地铁场段咽喉区股道布置研究

西小鸣

摘 要：地铁场段是列车停放、检修的综合基地，咽喉区是整个场段作业最频繁的区域，咽喉区股道布置是否合理，直接关系到整个场段的工艺作业流程是否顺畅。文章通过分析场段咽喉区股道布置原则及技术标准，指出咽喉区股道布置的不同形式及特点，以期通过咽喉区的合理设计，提高咽喉区作业效率，提高运营服务水平。

关键词：地铁;场段;束式咽喉区;股道布置

中图分类号：U231

地铁场段是列车停放、检修作业的综合基地，被称为地铁运营的后花园，具有重要作用。列车在场段作业频繁，而咽喉区（岔群区）是场段作业最繁忙的区域。咽喉区布置是否合理，不仅对车场的作业安全、作业效率有很大影响，而且与铺轨长度、用地面积、场区功能布置、土石方工程数量等都有直接关系。

1 咽喉区股道布置原则

咽喉区股道布置是站场专业设计的核心，也是站场平面布置是否合理的关键。在进行咽喉区股道设计时，不仅要考虑列车作业流程是否顺畅、是否存在进路交叉，还要考虑咽喉区对整个地块的使用效率，咽喉区与出入段线的关系，以及各设备系统提出的需求是否能够有效落实。因此在设计过程中，应考虑以下布置原则[1-5]：

（1）保证必需的平行作业进路数量，尽量避免平行作业占用出入段线，影响收发车能力;

（2）布置咽喉区道岔时应充分考虑轨道配轨，注重出入段线连接停车区股道的分叉数量均衡;

（3）在不增加用地面积的前提下尽量优化曲线半径;

（4）工艺作业流程类似的区域尽量布置在同一侧;

（5）布置线网性大架修车辆基地时，应尽量考虑顺装布置及近远期结合，考虑远期预留用地及库房扩建条件;

（6）咽喉区的长度应尽量缩短，以便节省用地和铺轨量。

2 咽喉区股道布置技术标准

2.1 车场线线路标准

根据GB 50157-2013《地铁设计规范》[6]和TB 10098-2017《铁路线路设计规范》[7]要求，股道平面布局上，车场线最小曲线半径R = 150 m，道岔后附带曲线半径不小于道岔导曲线半径。使用调车机车作业的牵出线最小曲线半径不宜小于300 m;结合车辆限界并考虑一定安全距离，相邻平行线路最小线间距一般取4.50 m。

纵向上，车场线宜设于平坡上，但结合地势，山区、丘陵地带的场段选址往往自然地面高差大，统一场坪会造成填挖方浪费。因此困难条件下，咽喉区线路的纵向坡度不宜大于1.5‰，咽喉区道岔的纵向坡度可按不大于3.0‰考虑。

2.2 车场线轨道形式

目前，车场线常用50 kg/m钢轨和7号道岔，试车线通常采用60 kg/m钢轨和9号道岔，库外线路一般采用碎石道床和预应力混凝土轨枕。由于物业开发需要，上盖物业开发场段数量激增，建议车场线采取一些必要的减振措施。

2.3 道岔间插入轨长度

根据GB 50157-2013《地铁设计规范》[6]要求，道岔间插入轨长度为4.50 m，困难条件下为3.0 m。为避免铺轨浪费，一般选取标准短轨长度为4.50 m、6.25 m、8.00 m和12.50 m。假定两个相邻道岔分别为N1和N2，道岔的前长值为a，后长值为b。下文针对3种道岔布置形式进行分析。

2.3.1 两组道岔前端对向布置

由于道岔辙叉方向不同，根据规范要求，插入短轨的长度f取标准短轨长度即可，同时需考虑8 mm宽轨缝，道岔具体布置形式如图1所示。其中，a1和a2为道岔N1和N2的前长值，b1和b2为道岔N1和N2的后长值。对向布置时两相邻道岔岔心之间的距离D为：

D = f+ a1 + a2                      （1）

2.3.2 两组道岔前后顺向布置

两相邻道岔顺向布置时，受道岔岔枕布置和相邻平行线路线间距H影响，一般插入短轨的长度f可根据式（2）计算得出。道岔具体布置形式如图2所示，其中α1和α2分别为道岔N1和N2的辙叉角。

D = H · arc sinα1= f+ b1 + a2                    （2）

2.3.3 两组道岔后端对向布置

兩组道岔后端对向布置时，由于道岔后端轨缝中心之后的线路间距小，因此，一般采用长岔枕过渡的方式。长岔枕过渡段长度为L'，具体布置形式如图3所示。由图可知，道岔后端对向布置时两相邻道岔岔心之间的距离D为：

D = b1 + b2 + 2 L' + f                              （3）

3 咽喉区股道布置形式

3.1 束形咽喉区连接方式

路基横断面设计时，一般采用锯齿形横坡，单面坡股道数量一般不超过3股，双面坡股道数量一般不超过6股。束形咽喉区接岔方式[10-11]是指将库内每个分跨的4～6股道在咽喉区形成1束，由1个道岔引出，同时道岔与道岔之间尽量采用标准轨长进行配轨，线间距需满足规范要求。束形咽喉区具体连接形式如图 4 所示，该布置方式可以有效的缩短咽喉区长度，减少铺轨量，使得咽喉区布置更加紧凑。同时，束形咽喉区连接方式可为物业开发柱网布置时提供足够的空间，使各类建构筑物（立柱承台、股道、排水槽、信号转辙机等）在空间有限的咽喉区得到有序排布，使束与束之间的空地得到有效利用。

3.2 洗车线布置形式

洗车作业在场段运营中应用频繁，主要分为通过式洗车和尽端式洗车。通过式洗车是指洗车库布置在咽喉区位置，列车通过出入段线进入场段后，在咽喉区完成洗车作业。通过式洗车主要包括咽喉区贯通式洗车作业和咽喉区往复式洗车作业。尽端式洗车是指洗车库布置在与停车库并排位置，列车驶入洗车库完成洗车作业后利用牵出线折返后再驶入停车库。尽端式洗车主要指入库洗车作业。

3.2.1 贯通式洗车作业

贯通式洗车作业流程如图5所示。贯通式洗车作业需保证咽喉区有足够的长度，根据GB 50157-2013《地铁设计规范》要求，贯通式洗车线有效长Lts为：

Lts = 2 L + LS +12                              （4）

式（4）中，L為洗车机前后各一列车有效长，m;LS为洗车设备占用长度，m。

以地铁B2型车6辆编组为例，列车长度取120 m，洗车设备占用长度根据经验按60 m考虑，以列车车头通过洗车线第一组道岔、车尾驶离洗车线最后一组道岔的长度进行计算，整个洗车作业过程列车行驶距离Lq为：

Lq = 4 L + Ls +12 = 552 m （5）

因此，贯通式洗车作业具有以下特征：

（1）作业流程顺畅，可实现入库前利用咽喉区长度通过式洗车;

（2）对段址长度要求较高，适用于咽喉区狭长的地块。

3.2.2 往复式洗车作业

往复式洗车作业流程如图 6所示。往复式洗车作业与贯通式类似，都布置在咽喉区，通过设置与出入段线平行的作业进路实现洗车作业，但作业前后都需要利用牵出线进行折返，因此洗车作业时所需时间较长。以地铁B2型车6辆编组为例，整个洗车作业流程列车行驶距离Lq为

Lq = 5 L + Ls +20 = 680 m    （6）

与贯通式洗车相比，往复式洗车作业具有以下特征：

（1）咽喉区布局更加紧凑;

（2）洗车作业需经过2次折返，作业时间较长，流程复杂。

3.2.3 尽端式洗车作业

尽端式洗车作业流程如图7所示。根据规范要求，尽端式洗车线长度Ljs为：

Ljs≥2L + LS + 10                        （7）

尽端式洗车作业具有以下特征：

（1）与运用库并列布置，总图布置上比较规整;

（2）洗车作业时列车行驶距离最长，作业时间最长。

采用尽端式洗车作业的洗车库按长度可分为2类：①长库，适用于严寒地区，整个洗车作业均需要在全封闭的库内完成;②短库，适用于冬季室外温度较高的地区，仅把洗车设备布置于库内，其他牵出及折返作业均设置于库外。

3.3 咽喉区整体布置形式

咽喉区整体布置形式受控因素较多，包括场段选址、与接轨站位置关系、段址地块形状、场坪高程以及建设单位意见等，都会对平面布置产生影响[12]。在方案比选时首先应根据段址形状、场段规模确定布置形式。根据段址周边的边界条件，征求建设单位意见后，在段址范围内进行总图布置[13-15]。常见的平面布置形式主要有4种：尽端式顺装布置、尽端式倒装布置、横列式顺装布置、贯通式布置。

3.3.1 尽端式顺装布置

尽端式顺装布置是最常见的一种场段布置形式，受控于场段段址形状。一般尽端式布置形式，段址呈“刀把”型，出入段线应尽量贴近试车线一侧布置，可有效节省用地，使地块显得更加规整，生产办公用房可集中布置于场前区或场后区，具体布置如图8所示。

3.3.2 尽端式倒装布置

倒装式布置一般是相对于顺装布置而言，将检修库或者其他库区，与停车区对向布置，利用牵出线（机走线）实现调车作业的一种布置方式[16-18]。该布置方式适用于用地范围较小但比较规整的地块，利用倒装方式实现场段的工艺作业流程。与尽端式顺装布置相比，倒装式布置检修工艺流程复杂，需频繁使用机走线和牵出线进行调车、折返，列车走行时间长且工艺流程繁琐，具体布置如图9所示。

3.3.3 横列式顺装布置

横列式顺装布置是指停车区与检修区的大库呈前后横向布置，该布置方式适用于段址狭长的地块，无法将停车库与检修库并列布置，只能前后顺向布置。该连接方式与倒装式布置类似，需要频繁使用机走线和牵出线进行检修作业，列车在咽喉区通过时间较长，具体布置如图10所示[17]。

3.3.4 贯通式布置

贯通式布置是指停车库两端均可连接出入段线，实现双向收发车，该布置形式主要应用于场段选址位于两相邻车站之间，且场段位于整条线路中间，具备双向收发车功能，该布置形式在行车组织上更加灵活，具体布置如图11所示[19-21]。

4 结语

对于地铁场段来说，咽喉区布置的合理性，直接关系到工程投资和运营的安全性。本文通过对咽喉区股道布置原则及技术标准分析，指出在满足规范和相关建设要求的前提下，可通过咽喉区股道的合理布置，提高咽喉区的使用效率，尽可能缩短咽喉区长度，节省用地。

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收稿日期 2020-03-17

责任编辑 宗仁莉