地铁车辆段/停车场运用库设计及实施中的若干问题探讨

叶学艳 奚正波 沈鲤庭

(杭州市地铁集团有限责任公司运营分公司,310017,杭州∥第一作者,工程师)

地铁车辆段/停车场运用库设计及实施中的若干问题探讨

叶学艳 奚正波 沈鲤庭

(杭州市地铁集团有限责任公司运营分公司,310017,杭州∥第一作者,工程师)

结合杭州地铁车辆段/停车场运用库建设过程中出现的问题实例,从使用维护、节能管理等运营角度对运用库列检列位数量比例及其布局型式、检查坑长度、防排水、动力照明等若干问题进行探讨,并提出相应的优化设计与实施建议,为地铁新线运用库建设提供参考。

地铁; 车辆段/停车场; 运用库; 优化设计

Author′s address Operation Branch,Hangzhou Metro Group Co.,Ltd.,310017,Hangzhou,China

地铁车辆段/停车场运用库由双周/三月检库与停车列检库合建组成[1],是进行地铁车辆停放、技术检查、一般性故障处理、整备、清洁等日常维护保养工作的场所。在运用库设计及实施过程中,列检列位数量比例及其布局型式、检查坑长度、防排水、动力照明等问题如果处理不当,将影响检修作业的效率、质量,甚至影响相关设施设备的使用寿命,因此需从设计及实施环节予以足够重视。本文结合实例从运营使用维护、节能管理等角度,为更合理地设计及实施地铁新线运用库提供参考。

1 列检列位数量比例及其布局型式

1.1 列检列位数量比例

GB 50157—2013《地铁设计规范》规定:“停车列检库设计的总列位数,应按本段(场)配属列车数扣除在修车列数和双周/三月检列位数计算确定;列检列位数设计不应大于停车列检库总列位数的50%。”列检列位设检查坑,停车列位一般不设检查坑。新建地铁车辆段(场)运用库列检列位数与总列位数的设计比例一般取上限值50%。

1.2 列检库布局型式

列检库常见布局有尽端式及贯通式2种。

1.2.1 尽端式库型

若为两列位停车列检线,应采用“前半部分(靠出入线方向,A段)设列检列位、后半部分(靠库尽端,B段)设停车列位”的布局型式,如图1a)所示。A段列车列检完成后,移位调车至B段停车即可,基本上不需要转线调车。

图1 尽端式库型布局示意图

应避免采用一半A、B段均为列检列位,另一半A、B段均为停车列位的布局型式(如图1b)所示)。采用该型式会加大库内转线调车工作量,严重影响检修作业效率。调查发现,个别城市已建成的车辆段/停车场停车列检库采用了图1b)布局,从而导致其列检作业效率较低。故设计时应予以避免。

1.2.2 贯通式库型

若为三列位停车列检线,应在B段设停车列位;因受“列检列位数比例不应大于50%”的限制,故A段(或C段)全部设列检列位,相应的C段(或A段)只能部分设列检列位、部分设停车列位(如图2a)所示)。运营单位应严格编排收车计划,避免发生多次移位调车或转线调车作业。事实上,贯通式三列位停车列检库列检列位数比例若取2/3,则列检库布局型式如图2b)所示。这样收车计划及列检作业将更为灵活。

图2 贯通式停车列检库的列检列位、停车列位布局型式示意图

1.3 停车列检库运作分析

以两列位的列检列位数比例为50%的停车列检库为例,新线开通初期,行车密度较低,段配属车较少,故列检列位数相对富裕。而线路运营至近、远期,配属车逐步达到段(场)设计容量,行车密度高,运用列车比例大。此时,前批次回库列车完成日检后,需及时从列检列位移位调车至本股道停车列位,为后批次回库列车列检腾位。因此,大部分股道将产生(1列次/股道)的移位调车工作量。如遇节假日、重大活动等特殊时期,晚高峰持续时间长,末班车延晚,晚间平峰行车密度也相对大。在日检班组力量一定的情况下,部分列车回库时需先在停车列位停放,以满足后续批量列车高密度收车回库的需要;待同股道列检列位列车完成列检后,再移位调车至列检列位开展列检;最后,再整体调车回位。此时部分股道将产生4列次/股道的移位调车工作量。因此,在有限的检修窗口时间内,需周密安排调车和列检计划。

针对上述情况,部分城市在新线车辆段/停车场建设时,在概算范围内牺牲一定的经济性,往往也会突破规范值提升停车列检库列检列位数设计比例(见表1),为运营创造更大的灵活性。

表1 部分城市车辆段(场)运用库列检列位数比例值(>50%的情况)

综上可见:

(1) 列检列位数设计比例取值应根据停车列检库布局型式、运作(收发车、列检等)方式、建设投资等因素进行综合技术经济比较论证,50%的比例值虽能满足功能需求,但会发生较大量的移位调车。若条件允许,特别是新建地铁城市的运营经验相对欠缺,车辆检修尚处摸索阶段,列检周期相对保守,建议参照其他城市做法,考虑运营需求,适当提升前期新线运用库列检列位数设计比例,特别是贯通式三列位停车列检库(比例值建议取2/3),以便为运营创造更大的灵活度。

(2) 运营单位应根据不同阶段(特别是近、远期规划或节假日及重大活动日)的列车运行图,结合列检力量,周密安排每日的列车收发计划,提高列检效率和质量,尽可能减少移位调车工作量;同时应逐步创新车辆检修模式[2],条件成熟时考虑实施双(隔)日检,可降低对列检检查坑的需求,节省建设投资。

2 列检检查坑长度

根据GB 50157—2013《地铁设计规范》的规定:列检检查坑坑深宜为1.3～1.5 m;检查坑两端应设阶梯踏步;检查坑长度不应小于计算值Lj,Lj=L+Lw(其中,L为列车长度;Lw包括停车误差1 m和检查坑两端阶梯踏步各1.5 m,总长4 m;本式按壁式检查坑考虑)。检查坑的结构型式及其适用性参见文献[3]。柱式检查坑应根据上式,考虑其结构型式、端侧处理型式及运营使用维护等因素,因地制宜进行长度设计。柱式检查坑设计应重视以下两个要素:

(1) 检查坑端侧型式。可两端侧均采用斜坡型式(见图3);或一端侧采用斜坡型式,另一端侧采用阶梯踏步型式(见图4)。为方便维护保养或库内保洁工器具的搬运,不应两端侧均采用阶梯踏步型式。若端侧均采用斜坡型式,则宜适当增加检查坑长度,使得列检人员在检查列车端侧的走行部能基本处于斜坡底部[3-4],以方便作业。

(2) 检查坑内端部阶梯踏步。杭州地铁2号线采用B型车,列车长119.70 m;已建成的蜀山车辆段运用库列检检查坑采用柱式结构,设计长度为123.00 m,阶梯踏步长度为1.75 m,检查坑两端最后一级踏步之间的距离仅为119.50 m。这导致检查坑端部阶梯踏步纵向位置侵入列车端部(钩头),列检时易造成人员碰头,给运营维护带来不便。因此,设计时应注重坑内端部阶梯踏步纵向长度设计控制,建议钩头与末级阶梯踏步之间至少保持1 m距离,以防止人员碰头。

图3 检查坑端侧采用斜坡型式

图4 检查坑端侧采用阶梯踏步型式

3 运用库防排水问题

3.1 列检检查坑排水

根据《地铁设计规范》规定,列检检查坑内应有良好的排水设施。在杭州地铁1号线车辆段运用库设计及实施过程中,由于对检查坑排水设计及实施缺乏足够的重视,导致产生以下问题:

(1) 在坑内分散设置下水点(如图5所示),却未在坑内设置排水沟。这导致部分检查坑内排水不畅而产生积水,影响了检修作业。

图5 杭州地铁1号线列检检查坑内下水点设计

(2) 未对列车空调冷凝水排放采取有效的设计处理。特别是在夏季,检查坑股道两侧积水及湿滑现象严重,影响了检修作业和员工劳动安全。

针对这两处问题,运营单位通过在股道两侧布设移动集水箱(见图6)进行补救,实施人工干预排水,不仅影响检修作业而且增加运营成本。

图6 杭州地铁1号线列车空调冷凝水移动集水箱

因此,在新线车辆段(场)运用库设计时,应做以下有针对性的优化设计:

(1) 应在检查坑内设置排水沟,沟内分散设置多处下水点,并在库外设置集水井,废水汇集后抽排至废水管,避免倒灌。在杭州地铁后续段(场)设计时,已做了有针对性的优化设计。

(2) 应在列检列位股道两侧设置相应数量的集水井,将列车空调冷凝水收集后引流至检查坑内排水沟排放,同时施工过程应严格控制施工质量,防止排水不畅导致淤滞。

3.2 运用库屋面防排水

运用库属于长大型厂房,其库房屋面防排水设计及施工应引起高度重视。若处理不当,将导致大量的工程整改,造成严重的经济损失。运用库屋面防排水应从设计、选材、施工及监管等环节严格把关。

(1) 设计:应根据屋面构造型式和变形特征,按照最新的设计规范进行专项防水设计,合理设计保护层、防水层、隔离层、基层;采用相适应的排水方式(如虹吸式等)和施工工艺(如空铺、点粘、条粘及机械固定法等)。

(2) 选材:防水卷材应具备外露性能,应满足屋面工程防水材料标准的基本技术指标,应合格地通过人工加速老化和抗风揭能力试验等测试项目。

(3) 施工:各细部接合节点(板缝节点、天沟、变形缝、采光窗、女儿墙等)处理应有专项方案,监理方、业主方应严格监管。

4 运用库动力照明问题

运用库内动力照明设计应充分考虑节能管理和运营使用的便利性,根据杭州地铁已投用的车辆段(场)运用库动力照明设计存在的问题,总结出新线运用库设计实施过程中应注意的以下几方面。

(1) 灯具选用:顶棚灯宜选用长寿命的LED (发光二极管)灯或金卤灯;检查坑照明灯宜选用防水型固态节能LED安全照明灯,以节能并减少发热量,改善夏季列检作业环境。作业平台照明宜选用LED灯。壁式检查坑的灯具应采用壁体嵌入式安装。

(2) 智能照明控制系统:①按作业区域和功能的不同,在入库道路两侧设置智能控制面板,按工作时间根据室外光线照度,手动或自动控制照明灯具的开闭。②在消防控制室或车辆段控制中心设置智能照明控制系统区域监控主机或触摸屏,控制面板设置在消防通道(停车列检位A、B段之间)等方便运营操作的位置,可实现全库照明控制和操作需求。③可通过总线模式及运营需求编制后台程序,实现单列位单独控制和运用库分区控制。

(3) 插座的设置:考虑到不同类型维修工器具的用电需求,检查坑内应设380 V和220 V电源插座,其中一半采用大功率带保护欧标插座、另一半采用大功率带保护国标插座,并间隔设置。

(4) 库顶照明设置:考虑库内照明的维修便利,库顶照明不应设置在接触网正上方,应设于两股道间,且应远离接触网隔离开关。

5 结语

应不断总结既有地铁车辆段(场)运用库建设的经验和教训,持续优化设计及施工工艺,提升建设品质,满足运营需求。

列检列位数设计比例取值应根据停车列检库布局型式、运作方式、建设投资等因素进行综合技术经济比较论证,50%的上限比例值虽能满足功能需求,但会发生较大量的移位调车;新建地铁城市前期线路建设时,若条件允许,建议考虑运营需求,适当提升列检列位数设计比例,为运营创造更大的灵活度。

运用库检查坑长度应按规范要求,综合考虑其结构型式、端侧处理型式及运营维护等因素,因地制宜进行设计,避免出现端头或端侧干涉等问题。

应高度重视车辆段(场)运用库检查坑及库棚防排水设计及施工,从设计、选材、施工、监管等环节严格把关,消除隐患,避免出现不必要的工程整改。

应从方便运营使用及管理、降低运营能耗等角度出发,从灯具选型、照明控制和布局等方面合理设计运用库动力照明系统。

[1] 北京城建设计研究总院有限责任公司.地铁设计规范:GB 50157—2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2] 温清.关于地铁车辆检修制度[J].城市轨道交通研究,2004(4):58.

[3] 杨莉.地铁车辆段停车列检库工艺设计探讨[J].铁道标准设计,2006(4):83.

[4] 蔡援朝.城市轨道交通车辆段运用库优化设计[J].铁道标准设计,2011(8):131.

Problems on Design and Construction of Train Parking Space at Metro Depot/Stabling Yard

YE Xueyan, XI Zhengbo, SHEN Liting

According to the problems on the construction process of Hangzhou metro depot/stabling yard, and from the angles of maintenance,energy conservation and operation management,the proportion of train parking and inspection positions,the layout pattern, length of train inspection trench,drainage and power lighting of train parking space are investigated.Optimal design and construction measures on train parking space are proposed to provide references for the construction of train parking space of new lines.

metro; depot/stabling yard; train parking space; optimal design

U 279.1

10.16037/j.1007-869x.2016.12.020

2015-03-30)