù)行車秩序。

系統(tǒng)維修功能—對8號線各系統(tǒng),包括供電、環(huán)控、通信、信號、防災(zāi)報警、自動售檢票、給排水、自動扶梯等機電設(shè)備和房屋建筑、軌道、隧道、橋涵、車站等建筑設(shè)施進行維護、保養(yǎng)和檢修等。

材料供應(yīng)功能—負責8號線在運營過程中,所需各種材料、設(shè)備器材、備品備件、勞保用品以及其他物資的采購、儲存、保管和供應(yīng)工作。

2.2 設(shè)計規(guī)模的確定

在綜合考慮松陵車輛段與綜合基地、元和停車場、天鵝蕩停車場的功能定位、分工基礎(chǔ)上,確定天鵝蕩停車場規(guī)模為近期設(shè)停車列檢20列位、雙周/三月檢2列位,遠期按8號線車輛段進行調(diào)整,增設(shè)停車列檢30列位、雙周/三月檢2列位。

由于城市未來發(fā)展可能對客流預(yù)測產(chǎn)生較大的不確定性,根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃,8號線存在6輛編組的可能性,考慮到站場、土建等工程由4輛編組改為6輛編組的代價較大,且影響正常運營使用,本次工程按6輛編組進行設(shè)計。

2.3 檢修制度的確定

地鐵車輛檢修制度一般分為預(yù)防性計劃檢修制度和矯治性檢修制度兩種。由于城市軌道交通對車輛的安全性和可靠性要求非常高,因此預(yù)防性計劃檢修制度仍是目前國內(nèi)外城市軌道交通車輛普遍采用的一種按車輛運行周期進行計劃檢修的車輛檢修制度。

以提高車輛的利用率,減少配車數(shù)量,降低修車成本為目標,根據(jù)蘇州市軌道交通車輛的技術(shù)條件、線路條件、地區(qū)環(huán)境和運營條件,以及運用、檢修人員的素質(zhì)等多方面因素本線車輛的總體技術(shù)特征,確定車輛檢修宜采用以部件互換修為主的預(yù)防性計劃檢修制度。

綜合考慮目前國內(nèi)的檢修水平,本次設(shè)計采用的主要車輛檢修指標,如表1所示。

表1 列車檢修指標

注：1.表中分子為近期天數(shù),分母為遠期天數(shù)；2.全年檢修工作日按250 d考慮。

2.4 主要車型的選擇

根據(jù)本線運量,遠期高峰小時預(yù)測客流約2.44萬人/h,確定采用B型車輛,初、近、遠期4輛編組,預(yù)留6輛編組條件,車輛采用受電弓從架空接觸網(wǎng)方式受電,額定電壓為DC1500V。車輛編組形式如下。

二動二拖4輛編組形式：-Tc+Mp+Mp+Tc-

四動二拖6輛編組形式：-Tc+Mp+M*M+Mp+Tc-

其中Tc為帶司機室的拖車；Mp為帶受電弓的的動車；M為動車；-為自動車鉤,*為半自動車鉤；+為半永久牽引桿。

3 總平面布置

3.1 場址概況

天鵝蕩停車場位于4號線支線線路終點附近,場址位于龍翔路西側(cè),東太湖路以南的范圍,與支線終點站友翔路站的最短距離約為0.6 km。場址內(nèi)地勢較平緩,有部分水塘、河流。場地內(nèi)以荒地為主,西側(cè)有部分農(nóng)田及木里村、南章村房屋。停車場的出入場線、小部分場地位于原有東太湖的堤線位置。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查,東太湖綜合整治工程已將段址范圍內(nèi)堤線南面填成地面。根據(jù)場址現(xiàn)狀及規(guī)劃情況,該地塊的受控因素主要有場址西端有木里村、南章村房屋及村內(nèi)河流,工程的實施需拆遷部分房屋,填平部分河流。

3.2 總平面布置原則

根據(jù)場址的現(xiàn)狀及規(guī)劃情況,結(jié)合停車場近、遠期工程特點,確定總平面應(yīng)按車輛段進行布置,兼顧停車場設(shè)施的集中布置原則,設(shè)計原則如下。

(1)以車輛段為主體,根據(jù)段址地形條件,充分考慮綜合維修中心、物資總庫及其他設(shè)備、設(shè)施的功能要求和工作性質(zhì),按有利于生產(chǎn)、方便管理和方便生活的原則進行統(tǒng)籌安排。

(2)車輛段的總平面設(shè)計,應(yīng)根據(jù)車輛運用和檢修的作業(yè)要求,并綜合考慮綜合維修中心、物資總庫等其他設(shè)施的布局及道路、管線、綠化、消防、環(huán)保等要求,以及考慮當?shù)貧庀髼l件等,合理布置。

(3)車輛段生產(chǎn)房屋布置應(yīng)以運用及檢修庫為核心,各輔助生產(chǎn)房屋應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)按系統(tǒng)布置。與運用和檢修作業(yè)關(guān)系密切的輔助生產(chǎn)房屋宜分別布置在相關(guān)車庫的側(cè)跨內(nèi)或鄰近地點；性質(zhì)相同或相近的房屋宜合并設(shè)置。

(4)變配電所、給水所等動力房屋,應(yīng)設(shè)置在相關(guān)的負荷中心附近。

(5)產(chǎn)生噪聲、沖擊振動的車間宜單獨設(shè)置；產(chǎn)生粉塵、有害氣體的房間或設(shè)施宜布置在常年主導(dǎo)風向的下風側(cè),并宜遠離生活、辦公區(qū)；排出的有害氣體、粉塵、廢液應(yīng)符合環(huán)境保護及衛(wèi)生標準。

(6)總平面布置應(yīng)充分利用地形、地勢、工程地質(zhì)及水文條件,合理地布置建筑物、構(gòu)筑物和有關(guān)設(shè)施,并應(yīng)減少土(石)方工程量和基礎(chǔ)費用。

(7)總平面布置應(yīng)使辦公生活房屋有良好的朝向,避免西曬,具備良好的采光和自然通風等條件。

(8)總平面布置應(yīng)合理地組織人流和物流。

(9)車輛段與綜合基地內(nèi)應(yīng)有運輸?shù)缆芳跋赖缆?并應(yīng)有不少于2個與外界道路相連通的出口。車輛段與綜合基地用地范圍應(yīng)設(shè)圍蔽設(shè)施。

3.3 總平面布置方案

天鵝蕩停車場待4號線支線拆分后,將調(diào)整為8號線定修車輛段,總平面方案的設(shè)計按車輛段統(tǒng)一考慮,本項目作為停車場時設(shè)置部分運用庫、預(yù)留了部分運用庫、檢修車間。預(yù)留部分與實施部分應(yīng)有明顯區(qū)域劃分,以減少今后改擴建對運營的影響。

3.3.1 總平面布置方案設(shè)計

(1)總平面布置方案一

天鵝蕩停車場設(shè)在友翔路站接軌，設(shè)出入場線2條,預(yù)留1條從8號線車站接軌的出入場線,遠期形成出入段線的八字線；停車列檢線10條,線路長度按每線停放2列6輛編組列車考慮,遠期預(yù)留停車/列檢線15條；雙周/三月檢線4條(其中2條預(yù)留)；洗車線1條；工程車及調(diào)機停放線4條(其中2條預(yù)留)；材料裝卸線1條；預(yù)留不落輪鏇線、吹掃線、靜調(diào)線、臨修線、試車線各1條及定修線2條。

運用庫和檢修廠房采用逆向倒裝式布置在車輛段西側(cè)。運用庫設(shè)在出入場線西北、西南兩側(cè),設(shè)有盡端式運用庫2座,其中西北側(cè)運用庫能滿足作為4號線支線停車場的停車能力要求,停車列檢庫、雙周/三月檢庫分別設(shè)有輔助邊跨,設(shè)有運轉(zhuǎn)辦公房屋。西南側(cè)運用庫為預(yù)留停車列檢庫,以滿足未來8號線的遠期停車需要。車輛檢修廠房設(shè)在預(yù)留停車列檢庫的東側(cè),為盡頭式車庫布置,通過預(yù)留停車列檢庫南側(cè)的牽出線進出庫。廠房由定/臨修庫及輔助車間、靜調(diào)庫、吹掃庫、鏇輪庫組成。在檢修廠房東側(cè)預(yù)留有物資總庫。

工程車庫設(shè)在停車場運用庫庫外線路東側(cè),材料線及材料堆場設(shè)在工程車庫東側(cè),工程車及平車出入車場通路順暢。在材料堆場東側(cè)布置有牽引降壓混合變電所。

洗車庫設(shè)置于停車場運用庫北側(cè),為盡端式布置,通過1條洗車線通過道岔、牽出線與出入場線相連,列車進出洗車線方便、占用出入線時間短。

在東側(cè)出入場線設(shè)受電弓輪對檢測棚。

在工程車庫北側(cè)空地布置有污水處理站、材料棚。

在出入場線咽喉處北側(cè)空地處布置廠前區(qū),近期設(shè)置綜合樓1處,將停車場辦公、信號樓、綜合維修工區(qū)、食堂、浴室、乘務(wù)員公寓等均合設(shè)于內(nèi),作為停車場辦公、生活房屋,綜合樓東側(cè)設(shè)停車場1處。預(yù)留的生活辦公中心、主變電所、遠期停車場等,待成為8號線車輛段后實施。

車輛段內(nèi)設(shè)有環(huán)行運輸?shù)缆泛拖赖缆?出入口設(shè)2處,主出入口設(shè)在車輛段的東北側(cè)、綜合樓附近；次出入口設(shè)在車輛段西北側(cè)。兩出入口均與既有道路相連。

本方案的特點是充分考慮地塊周邊條件,為減少場址西側(cè)村莊房屋拆遷,咽喉布置緊湊,運用庫采用1線2列位盡端式布置,洗車線也采用盡端式布置,工藝流程順暢,用地緊湊。且預(yù)留運用庫、檢修廠房與停車場設(shè)施區(qū)域劃分明確,改擴建車輛段的分期建設(shè)條件好。

方案一總平面布置詳見圖1。

圖1 天鵝蕩停車場總平面布置(方案一)

(2)總平面布置方案二

設(shè)2條出入場線,不預(yù)留接入8號線車站的出入場線條件。

洗車線設(shè)置于咽喉區(qū)出入場線南側(cè),為八字線通過式布置,利用道岔、牽出線完成洗車作業(yè),作業(yè)過程順暢。

運用庫和檢修廠房采用逆向倒裝式布置在車輛段西側(cè)。運用庫設(shè)在出入場線西北、西南兩側(cè),為盡端式布置,西南側(cè)運用庫能滿足作為4號線支線停車場的停車能力要求。西北側(cè)運用庫為預(yù)留停車列檢庫,以滿足未來8號線的遠期停車需要。預(yù)留檢修廠房設(shè)在預(yù)留停車列檢庫的東側(cè),為盡頭式車庫,通過預(yù)留停車列檢庫北側(cè)的牽出線進出庫。廠房由定/臨修庫、定/臨修庫輔助車間、靜調(diào)庫、吹掃庫、鏇輪庫組成。檢修廠房南側(cè)預(yù)留有物資總庫。

(3)總平面布置方案三

出入場線方案與方案一相同。洗車線設(shè)置與方案二相同。

運用庫布置在車輛段西側(cè),檢修廠房順向布置在咽喉區(qū)北側(cè)。運用庫設(shè)在出入場線西北、西南兩側(cè),為盡端式布置,西南側(cè)運用庫能滿足作為4號線支線停車場的停車能力要求,停車列檢庫、雙周/三月檢庫設(shè)有運用庫輔助房屋。西北側(cè)運用庫為預(yù)留停車列檢庫,以滿足未來8號線的遠期停車需要。預(yù)留檢修廠房設(shè)在預(yù)留停車列檢庫的東側(cè),為盡頭式車庫,通過預(yù)留牽出線進出庫。

3.3.2 總平面布置方案比選

總平面方案優(yōu)缺點比較詳見表2。

表2 車輛段總平面方案優(yōu)缺點比較

綜上所述,3個方案車輛段工程總平面整體布局均較為合理,工藝流程順暢。但從工藝流程、經(jīng)濟技術(shù)指標、預(yù)留發(fā)展條件、工程實施難度等方面進行綜合比選,方案一具有近期工程集中性、用地規(guī)整性較好等優(yōu)點,故總平面布置方案一為推薦方案。

4 主要工藝流程

天鵝蕩停車場近遠期主要承擔列車的運用整備(包括停放、洗車、受電弓輪對檢測)以及月檢、大修、架修、定臨修等作業(yè)內(nèi)容。

4.1 列車運用整備工藝

主要承擔4號線支線配屬列車的停放、運用、整備作業(yè)；列車進出庫的技術(shù)交接、檢查和測試工作；停車場運用車輛司乘人員出退勤技術(shù)交接工作；停車場運用車輛的功能檢查、技術(shù)檢查和一般性臨時故障的處理；停車場運用車輛的內(nèi)部清掃及定期消毒工作。主要工藝流程：列車進場→受電弓輪對檢測→列車外部清洗→停車→退勤前技術(shù)交接→內(nèi)部清掃、消毒→技術(shù)檢查→出段前技術(shù)交接→列車出場。

4.2 洗車工藝

為保持列車外部清潔,應(yīng)定期進行外皮洗刷。列車洗車全過程和洗車最小間隔的時間總和為40 min,一般3～5 d洗車1次。

洗車工藝流程：列車進庫→預(yù)濕→噴洗滌液→前端部洗刷→側(cè)壁洗刷→后端部洗刷→預(yù)清洗→最終清洗→吹干→出庫。

4.3 受電弓輪對檢測工藝

主要進行車輪外形尺寸自動檢測、車輪踏面缺陷自動探傷、車輪擦傷自動檢測、自動繪制車輪踏面外形曲線,并可實現(xiàn)超限報警顯示、車號及端位自動識別、提供檢測輪對技術(shù)狀態(tài)的綜合評價、對受電弓滑板磨耗、中心線偏移、升弓壓力進行動態(tài)非接觸自動檢測。

受電弓輪對檢測工藝流程：列車進場→列車進棚→自動檢測→數(shù)據(jù)采集→列車出棚。

4.4 列車檢修工藝

5 結(jié)語

綜上所述,在地鐵停車場和車輛段的設(shè)計中,應(yīng)首要考慮其在城市地鐵中的功能定位,通過綜合比較,合理確定設(shè)計規(guī)模、檢修制度及車輛選型,重點是段、場的總平面布置方案設(shè)計,需兼顧近、遠期工程,優(yōu)化設(shè)計,合理布局,只有這樣才能設(shè)計出既滿足國家的有關(guān)方針政策要求,又能達到業(yè)主需求的設(shè)計。

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[8]馬曉彤.天津地鐵1號線車輛段、停車場工藝設(shè)計[J].鐵道標準設(shè)計，2009(7).

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