地下敞开式车辆基地设计要点

杨清林

(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必不可少的设施。车辆基地占地面积大，对城市发展和规划影响也大[1-4]。由于社会经济的发展，城市用地越来越紧张，能够给予城市轨道交通车辆基地的用地越来越少，具有良好建设条件的地块则更少[5-11]。因此,今后车辆基地的用地将会出现很多不利于按常规车辆基地进行设计的限制因素。

车辆基地地块位置与接轨站距离过近，或由于城市规划、既有实际情况、物业开发等因素，使得出入段(场)线设置困难；如车辆基地设置为全地下形式，则建设费用巨大，后期运营费用也很大，且基地内外交通和消防不易解决。这样，就产生了地下敞开式的车辆基地形式，即没有盖的地下式车辆基地。

1 车辆基地形态特点

城市轨道交通车辆基地建设形式总体上可分为高架式、地面式、地下式3种，其中地下式可分为全地下式和半地下式。全地下式车辆基地特点为相关房屋和设施埋设在地下，上部设置顶板，顶板上有建筑物或道路、绿化等市政公用设施。半地下式特点为车辆基地场坪低于周边地面，形成下凹区，相关房屋和设施设置在下凹区。设置在下凹区的房屋顶面标高高于或低于周边地面标高，或与周边地面标高相平。本文所论述的地下敞开式车辆基地即为房屋顶面与周边地面标高相平的形式[12-16]。

地下敞开式车辆基地的设置情况和条件为：受用地条件限制，基地出入段(场)线不能爬升至原地面；为减少投资和运营成本，不设置为全地下式或无条件设置为全地下式的基地。

地下敞开式车辆基地主要形态为站场场坪标高低于既有地面标高，形成下凹区。设有轨道的建筑物、与运营相关的构筑物和设施均设置在下凹区，与轨道关系不大的办公设施、生活设置、辅助生产设施等设置在地面。其形态特征具体表现在： ①下凹区周边设置挡土墙; ②段内道路至下凹区道路有大坡度，并有坡度限制; ③下凹区排水采用抽排形式; ④大面积的屋面或进行物业开发，或设置绿化和景观，或设置社会设施; ⑤必要时需设置地面至下凹区建筑物屋顶的桥梁。

2 设计因素分析

(1)下凹区范围确定。下凹区范围的大小决定了土石方、挡土墙、排水量等的大小。下凹区范围应结合生产性质及设置条件确定，原则是设有轨道的库房、与正线或各库密切相关建筑物设置在下凹区，其他设置在地面。

(2)出入段(场)线、车场线路坡度设置。线路坡度对场坪标高确定的影响大，同时决定着基地建设土石方开挖量。为减小下凹区深度、减少土方开挖量，出入段(场)线应尽量加大坡度，设计时坡度可按不大于40‰设置，同时段(场)咽喉区道岔坡度也可按不大于3‰设置。

(3)生产、办公及生活设施地点设置。需考虑设置在下凹区和设置在地面对生产、生活的影响及工程量大小;需考虑辅助生产设施、办公生活设施位置对运营生产便利性及工程量大小的影响。为减少工程量，运用库、联合车库、工程车库等设有轨道的库房、牵引变电所、污水处理间可设置在下凹区，其他如综合楼、物资库等设置在下凹区外的地面。

(4)大面积库屋顶上盖与周边道路路面标高的衔接。站场场坪标高对屋面与周边道路的顺利衔接有较大影响，也影响挖方工程量的大小，因此，应结合周边道路标高，综合考虑出入段(场)线坡度、屋面与基地外道路之间通道坡度的设置。

(5)下凹区与外部道路的连接。下凹区与外部应最少设置2条道路与外界连接，以满足运输和消防要求。

(6)下凹区雨水排放对运营安全有较大影响。为保证下凹区排水畅通，不影响运营生产，下凹区雨水的设计重现期应取100年。

3 青龙山停车场设计方案

无锡地铁2号线青龙山停车场，设置在线路西端的梅园开元寺站(终点站)西北端，与梅园开元寺站接轨，南北向布置(见图1、图2)[17]。

青龙山停车场规模为：停车列检22列位(其中远期预留8列位)，双周/三月检2列位(远期预留)；围墙内面积7.49×104m2，下凹区面积5.9×104m2，房屋总建筑面积35 946.91 m2。其中，远期预留工程的土建工程一次建成。另外，在运用库屋顶设置道路公交停保场，停车规模200辆。

停车场地块设置在青龙山路、青龙山二路、青龙山及青龙山社区所围合区域，地势南低北高，用地范围内的地面标高有明显的差异。北部标高约13～14 m，中间标高约7～9 m，南部标高约6.5～6.8 m。

图1 青龙山停车场平面图

图2 青龙山停车场鸟瞰图

根据规划和现状，出入场线沿青龙山二路路下布置。为避免拆迁青龙山住宅社区，出入场线必须穿过住宅区后才能敞开爬坡。但由于规划给定停车场地块长度和地形条件所限，出入场线从过住宅区后至道岔区范围以30‰坡度爬高后已无再爬高的可能。根据以上限制条件，站场场坪设计高程为2.6 m，停车场现地面标高为6.5～14.0 m，因此，停车场需设置为地下敞开式。

停车场运用库、牵引混合变电所、污水处理场设置在下凹区。停车场综合楼、食堂、浴室、机动车停车场等设施设于停车场头部，即出入场线东侧地面上。为减少土石方开挖量，厂前区标高定为6.6 m，与停车场站场场坪标高相差4 m，停车场尾部站场场坪与地面高差约11.5 m。厂前区与停车场下凹区设置有道路和人行楼梯，以方便生产运输和人员行走。

停车场内设置环形道路，设两个出入口分别与青龙山路和青龙山二路相连，以满足消防及生产运输需求。

根据规划，停车场需进行上盖开发，即在运用库上设置道路公交停车场。为此，运用库柱网布置需按上盖开发形式设置，并设置两处桥梁与青龙山路连接。

下凹区排水采用抽排方式。设置雨水抽升站和废水抽升站，将雨水和处理后的生产废水抽排至市政排水系统中。

青龙山停车场基本按初步设计所确定的地下敞开式加运用库上盖设置道路公交停保场进行建设，设计和建设期间，方案无大的变化(见图3)。

图3 青龙山停车的剖面示意图

青龙山停车场设计较好地实现了地铁停车场和道路公交停保场的各项功能要求，其地下敞开式设计具有创新性。通过近3年的运营验证，停车场运营效果良好[18]。

4 设计要点及注意事项

4.1 下凹区范围

下凹区的大小决定了整个工程的大小，因此设计的关键是合理确定下凹区范围。应只将设有轨道的建(构)筑物和与运营密切相关的设施设置在下凹区，如运用库、检修库、牵引变电所、污水处理间等；辅助生产、办公及生活设施应设置在地面，尽量减小下凹区的范围，以减少工程量。

4.2 出入段(场)线、车场线的坡度

出入段(场)线、车场线的线路坡度决定着站场场坪标高。合理确定线路坡度，有利于提高站场场坪标高，减少与地面的高差，减小挡土墙的高度，减少土方开挖量。

(1)出入段(场)线在允许的条件下可采用大坡道。结合安全性和经济性考虑，建议采用35‰的线路坡度。

(2)车场线应设定合理、安全的坡度。根据设计规范和行车安全性综合考虑，车场库外线坡度可设置为2.5‰，尽量抬高场坪标高，以减少建设工程量。

4.3 下凹区与外部道路的连接

根据车辆基地周边道路具体情况，合理设置下凹区道路的出入口位置，且下凹区出入口不少于2处。综合考虑场坪标高、市政道路位置、衔接地面道路标高，采用合理的坡度顺接，以满足人行、车行的安全。下凹区至地面道路坡度不应大于7%。

4.4 大库屋顶与周边道路的衔接

如在大面积库屋顶进行上盖综合开发，则需综合考虑场坪标高、大库屋顶完成面标高、市政道路标高的关系，设置车行桥梁，采用合理的坡度顺接，以满足上盖的人行、车行安全。

4.5 下凹区雨水排放

由于下凹区低于地面，下凹区的雨水、生产废水必须采用抽升形式排放，为此应设置雨水抽升站和污水抽升站。雨水排水系统能力建议按100年一遇暴雨重现期考虑。雨水排水管道管径应比常规地顶排水管道适当加大，建议加大50%。

为减少下凹区排水量，大面积库屋面排水在有条件时尽量设置排水槽(见图4)，全部向下凹区外排放。挡土墙四周应设置截水沟，以减少下凹区的积水量，减轻对运营的影响。

图4 青龙山停车场大库屋顶排水槽

4.6 综合考虑消防设施

地下敞开式车辆基地的消防要求较一般地面车辆基地严格，特别是大库有上盖物业的，应考虑在大库内增加排烟、喷淋、挡烟垂壁等消防措施。

下凹区的人员消防疏散是消防工作的重点，必要时应根据消防要求设置下凹区至地面的消防疏散楼梯。

4.7 下凹区场坪标高低于地下水位时排水设施

当地下水位高于场坪标高时，建筑物基础应采取排水措施，以减少对基础的破坏，应根据水文资料，采用合理的地下水排水方案。如青龙山停车场地下水位标高为1.33～2.83 m，场坪标高为2.6 m，地下渗水量较大，则在整个运用库基础下设置排水盲沟，集水抽排。由于挡土墙低于地面，渗水较多，故需考虑渗水的排放设施。

4.8 地下结构防水

检修地沟、地下室、电缆沟等设施的防水应加强，以减少地下水向地沟和地下室渗透。如采用双层加厚防水卷材等，同时也需加强地沟和地下室的排水。

4.9 加强综合管线协调

整个车辆基地的管线需加强协调，特别是下凹区和地面区之间的管线，应使各管线布局合理，尽量集中，减少管线通道。为方便工程后期的管线施工，在挡土墙上应预留排管孔洞。

4.10 土建工程

地下敞开式车辆基地的运营设施大部分设置在下凹区，远期扩建时施工困难，且对正常运营影响较大，因此，建议远期预留工程一次建成，或土建工程一次性完成。

5 结语

青龙山停车场设计方案新颖独特，很好地实现了无锡地铁2号线停车场功能需求，满足了规划要求，同时运用库上盖设置了道路公交停车场，其在形式上巧妙地适应了地形地貌条件，充分提升了土地利用率。停车场投产后，经实际运营证明使用效果良好。在使用过程中，发现过下凹区在暴雨时有排水不畅问题，其主要原因为施工质量问题，同时排水管径也稍显不足。

本文结合无锡地铁青龙山停车场设计案例，分析了地下敞开式车辆基地的特点和限制性因素，研究并阐述了地下敞开式车辆基地的设计要点，提出了下凹区范围、线路坡度、下凹区与外部道路的连接、下凹区排水、大库屋顶与周边道路的衔接、消防设施等关键要点的设计原则和设计注意事项。研究成果可为类似地铁车辆基地的设计提供参考。