上海轨道交通3、4号线车辆基地扩建方案研究

张也萌

(中铁上海设计院集团有限公司,上海 200070)

上海轨道交通3、4号线车辆基地扩建方案研究

张也萌

(中铁上海设计院集团有限公司,上海 200070)

地铁车辆基地改扩建是轨道交通工程建设中的重难点。针对上海轨道交通3号线改造后3、4号线的运营方案,结合现有车辆停放和检修设施不能满足需求的实际情况,重点对既有车辆设施布局和规模的适应性进行详细分析,通过计算提出具有适应不同运营方案的扩建规模。从现状扩建条件、工程实施易难程度、资源共享、对运营影响等方面,论证扩建方案的可行性。工程建成后可进一步完善和发挥车辆基地功能,为线路运能水平的提升提供重要保障,为项目实施提供可靠依据。

轨道交通;车辆基地;改扩建;方案研究

1 项目背景

上海轨道交通3、4号线是上海市轨道交通网络中重要的南北线路和城市环线,3号线由上海南站站—江杨北路站,线路全长约40.7 km,设有车辆段和停车场各一处,4号线分别与3号线的宝山路站和虹桥路站接轨,构成了城市轨道交通网络中唯一的环线,线路全长34 km(含共线段),设有停车场一处。两线车辆基地为“一段二场”布局。目前,3、4号线在宝山路站—虹桥路站之间采用共线运营模式。随着3、4号线客流的不断增长,现状共线段运能分配的矛盾日益突出,需对共线段进行分线改造,并增购车辆以满足运量需求。现增购工作已经启动,但是“一段二场”现有3处的车辆停放和检修规模无法满足需要。因此,迫切需要对3、4号线车辆基地进行扩能改造。

2 既有车辆基地简介

3、4号线车辆基地为“一段二场”布局(图1)。分别是3号线宝钢车辆段、石龙路停车场和4号线蒲汇塘停车场。

图1 车辆基地布局示意

宝钢车辆段位于3号线北端江杨北路站附近,为路网性车辆段。承担3、4号线车辆的大修、架修和定修任务以及3号线部分配属车辆的双周双月检和停车列检任务。石龙路停车场位于3号线南端石龙路站附近,承担3号线部分配属车辆的双周双月检和停车列检任务,同时还承担4号线部分配属车辆的停车列检任务。蒲汇塘停车场分别接轨于4号线上海体育馆站和宜山路站,承担4号线全部配属车辆的双周双月检、临修和部分配属车辆的停车列检任务。既有车辆基地规模见表1。

表1 既有车辆基地规模列位

宝钢车辆段规划用地45.3 hm2,实际占地21.8 hm2,预留发展用地23.5 hm2。石龙路停车场占地约12 hm2,目前已无扩建条件。蒲汇塘停车场占地约17 hm2,原设计预留有8列位停车列检和1列位定修规模。

3 扩建规模的确定

车辆基地的扩建规模,主要取决于功能和能力两个方面。因此,确定车辆基地规模首先应综合考虑城市轨道交通线网及本线的具体情况,通过全面的功能分析,确定本段场的功能定位。本工程将在原有功能定位的基础上,根据设计基础资料进行各项工作量的计算从而确定扩建规模。设计的主要基础资料包括线路走向和行车交路、列车对数和管辖范围内配属车列数、车辆技术参数、车辆检修周期和检修时间等。

3.1 行车交路和车辆配属

轨道交通3号线改造后,3号线宝山路站—上海火车站站实现分离运营,初期根据客流预测行车交路仍采用共线运营,近、远期采用分线运营。同时考虑客流预测的不确定性,近、远期行车交路还需保留3号线全线贯通运营的条件和功能。因此,在近、远期,行车交路存在分线和共线两种运营方案。

初期,3号线开行大、小交路,大交路为上海南站站—江杨北路站,小交路为上海火车站站—长江南路站;4号线开行环形交路和小交路,小交路为宜山路站—临平路站(图2)。

图2 初期行车交路(共线)

近、远期,如采用分线运营方案,3号线开行上海火车站—江杨北路站的单一交路;4号线开行环线交路和宜山路站—上海南站站的P形交路。如采用共线运营方案,3号线开行大、小交路,大交路为上海南站站—江杨北路站,小交路为上海火车站站—江杨北路站;4号线开行环线交路、P形交路和小交路,P形交路为宜山路站—上海南站站,小交路为临平路站—宜山路站(图3、图4)。

在上述不同运营方案下,各设计年度配属车辆见表2。

表2 各行车交路配属车辆列/辆

3.2 规模需求及扩建规模

在近、远期,由于行车交路存在两种运营模式,扩建规模同样需要按分线和共线运营两种模式计算。根据3、4号线车辆技术参数和采用的检修周期,规模计算结果见表3、表4。

图3 近、远期行车交路(分线)

图4 近、远期行车交路(共线)

(1)分线运营

表3 分线运营扩建规模列位

表3计算结果表明,扩建规模近期:大架修2列位、定修1列位、停车列检23列位;远期:大架修2列位、定修1列位、停车列检26列位。双周双月检规模满足需求不需要扩建。

(2)共线运营(表4)

表4计算结果表明,扩建规模近、远期相同:大架修2列位、定修2列位、停车列检39列位;双周双月检规模满足需求不需要扩建。

表4 共线运营扩建规模列位

可见,无论采用哪种运营方案,近、远期各项规模需求相差不大,但在不同运营方案下定修和停车列检规模需求有所不同,分线运营方案定修需增建1列位,停车列检需增建26列位;共线运营方案定修需增建2列位,停车列检需增建39列位。根据行车资料,分线运营方案已基本满足远期客流增长的要求,扩建规模按远期分线运营规模需求一次建成。同时考虑未来3、4号线客流增长的不确定性,扩建规模应具备适应不同运营方案的灵活性,按远期共线运营规模需求预留。即车辆基地的扩建规模为:大架修2列位;定修2列位;停车列检26列位,另预留14列位。

4 扩建方案的适应性分析

4.1 主要思路

重点对既有“一段二场”车辆设施布局和扩建规模的适应性进行详细分析,从现状条件、工程实施易难程度、资源共享、对运营影响等方面,研究合理可行的改扩建方案。

4.2 大架修设施扩建方案

宝钢车辆段功能定位为3、4号线的大架修段,现有大架修2列位,预留2列位。需扩建的2列位可通过实施预留的台位来满足3、4号线大架修检修任务的需要。

既有大架修厂房长228 m,宽112 m,由修理主库、辅助生产车间和移车台组成。主库库长84 m、库宽为27 m三连跨。其中南侧27 m跨主库和12 m辅跨土建部分在原工程中已建成,其工装设备和其他设施未配置。大架修库厂房组合见图5。

图5 大架修库厂房组合(单位:m)

扩建工程将预留主库内三股检修线予以实施,对主库南北两侧辅跨车间统一调整,依然布置与主库作业密切相关的检修车间。同时对于构成厂架修主要检修能力的转向架间、牵引电机间等,除对其作业工位、流程布置等进行优化调整外,增配如起重机、固定式架车机、转向架分解组装机的关键设备。工程实施后,可与既有大架修设施形成9线4列位大架修能力。

4.3 定修设施扩建方案

目前3、4号线车辆定修均集中在宝钢车辆段进行,4号线没有单独的定修设施。根据近远期行车交路方案,重新对4号线蒲汇塘停车场功能定位进行分析,分别研究蒲汇塘停车场定修扩建方案(方案一)和宝钢车辆段定修扩建方案(方案二)。

(1)蒲汇塘停车场定修扩建方案(方案一)

蒲汇塘停车场原总平面设计中,在运用库北侧预留有1列位的定修库和8列位停车列检库(图6)。本工程通过优化设计,可增设2列位定修库,满足扩能后4号线车辆定修任务的需要。但该方案需对站场咽喉局部改造,工程车库需搬迁,对车场作业带来一定的影响。

另外,结合蒲汇塘停车场用地南侧高压走廊落地方案,一旦高压走廊落地方案得以实施,则蒲汇塘停车场扩建定修列位的条件更加充裕(图7)。该方案对既有设施影响较少,没有废弃工程。但是,方案实施受其高压走廊落地时间的控制。

图6 蒲汇塘停车场定修扩建方案总平面(一)

图7 蒲汇塘停车场定修扩建方案总平面(二)

(2)宝钢车辆段定修扩建方案(方案二)

由于3号线和4号线存在共运段,从检修资源共享角度上看,两线拥有良好共享条件。但目前宝钢车辆段既有定修库已无法扩建,如将增建的定修设施设置在宝钢车辆段,只能在预留用地范围内重新增建定修库,造成一个车辆段设置有两处定修设施的状况,设备重复投资。另外,受地形条件限制,检修车辆调车作业需切割正线,不尽合理。

鉴于定修检修周期较短,且宝钢车辆段距4号线正线距离较远,如在网络中共享定修设施,随着配属车辆的增加,会造成大量检修车辆的取送,空驶距离大大增加。这不但会增加运营成本,而且给客流组织和运营计划带来不便。因此从实际运营角度上考虑,定修资源不宜共享。

综上分析,定修设施宜增设于蒲汇在蒲汇塘停车场。在蒲汇塘停车场定修设施未建成之前,可通过宝钢车辆段定修实行两班工作制,暂时缓解其定修能力紧张问题。

4.4 停车列检设施扩建方案

宝钢车辆段和蒲汇塘停车场均有扩建增加停车列检规模的条件。蒲汇塘停车场原设计方案预留的停车列检规模为8列位(图6),如将原设计预留的8列位停车列检规模建成,还远不能满足3、4号线分线运营26列位的要求。虽然高压走廊落地方案的总平面布置可扩建更多的停车列检列位(图7),能否与本工程同期实施,尚不可预见。可见,在蒲汇塘停车场的扩建停车列检列位,在建设时序上存在不确定性。另外,扩建规模只能满足远期分线运营的需求。因此应优先考虑在宝钢车辆段扩建停车列检设施。

宝钢车辆段已预留发展用地,具备良好的扩建条件。该地块可用面积约23.5 hm2,可满足新建26列位停车列检库1座,预留14列位停车列检库的扩能需求(图8)。

图8 宝钢车辆段停车列检库扩建方案总平面

新建停车列检库由江杨北路站出岔,呈尽端式布置,采用一线一列位停车方式。预留停车列检库为倒装布置。

5 功能定位和任务分工的调整

扩建后,3、4号线车辆基地功能定位需重新调整。各自的任务分工如下。

初期,宝钢车辆段承担3、4号线配属车辆的大修、架修和定修任务,承担3号线部分配属车辆的双周双月检和停车列检任务。石龙路停车场承担3、4号线部分配属车辆的双周双月检和停车列检任务。蒲汇塘停车场承担4号线车辆的双周双月检和停车列检任务。

近、远期,宝钢车辆段承担3、4号线配属车辆的大修、架修和定修任务(在蒲汇塘停车场扩建工程未实施之前),承担3号线全部配属车辆的双周双月检和停放列检任务,除此之外,还需承担4号线少量备用车辆。石龙路停车场让位于4号线,和蒲汇塘停车场共同承担4号线配属车辆的双周双月检和停车列检任务。在蒲汇塘停车场扩建定修设施后,承担4号线配属车辆的定修任务。

6 结语

对于在线网中资源共享的车辆基地改扩建工程是一项复杂而难度大的工作。首先需要结合线网运营方案,统筹研究扩建规模资源的分配方案。在充分利用既有车辆设施和能力的基础上尽可能满足运营组织的灵活性;其次要综合分析工程条件和工程实施的易难程度,在方案研究中,应综合上述两个因素对扩建方案进行研究,优化车辆基地功能定位,以实现满足功能要求的前提下,实现规模效益的最大化。

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Research on Expansion Plan of Metro Vehicle Base of Shanghai Rail Transit Line No.3 and No.4

ZHANG Ye-meng
(China Railway Shanghai Design Institute Group Co.,Ltd.,Shanghai 200070,China)

Reconstruction and extension of metro vehicle base forge a challenge in rail transit construction.In view of the actual situation that the exiting vehicle parking and maintenance facilities fail to meet the requirements,this paper focuses on the operation plan of Shanghai rail transit line no.3 and no.4 after the reconstruction of line no.3 with a detailed analysis on the adaptability of the existing vehicle facilities'layout and size,and proposes after computing the expansion scale which adapts to different operation scheme.The feasibility of this expansion plan is proved in respects of the present expansion situation,the difficulties of engineering,resources sharing,and the influences on operation. This project may improve the function and make good use of the metro vehicle base,and increase the traffic capacity,and provide a solid base for project implementation.

Rail transit,Metro vehicle base; Reconstruction and extension;Plan research

U231+.94

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.12.032

1004-2954(2014)12-0133-06

2014-04-17;

2014-05-04

张也萌(1960—),女,高级工程师,1982年毕业于上海铁道学院,工学学士,E-mail:zhangyemeng0104@hotmail.com。