珠海北停車場平面布置方案研究

陳 庚

(中鐵上海設計院集團有限公司,上海 200040)

0 引言

車輛基地是城市軌道交通運營的重要組成部分,承擔著車輛管理、運用、檢修、維修保養、物資儲備等功能[1]。隨著我國城市人口快速增長,軌道交通的運營里程需求量也不斷增大[2],土地資源日趨緊張,車輛基地由于占地規模大,其面臨的用地受限問題日益突顯[3]。如何合理利用城市有限土地資源,充分考慮工藝要求,結合規劃和地形地貌特點,完成平面布置成為車輛基地設計中的關鍵問題[4]。目前國內外一些城市的車輛基地已經采用了雙層布置型式,如日本新宿線、深圳橫崗車輛段等[5],有效解決了用地受限問題。南沙至(中山)珠海城際鐵路(簡稱南中珠城際),采用市域D型車、8輛編組,設計時速160 km/h,全線設2座車輛基地,其中珠海北停車場接軌于南中珠城際東線珠海北站,選址位于珠海市香洲區,周邊控制要素較多。結合項目實例,分析了周邊控制要素,綜合對比地面、高架及雙層三種平面布置方案,并針對雙層方案提出了設置上下層聯絡線方案,增加了運輸靈活性。

1 周邊情況及控制要素分析

1.1 周邊用地情況

停車場選址地塊位于廣珠城際鐵路以東、興北路以南、情侶路以西、興中路以北合圍地塊內,形狀較規整,整體呈西寬東窄(見圖1),東西長約1.5 km,南北寬約0.7 km。地塊現狀主要以荒地為主,場區內除金琴快線在建外,其余市政道路均已建成通車,地面標高在3.1 m～5.2 m之間。

1.2 道路及水系情況

選址地塊周邊為廣珠城際鐵路和既有市政道路,廣珠城際鐵路為重要控制因素,高架敷設,軌頂標高約為15.6 m;北側、東側、南側分別為興北路、情侶路、興中路,均為城市主干道,路面標高3.5 m～4.2 m之間;在建金琴快線為珠海市快速路,雙向六車道,自地塊中部穿過,對地塊切割嚴重。地塊東側、北側分別為珠江和中珠排洪渠,現狀排水以自排為主,雨水總體自西向東排入珠江。

2 珠海北停車場平面布置研究

珠海北停車場主要由運用庫、綜合維修中心、物資總庫組成,承擔全線配屬車輛的臨修和該段配屬車輛的停放、運用整備、清掃洗刷和月檢任務。停車場預留上蓋開發條件,按照全自動無人駕駛設計,平面布置時需滿足相應的工藝需求,對無人駕駛區和有人駕駛區進行劃分。根據工藝需求,為滿足車場運營、停車、檢修作業的需要,主要線路布置如下:

1)停車列檢線:承擔車輛停放、列檢、清掃、消毒等任務。鋪設庫線18條,1線1列位布置。2)月檢線:承擔車輛月檢任務。鋪設庫線2條,1線1列位布置。3)臨修線:設庫線1條。4)調機工程車線:設庫線1條。5)洗車線:設盡端式洗車線1條,其庫前、庫后有效長滿足8輛列車編組長度要求。6)材料線:設1條。7)牽出線:設2條。8)出入場線:設2條。

全自動駕駛車輛基地較傳統車輛基地,在安全距離、列車作業區隔離、有人區與無人區隔離等方面均有所不同[6],對于有人區及無人區進行劃分,其中洗車、停車列檢、月檢為無人區作業,臨修為有人區作業[7-8]?？偲矫娌贾脩獫M足各種生產功能要求,避免車輛在段內迂回運行或互相干擾[9],根據檢修工藝、外部條件和設計規模合理選擇及優化,減少工程投資,提高運營效率[10]。根據停車場功能、場址情況及出入場線條件等,對停車場平面布置方案進行研究。

2.1 方案Ⅰ:地面方案

出入場線由珠海北站接出后與正線并行向北敷設,以R-280 m向東下穿正線、上跨市政道路,隨后下坡接入停車場,場內軌頂標高7.3 m。線路全長約2.2 km,最小半徑260 m,最大坡度27.5‰。

停車場整體呈東西走向,沿興中路平行布置于地塊東南側,采用地面方式敷設。其中停車列檢線、月檢線、臨修線合并為運用庫,盡端式布置;洗車線布置于入場線一側,往復式洗車作業流程順暢;出場線北側設牽出線,滿足調車作業需要,同時兼做信號轉換軌;工程車線及材料線布置于咽喉區東北側,外側設堆場;綜合樓、派出所、主變電站集中布置于停車場北側,共設3個主次出入口,分別銜接情侶路和興中路。

方案Ⅰ盡端式布置作業流程順暢,采用地面敷設停車場工程投資適中,但由于截斷了地塊內東西向三條既有市政道路,市政配套改建代價大,且金琴快線為城市主要快速路,與車場相交處需要采用立交形式,周邊匝道設置困難,交通組織復雜(見圖2)。

2.2 方案Ⅱ:高架方案

鑒于方案Ⅰ對地塊切割嚴重,方案Ⅱ將停車場布置于地塊西側,同時采用高架形式上跨既有興中路,以減少對既有道路的影響(見圖3)。出入場線由珠海北站接出后與正線并行向北敷設,隨后以R-300 m向東下穿正線后接入停車場,場內軌頂標高12.3 m。線路全長約0.9 km,最小半徑300 m,最大坡度33‰。

停車場整體呈南北走向,沿正線平行盡端式布置,軌行區采用高架敷設,其中停車列檢線、月檢線、臨修線合并為運用庫,布置于地塊東側;受用地長度和寬度限制,洗車線無法按貫通式或八字往復式布置,只能采用盡端式與運用庫并列布置;工程車線及材料線布置于咽喉區南側,外側設堆場;由于正線與出入場線相交角度較小,受用地限制,出場線西側設牽出線會導致正線橋梁設跨困難,因此只在入場線東側設1根牽出線,供調車作業使用。廠前區采用地面敷設,綜合樓、派出所、主變電站等集中布置于停車場東南側;設3個主次出入口,分別銜接興中路與興北路。

方案Ⅱ將停車場布置于既有道路較少的西側,并通過高架敷設方式減少了市政道路的改建;牽出線僅能布置于入場線一側,洗車牽出作業切割出入場線,存在一定運輸干擾;結合正線布置對周邊地塊基本無切割,但由于停車場股道區域整體高架,工程投資較大,且停車場距離正線較近,噪聲振動等影響較大,運營環境較差。

2.3 方案Ⅲ:雙層方案

由于方案Ⅱ工程投資較高,方案Ⅲ考慮將停車場運用庫股道規模劈分,按照上下疊層布置為地面層與高架層,并由車站引出兩條出入場線分別接入上下層運用庫。出入場線由珠海北站接出后與正線并行向北敷設,以R-250 m向東下穿正線后接入停車場,其中地面層出入場線以坡長750 m、坡度13‰的下坡接入場內,軌頂標高7.3 m;高架層出入場線以坡長580 m、坡度13‰的下坡穿過正線后,隨后以坡長368.8 m、坡度28.8‰的上坡接入場內,軌頂標高18.8 m。線路全長約2.4 km,最小半徑250 m,最大坡度28.8‰。

為保證雙層停車場列車作業流暢,停車場布置需從庫房分布、股道設置、咽喉區連接、牽出線布置綜合考慮。方案Ⅲ充分結合地塊特點,停車場整體沿金琴快線西側匝道布置,通過斜向布置有效增加用地長度,進而完全避讓南側興中路。地面層采用盡端式布置,停車列檢線、月檢線、臨修線合并為運用庫,設置于地塊東北側;洗車線采用盡端式,洗車后通過牽出線進入停車列檢庫,作業流程順暢;牽出線位于出入場線南側,兼做信號轉換軌;工程車線及材料線布置于咽喉區南側,外側設堆場。高架層股道設置除不設工程車線、材料線、臨修線,其余規模布置均同地面層。停車場地面層出入線、高架層出入線、高架層牽出線、地面層牽出線依次自北向南平行布置,其線間距滿足土建施工要求。廠前區采用地面敷設,綜合樓、派出所、主變電站等集中布置于運用庫西南側,設2個主次出入口,接入既有興中路(如圖4所示)。

咽喉區道岔、股道與柱網間距既要滿足限界要求,又要滿足上部荷載分布要求,通過采用對位布置,有利于蓋板結構立柱,降低結構設計的復雜性。庫區由1個一線跨臨修庫,5個兩線跨停車列檢庫/月檢庫、1個一線跨洗車庫組成,為減少轉線的工作量,上下層均設柱式檢查坑,共設停車列檢18列位、月檢線2列位、臨修線1列位、洗車線2列位。根據建筑限界、設施設備安裝要求、供電形式、結構層厚度綜合確定層高[11],上下層軌頂高差為11.5 m。

方案Ⅲ由于將運用庫股道拆分為雙層布置,單層股道規模減少可明顯縮減用地寬度和咽喉區長度,克服用地受限困難,通過優化布置縮減了高架結構板規模,相較于高架方案有效節省了工程投資,且完全避讓了城市主干道,前期對接協調的難度較小。

2.4 方案對比及推薦意見

本次對3個平面布置方案分別從以下幾個方面進行綜合比較(見表1)。

表1 方案比選表

從表1可以看到,三個平面布置方案均采用順向盡端式布置,列車走行折返少,運營組織順暢。方案Ⅰ采用往復式洗車,洗車作業流暢,地面敷設停車工程投資最小,但對周邊既有道路影響較大,切割地塊嚴重。方案Ⅱ采用高架方案,布置于地塊西側,較好地減少了對既有道路的影響,且出入線長度最短,列車走行距離短;缺點是洗車作業與出入場線收發車存在干擾,軌行區全部高架,工程投資大,且緊鄰正線噪聲干擾較嚴重。方案Ⅲ通過雙層布置,有效優化了停車場用地范圍,基本避讓了主要市政道路,解決了用地受限問題,同時工程投資相較方案Ⅱ減少了約28.2%,用地減少了11.7%,相較方案Ⅰ投資雖有所增加,但對周邊地塊切割小,實現了土地集約化利用,停車場西側預留了大面積開發用地,提高了物業開發面積和綜合容積率,落地開發和上蓋開發條件良好,商業開發效益更高[13],故予以推薦。

3 雙層方案布置相關問題研究

3.1 上下層聯絡線設置方案

受用地限制,雙層方案高架層與地面層均通過單根出入線接軌正線車站,出入場線按單線雙向設計,由于每層停車規模較小,根據行車能力檢算后可以滿足運營需求。為了增加運輸靈活性,研究上下層車場之間增設聯絡線,其設置坡度、坡長,需綜合用地條件、車輛啟停制動能力確定。原牽出線采用平坡設計以滿足調車作業要求,考慮通過延長牽出線至地塊南側設置聯絡線,高架層與地面層分別以坡度27.75‰、坡長207 m的下坡、坡度28.47‰、坡長202 m的上坡接入。聯絡線按高架平坡設計,軌頂標高13.05 m,地面層列車通過本層牽出線駛入聯絡線,然后折返經由高架層牽出線入庫,反之亦可,進而滿足上下層列車溝通需求。通過上下層聯絡線設置,列車上下層轉場無需再經由正線車站,可有效減少空走距離,運輸靈活,節能效果明顯(如圖5所示)。

3.2 雙層停車場排水方案

停車場按照高架和地面雙層布置,地面層四周設置排水溝排除地表水,防止周邊雨水侵入停車場,高架層通過蓋板排水槽匯集后采用機械抽排方式,匯入地面后引入停車場內部雨水調蓄池及興中路市政雨水管。珠海北停車場結合場地自然景觀進行海綿化設計,通過透水鋪裝、下沉式綠地、雨水花園、植草溝等各種設施對場區內的雨水收集,經過雨水吸收、過濾、凈化、收集、回用,作為綠地澆灑、工藝用水補充等,進而減少雨水徑流量外排,降低進入市政雨水系統的峰值流量[14],對美化生活環境,節約場內用水起到很大作用。

4 結語

珠海北停車場選址地塊內市政道路復雜,控制因素較多,通過研究不同的平面布置方案,并結合運營組織、對地塊切割、工程造價等因素綜合比選,分析方案優缺點,最終推薦雙層布置方案,有效解決了用地受限問題。結合停車場總圖布置、庫房布置、股道設置、排水設計等方面闡述了雙層方案布置的設計要點,同時為增加運輸靈活性,對雙層方案上下層聯絡線設置做了進一步研究。相較其他方案,雙層布置有效克服了地塊寬度和長度的限制,運輸組織靈活,工程投資相對節省,可為后續類似項目提供一定參考價值。