地铁车辆车辆段总图布置集约设计研究

地铁车辆车辆段总图布置集约设计研究

张旺

深圳市市政设计研究院有限公司

摘要：地铁车辆段是地铁系统的关键组成部分，车辆段的总图方案显得非常重要。各自从地铁车辆段总图的平面和竖向分析了集约设计分析，并以深圳地铁10号线凉帽山车辆段为例，研究了车辆段如何整合独特的选址条件从并列式单层布局方式升级为并列式复合多层布局方式的总图集约化设计流程。科研成果对新建车辆段的总图设计具有一定的参考价值。

关键词：地铁车辆段；总图布置；集约设计；

前言：全球越来越多的城市正在规划和完善城市城轨互联网，而地铁车辆段是城市城轨系统的关键组成部分。随着总体规划和新建车场总数的增加，车辆段对城市土地的占用问题日益突出。在设计过程中，世界各地的一些车辆段都是基于两层应用库的形式来进行集约设计，提高土地资源利用率，如深圳地铁3号线横岗车辆段、东京新宿线和大江户线等领域，但车辆段总图中并没有运用库和检修库的多层集约设计。如何通过车辆段总图布局集约设计，减少土地资源占用，提高土地资源利用率，本文进行了探讨。

一、地铁车辆段总图平面总体布置集约设计分析

地铁车辆段的关键是由运用库、检修库和相应的附属用地组成。根据运用库与检修库的相对位置关联，地铁车辆段总图平面布局的关键可分为并列型、纵列式以及复合式。

并列式布局是运用库和检修库的并行设置，附属功能地与车辆段位置分散布局相结合。这种布局方式的主要优点是库区摆放整齐，布局紧凑，过程管理集中方便，土地资源集约利用；关键缺点是车辆段平面总宽度要大，场地总长度小，这不利于洗车线设置。运用库和检修库之间的工作需要根据咽喉区的牵出线折回。调车工作量大，列车行驶距离长，同时，列车提取工作对进出线收送也有一定的影响。

纵列式布局方式是运用库和检修库纵向设置，附属功能地与车厂位置分散布局相结合。这种布局的关键优势是站点的整体宽度不高，可以快速适当地设置。场地长度较长，有利于设置洗车线，运用库和检修库中间运行顺畅，调车工作量小，列车行驶距离短，对出入线收发车影响小；关键缺陷是咽喉区布局较为复杂，占地面积较大，不利于土地资源的集约和利用，办公工作区域相对分散，人员工作效率低，不利于规范管理。

复合布局法结合了并列式布局和纵列式布局的优点。它不仅有效地利用了地貌，集约了土地资源的利用，而且使加工技术的应用更加顺畅和便捷。通常，运用库分为两部分。运用库的两个部分处于纵列式布局。检修库和运用库的一部分为横向布局，应用库的另一部分为纵列式布局。复合式布局对用地的总宽度要求不高，检修库和部分运用库的纵列式布局，减少了行车工作量，工艺运用顺畅。

对车辆段总平面布局从三个方面进行分析：复合布局具有最大的土地资源综合利用率，加工技术应用的便利性一般；纵列式布局对土地资源的综合利用率最低，但加工技术应用的便利性最好；横列式布局针对土地集约利用率一般，加工技术应用的便利性是最差的。以上三种车辆段布局方式均考虑到一定程度土地集约化利用，从总图平面上集约利用空间。

二、地铁车辆段总图竖向集约设计分析

车辆段选址条件繁杂复杂，可控因素很多，如现行地貌条件、重点管线、楼宇建设等。在特殊情况下，即使灵活利用平面空间，也无法满足场地要求。这显然对地铁车辆段总体规划的设计提出了更高的要求。例如，在深圳这样的特大城市，土壤资源稀缺，外部操纵要素复杂多样，往往需要整合纵向布局，制定车辆段总图竖向集约设计，即多层车辆段设计方案。地铁车辆段竖向多层设计可以大大减少车辆段的占地面积，完成总体规划的集约设计。车辆段多层设计的关键可分为轨道层多层设计方案、房屋多层设计方案和复合多层设计方案。

轨道的多层设计一般是运用库的多层设计。由于应用库超过两层，其建筑密度超过24m，需要遵循多层建筑的防火设计方案，场地要求极高，固体难度系数高。多层以上的层轨连接很低，可执行性极低。因此，应用程序库的两层总体设计是两层运用库上下两层轨道布局整齐，一般左右重叠布局，方便轨道间列间距的布局，从而减少结构改造的频率并降低结构难度系数，多层轨道还可以完成运用库和检修库的双层布局。由于检修库多为巡检工作区，区内跨度较大，无法设置中柱距。一般运用库在下一层，检修库在顶层，两层间的细节需要适当设置转换层。即便如此，上下两层结构柱之间的距离也无法在两端对齐，库顶的物业管理和开发设计标准较差。这种叠放布局方式的顶层处理方式有：进行简单的屋顶绿化或设置屋顶生态公园等。

复合多层设计主要由轨道层和房屋层叠加组成设计方案。轨道层和轨道层与运用库堆叠和检修库堆叠等重叠。轨道层与房屋层重叠有运用库与辅助功能用房层叠、检修库与检修库辅跨层叠、检修库与小部件维修区层叠等形式。复合多层设计，土地资源综合利用率最大，可多地融合，布局灵活。但由于不同层间存在轨道连接，加工工艺工作区上下层交叉，在一定程度上削弱了加工工艺应用的流畅性和便捷性。

三、地铁车辆段总图集约设计实施实例

整合以上分析地铁车辆段总平面布置图和竖向集约设计的基础上进行的。下面以深圳地铁10号线凉帽山车车辆段总体规划大型设计方案为例，探讨实施措施。

凉帽山车辆段有很多外部边界条件，北侧和西北侧受二次水源限制，南侧受3条管道（LNG、深圳郑州天然气、中石化高压管道）限制，东侧不仅受干里二路限制。地面快车总宽约130m～330m，长约800m。商业用地很紧张。

主要工艺规模为：运用库设置24条停车和列车检测线，48人，1个洗车；检修库设置清洗线1条；季度巡检、双周巡检线4条，定修线1条，临时修线1线，车架号修线2线。车辆段选址的整体宽度很大，长度比较短，整体造型呈三角形，总体方案适用于并排式。结合商业用地标准，科研出两套总体规划方案，分别为：方案一，即单层平铺并列式布置形式;方案二，是并排复合的多层布局。

图1凉帽山车辆段方案一平面示意图

方案一凉帽山车辆段总图布局中，运用库和检修库都是单层形式，运用库和检修库并排布置。两库的咽喉区向西收束通过出入线接轨凉帽山站。在进出线南端并行处理，建立全线直通洗车线。综合楼设置在应用库东侧夹心领域，物料供应总库紧邻咽喉区南端，综合维修站设置在维修库北端布局严密，工艺用地红线基本不侵入次生水源，但护坡商业用地基本不侵入次生水源。

图2 凉帽山车辆段方案二平面示意图  

第一个方案的工艺应用顺利，但库区作业区和咽喉区面积大，占用面积大，护坡线可侵入次要水源。不能按照总体规划进行审核，不能保证项目的可实施性。

受位置地形的限制，车辆段总体规划无法制定复合布局，也无法从规划布局进一步集约优化设计。优化设计可竖向集约，可进行多层车辆段设计，即方案二（如图3所示），进而完成土地资源的集约化利用，减少占地面积库区占用，防止护坡侵入次要水源区，保证车辆段方案的可执行性。

方案二中凉帽山车辆段总图布局中，运用库为双层形式，检修库为单面法。选择运用库和检修库的并行布局，线路连接凉帽山站。在出入线南端并行处理，建立全线直通洗车线。综合楼设置在运用库东侧夹心区，综合维修站毗邻咽喉区南端，总物料供应库设置在咽喉区北端，布局紧凑，加工技术商地和一般护坡商地均未侵入次生水源，实际垂直规划方案汇总设计方案如下：

首先选择运用库（停车列车检查库）（图4左半部分），上下两层各12条线24个位置，以及运用库区和咽喉区的两层方式左右布局，利于布局。柱距可作为预埋库顶盖的标准进行开发和设计。其次，检修库的关键是大架修作业区，它有大量的内部区域，不应与应用程序库重叠。为了灵活利用维修仓的竖向空间，减少其平面的占地，将检修库小部件的检修库移至检修库顶部，促使检修库还选择了两层布局（图4右半部分的一部分）。这种检修库布局方案虽然在一定程度上削弱了检修步骤的流畅性，使检修更加复杂，但可以合理减少占地面积，完成土地资源的集约设计。根据库区纵向集约设计方案，加工技术商业用地由原来的20.28公顷减少到16.88公顷，节约商业用地3.4公顷。同时，本方案二期总体护坡的商业用地线没有侵入二次水源，降低了商业用地的协调难度，保证了车辆段工程项目的实用性。

图3 凉帽山车辆段横断面示意图   

凉帽山车辆紧密结合段址地貌条件密切相关，合理避免外部控制要素，选择运用库双层和检修库双层总体集约设计，有效利用土地资源。此类实施实例可谓全国首创，非常值得今后新建车辆段总体布局设计学习和参考。

结束语：随着地铁车站新技术、新材料、新工艺的不断发展，车辆段的设计与实施也更加多元化。地铁车辆段总布局的集约规模水平也会越来越高，尤其是复合多层车辆段的组合形式将得到提升，比如运用库和检修库的堆叠组成，这就需要结合实际的项目需要进一步深入分析。

参考文献

[1]胡朋志，郭玉霞．浅谈地下式地铁车辆车辆段总平面布置的特点[J]．科技信息，2018(19):45-46.

[2]王丽红，卢桂云．郑东地铁车辆车辆段总平面设计特点及其优化[J]．城市轨道交通研究，2019(12):128-131.

[3]余建林．简论中国第一座地铁多层车辆车辆段的推广意义及建设管理总结[J]．城市建设理论研究(电子版)，2019(13):1-7.

[4]彭义，赵金峰．浅谈城市地铁车辆车辆段总平面布置[J]．铁道标准设计，2019,21(3):50-51.