西安地铁16号线沙河滩车辆基地设计特点及创新性研究

祝 锐

中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043

1 工程概况

西安地铁16号线是线网规划中的一条区域快线，南起铁路南客站，北至永乐，全长67.1km，其中一期工程建设沣东小镇～能源三路段，长15.03km，新建沙河滩车辆基地一处，位于一期线路终点能源三路站东北侧。

16号线全线设一段两场，一座控制中心，采用速度为100km/h的4动2拖6辆编组B型车。沙河滩车辆基地定位为大架修基地，承担西安地铁16～19号线中包含16号线约120km长度线路配属车辆的大架修任务，同时还承担16号线车辆的定修及以下修程和配属列车的运用停放及日常维护保养工作。

2 车辆基地总平面设计

2.1 任务量及规模

16号线沙河滩车辆基地承担16号线的定修、临修、周月检和列检作业，以及16～19号线中包含16号线长度约120km线路配属车辆的大架修任务；承担机电设备的维修作业及材料供应。规模按设计年度远期控制，列车运用整备、检修设施按设计年度近期规模设计，预留远期发展规模。根据车辆检修工作量及采用的检修工艺，16号线车辆基地设计规模如表1所示。

表1 车辆基地设计规模表

2.2 总平面设计

沙河滩车辆基沿规划能源三路布置，布置为全自动无人驾驶车辆段，考虑全盖板上盖物业开发，占地29.32hm2，包括主变电站、控制中心、预留公安派出所用地。车辆基地总平面布置采用纵向并列尽端式方案。车辆基地整个场区按功能可划分为办公生活区、生产区、辅助生产区。整个车辆基地总平面布置紧凑合理，主要库房分工明确，交通流线顺畅。

3 车辆基地设计特点及创新性

3.1 大架修库大跨度上盖物业开发

沙河滩车辆基地咽喉区及主要生产厂房考虑上盖物业开发。常规跨度小于18m厂房考虑上盖物业开发，该方案结合上盖物业开发方案和大架修检修工艺需求，在27m跨度的大架修库和转向架及轮轴检修间上方设置盖板，相应盖上区域不设置楼宇，结构采用预应力混凝土技术。

3.2 集约土地资源

结合周边地形和规划，控制中心和综合楼、运用库和检修库、辅助生产用房集中设置，充分利用，减少征地面积。在满足检修工艺的前提下，充分考虑上盖物业开发需求，集约出综合楼东侧区域空地设置上盖板交通盒，整合出咽喉区与试车线夹心地供落地物业开发。

3.3 全自动运行设计

经过调研地铁发展趋势和西安地铁16号线功能需求等情况，16号线采用完全无人值守的全自动驾驶（UTO）技术。

沙河滩车辆基地在常规设计的基础上，需将车辆基地设置为全自动运行区域和非全自动运行区域。全自动运行区域考虑纳入正线全自动运行区域，主要包括停车列检、洗车、周月检、信号转换等自动运行的区域；非全自动运行区域主要包括静调、吹扫、定临修、大架修、不落轮镟、试车等区域。全自动运行区域与周边采用栅栏隔离，各出入口处需设置门禁。

在总平面布置的基础上，针对全自动运行车辆基地需考虑以下设计。

（1）停车列检库设置在全自动运行区，设计为一线两列位，需考虑两列位间信号安全距离；为保证列检作业便利，减少调车作业，列检检查坑按100%列位设置柱式检查坑；为减少列检作业走行，在库中设置下穿通道；相比常规驾驶的停车列检库增长了24m，总长达到306m，北方地区停车列检库库门需设置为自动化库门，并与信号系统联动。停车列检库按每2股道划分为一个安全防护分区，保证列检作业人员作业安全。

（2）洗车库设置在全自动运行区，设置为“八字往复式”。结合信号安全保护距离要求，洗车牵出线有效长度需增长30m；洗车机控制系统与信号系统联动，并在运用库辅助边跨DCC内设置洗车机控制台，实现全自动洗车功能。

（3）全自动运行模式下，车辆基地内列车检修调车需从全自动无人驾驶模式切换为有人驾驶模式。一般情况下在牵出线设置信号转换轨，并设置有固定式登车平台。信号转换轨长度需考虑信号安全距离，与常规驾驶模式下车辆段牵出线相比增长30m。

3.4 干热岩供热技术

沙河滩车辆基地位于西咸新区能源三路北侧，周边规划设施配套不完善，暂无市政供热设施。结合西咸新区干热岩供热技术相关政策，干热岩型地热能是未来最具潜力的可再生清洁能源，沙河滩车辆基地供暖设计采用中深层地热能井下换热+热泵技术；通过钻机向地下2～3km深处钻孔，在钻孔中安装封闭的金属套管换热器，通过换热介质导出地下热能，并通过地面热泵机组、输配系统向地面建筑物供热。项目总供暖面积约为15.6万m2。干热岩供热技术示意如图1所示。

图1 干热岩供热技术示意

3.5 新技术、新工艺的采用

结合目前车辆基地检修新技术、新设备、新工艺，在满足西安地铁运营需求的前提下，沙河滩车辆基地工艺设计及检修设备选型充分体现了“以人为本”的设计理念，提升了检修效率，减少了人工作业量，保证了人员作业安全。

（1）针对全自动驾驶车辆基地自动驾驶区内（涵盖咽喉区、列检作业区）的人员管理、检修作业等，设计全自动驾驶车辆基地作业综合管理系统，集作业信息显示调度、作业人员管理、计划管理、接触网（轨）综合接地、安全联锁、门禁控制、图像监控及安全警示、作业人员定位、作业流程管理及评价等功能于一体；改变原有按专业划分的分散管理模式，集中监控自动驾驶区内各专业、各地点的信息，融入各种安全防护措施，保障作业安全，并以作业流程顺序为主线，串联各个工作场景，形成从作业起始到结束的闭环流程管理，实现了自动驾驶区作业过程的全面综合管控。

（2）带称重的固定式驾车机。结合大架修检修工艺设计，为节约厂房布置，减少盖板面积，节省投资；在架、大修分解组装线和临修线上设置集成称重功能的固定式架车机组，以便车辆组装后不用移车即可实现称重、调节，称重台位与组装工位合设，取消原称重台位，优化了检修工艺流程，提高了检修作业效率。

（3）车辆基地智能运维平台。随着信息化、智能化等新技术的发展，车辆基地检修作业信息化、智能化需求日益迫切；在沙河滩车辆基地设置车辆基地智能运维平台，实现对段场调度、检修调度、现场作业管理、车间物资管理、安全质量管理、设备资产管理、乘务派班管理等各项工作的信息化管理。通过与信号系统、供电系统、通信系统、行车系统，以及各类检测设备和工艺设备等的对接，实现实时信息交互与信息共享，支持各生产环节高效率协同和顺畅衔接，帮助提高运维效率，降低运维成本，实现对段场运维的信息化、网络化、智慧化的管理。

4 结束语

综上所述，文章通过分析西安市地铁16号线沙河滩车辆基地设计特点及创新性，该工程设计在功能定位为大架修车辆基地的设计中综合应用了全自动运行技术，上盖物业开发，解决了大跨度厂房设置盖板的难题，积极采用新技术、新工艺，优化了车辆基地生产检修工艺，提升了车辆基地检修作业的信息化、智能化水平，可为后续类似车辆基地工程设计项目提供一定的参考。