城市轨道交通车辆基地场坪标高的确定

2012-07-05刘成文

城市轨道交通研究 2012年3期

刘成文

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，430063，武汉∥高级工程师）

车辆基地是城市轨道交通系统安全运营的重要保证，一般每条线路至少设置一处车辆基地。车辆基地占地多、投资比重高，且处于寸土寸金的城市规划用地中，合理确定车辆基地场坪标高不仅关系到车辆基地设施安全及与周边市政的良好衔接，同时也是车辆基地设计的重要依据，直接决定了工程的合理性和投资大小，故在设计中必须引起高度重视。

1 车辆基地场坪标高问题的提出

车辆基地场坪标高的确定，主要考虑以下因素：

1）出入线坡度应尽量小（最大坡度≤35‰），以利于运营及行车安全。

2）与周边规划道路有良好的衔接，尽量不破坏规划道路。

3）尽量减少车辆基地区域内填挖方工程，以降低工程造价。

4）应符合防洪标准、岸线规划和通航要求，不得危害堤防安全，影响河势稳定和行洪畅通。按照《地铁设计规范》，场坪标高应基于100年一遇的洪水位经计算确定。

5）跨河等影响行洪的车辆基地建设方案需符合《中华人民共和国河道管理条例》的要求。

根据 GB 50157—2003《地铁设计规范》第22.10.2条的规定：“沿海或江河附近地区车辆段与综合基地的线路路肩设计高程不应小于1／100潮水位、波浪爬高值和安全高之和”。此条为强制性条款，设计时必须严格执行。其条文解释中说明，重现期采用100年一遇标准系参照现行《铁路路基设计规范》Ⅰ、Ⅱ级铁路设计标准，安全高通常采用0.5m。

但在各具体工程设计中，若无条件按照以上强制性条款执行，将会出现工程技术、经济明显不合理的情况。已经遇到的问题有：

1）虽然车辆基地位于地域河流水系中，但无100年一遇的水文资料；

2）车辆基地处于江河附近，或同时处于江河与湖泊附近，如果按照规范强制性条款执行，则建设工程的填方量巨大，不仅直接影响工程实施的可行性，同时大大增加工程投资。

因此，在现有规范条款下，如何合理确定车辆基地的场坪标高，显得日益重要。

2 典型工程的解决实例

2.1 北京地铁6号线五里桥车辆段

2.1.1 工程条件及设计方案

北京地铁6号线为北京市轨道交通东西向骨干线之一，其一期工程全长约29km。五里桥车辆段于6号线一期工程的终点——草房站后从地下引出。车辆段中部有常营中心沟穿越。该沟为温榆河水系的行洪河道之一。车辆基地距离温榆河约1 800m。本工程位置与周边水域相互关系如图1所示。

图1 五里桥车辆段周边水域示意图

五里桥车辆段的规划用地位于朝阳北路、东高路、高安屯东路（规划）、航研所东路（规划）围成地块内（见图2）。地块总用地约36.7hm2，其中车辆段用地约25hm2，剩余为市政规划用地。地面标高为24～30m。

图2 五里桥车辆段段址示意图

根据该工程的勘察报告，车辆段段址的历年最高水位如下：1959年，水位接近自然地面；1971—1973年，水位接近自然地面；近3～5年水位标高为26.0m（上层滞水）。抗浮设防水位为22.0～24.0m。周边道路中，朝阳北路路面标高为26.3～26.8m；常营东路路面标高为 24.8～26.1m；常营路路面标高为26.1～26.8m。

考虑到段址现地面平均高程为26.0m，为使工程填挖方尽量平衡，以降低工程造价，设计场坪标高取26.6m。在此条件下，车辆段出入线纵坡已达到规范要求的最大限坡35‰。

2.1.2 场坪标高方案确认

规划部门尚无温榆河河道百年洪水位高程的资料，而设计规范的强制性条文必须按照百年水位高程设计。就此情况，专门委托水利勘测设计部门进行了“五里桥车辆段涉及常营中心沟防洪影响评价”。评价报告从行洪设计标准、设计水位、壅水计算、冲刷分析等各方面进行了计算和分析，并给出了报告结论：温榆河50年一遇水位为23.76m，根据回水长度425m计算，对车辆段无影响；同时，车辆段工程对行洪、防涝、防汛、河势稳定等均无影响。

由此可知，评价报告仍未解决规范要求按照百年设防水位考虑场坪标高的根本问题，为此最终提请水务部门邀请相关专家进行论证。论证结论如下：建设工程区域无百年洪水资料，考虑下游温榆河入口处50年一遇洪水位为23.76m，百年一遇的参考水位定为24.76m，结合工程建设区周边地面标高，车辆段场坪标高取26.6m是合理的。

2.2 武汉轨道交通1号线汉口北停车场

2.2.1 工程条件

武汉轨道交通1号线汉口北停车场选址于黄陂区，北临后湖及其支流，南临泵站河及其边上40m宽的规划道路，东临21m宽规划道路，场址地面高程约16～18m，总占地面积约11hm2（见图3）。场址东侧约400m为66m宽的城市主干道（巨龙大道）。泵站河平行于武汉轨道交通1号线正线，为后湖洪水排洪通道，跨越民生堤后，排入府河，其设计起排水位为17.62m（按1985国家高程基准计，下同）。

图3 汉口北停车场场址示意图

从停车场周边的水域可知，该地区水系发达：西边的府河与北边的滠水河汇集后，流入长江；后湖紧邻停车场，并设有泵站河作为后湖排涝通道；泵站河所排湖水汇入府河后进入长江。在距离场址约1.5 km处设有民生堤及后湖排水泵站。

根据防洪评价报告和水利部门相关的调查资料，汉口北停车场场址区域水文情况如下。

1）百年洪水位标高为27.7m。

2）后湖泵站的主汛期调蓄控制水位为18.123m。水位在17.623m以上至18.123m时，视天气情况，请示后起排；水位超过18.123m时，下雨或预报有大雨，应先行开机，边起排边汇报。

3）自1984年建立水位监测站以来，后湖最高洪水位出现在1991年，为18.266m；民生堤1975年至今最高水位出现在1991年，为18.266m。后湖常年蓄水位为18.123m，冬季为17.123m。

4）周边市政设施高程：场址东侧约400m的巨龙大道路面标高为20.10～20.63m，有较高的防内涝功能。因汉正街搬迁，汉口北已经形成武汉市新兴规划城区之一，其区域路网控规标高一般在20.5m左右。

2.2.2 设计方案

1）按照《地铁设计规范》确定的方案：百年防洪设计水位为27.7m＋0.5m＝28.2m，与既有巨龙大道路面高差约7.6m，与场址现地面高差约10.2m。由此造成土石方工程量大，工程投资大。

2）按照周边道路，结合后湖泵站起排水位、后湖百年水位确定的方案：参照周边巨龙大道既有道路标高＋1.57m，则停车场场坪标高可确定为22.2m（因后湖地区无百年水位，其中1.57m预估了该因素）。

2.2.3 场坪标高的确认

根据上述分析，由于后湖地区没有百年水位资料，为了对该湖泊百年水位进行预测，由相关部门对后湖地区进行了湖水位频率分析。后湖排涝标准为十年一遇三日暴雨（249mm）。根据《府澴河出口河段综合整治可行性研究报告》和《湖北省排涝规划报告》，后湖百年一遇暴雨遭遇外江1954年型水位的概率极小，即内湖遭遇百年一遇暴雨时，后湖泵站可开机排涝。

后湖泵站自1987年开始有汛期水位观测资料，因此本次后湖湖水位频率分析计算采用系列为1987—2010年。结果表明，后湖百年一遇湖水位为21.03m，考虑潮水位、波浪爬高值和安全高后，可设为22.2m。

通过对调查收集资料的研究分析，汉口北停车场场坪（路肩）设计高程采用22.2m是基本可行的。