珠海北停车场平面布置方案研究

陈 庚

(中铁上海设计院集团有限公司,上海 200040)

0 引言

车辆基地是城市轨道交通运营的重要组成部分,承担着车辆管理、运用、检修、维修保养、物资储备等功能[1]。随着我国城市人口快速增长,轨道交通的运营里程需求量也不断增大[2],土地资源日趋紧张,车辆基地由于占地规模大,其面临的用地受限问题日益突显[3]。如何合理利用城市有限土地资源,充分考虑工艺要求,结合规划和地形地貌特点,完成平面布置成为车辆基地设计中的关键问题[4]。目前国内外一些城市的车辆基地已经采用了双层布置型式,如日本新宿线、深圳横岗车辆段等[5],有效解决了用地受限问题。南沙至(中山)珠海城际铁路(简称南中珠城际),采用市域D型车、8辆编组,设计时速160 km/h,全线设2座车辆基地,其中珠海北停车场接轨于南中珠城际东线珠海北站,选址位于珠海市香洲区,周边控制要素较多。结合项目实例,分析了周边控制要素,综合对比地面、高架及双层三种平面布置方案,并针对双层方案提出了设置上下层联络线方案,增加了运输灵活性。

1 周边情况及控制要素分析

1.1 周边用地情况

停车场选址地块位于广珠城际铁路以东、兴北路以南、情侣路以西、兴中路以北合围地块内,形状较规整,整体呈西宽东窄(见图1),东西长约1.5 km,南北宽约0.7 km。地块现状主要以荒地为主,场区内除金琴快线在建外,其余市政道路均已建成通车,地面标高在3.1 m～5.2 m之间。

1.2 道路及水系情况

选址地块周边为广珠城际铁路和既有市政道路,广珠城际铁路为重要控制因素,高架敷设,轨顶标高约为15.6 m;北侧、东侧、南侧分别为兴北路、情侣路、兴中路,均为城市主干道,路面标高3.5 m～4.2 m之间;在建金琴快线为珠海市快速路,双向六车道,自地块中部穿过,对地块切割严重。地块东侧、北侧分别为珠江和中珠排洪渠,现状排水以自排为主,雨水总体自西向东排入珠江。

2 珠海北停车场平面布置研究

珠海北停车场主要由运用库、综合维修中心、物资总库组成,承担全线配属车辆的临修和该段配属车辆的停放、运用整备、清扫洗刷和月检任务。停车场预留上盖开发条件,按照全自动无人驾驶设计,平面布置时需满足相应的工艺需求,对无人驾驶区和有人驾驶区进行划分。根据工艺需求,为满足车场运营、停车、检修作业的需要,主要线路布置如下:

1)停车列检线:承担车辆停放、列检、清扫、消毒等任务。铺设库线18条,1线1列位布置。2)月检线:承担车辆月检任务。铺设库线2条,1线1列位布置。3)临修线:设库线1条。4)调机工程车线:设库线1条。5)洗车线:设尽端式洗车线1条,其库前、库后有效长满足8辆列车编组长度要求。6)材料线:设1条。7)牵出线:设2条。8)出入场线:设2条。

全自动驾驶车辆基地较传统车辆基地,在安全距离、列车作业区隔离、有人区与无人区隔离等方面均有所不同[6],对于有人区及无人区进行划分,其中洗车、停车列检、月检为无人区作业,临修为有人区作业[7-8]。总平面布置应满足各种生产功能要求,避免车辆在段内迂回运行或互相干扰[9],根据检修工艺、外部条件和设计规模合理选择及优化,减少工程投资,提高运营效率[10]。根据停车场功能、场址情况及出入场线条件等,对停车场平面布置方案进行研究。

2.1 方案Ⅰ:地面方案

出入场线由珠海北站接出后与正线并行向北敷设,以R-280 m向东下穿正线、上跨市政道路,随后下坡接入停车场,场内轨顶标高7.3 m。线路全长约2.2 km,最小半径260 m,最大坡度27.5‰。

停车场整体呈东西走向,沿兴中路平行布置于地块东南侧,采用地面方式敷设。其中停车列检线、月检线、临修线合并为运用库,尽端式布置;洗车线布置于入场线一侧,往复式洗车作业流程顺畅;出场线北侧设牵出线,满足调车作业需要,同时兼做信号转换轨;工程车线及材料线布置于咽喉区东北侧,外侧设堆场;综合楼、派出所、主变电站集中布置于停车场北侧,共设3个主次出入口,分别衔接情侣路和兴中路。

方案Ⅰ尽端式布置作业流程顺畅,采用地面敷设停车场工程投资适中,但由于截断了地块内东西向三条既有市政道路,市政配套改建代价大,且金琴快线为城市主要快速路,与车场相交处需要采用立交形式,周边匝道设置困难,交通组织复杂(见图2)。

2.2 方案Ⅱ:高架方案

鉴于方案Ⅰ对地块切割严重,方案Ⅱ将停车场布置于地块西侧,同时采用高架形式上跨既有兴中路,以减少对既有道路的影响(见图3)。出入场线由珠海北站接出后与正线并行向北敷设,随后以R-300 m向东下穿正线后接入停车场,场内轨顶标高12.3 m。线路全长约0.9 km,最小半径300 m,最大坡度33‰。

停车场整体呈南北走向,沿正线平行尽端式布置,轨行区采用高架敷设,其中停车列检线、月检线、临修线合并为运用库,布置于地块东侧;受用地长度和宽度限制,洗车线无法按贯通式或八字往复式布置,只能采用尽端式与运用库并列布置;工程车线及材料线布置于咽喉区南侧,外侧设堆场;由于正线与出入场线相交角度较小,受用地限制,出场线西侧设牵出线会导致正线桥梁设跨困难,因此只在入场线东侧设1根牵出线,供调车作业使用。厂前区采用地面敷设,综合楼、派出所、主变电站等集中布置于停车场东南侧;设3个主次出入口,分别衔接兴中路与兴北路。

方案Ⅱ将停车场布置于既有道路较少的西侧,并通过高架敷设方式减少了市政道路的改建;牵出线仅能布置于入场线一侧,洗车牵出作业切割出入场线,存在一定运输干扰;结合正线布置对周边地块基本无切割,但由于停车场股道区域整体高架,工程投资较大,且停车场距离正线较近,噪声振动等影响较大,运营环境较差。

2.3 方案Ⅲ:双层方案

由于方案Ⅱ工程投资较高,方案Ⅲ考虑将停车场运用库股道规模劈分,按照上下叠层布置为地面层与高架层,并由车站引出两条出入场线分别接入上下层运用库。出入场线由珠海北站接出后与正线并行向北敷设,以R-250 m向东下穿正线后接入停车场,其中地面层出入场线以坡长750 m、坡度13‰的下坡接入场内,轨顶标高7.3 m;高架层出入场线以坡长580 m、坡度13‰的下坡穿过正线后,随后以坡长368.8 m、坡度28.8‰的上坡接入场内,轨顶标高18.8 m。线路全长约2.4 km,最小半径250 m,最大坡度28.8‰。

为保证双层停车场列车作业流畅,停车场布置需从库房分布、股道设置、咽喉区连接、牵出线布置综合考虑。方案Ⅲ充分结合地块特点,停车场整体沿金琴快线西侧匝道布置,通过斜向布置有效增加用地长度,进而完全避让南侧兴中路。地面层采用尽端式布置,停车列检线、月检线、临修线合并为运用库,设置于地块东北侧;洗车线采用尽端式,洗车后通过牵出线进入停车列检库,作业流程顺畅;牵出线位于出入场线南侧,兼做信号转换轨;工程车线及材料线布置于咽喉区南侧,外侧设堆场。高架层股道设置除不设工程车线、材料线、临修线,其余规模布置均同地面层。停车场地面层出入线、高架层出入线、高架层牵出线、地面层牵出线依次自北向南平行布置,其线间距满足土建施工要求。厂前区采用地面敷设,综合楼、派出所、主变电站等集中布置于运用库西南侧,设2个主次出入口,接入既有兴中路(如图4所示)。

咽喉区道岔、股道与柱网间距既要满足限界要求,又要满足上部荷载分布要求,通过采用对位布置,有利于盖板结构立柱,降低结构设计的复杂性。库区由1个一线跨临修库,5个两线跨停车列检库/月检库、1个一线跨洗车库组成,为减少转线的工作量,上下层均设柱式检查坑,共设停车列检18列位、月检线2列位、临修线1列位、洗车线2列位。根据建筑限界、设施设备安装要求、供电形式、结构层厚度综合确定层高[11],上下层轨顶高差为11.5 m。

方案Ⅲ由于将运用库股道拆分为双层布置,单层股道规模减少可明显缩减用地宽度和咽喉区长度,克服用地受限困难,通过优化布置缩减了高架结构板规模,相较于高架方案有效节省了工程投资,且完全避让了城市主干道,前期对接协调的难度较小。

2.4 方案对比及推荐意见

本次对3个平面布置方案分别从以下几个方面进行综合比较(见表1)。

表1 方案比选表

从表1可以看到,三个平面布置方案均采用顺向尽端式布置,列车走行折返少,运营组织顺畅。方案Ⅰ采用往复式洗车,洗车作业流畅,地面敷设停车工程投资最小,但对周边既有道路影响较大,切割地块严重。方案Ⅱ采用高架方案,布置于地块西侧,较好地减少了对既有道路的影响,且出入线长度最短,列车走行距离短;缺点是洗车作业与出入场线收发车存在干扰,轨行区全部高架,工程投资大,且紧邻正线噪声干扰较严重。方案Ⅲ通过双层布置,有效优化了停车场用地范围,基本避让了主要市政道路,解决了用地受限问题,同时工程投资相较方案Ⅱ减少了约28.2%,用地减少了11.7%,相较方案Ⅰ投资虽有所增加,但对周边地块切割小,实现了土地集约化利用,停车场西侧预留了大面积开发用地,提高了物业开发面积和综合容积率,落地开发和上盖开发条件良好,商业开发效益更高[13],故予以推荐。

3 双层方案布置相关问题研究

3.1 上下层联络线设置方案

受用地限制,双层方案高架层与地面层均通过单根出入线接轨正线车站,出入场线按单线双向设计,由于每层停车规模较小,根据行车能力检算后可以满足运营需求。为了增加运输灵活性,研究上下层车场之间增设联络线,其设置坡度、坡长,需综合用地条件、车辆启停制动能力确定。原牵出线采用平坡设计以满足调车作业要求,考虑通过延长牵出线至地块南侧设置联络线,高架层与地面层分别以坡度27.75‰、坡长207 m的下坡、坡度28.47‰、坡长202 m的上坡接入。联络线按高架平坡设计,轨顶标高13.05 m,地面层列车通过本层牵出线驶入联络线,然后折返经由高架层牵出线入库,反之亦可,进而满足上下层列车沟通需求。通过上下层联络线设置,列车上下层转场无需再经由正线车站,可有效减少空走距离,运输灵活,节能效果明显(如图5所示)。

3.2 双层停车场排水方案

停车场按照高架和地面双层布置,地面层四周设置排水沟排除地表水,防止周边雨水侵入停车场,高架层通过盖板排水槽汇集后采用机械抽排方式,汇入地面后引入停车场内部雨水调蓄池及兴中路市政雨水管。珠海北停车场结合场地自然景观进行海绵化设计,通过透水铺装、下沉式绿地、雨水花园、植草沟等各种设施对场区内的雨水收集,经过雨水吸收、过滤、净化、收集、回用,作为绿地浇洒、工艺用水补充等,进而减少雨水径流量外排,降低进入市政雨水系统的峰值流量[14],对美化生活环境,节约场内用水起到很大作用。

4 结语

珠海北停车场选址地块内市政道路复杂,控制因素较多,通过研究不同的平面布置方案,并结合运营组织、对地块切割、工程造价等因素综合比选,分析方案优缺点,最终推荐双层布置方案,有效解决了用地受限问题。结合停车场总图布置、库房布置、股道设置、排水设计等方面阐述了双层方案布置的设计要点,同时为增加运输灵活性,对双层方案上下层联络线设置做了进一步研究。相较其他方案,双层布置有效克服了地块宽度和长度的限制,运输组织灵活,工程投资相对节省,可为后续类似项目提供一定参考价值。