上盖车辆段盖下作业环境优化措施

李晨

（中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都 610031）

0 引言

车辆段对轨道交通的运营安全及日常维护有非常重要的作用，具有投资高、占地多、涉及专业广、对城市环境影响大的特点。当城市轨道交通线网形成规模后，线网车辆基地的总用地面积在整个城市建设用地的占比相当可观。因此，许多城市都通过车辆段上盖开发实现集约土地的目的，并通过物业开发取得可观的经济收益反哺新线建设和运营。但物业开发后，车辆段位于盖板下方，作业环境较为恶劣，需采取相应的技术手段及工程措施，优化车辆段作业环境，缓解上盖开发与盖下运营之间的矛盾。

1 车辆段上盖对盖下作业环境的影响

车辆段上盖开发后，盖板作为上盖物业与盖下车辆段的物理分隔，将盖上盖下划分为相互独立的区域。物业开发可供开发的有效盖板面积越大，则收益越高；盖上盖下的联系越少，物业居住环境越独立，物业品质越好。但盖下车辆段从消防、通风采光等方面均希望盖板有一定量的开敞面积。因此，盖上物业开发需求与盖下车辆段对作业环境的需求产生矛盾。车辆段上盖开发对盖下作业环境的影响主要体现在以下几个方面。

1.1 盖下车辆段采光条件差

车辆段上盖后，盖下车辆段采光主要依靠盖边开敞、设置采光天井、消防车道上方开敞等方式改善盖下采光条件。但采光天井的设置位置、尺寸及数量受到上盖开发方案的严重制约；车辆段围墙也会影响侧边采光效果。众多因素使车辆段自然采光效果大打折扣，需要依靠设置大量的灯光照明设备满足盖下车辆段采光需求。

1.2 盖下车辆段通风条件差

车辆段上盖后，盖下长、宽维度都较大，再加上盖下厂房隔墙、立柱、车辆段围墙的阻挡，导致盖下空气流通条件较差，通风条件极差。可通过设置机械通风加以改善，但实际效果差强人意，并带来噪声等问题。

1.3 结构缝漏水频发

结构缝处漏水是上盖开发车辆段普遍存在的问题。因盖下有大量的接触网、供电、动力配电、弱电系统设备，盖板漏水对车辆段运营造成了很大的安全隐患，需妥善处理该问题。

1.4 盖下扬尘问题严重

因盖下自然采光效果极差，无法采用绿植覆盖裸露地面；盖下通风效果差，咽喉区有砟道床道砟产生的灰尘难以排走。以上因素导致列车经过咽喉区易产生扬尘，影响盖下空气质量。在车辆段设计时应结合盖下车辆段需求及盖上物业开发方案，采取必要的技术手段及措施，减少上述因素对盖下的影响，优化盖下作业环境。

2 盖下环境优化措施

2.1 盖下采光优化措施

2.1.1 盖下建筑方案优化

盖下环境相对潮湿、昏暗，工作人员长期在这种环境下工作，对个人的身心健康产生较大的影响。因此，在设计中将人员集中的办公区域沿盖边布置，同时在部分区域设置采光通风的天井，改善采光条件，见图1。

另一方面结合透明化办公，办公区域中走道，两侧办公房间的隔墙采用磨砂玻璃，将盖外的光源延伸至走道。走廊及办公室内的光也可以相互传递，整体提升采光效果，见图2。

2.1.2 采用光导管系统优化盖下光照

图1 盖下办公区域图

图2 盖下办公区域走廊透视图

光导管系统主要由集光器、导光筒和漫射器三部分组成，可将自然光引至自然采光难以到达的区域，提高盖下空间的光环境质量，可以减少照明用电，节约能源。且自然光有益于作业人员身心健康。

因盖体面积较大，为平衡工程投资，光导管布置数量有限；受物业开发方案影响，光导管布置位置受限，因此只依靠天然采光难以满足照度水平和均匀度的要求，因此，需要考虑将人工照明与光导管系统相结合，根据室外天然光照度水平的不同，利用光电控制器根据照度水平开启人工照明进行补充，以满足作业的照度要求。光导管系统构造见图3。

图3 光导管系统构造图

在地铁车辆段中，通常运用库、联合检修库均设有辅跨，设置了班组办公用房，一般采用内走廊形式。靠外侧房屋在盖体边或临采光天井，采光条件相对较好。走廊及内侧办公房屋采光条件恶劣，可利用光导管系统，将室外自然光引至走廊及内侧办公房屋，提升辅跨办公用房的采光条件。

咽喉区盖板两侧自然采光效果有限，盖板腹地自然采光效果差。咽喉区盖板物业开发一般以绿化及辅助设施为主，因此可以结合绿化方案，设置光导管，将自然光引入盖下，提高咽喉区整体采光效果。

使用光导管技术将天然光引入盖下空间进行照明，对改善盖下采光环境有显著作用，同时可以减少照明用电并延长人工照明系统的使用寿命，节约运营成本。

2.2 采用诱导通风系统改善盖下空气质量及环境温度

2.2.1 诱导通风工作原理

诱导通风系统工作时由厂房一侧大门上部引入室外新风，新风由诱导风机在厂房内纵向推送，在工作区域形成纵向风速，携带库内污染空气由厂房另一侧大门上部排出。诱导通风系统能够在人员工作区域形成有效的纵向通风风速，提高作业人员舒适度，并能有效排除厂房内的余热和污染空气，诱导通风系统工作原理见图4。

图4 诱导通风系统示意图

2.2.2 传统通风方案与诱导通风方案比较

采用传统通风模式，由于送排风气流的干扰以及气流速度的衰减和涡流的影响，运用库内部出现大片空气循环较差的区域，排风口附近空气龄值较大，新风口附近空气龄值相对较小，人员呼吸区平均空气龄在1 600～1 800s，空气整体循环的效果较差，换气效果不理想。

采用诱导通风模式，由于避免了送排风气流的相互干扰以及通过诱导风机增强了新风的布散强度，人员呼吸区平均空气龄在200～250s之间，空气整体循环的效果得到提升，库内通风换气效果明显改善。传统通风系统与诱导通风系统对大库内空气龄的仿真见图5及图6。

根据相关研究，诱导通风系统初期投资高于传统通风系统，但诱导通风系统能耗较低，运营5年后可回收初期增加的工程投资。通过对某地区采用传统通风模式和采用诱导通风系统的两个不同车辆段进行现场实测，库内体感温度、CO2浓度及PM2.5等指标诱导通风系统均有明显优势。

2.2.3 在车辆段工程中应用的建议

诱导通风系统在大空间厂房中使用效果较好，建议在运用库中采用纵向诱导通风系统以改善厂房内的工作环境。定修段检修库以纵向隔墙为主，也可以采用诱导通风系统；大架修车辆段检修库车体间存在垂直轨道方向隔墙，因此不适合采用诱导通风系统。

图5 传统通风方案布置示意及仿真结果

图6 诱导通风方案布置示意及仿真结果

2.3 盖板防水方案优化措施

上盖排水一般有重力流排水和虹吸排水两种方式。重力流排水依靠结构或建筑找坡，向盖板两边散排通过天沟收集后有组织地排向地面。虹吸排水方案盖板划分若干个板块后，分区域通过虹吸管直接向下排到盖下车辆段内，再通过盖下车辆段内的排水系统排走。因为虹吸排水方案虹吸管直接落入车辆段内部，对运营影响较大，因此优先采用重力流排水方案，在重力流排水无法完全满足时，可在局部考虑虹吸排水。

盖板结构缝设计首先应尽量杜绝结构缝合围形成“孤岛板”，从而避免采用虹吸排水，全面采用重力排水，改善盖体排水体系，防止积水。其次，完善伸缩缝节点设计，从设计上尽量避免伸缩缝漏水。最后利用堵不如疏的理念，在结构缝下设置导流槽，即使因个别原因导致了伸缩缝漏水，也可以通过导流槽有序疏导，避免漏水直接落在盖下电气设备上，造成安全隐患。

2.4 盖下降尘措施

2.4.1 盖下裸土区域硬化或铺装

车辆段盖下碎石道床线路路基基床采用填料填筑，因此，盖下咽喉区存在大量裸土回填区域，易出现扬尘、泥浆等不良盖下环境。在车辆段咽喉区裸土区域采用高强预制道砟板进行铺装可减少盖下扬尘情况，同时增加咽喉区的美观以及便于检修人员行走。

2.4.2 采用喷雾降尘系统缓解咽喉区扬尘

喷雾降尘利用高压泵将水加压，经高压管路送至高压喷嘴雾化，形成飘飞的水雾，由于水雾颗粒是微米级的，能够吸附空气中杂质，达到降尘等功效。

喷雾降尘系统已广泛应用于地铁施工的各种场地上，喷雾降尘系统以其经济高效的特性得到众多建筑单位的认可。可针对地铁工地基坑、坑道、竖井井口、围挡、隧道，巷道等施工场地，有效舒缓PM10或PM2.5粉尘，降尘抑尘的功效明显。

上盖车辆段咽喉区柱网密布，为喷雾降尘系统提供了良好的安装条件，若在上盖车辆段内采用喷雾降尘系统，有利于改善盖下空气质量，有效控制PM2.5及PM10。在喷雾水源中加入消毒剂还可以起到一定的杀菌消毒作用，利于车辆段卫生防疫。

3 结语

轨道交通工程建设过程中越来越注重人性化设计，尤其是在车站等公共空间，车辆基地作为地铁列车运维场所，虽然不直接服务于公众，但也应考虑其人性化设计，为作业人员提供良好的作业环境，使运维人员能够更好地服务轨道交通，从而使轨道交通更好地服务公众。车辆段上盖物业开发在追求经济利益的同时更需要考虑盖下车辆段的人性化设计，在工程投资许可的前提下尽量优化盖下作业环境。本文结合工程经验，从采光、通风、降尘等方面介绍了几种用于优化盖下作业环境的技术措施。其中诱导通风、导光管等措施已得到广泛应用，且取得了较好的效果。建议在新建工程中能够多一些该方面的思考，积极推广相关技术，推进车辆段的人性化设计。