渭河车辆段工艺设计特点分析及优化

刘增民

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安　710043)



渭河车辆段工艺设计特点分析及优化

刘增民

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安710043)

摘要：目前我国很多城市开始规划轨道交通建设，为了指导城市地铁车辆段建设，结合对渭河车辆段的工程设计实例，通过对渭河车辆段功能定位、设计规模、选址用地及总平面布置、经济技术指标、三角换向线、循环式洗车线等特点的分析研究，指出地铁车辆段工艺设计应综合考虑的因素，供类似工程项目设计时参考。

关键词：地铁；车辆段；工艺设计；三角换向线；循环式洗车线

1工程概况

西安市地铁2号线规划线路为陈家堡—韦曲南，线路全长32.402 km，是西安地铁线网中的骨干线。近期工程建设铁路北客站—韦曲南段，正线全长26.302 km。渭河车辆段设在线路的北部，潏河停车场设在线路的南端，构成一段一场的车辆运用检修格局。

2任务量计算及规模确定

2.1任务量计算

根据车辆技术条件，配属列车编组和数量、列车年走行公里、车辆检修周期、检修作业时间等进行计算[1]，车辆段检修工作量汇总见表1。

表1　检修工作量汇总

2.2车辆检修、运用设施规模

车辆段与综合基地属大型建设工程，投资大，其设计应初、近、远期结合，统一规划，分期实施。车辆的配置按初期运营需要配置，以后根据运营的需要逐步添置，站场股道、房屋建筑和机电设备等按近期需要设计，预留远期发展的条件[2]。

根据渭河车辆段为西安地铁线网中的第一个车辆段，承担西安地铁线网中1、2、3号线大架修任务，且2号线停车场在Ⅱ期建设的特点，确定2号线工程车辆段设计规模，见表2。

表2　车辆段设计规模

注：1.停车规模均扣除在修车；2.周月检远期2列位设于停车场。

3车辆段选址用地及总平面布置

3.1选址用地

车辆段最初的选址用地位于目前场址的正北侧高尔夫球场内，用地条件较好，地势较高，土方工程量小，便于场内排水，但出入段线较长，有高尔夫球场等设施，拆迁难度大。为缩短出入段线长度，减少拆迁工程量，调整到了目前位置，该场地地形为倒三角形，不利于总平面布置，场内基本为荒地及鱼塘，土方工程量较大，但距离北客站较近，出入段线短，基本无拆迁，公路运输方便，征地条件较好。

考虑到渭河车辆段为西安地铁的第一个车辆段与综合基地，同时又是1、2、3号线的厂架修基地，整个线网的培训中心也设置在此，因此设计时根据平面布置充分预留发展用地。

3.2总平面布置

车辆段总平面布置，施工图阶段在充分利用所选段址的地形、地貌及周边环境的基础上，以满足车辆段工艺流程、保证修车质量、确保运营安全为前提，以改善工人的劳动条件、提高检修作业效率、节省工程投资、降低生产运营成本、获得最佳企业效益和社会综合效益为目的进行总平面设计[3]。根据车辆运用整备、检修工艺流程、车库组合方式等的不同形式，经过多方案的技术经济比较，通过总平面设计优化，节约了土地，为控制中心设置在车辆段附近创造了条件，为渭河佳苑物业开发创造了条件，为车辆段预留用地的设置创造了条件。

渭河车辆段整个段呈尽端式布局，主要库房比如运用库与检修库平行于尚稷路布置，位于三角地块中心，其他辅助生产用房穿插布置在上述两库房与三角地块形成的夹角地块中。通过合理布置段内的线路、库房，能合并的库房，尽量合并在一起，提高了土地的利用率。段内的房屋建筑按功能分区布置，考虑既满足生产的使用要求，又满足办公和生活的需要，同时考虑西安的气候条件；生产区和办公生活区的布置力求分区明确，布局合理，联系方便简捷；整个区域设置3个对外出入口，区域内有环状道路[4]；车辆段、综合维修中心、培训中心的办公、生活用房合并建成综合楼，以方便使用，并节约用地；各类房屋间距、道路宽度等满足交通运输、敷设管道、消防通道的要求，并能满足绿化要求和体育活动的用地需要。

车辆段总平面见图1。

图1　车辆段总平面布置

4主要经济技术指标(表3)

表3　渭河车辆段主要经济技术指标

5车辆段工艺特点分析及优化

渭河车辆段是西安地铁线网中的第一个车辆段与综合基地，也是我国西北地区第一个地铁车辆段与综合基地，其功能、布局和各项设施的配置和西安地铁特点相适应，在同行业中，其设计理念更加注重人性化和实用化。

渭河车辆段2008年1月开始工程施工，2011年3月部分交付运营。经过段内调试、列车组装调试、综合联调、试运营、正式开通运营等实践检验，车辆段功能能够满足2号线的运营需要。

5.1渭河车辆段是国内设施功能最为齐全的车辆段

渭河车辆段作为保证西安地铁2号线正常运营的后勤基地，目前其功能为国内设施功能最为齐全的地铁车辆段与综合基地。作为西安地铁线网中的第一个车辆段与综合基地，不仅具有车辆段与综合基地的常规功能，如：车辆段、维修中心、物资总库、培训中心及必要的生活设施等，还具有：三角换向线、综合性练兵线、临时小站台等功能。在国内同时具备以上多种功能的车辆段，渭河车辆段尚属首次。

5.2功能定位准确，布局和设施配置合理

渭河车辆段功能定位准确，合理确定检修工作量，同时结合线网情况，正确控制车辆段的设置规模，避免了功能过剩或不足，布局和设施配置合理，避免重复建设造成浪费[5]。1、2、3号线大架修能力集中设置，实现资源共享，提高设备的利用率，降低工程造价。

针对渭河车辆段为西安地铁线网中的第一个车辆段与综合基地，且承担西安地铁线网中1、2、3号线大架修任务，2号线停车场在Ⅱ期建设，规划给定地块为近似三角形等的特点，通过对2号线(一段一场)全线系统及1、3号线大架修任务的检算，提出了运用库、检修库分设，大架修与定临修合设，试车线沿漕运明渠布置，车辆段充分利用规划给定地块，得到了业主的认可，在初设评审时也得到了专家的肯定。

运用库、检修库分设既可以减少建筑规模，又可保证运用和检修的灵活性，同时带电作业区与非带电作业区分开设置，提高了供电的安全性和可靠性；大架修与定临修合设可对厂房、检修设备实现资源共享，试车线沿漕运明渠布置，减少对段内道路的阻隔[6]。

5.3工艺流程顺畅，功能分区明确

渭河车辆段工艺设计流程顺畅，总平面布局紧凑，功能分区合理，房屋建筑布置相对集中。运用库的布置形式为尽端式，布置在最南侧，出入段线距离短；试车线沿漕运明渠布置，既可满足高速试车要求，又不影响出入口的方便使用；工程车与调机库的设置使段内调车方便，出段便捷；检修车通过走行线上试车线与咽喉无干扰；材料总库的位置靠近主用料车间；食堂、浴室设在生活区，又靠近生产区，人流汇聚与生产无影响。

5.4充分利用地形条件，设置三角换向线

渭河车辆段设计中充分利用段址地形条件，将试车线沿漕运明渠布置，试车线与走行线(用于检修车上试车线)就形成了一个夹角，走行线与牵出线相连，增加1处试车线与牵出线的联络线，便成功设置了三角换向线(3条边分别为试车线、走行线、联络线)，利用这个三角形及牵出线便可成功实现列车转向。对于补偿由于轮对偏磨引起的运行品质下降，减少轮对镟削量，增加轮对使用寿命是十分有利的[7]。避免了车辆段换向设计中通常采用的“灯泡线”形式，减少了车辆段占地，且对段内交通没有影响，在国内属于首次。如图2所示。

图2　渭河车辆段三角换向线示意

5.5巧妙设计实现段内循环式洗车，有效提高段内洗车效率

渭河车辆段位于三角地块中，受地块限制，洗车线无法选择通过式或者往复式洗车方式，只能采用尽端式洗车，其效率偏低。设计时将洗车库布置在检修库和走行线(用于检修列车上试车线)之间，洗车线尾部通过道岔与走行线相连，列车经过洗车库洗车机清洗后，通过走形线回运用库，不需再通过洗车库，形成内循环洗车，且不占用试车线，解决了尽端式洗车效率低的弊端。如图3所示。

图3　渭河车辆段贯通式洗车示意

5.6设置综合性练兵线，提高安全保障

结合其他城市地铁建设及运营经验，段内设置一条长200 m，将接触网、信号、轨道训练场合为一体的综合性练兵线，为培训及提高西安地铁2号线及整个线网的维护、维修及抢险救援等运营保障能力，切实提高平时检修与应急抢修的能力，对提高地铁运行安全保障具有十分重要的作用[8]。

渭河车辆段综合练兵线是我国第一条集接触网、信号、轨道练兵为一体的综合性练兵线。目前国内仅南京地铁1号线设有练兵线，其功能仅设有接触网练兵功能。如图4所示。

图4　渭河车辆段综合练兵线

5.7设置小站台，方便段内职工上下班

渭河车辆段设置在线路的北端，远离主城区，没有公交车通达，职工上下班不便。为此设计时在渭河车辆段内的走行线(用于检修列车上试车线)旁设置了段内小站台，方便职工乘坐地铁列车上下班[9]。如图5所示。

图5　渭河车辆段小站台

5.8房屋集中布置，减少用地面积

根据地形车辆段呈尽端式布局，采用厂架修库与定临修库厂房组合，月周检库、停车列检库、物资总库合并设置，将车辆段、综合维修中心、培训中心及办公生活用房相对集中布置等方式，减少用地面积，缩短了出入库空走距离，提高了设备综合利用率，节约了工程投资[10]。

5.9初期能力适当富余，达到停车场推迟建设的目的

2号线分两期建设，停车场属于二期建设工程。车辆段的检修能力和初期停车能力设计一定的富余能力，满足本线一期工程全部车辆的停放整备要求，达到了本线停车场推迟建设的目的。

5.10注重景观和道路设计

段内规划注重景观设计，设置了大面积的广场和绿地，为职工的工作、生活提供了良好保障。车辆段内道路接通了各厂房建筑，还形成了几个环形通道，不仅方便运输，而且充分考虑了当其作为防火通道时消防车辆的作业和回转。充分展现地铁倡导绿色交通的理念，塑造企业良好的自然环境[11]。

渭河车辆段段内道路设计不但注重功能需要，而且更加强调美观和环保，道路设计采用柔性沥青路面，其优点是施工简单，工期短，易维护，噪声小。黑色沥青路面在车辆段绿树草地的映衬下更加凸显其交通功能，且其减振降噪的效果比混凝土路面更胜一筹，在需破路抢修地下管线时，也比混凝土路面简单快速。

车辆段采用沥青路面在国内也并不多见，在渭河车辆段采用之后，目前国内其他城市车辆段采用沥青路面也渐成趋势。

5.11结合西安冬季气温寒冷特点，合理进行设备选型

结合西安地区冬季寒冷、气温较低的实际情况，在设计中将不落轮镟库运用库合并设置，设在运用库南侧，长度与停车列检库等长，不落轮镟床前后均有1列车长度，可以确保镟轮作业时全程均在库内完成。洗车库考虑采用带有烘干功能的洗车设备，以保证冬季洗车作业的顺利进行，避免了冬季洗车作业时车门冻结等现象的发生[12]。这些设计改善了生产人员作业条件和工作环境，体现了以人为本的设计理念，保证了运营组织的需要。

5.12结合地铁绿色交通理念，重视节能设计

渭河车辆段结合地铁绿色交通理念，重视节能设计。总平面设计中，运用库布置在靠近接轨站(北客站)一侧，运用列车出入段距离短，节约运营成本；段内曲线半径一般采用150 m，减小轮轨间的横向位移产生的刺耳噪声；空压机、换热站、变电所等设置尽量

接近负荷中心；建筑设计有利于冬季日照并避开主导风向，夏季则利于自然通风；运用库、检修库设置可开启电动高窗；机电设备优先选用噪声小，效率高及带除尘装置的新型设备，同时采用减振、消音等措施，以减少对环境的污染；对用电负荷大的设备采用变频技术[13]；排水系统采用污、废、雨分流制排放，各种生产、生活污水经处理后，达到《污水综合排放标准》(GB8978—96)规定的标准后排入市政排水管网；用水量大的洗车设备选用水的循环利用率达到80%左右的产品。

6结语

地铁车辆段工艺设计应结合国内外地铁的最新发展动态及地铁车辆检修运用技术的发展趋势，综合考虑车辆段的功能定位、设计规模、工艺流程、地形条件、设施布局、景观和道路设计以及当地的气候特点、节能设计等诸多因素。目前西安地铁2号线渭河车辆段已投入运营近3年，获得了地铁公司运营部门的一致好评及业内同行的赞誉。

参考文献：

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[2]中华人民共和国建设部.建标104—2008城市轨道交通工程项目建设标准[S].北京：中国计划出版社，2008.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50187—2012工业企业总平面设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012.

[4]中华人民共和国公安部.GB50016—2006建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50490—2009城市轨道交通技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

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[11]中铁第一勘察设计院集团有限公司.西安市轨道交通2号线一期工程施工图设计·第十九篇渭河车辆段[Z].西安：中铁第一勘察设计院集团有限公司，2008.

[12]贾晶.北京地铁车辆段总图布置方案综合分析[J].科学之友，2012(6):64-66.

[13]刘冰.地铁车辆段与综合基地设计初探[J].现代城市轨道交通，2006(1):44-47.

Analysis and Optimization of Characteristics in Process Design of Weihe Rolling Stock Depot

LIU Zeng-min

(China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi’ an 710043， China)

Abstract：Many cities have started planning for transit construction recently in our country. In order to guide the construction of metro car depot， this paper addresses some factors in the process design of metro car depot based on the analysis and study of the functions， scale， site location， general layout， economic and technical index， triangle directional line and circulating washing line related to Weihe car depot．

Key words：Metro; Depot; Process design; Triangle directional line; Circulating washing line

中图分类号：U279

文献标识码：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2015.04.031

文章编号：1004-2954(2015)04-0129-04

作者简介：刘增民(1970—)，男，高级工程师，1995年毕业于兰州铁道学院铁道车辆专业，工学学士，E-mail：tyy82365958@126.com。

收稿日期：2014-09-01； 修回日期：2014-09-11