苏州地铁6号线浒墅关车辆段站场设计研究

李致勇

（中铁华铁工程设计集团有限公司轨道交通设计院，北京 100071）

车辆段（停车场）是轨道交通运营的后勤基地[1]。本文以苏州地铁6 号线浒墅关车辆段站场设计进行研究，对在极端紧张的用地条件下出入段线、咽喉区线路布置、全自动驾驶功能分区等情况进行分析，“巧妙”实现了满足全自动无人驾驶功能需求的站场设计方案，在当今土地资源稀缺的背景下尤其具有现实意义。

1 中国常规车辆基地的概况分析

1.1 中国常规车辆基地的用地规模

目前部分城市地铁车辆基地占地面积普遍是25～40 hm2，《城市轨道交通工程项目建设标准》中规定，地铁A、B 型车大架修车辆基地用地指标为1 000 m2/车，定修级车辆基地为900 m2/车，同时分析中国内地现有部分车辆基地的用地情况，如表1所示。

表1 部分城市地铁车辆基地用地规模[2]

通过以上对比可看出，中国定修级及以上规模的地铁车辆基地用地指标基本在1 000 m2/车，说明一般情况下每个车辆基地的建设均需要大量的土地资源，而当今“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”已成为中国的基本国策，所以在车辆基地的建设中节约土地资源往往显得极为重要。

1.2 全自动无人驾驶车辆基地的基本需求

全自动无人驾驶车辆基地需要根据作业需求将车辆基地划分为全自动驾驶区和人工驾驶区，自动驾驶区包含出入段线、停车列检线、洗车线，双周/三月检线根据工艺布局既可以位于全自动无人驾驶区也可以位于人工驾驶区，试车线应按照自动驾驶区进行防护但也应具备人工驾驶的工况，其余工程车线、静调线、临修线、吹扫线等位于人工驾驶区[3]。

2 极端用地条件下车辆基地的设计

2.1 浒墅关车辆段工程概况

苏州地铁6 号线工程线路全长36.12 km，全线设一段一场，分别为浒墅关车辆段和桑田岛停车场。其中浒墅关车辆段用地选址位于6 号线线路起点苏州新区站西北侧地块内。全线采用全自动无人驾驶系统，6号线车辆段与3 号线车辆段共址合建。该选址共计长1 400 m，宽250 m，占地面积36.61 hm2。目前3 号线车辆段已征用地31.44 hm2，6 号线车辆段需新征用地约5.17 hm2，实际用地一共仅有10 hm2，具体段址如图1所示。

图1 浒墅关车辆基地段址图

2.2 功能定位

根据苏州市轨道交通线网设定，3、6 号线车辆段同址共建于新区浒墅关镇，其中3 号线车辆段功能定位为厂架修段，6 号线浒墅关车辆段为定修段，承担6号线车辆运用、停放、清洗、周月检等日常维修保养任务。经计算6 号线用地指标仅为665.4 m2/车，仅为中国常规车辆基地用地指标的66%，用地条件极端紧张。

2.3 出入段线设计

浒墅关车辆段出入段线设计为双线，由苏州新区火车站站前正线接轨，顺沿城际路向北敷设，后以半径为600 m 的曲线向西北方向绕行避开既有的浏沽泾桥，下穿桥下河床及既有道路浒杨路再正对车辆基地用地边界进入浒墅关车辆基地。出入段线全长1 340 m，设置有4 处平面曲线，最小曲线半径为600 m，最大坡度为35‰[4]。其方案如图2所示。

图2 出入段线方案

2.4 极端用地条件下车辆基地站场线路咽喉区功能需求解决方案

由于3 号线车辆段规模较大且已设置了一条试车线，有效长度达到1 200 m，可研及总体设计阶段方案均为利用3 号线车辆段试车线来满足6 号线车辆段试车的功能需求，线路咽喉区仅需设置2 条出入段线满足车辆出入即可。但后续深化设计考虑6 号线全线为全自动无人驾驶线路，信号系统较常规的人工驾驶3号线线路有所区别。同时根据运营使用需求，建议增设6号线试车线使得3/6号线车辆段的运营管理更加独立及完善。从段址图可以看出6 号线车辆段线路咽喉区本就狭窄紧张，而增设试车线导致用地条件的极端紧张进一步加剧，是本车辆段的“卡脖子”工程。

根据GB 50157—2013《地铁设计规范》，试车线的布置需要1 km 左右的集中用地，从段址图可看出试车线的设计只能利用线路咽喉区狭长地带，与此同时3号线车辆基地既有道路纬三路已经实施，路边有多根弱电及给水管线，从管线外侧距离用地红线仅有21 m宽，需要布置2 条出入段线、1 条试车线共3 条线路。对于接触网、排水沟、信号管线、电力管沟、围墙、试车线防护栅栏等配套工程的设计也因地段极端狭窄导致设计实施难度巨大。最终咽喉区平面布置如图3所示。

图3 咽喉区平面布置图（单位：m）

经论证为保护3 号线车辆段的运营，不破坏其既有消防道路纬三路及既有管线，6 号线车辆段咽喉区采取拉森钢板桩支护的方式保护3 号线车辆段既有设施。电缆沟、信号沟进行特殊设计，分别缩短净宽至0.8 m和0.4 m 并加深净深的方式满足其功能。试车线接触网基础贴建于信号管沟及电缆沟，且与线路中心线的距离由常规的2.5 m 缩短至2.3 m。排水槽设于试车线与出段线之间，满足3 条线路排水需求。河道原有挡水驳岸改建为挡土墙满足线路路基稳定性需求，并将入段线信号管线紧贴挡土墙埋设，如图4所示。

图4 咽喉区断面图（单位：mm）

综上可见咽喉区设置3 线路已经是极限，与常规全自动驾驶车辆基地相比，浒墅关车辆段不具备单独布设洗车牵出线、转换轨牵出线的用地条件，需寻求其他方式满足车辆基地洗车牵出及全自动驾驶模式转换的功能及需求。

2.5 站场平面设计

由于用地条件极端紧张，平面布置采用“并列”方式布置，以停车列检库和双周/三月检库为主体，洗车库贴建于停车列检库的东侧，镟轮库平行并列布置于双周/三月检库的西南侧；工程车库和材料棚平行并列布置于镟轮库的西南侧。其中停车列检库、双周/三月检库及洗车库纳入全自动无人驾驶区域，镟轮线、工程车库线、材料棚线、试车线纳入人工驾驶区域。转换区域布置于出段线其中的一段轨道上。具体布置及全自动驾驶模式分区如图5所示。

图5 站场平面布置图

分析研究该车辆段线路咽喉区的狭长特点，可以利用入段线其中的一段兼作洗车牵出线，如图5所示，同时将出段线的其中一段线路兼作转换轨，如图6所示。尽管咽喉区用地狭窄仅能勉强设计3 条线路，但利用其狭长的特点，加强运营管理灵活使用出入段线，巧妙地利用其兼作转换轨和洗车牵出线，既能实现全自动与人工驾驶模式的转换又能实现洗车牵出的功能，同时线路咽喉区还独立设有一段有效长度1 km 的试车线，满足了全自动驾驶车辆基地的功能及要求。

图6 驾驶模式功能分区图

2.6 室外综合管线设计

2.6.1 纳入综合管沟的管线种类分析

室外综合管线设计通常是车辆基地的设计难点，也是车辆基地的“矛盾冲突”工程。浒墅关车辆段涉及排水沟、供电电缆沟、供电管线、接触网、通信管线、信号管线、FAS/BAS 管线、动照管线、给水管、消防水管、生产废水管、生活污水管、屋面排水管、电缆沟排水管、自动喷淋给水管、散水排水管、地下室压力排水管、燃气管等管线、管沟或构筑物。由于浒墅关车辆段用地条件极端紧张，管线数量种类众多，传统的管线平面布置在狭窄地带无法实施，需考虑综合管沟整合管线节约占地空间。目前国内外进入综合管沟的工程管线主要有电力电缆、电信电缆、给水管线、供冷供热管线等，燃气管道、雨污水管道等一般较少进入[5]。对车辆段何种管线可入综合管沟的分析如下。

供电、动力照明管线：电力管线纳入综合管沟需要解决的主要问题是防火防灾、通风降温；管沟内需要设置相应的通风、防火灭火等配套设施，相应地扩大管沟的占地面积影响其他管线敷设且每延米造价较高，故不考虑将电力管线纳入综合管沟。

通信信号、FAS/BAS 管线：各类弱电管线纳入综合管沟的主要问题在于解决信号干扰等问题。通过物理屏蔽等技术措施，可以有效避免干扰现象的发生。

给水管、消防管：进入综合管沟的给水管及消防管要考虑管道的检修与安装空间，同时在管道漏水时需排除积水，通过合理布置管沟空间和设置排水措施后，给水管道进入综合管沟就没有技术问题。

燃气管：在国内综合管沟的设计规范中，要求燃气管采用单独设仓独用的形式进入综合管沟，从经济性和安全性角度考虑，本工程不考虑将燃气管纳入综合管沟，采用传统直埋方式敷设。

重力排水管线：车辆段内室外排水管道采用雨、污分流制，这2 种管线均为重力流，口径较大且埋深较深；此外，重力排水管其检修等要求使综合管沟断面大为增加。从技术难度和经济合理性上考虑，本工程不考虑纳入综合管沟。

因此，本工程最终确定的纳入综合管沟的管线为给水管线（含市政、消防、喷淋）及通信、信号、FAS/BAS等弱电管线。

2.6.2 综合管沟断面设计

本综合管沟工程采用矩形仓布置，管沟标准断面净尺寸为1.8 m（宽）×2.0 m（高），单仓布置。综合管沟内可容纳1 根DN100 mm 高压给水管、1 根DN150 mm 市政给水管、2 根DN150 mm 室内消防管、2根DN150 mm 自动喷淋管、1 根DN80 mm 雨水回用管、通信电缆槽等，综合管沟内部具体布置如图7所示。

图7 综合管沟断面图（单位：mm）

2.6.3 综合管沟平面布置

车辆段内室外管线的干管大致与段内道路平行布置，综合管沟布置在道路边绿化带下，可保证弱电和给水的主要管线均纳入综合管沟，管沟主体覆土为1.0 m，管沟内采用分段找坡来实现内部排水功能。在运转楼和运用库左侧管线众多情形下设综合管沟，在极端用地条件下满足了管线敷设要求，节约了用地，如图8所示。

图8 综合管沟平面布置图

3 结论

本文以苏州地铁6 号线浒墅关车辆段为例，详细分析了当今土地资源紧缺，遇到无法满足正常用地规模及线路布置条件的极端情况时，全自动无人驾驶车辆基地可以采取的设计方法和解决功能需求的方案，并得出以下结论：①实现车辆基地全自动无人驾驶的功能，其站场平面设计需要有明确的功能分区：全自动区域、人工驾驶区域、转换区域。②在极端紧张的用地条件下转换区域可不设在单独的线路上，可利用出入段线其中一段线路兼作转换轨，实现转换功能。③在极端用地条件下无法单独布设洗车牵出线时，加强运营管理利用出入段线其中一段兼作洗车牵出线满足牵出功能。④在线路咽喉区极窄情况下可进行管沟、管线、接触网等构筑物“贴建”特殊设计。⑤极端用地条件下厂前生活区的管线布置可采取综合管沟的形式整合弱电、给水等多类管线集中布置，节约用地，满足车辆段的功能需求。