地下敞開式車輛基地設(shè)計要點

楊清林

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，430063，武漢//高級工程師)

車輛基地是城市軌道交通必不可少的設(shè)施。車輛基地占地面積大，對城市發(fā)展和規(guī)劃影響也大[1-4]。由于社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市用地越來越緊張，能夠給予城市軌道交通車輛基地的用地越來越少，具有良好建設(shè)條件的地塊則更少[5-11]。因此,今后車輛基地的用地將會出現(xiàn)很多不利于按常規(guī)車輛基地進行設(shè)計的限制因素。

車輛基地地塊位置與接軌站距離過近，或由于城市規(guī)劃、既有實際情況、物業(yè)開發(fā)等因素，使得出入段(場)線設(shè)置困難；如車輛基地設(shè)置為全地下形式，則建設(shè)費用巨大，后期運營費用也很大，且基地內(nèi)外交通和消防不易解決。這樣，就產(chǎn)生了地下敞開式的車輛基地形式，即沒有蓋的地下式車輛基地。

1 車輛基地形態(tài)特點

城市軌道交通車輛基地建設(shè)形式總體上可分為高架式、地面式、地下式3種，其中地下式可分為全地下式和半地下式。全地下式車輛基地特點為相關(guān)房屋和設(shè)施埋設(shè)在地下，上部設(shè)置頂板，頂板上有建筑物或道路、綠化等市政公用設(shè)施。半地下式特點為車輛基地場坪低于周邊地面，形成下凹區(qū)，相關(guān)房屋和設(shè)施設(shè)置在下凹區(qū)。設(shè)置在下凹區(qū)的房屋頂面標高高于或低于周邊地面標高，或與周邊地面標高相平。本文所論述的地下敞開式車輛基地即為房屋頂面與周邊地面標高相平的形式[12-16]。

地下敞開式車輛基地的設(shè)置情況和條件為：受用地條件限制，基地出入段(場)線不能爬升至原地面；為減少投資和運營成本，不設(shè)置為全地下式或無條件設(shè)置為全地下式的基地。

地下敞開式車輛基地主要形態(tài)為站場場坪標高低于既有地面標高，形成下凹區(qū)。設(shè)有軌道的建筑物、與運營相關(guān)的構(gòu)筑物和設(shè)施均設(shè)置在下凹區(qū)，與軌道關(guān)系不大的辦公設(shè)施、生活設(shè)置、輔助生產(chǎn)設(shè)施等設(shè)置在地面。其形態(tài)特征具體表現(xiàn)在： ①下凹區(qū)周邊設(shè)置擋土墻; ②段內(nèi)道路至下凹區(qū)道路有大坡度，并有坡度限制; ③下凹區(qū)排水采用抽排形式; ④大面積的屋面或進行物業(yè)開發(fā)，或設(shè)置綠化和景觀，或設(shè)置社會設(shè)施; ⑤必要時需設(shè)置地面至下凹區(qū)建筑物屋頂?shù)臉蛄骸?/p>

2 設(shè)計因素分析

(1)下凹區(qū)范圍確定。下凹區(qū)范圍的大小決定了土石方、擋土墻、排水量等的大小。下凹區(qū)范圍應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)性質(zhì)及設(shè)置條件確定，原則是設(shè)有軌道的庫房、與正線或各庫密切相關(guān)建筑物設(shè)置在下凹區(qū)，其他設(shè)置在地面。

(2)出入段(場)線、車場線路坡度設(shè)置。線路坡度對場坪標高確定的影響大，同時決定著基地建設(shè)土石方開挖量。為減小下凹區(qū)深度、減少土方開挖量，出入段(場)線應(yīng)盡量加大坡度，設(shè)計時坡度可按不大于40‰設(shè)置，同時段(場)咽喉區(qū)道岔坡度也可按不大于3‰設(shè)置。

(3)生產(chǎn)、辦公及生活設(shè)施地點設(shè)置。需考慮設(shè)置在下凹區(qū)和設(shè)置在地面對生產(chǎn)、生活的影響及工程量大小;需考慮輔助生產(chǎn)設(shè)施、辦公生活設(shè)施位置對運營生產(chǎn)便利性及工程量大小的影響。為減少工程量，運用庫、聯(lián)合車庫、工程車庫等設(shè)有軌道的庫房、牽引變電所、污水處理間可設(shè)置在下凹區(qū)，其他如綜合樓、物資庫等設(shè)置在下凹區(qū)外的地面。

(4)大面積庫屋頂上蓋與周邊道路路面標高的銜接。站場場坪標高對屋面與周邊道路的順利銜接有較大影響，也影響挖方工程量的大小，因此，應(yīng)結(jié)合周邊道路標高，綜合考慮出入段(場)線坡度、屋面與基地外道路之間通道坡度的設(shè)置。

(5)下凹區(qū)與外部道路的連接。下凹區(qū)與外部應(yīng)最少設(shè)置2條道路與外界連接，以滿足運輸和消防要求。

(6)下凹區(qū)雨水排放對運營安全有較大影響。為保證下凹區(qū)排水暢通，不影響運營生產(chǎn)，下凹區(qū)雨水的設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)取100年。

3 青龍山停車場設(shè)計方案

無錫地鐵2號線青龍山停車場，設(shè)置在線路西端的梅園開元寺站(終點站)西北端，與梅園開元寺站接軌，南北向布置(見圖1、圖2)[17]。

青龍山停車場規(guī)模為：停車列檢22列位(其中遠期預(yù)留8列位)，雙周/三月檢2列位(遠期預(yù)留)；圍墻內(nèi)面積7.49×104m2，下凹區(qū)面積5.9×104m2，房屋總建筑面積35 946.91 m2。其中，遠期預(yù)留工程的土建工程一次建成。另外，在運用庫屋頂設(shè)置道路公交停保場，停車規(guī)模200輛。

停車場地塊設(shè)置在青龍山路、青龍山二路、青龍山及青龍山社區(qū)所圍合區(qū)域，地勢南低北高，用地范圍內(nèi)的地面標高有明顯的差異。北部標高約13～14 m，中間標高約7～9 m，南部標高約6.5～6.8 m。

圖1 青龍山停車場平面圖

圖2 青龍山停車場鳥瞰圖

根據(jù)規(guī)劃和現(xiàn)狀，出入場線沿青龍山二路路下布置。為避免拆遷青龍山住宅社區(qū)，出入場線必須穿過住宅區(qū)后才能敞開爬坡。但由于規(guī)劃給定停車場地塊長度和地形條件所限，出入場線從過住宅區(qū)后至道岔區(qū)范圍以30‰坡度爬高后已無再爬高的可能。根據(jù)以上限制條件，站場場坪設(shè)計高程為2.6 m，停車場現(xiàn)地面標高為6.5～14.0 m，因此，停車場需設(shè)置為地下敞開式。

停車場運用庫、牽引混合變電所、污水處理場設(shè)置在下凹區(qū)。停車場綜合樓、食堂、浴室、機動車停車場等設(shè)施設(shè)于停車場頭部，即出入場線東側(cè)地面上。為減少土石方開挖量，廠前區(qū)標高定為6.6 m，與停車場站場場坪標高相差4 m，停車場尾部站場場坪與地面高差約11.5 m。廠前區(qū)與停車場下凹區(qū)設(shè)置有道路和人行樓梯，以方便生產(chǎn)運輸和人員行走。

停車場內(nèi)設(shè)置環(huán)形道路，設(shè)兩個出入口分別與青龍山路和青龍山二路相連，以滿足消防及生產(chǎn)運輸需求。

根據(jù)規(guī)劃，停車場需進行上蓋開發(fā)，即在運用庫上設(shè)置道路公交停車場。為此，運用庫柱網(wǎng)布置需按上蓋開發(fā)形式設(shè)置，并設(shè)置兩處橋梁與青龍山路連接。

下凹區(qū)排水采用抽排方式。設(shè)置雨水抽升站和廢水抽升站，將雨水和處理后的生產(chǎn)廢水抽排至市政排水系統(tǒng)中。

青龍山停車場基本按初步設(shè)計所確定的地下敞開式加運用庫上蓋設(shè)置道路公交停保場進行建設(shè)，設(shè)計和建設(shè)期間，方案無大的變化(見圖3)。

圖3 青龍山停車的剖面示意圖

青龍山停車場設(shè)計較好地實現(xiàn)了地鐵停車場和道路公交停保場的各項功能要求，其地下敞開式設(shè)計具有創(chuàng)新性。通過近3年的運營驗證，停車場運營效果良好[18]。

4 設(shè)計要點及注意事項

4.1 下凹區(qū)范圍

下凹區(qū)的大小決定了整個工程的大小，因此設(shè)計的關(guān)鍵是合理確定下凹區(qū)范圍。應(yīng)只將設(shè)有軌道的建(構(gòu))筑物和與運營密切相關(guān)的設(shè)施設(shè)置在下凹區(qū)，如運用庫、檢修庫、牽引變電所、污水處理間等；輔助生產(chǎn)、辦公及生活設(shè)施應(yīng)設(shè)置在地面，盡量減小下凹區(qū)的范圍，以減少工程量。

4.2 出入段(場)線、車場線的坡度

出入段(場)線、車場線的線路坡度決定著站場場坪標高。合理確定線路坡度，有利于提高站場場坪標高，減少與地面的高差，減小擋土墻的高度，減少土方開挖量。

(1)出入段(場)線在允許的條件下可采用大坡道。結(jié)合安全性和經(jīng)濟性考慮，建議采用35‰的線路坡度。

(2)車場線應(yīng)設(shè)定合理、安全的坡度。根據(jù)設(shè)計規(guī)范和行車安全性綜合考慮，車場庫外線坡度可設(shè)置為2.5‰，盡量抬高場坪標高，以減少建設(shè)工程量。

4.3 下凹區(qū)與外部道路的連接

根據(jù)車輛基地周邊道路具體情況，合理設(shè)置下凹區(qū)道路的出入口位置，且下凹區(qū)出入口不少于2處。綜合考慮場坪標高、市政道路位置、銜接地面道路標高，采用合理的坡度順接，以滿足人行、車行的安全。下凹區(qū)至地面道路坡度不應(yīng)大于7%。

4.4 大庫屋頂與周邊道路的銜接

如在大面積庫屋頂進行上蓋綜合開發(fā)，則需綜合考慮場坪標高、大庫屋頂完成面標高、市政道路標高的關(guān)系，設(shè)置車行橋梁，采用合理的坡度順接，以滿足上蓋的人行、車行安全。

4.5 下凹區(qū)雨水排放

由于下凹區(qū)低于地面，下凹區(qū)的雨水、生產(chǎn)廢水必須采用抽升形式排放，為此應(yīng)設(shè)置雨水抽升站和污水抽升站。雨水排水系統(tǒng)能力建議按100年一遇暴雨重現(xiàn)期考慮。雨水排水管道管徑應(yīng)比常規(guī)地頂排水管道適當(dāng)加大，建議加大50%。

為減少下凹區(qū)排水量，大面積庫屋面排水在有條件時盡量設(shè)置排水槽(見圖4)，全部向下凹區(qū)外排放。擋土墻四周應(yīng)設(shè)置截水溝，以減少下凹區(qū)的積水量，減輕對運營的影響。

圖4 青龍山停車場大庫屋頂排水槽

4.6 綜合考慮消防設(shè)施

地下敞開式車輛基地的消防要求較一般地面車輛基地嚴格，特別是大庫有上蓋物業(yè)的，應(yīng)考慮在大庫內(nèi)增加排煙、噴淋、擋煙垂壁等消防措施。

下凹區(qū)的人員消防疏散是消防工作的重點，必要時應(yīng)根據(jù)消防要求設(shè)置下凹區(qū)至地面的消防疏散樓梯。

4.7 下凹區(qū)場坪標高低于地下水位時排水設(shè)施

當(dāng)?shù)叵滤桓哂趫銎簶烁邥r，建筑物基礎(chǔ)應(yīng)采取排水措施，以減少對基礎(chǔ)的破壞，應(yīng)根據(jù)水文資料，采用合理的地下水排水方案。如青龍山停車場地下水位標高為1.33～2.83 m，場坪標高為2.6 m，地下滲水量較大，則在整個運用庫基礎(chǔ)下設(shè)置排水盲溝，集水抽排。由于擋土墻低于地面，滲水較多，故需考慮滲水的排放設(shè)施。

4.8 地下結(jié)構(gòu)防水

檢修地溝、地下室、電纜溝等設(shè)施的防水應(yīng)加強，以減少地下水向地溝和地下室滲透。如采用雙層加厚防水卷材等，同時也需加強地溝和地下室的排水。

4.9 加強綜合管線協(xié)調(diào)

整個車輛基地的管線需加強協(xié)調(diào)，特別是下凹區(qū)和地面區(qū)之間的管線，應(yīng)使各管線布局合理，盡量集中，減少管線通道。為方便工程后期的管線施工，在擋土墻上應(yīng)預(yù)留排管孔洞。

4.10 土建工程

地下敞開式車輛基地的運營設(shè)施大部分設(shè)置在下凹區(qū)，遠期擴建時施工困難，且對正常運營影響較大，因此，建議遠期預(yù)留工程一次建成，或土建工程一次性完成。

5 結(jié)語

青龍山停車場設(shè)計方案新穎獨特，很好地實現(xiàn)了無錫地鐵2號線停車場功能需求，滿足了規(guī)劃要求，同時運用庫上蓋設(shè)置了道路公交停車場，其在形式上巧妙地適應(yīng)了地形地貌條件，充分提升了土地利用率。停車場投產(chǎn)后，經(jīng)實際運營證明使用效果良好。在使用過程中，發(fā)現(xiàn)過下凹區(qū)在暴雨時有排水不暢問題，其主要原因為施工質(zhì)量問題，同時排水管徑也稍顯不足。

本文結(jié)合無錫地鐵青龍山停車場設(shè)計案例，分析了地下敞開式車輛基地的特點和限制性因素，研究并闡述了地下敞開式車輛基地的設(shè)計要點，提出了下凹區(qū)范圍、線路坡度、下凹區(qū)與外部道路的連接、下凹區(qū)排水、大庫屋頂與周邊道路的銜接、消防設(shè)施等關(guān)鍵要點的設(shè)計原則和設(shè)計注意事項。研究成果可為類似地鐵車輛基地的設(shè)計提供參考。