城市軌道交通車輛基地場坪標高研究

曹萍

（中鐵武漢勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 730074）

城市軌道交通車輛基地場坪標高研究

曹萍

（中鐵武漢勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 730074）

城市軌道交通車輛段/停車場場坪標高的確定，既要滿足生產(chǎn)運營的要求，又要兼顧經(jīng)濟合理性。本文分析了影響場坪標高的因素，并結合工程實例說明了場坪標高的特殊設計案例，具有一定的參考價值。

軌道交通車輛段；場坪標高

城市軌道交通線路依據(jù)線路情況，并結合城市用地設置車輛段（停車場），車輛段（停車場）是保證地鐵正常運營的后勤基地，主要功能有車輛停放及日常保養(yǎng)、列車救援功能、系統(tǒng)維修功能及部分材料、備件的儲存、保管和供應工作等。車輛基地配屬有綜合維修中心、物質(zhì)總庫和培訓中心以及必要的辦公、生活設施等，是地鐵正常運營所必需的設備和設施。車輛基地屬大型建設工程，投資大，建設周期長，屬于百年工程，必需按照百年一遇洪水標準進行防洪設計。

按照 《地鐵設計規(guī)范》［1］（GB50157-2013）第27.10.2條規(guī)定，站場線路路肩高程應根據(jù)基地附近內(nèi)澇水位和周邊道路高程設計。沿河或江河附近地區(qū)車輛基地的車場線路路肩設計高程應不小于1/ 100洪水頻率標準的潮水位、波浪爬高值和安全高之和。然而，車輛基地場坪越高，所需土石方越巨大，從而大大提高了建設成本，因此，車輛基地場坪標高的確定，既要保證場內(nèi)設施的安全可靠，又要兼顧經(jīng)濟合理性。

1 車輛基地場坪標高影響因素分析

路肩高程，應保證路基面不受水的影響，即不受洪水淹沒，影響行車，并在地下水最高水位時，不因毛細水上升至路基面使土的濕度增加而降低路基面土的強度和承載力或發(fā)生凍脹、翻漿等現(xiàn)象。同時場坪應排水良好，不內(nèi)澇，不積水。因此車輛基地場坪標高的確定主要從以下幾個方面進行考慮。

1.1 防洪的要求

車輛基地是百年工程，場坪高程及水溝設計均需按照1/100洪水頻率進行設計，以保證車輛基地的安全。若車輛基地已經(jīng)在防洪堤的保護范圍內(nèi)，則不必另行考慮防洪的需求。

1.2 內(nèi)澇水位

車輛基地是地鐵線路的一部分，一般位于城市郊區(qū)甚至城區(qū)，受到城市排水系統(tǒng)的限制。城市地下排水管網(wǎng)一般出口設置在大型湖泊。以武漢為例，市內(nèi)各湖泊按照連通關系分為不同水系，各水系出口均為長江。在非汛期，各水系通過閘口排入長江，汛期長江水位提升，各水系通過泵站抽排入長江，各水系均規(guī)定了控制水位，一旦超過控制水位，泵站開啟抽排水入長江，故該水系的內(nèi)澇水位可按控制水位確定，車輛基地的場坪標高為內(nèi)澇水位加安全高確定。

以上確定的內(nèi)澇水位是基于湖泊的控制水位，一般較城市用地低，當車輛基地距離該水系很近，且基地附近地勢低洼時，才具有參考意義。一般情況下，由于城市管網(wǎng)能力不足或者管網(wǎng)不完善，暴雨情況下一時無法排除，造成局部漬水不退，形成內(nèi)澇，這種情況下，為了防止車輛基地被水浸泡，要求場坪標高不能低于周圍道路標高，規(guī)劃道路標高優(yōu)先具有參考價值。若周圍道路起伏較小，則場坪標高可高于道路平均高程0.5m即可，若道路起伏較大，則高于最底高程0.5m即可，并參考附近企業(yè)、住宅標高進行設計。

1.3 出入線的影響

車輛基地由接軌站引出后，以一定的坡度引入車輛基地。按照《地鐵設計規(guī)范》（Gb50157-2013）出入場線的最大坡度宜采用40‰。在實際工程中，為了保證列車安全，出入場線最大坡度常小于40‰，出入場線由地下車站或者高架車站引出，由于最大坡度的限制，以最大坡度爬升或者下降到車輛基地時，車輛基地的最高或者最低場坪高程就因此受到限制。

1.4 場區(qū)排水要求

車輛基地的排水分三個部分，分別是排水溝、排水管和涵洞，三者的設計參數(shù)并不相同,對場坪標高的影響也不相同。

1）站場排水溝。車輛基地在股道間及場坪一周設置一圈排水溝，最終排向市政管網(wǎng)，或者自然河溝，站場排水溝一般條件下坡度為2‰，困難條件下為1‰，排水溝終點應高于市政管網(wǎng)或者自然河溝的百年水溝0.5m，為保證排水溝雨水及時排出，場坪必須滿足排水溝的設置要求。

2）排水管。車輛基地的大型建筑物屋面及路面雨水需要經(jīng)排水管排出場外，排水管的設置需滿足最小埋深、不同管徑管頂平接增大埋深、最小坡度等等，同時與接口市政管網(wǎng)或者自然水溝需要預留安全高0.5m，因此為保證場內(nèi)排水管雨水良好排出場外，對場坪的最小標高需要滿足設置排水管的要求。

3）排水箱涵。車輛基地設置排水箱涵有利于設置各種軌道間綜合管線，排水箱涵同樣需要滿足最小埋深、最小坡度的要求，同時出口也收到接口市政管網(wǎng)或者自然河溝百年水位的限制。

1.5 與周圍市政道路銜接

車輛基地一般設置兩個通段（場）道路，該通段（場）道路設計標準可參考廠礦道路設計標準，規(guī)范規(guī)定最大縱坡不宜大于6%，在城市道路高程一定的情況下，對場坪標高高程范圍有了一定限制，場坪標高太高或者太低，都無法與市政道路合理銜接。

1.6 工程費用

車輛基地場坪標高越高，填方越多，需外購大量土石方，提高了工程費用；場坪標高越低，挖方越多，外運土方亦會增加工程費用，因此，車輛基地場坪標高在滿足上述要求外，盡量做到填挖平衡，有利于節(jié)省工程費用。

2 特殊場坪設計

一般情況下，車輛基地場坪范圍內(nèi)是平坡，平整的場地對建設施工和運營維護都十分有利。但在實際工程項目中，由于城市用地緊張，車輛基地用地往往選址十分困難，地塊的規(guī)模、周邊環(huán)境均對車輛段的設計產(chǎn)生影響，很多車輛基地內(nèi)場坪無法做到整平等高，這時車輛段采用不等高的場坪豎向標高就凸顯出巨大優(yōu)勢。下面結合工程實例進行說明。

2.1 利用咽喉區(qū)坡度提高庫房區(qū)場坪高程

隨著城市的發(fā)展，出現(xiàn)了諸多城市病，交通擁堵首當其沖，這時候公共交通，特別是大運量的軌道交通就應運而生，因此，軌道交通是城市發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物。軌道交通建設時，已經(jīng)建成的鐵路、公路等，都會對軌道交通的設計行車制約性因素，下面以武漢軌道交通5號線工人村車輛段為例。

武漢地鐵5號線于青山區(qū)設置工人村車輛段，該車輛段受用地限制，東西向長度約985.0m，并且出入段線自地下站都市工業(yè)園站接軌后，下穿中石化鐵路專用線，該專用線緊鄰場址。如圖1所示。

圖1 工人村車輛段場坪標高分析

中石化鐵路專用線是一條投入運營中的鐵路專用線，軌道交通出入段線下穿該鐵路，不僅兩者之間必須滿足一定的凈空要求，并且，出入段線的施工應充分考慮對既有專用線鐵路的影響。

在項目前期論證中，出入段線下穿專用鐵路處采用特殊結構設計，出入段線軌面最高標高可以達到24.80m，之后以30‰坡度爬到終點時，軌面標高31.977m，場坪標高約31.34m。場坪標高若定為31.34m，高于周圍道路最低點0.5m以上，停車場不會發(fā)生內(nèi)澇，但是場區(qū)管溝出水口要低于市政管網(wǎng)，兩者無法銜接。

《地鐵設計規(guī)范》（GB50157-2013）6.3.2指出，咽喉區(qū)道岔區(qū)坡度不宜大于3.0‰。工人村車輛段咽喉區(qū)若按照3.0‰坡度上升，到達庫前時，軌面標高可達33.087m，場坪標高可達32.45m。

工人村車輛段咽喉道岔區(qū)采用3.0‰的坡度，解決了場區(qū)內(nèi)排水問題，但另一方面，由于咽喉區(qū)坡度相同，檢修庫和運用庫庫前線路較長，場坪標高為32.45m，工程檢修庫前線路較短，場坪標高較低，另外各種建筑物場坪標高應結合市政道路確定，整個場坪內(nèi)豎向標高比較復雜，增加了設計的難度。

2.2 利用聯(lián)絡線提高試車線路肩高程

車輛基地若有大架修功能，應設置試車線一條，試車線是專門用于車輛動態(tài)性能試驗的線路。一般情況下，試車線與場內(nèi)其他線路應等高設計，試車線通過聯(lián)絡線實現(xiàn)與其他線路聯(lián)通。但若其它因素限制的情況下，也可以對聯(lián)絡線設計成上坡或者下坡的方式，以提高或者降低試車線的場坪高程，特殊設計的試車線場坪高程仍需要滿足防洪排澇的要求。下面以哈爾濱軌道交通一期工程太平橋車輛段為例。

太平橋車輛段與綜合基地位于哈爾濱鐵路樞紐太平橋站以南、馬家溝以東、規(guī)劃新江橋街以西、規(guī)劃平湖街以北的地塊內(nèi)。場坪標高經(jīng)過論證為119.20m，軌頂標高為120.38m。車輛段設試車線一條，全長1380m，西端需跨越馬家溝，根據(jù)防洪標準、過水面積等技術要求，以及考慮與鐵路橋梁的協(xié)調(diào)，試車線馬家溝橋梁底高程設計為121.04m，最終確定試車線規(guī)定標高不能低于122.08m，試車線聯(lián)絡線長度為140m，坡度為12‰。

2.3 采用階梯高程降低土石方工程

經(jīng)過前面論述可知，車輛段場坪標高首先必須考慮防洪排澇的要求，其目的是保證鐵路路基的安全，因此股道區(qū)及其庫房（運用庫、檢修庫）等必須設計為場坪標高，因車輛走行、維修和停放的要求設置為同一標高，而非軌行區(qū)主要布置有辦公、生活、物質(zhì)供應及部分不進出軌道車輛的檢修房等，此類建筑物只需滿足相關物料運輸、防洪及排水的要求，可不受場坪標高的限制，但在實際工程中，為了使兩者之間銜接道路平緩，便利人員活動，軌行區(qū)和非軌行區(qū)設計為同一高程。但特殊情況下，當?shù)匦纹鸱^大時，場內(nèi)建筑物依地勢而建，有利于節(jié)約工程費用，縮短工期。下面以昆明地鐵首期工程大梨園車輛段為例。

在滿足百年一遇洪水位設計標高的前提下，結合周邊道路規(guī)劃，大梨園車輛段場坪標高定為1935.0m。車輛段段址內(nèi)地形起伏較大，標高從1926.5～1948.0m變化，且段址內(nèi)地形標高為1926.5m的地塊約占30%，如采用統(tǒng)一場坪標高，30%的地塊內(nèi)將有近9m高的填方工程。段址內(nèi)挖方地段部分土質(zhì)不能滿足移挖作填的要求，填方用料需進行遠程調(diào)配，將導致巨大的土方量及地基加固工程量，大大增加工程投資，同時，地基加固的沉降要求及安全性，特別是進度方面，難以滿足工程工期要求。最終，綜合辦公樓高程1926.4m，機加工中心為1927.7m，物質(zhì)總庫為1930.8m，高程均因地勢而定，低于場坪標高。且為了節(jié)約土石方，洗車機庫、材料棚也采用高架平臺方式與場坪同高，取代高路基填方方式。

3 結論

通過以上分析可以看出，車輛段場場坪標高的確定是一個較為復雜的過程，在滿足防洪和內(nèi)澇的要求后，充分考慮周圍限制因素、排水要求及工程經(jīng)濟性后，設置合理的標高，場坪范圍內(nèi)一般為平坡，特殊條件下，也可采用咽喉區(qū)設置于坡道上、利用聯(lián)絡線提高試車線高程及場坪內(nèi)設置階梯高程等方式，對場坪采用不等高的豎向設計，在滿足生產(chǎn)運營的前提下，確保工程安全及進度要求，并節(jié)省投資。

［1］ 地鐵設計規(guī)范（GB50157-2013）［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

［2］ 鐵路工程設計技術手冊.站場及樞紐［M］.北京：中國鐵道出版社，2004.

［3］ 王棟，郭榮林.地鐵車輛段場坪高度的研究［J］.鐵道工程學報，2011（12）：99-103.

［4］ 涂漢卿.大梨園車輛段場坪豎向設計優(yōu)化［J］.北京交通大學學報，2012（6）：65-68.

［5］ 蘭淑桂.地鐵車輛段站場設計有關問題的解決方法［J］.鐵道工程學報,2010(6):119-122.

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