鐵路站房改擴(kuò)建過渡階段電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

楊 智

(中信建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司，武漢 430014)

0 引言

2008～2018年是鐵路建設(shè)迅猛發(fā)展的十年。全國(guó)各地新建的鐵路站房拔地而起，形成了鐵路網(wǎng)絡(luò)的新節(jié)點(diǎn)。而位于中心城區(qū)既有線上的老鐵路站房，由于其地理位置的優(yōu)勢(shì)，扮演著更加重要的角色。但是既有站房一般建設(shè)年代久遠(yuǎn)，導(dǎo)致其的功能布局、進(jìn)出站流線、配套設(shè)施已無(wú)法滿足目前城市、鐵路的發(fā)展需求。因此，全國(guó)各地出現(xiàn)大量既有站房的改擴(kuò)建項(xiàng)目。

筆者認(rèn)為，眾多既有鐵路站房改擴(kuò)建工程都有一個(gè)共性特點(diǎn)：站房必須在保證正常旅客運(yùn)營(yíng)、生產(chǎn)不中斷的情況下，完成其改擴(kuò)建工作。本文即結(jié)合某鐵路站房改擴(kuò)建工程，介紹過渡階段的電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)和設(shè)計(jì)思路，為其他鐵路站房改擴(kuò)建工程過渡階段的電氣設(shè)計(jì)提供參考。

1 過渡階段的電氣設(shè)計(jì)原則

1.1 安全

滿足國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范及鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范要求，以安全為首要原則。

既有鐵路站房根據(jù)自身?xiàng)l件進(jìn)行改擴(kuò)建，可能出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)過渡階段，每個(gè)過渡階段持續(xù)時(shí)間也視項(xiàng)目規(guī)模及過渡方案而定。電氣設(shè)計(jì)必須按規(guī)范要求做到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，防止電氣事故、火災(zāi)事故的發(fā)生，保障過渡時(shí)期用電安全。

1.2 正常運(yùn)營(yíng)

既有鐵路站房為了維持正常的運(yùn)營(yíng)，每個(gè)階段的進(jìn)出站流向、候車售票功能布置及商業(yè)需求可能都會(huì)時(shí)刻出現(xiàn)變化。電氣設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)建筑方案的變化而靈活調(diào)整，以滿足站房各階段的功能需求，確保站房和線路的正常使用。

1.3 永臨結(jié)合

既有鐵路站房過渡階段的臨時(shí)用電需求，應(yīng)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件并結(jié)合整個(gè)項(xiàng)目遠(yuǎn)期電氣方案開展設(shè)計(jì)，盡量做到永臨結(jié)合。減少臨時(shí)階段專用的電氣設(shè)備，利用遠(yuǎn)期電氣設(shè)備，并減少臨時(shí)線路和拆除費(fèi)用。電氣過渡方案盡量能兼顧多個(gè)過渡階段，各電氣系統(tǒng)避免多次改造，減少二次浪費(fèi)，合理地控制好電氣過渡工程的投資量。

2 過渡階段的電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 明確鐵路站房改擴(kuò)建工程各過渡階段的現(xiàn)場(chǎng)電氣條件

由于站房的改擴(kuò)建工程分階段進(jìn)行，在各階段的建設(shè)過程中，電氣設(shè)備用房(如變配電室、消防控制室、強(qiáng)弱電管井等)可能未建設(shè)完成，遠(yuǎn)期的電氣設(shè)備、完整的電氣系統(tǒng)不一定能夠使用。只有明確了電氣的設(shè)計(jì)條件，才能了解過渡階段能夠使用的電源回路、電源容量，判斷能否有條件提供應(yīng)急電源和設(shè)置各電氣系統(tǒng)等。在極端條件下如果沒有條件，應(yīng)該協(xié)調(diào)各專業(yè)創(chuàng)造有利條件完成過渡階段的電氣設(shè)計(jì)。

2.2 明確鐵路站房改擴(kuò)建工程各階段的過渡方案，車站功能需求

確定了進(jìn)/出線流向，售票區(qū)、候車區(qū)的基本要求，有的放矢地開展電氣設(shè)計(jì)工作，為建筑提供照明、為設(shè)備提供電能、并完成各系統(tǒng)的控制，使整個(gè)建筑正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 某鐵路站房改擴(kuò)建項(xiàng)目過渡工程電氣設(shè)計(jì)實(shí)例分析

3.1 某鐵路站房改擴(kuò)建項(xiàng)目背景

某既有鐵路站房位于老城區(qū)中心，隨著高鐵線路開通、鐵路客流快速增長(zhǎng)，車站周邊道路已難以滿足需要。需在既有站房原址處，拆除既有站房，建設(shè)新站房(東站房)。

新建東站房總建筑面積為72 008m2。在站房出站夾層南側(cè)設(shè)置1座10/0.4kV 變配電所，負(fù)責(zé)東站房全部區(qū)域的0.4kV供電。變壓器安裝總?cè)萘繛?1 200kVA。

為解決建設(shè)某站房擴(kuò)建工程(東站房)期間車站過渡使用問題，在東站房的西側(cè)配套建設(shè)西站房工程，西站房按照永臨結(jié)合的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。西站房近期做過渡使用，遠(yuǎn)期與東站房完成連接，合成一體。在西過渡站房建設(shè)完成后，可以利用西站房在站房擴(kuò)建工程建設(shè)期間進(jìn)行旅客乘降，同時(shí)增加西側(cè)進(jìn)站口，帶動(dòng)西側(cè)區(qū)域發(fā)展。

西站房總建筑面積為36 332m2。根據(jù)西站房布局，在西站房站臺(tái)層設(shè)置一座10/0.4kV 變配電所，負(fù)責(zé)西站房全部區(qū)域及西側(cè)部分高架候車區(qū)的0.4kV供電。西站房分為近期過渡階段和遠(yuǎn)期永久階段，在永久階段西站房遠(yuǎn)期安裝容量預(yù)計(jì)調(diào)整為5 600kVA。

東、西站房供電電源由鐵路變電站各引來2路獨(dú)立的10kV電源，高壓系統(tǒng)為單母線分段運(yùn)行方式，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，平時(shí)兩路10kV電源同時(shí)供電，各供50%負(fù)荷，互為100%熱備用。當(dāng)任意一路10kV電源故障時(shí)，通過手/自動(dòng)操作聯(lián)絡(luò)開關(guān)，另一路電源可保證全部負(fù)荷使用。其中2臺(tái)2 000kVA為近期過渡階段安裝，解決西過渡站房過渡階段的供電要求，2臺(tái)800kVA變壓器為遠(yuǎn)期變配電房改造時(shí)安裝。站房面積指標(biāo)及容量分析參見表1，總平面示意圖參見圖1。

某站房面積指標(biāo)及容量分析 表1

圖1 某站房總平面示意圖

3.2 某站房過渡工程過渡方式及內(nèi)容

(1)第一階段

1)西過渡站房建設(shè)期間(圖2)

候車：利用既有站房。進(jìn)站流線：利用既有進(jìn)站天橋進(jìn)站。出站流線：利用既有出站地道出站。

圖2 西過渡站房建設(shè)期間過渡方式示意圖

2)西過渡站房啟用至第一階段結(jié)束(圖3)

候車：西過渡近期站房(10m標(biāo)高以下2層)。進(jìn)站流線：在西過渡站房候車進(jìn)站，利用4～6站臺(tái)部分高架候車室作為進(jìn)站通道，通過既有進(jìn)站天橋進(jìn)站。出站流線：利用既有行包地道到達(dá)1站臺(tái)后，通過臨時(shí)出站區(qū)出站。

圖3 西過渡站房啟用至第一階段結(jié)束過渡方式示意圖

(2)第二階段(圖4)

東站房及1～3站臺(tái)部分高架候車室建設(shè)期間

候車：西過渡近期站房(10米標(biāo)高以下2層)及部分高架候車室。進(jìn)站流線：通過西過渡站房及作為進(jìn)站通道的4～6站臺(tái)部分高架候車室下至4～6站臺(tái)乘車。出站流線：利用4～6站臺(tái)～西站房部分出站地道，通過西廣場(chǎng)地下空間出站。

圖4 東站房及1～3站臺(tái)部分高架候車室建設(shè)期間過渡方式示意圖

3.3 某站房過渡工程第一階段電氣設(shè)計(jì)要求及相應(yīng)技術(shù)措施

過渡工程第一階段要求：此期間要將保證線路正常運(yùn)營(yíng)，且全力建設(shè)西過渡站房。在西過渡站房啟用后，拆除既有站房，為過渡工程第二階段的施工做好準(zhǔn)備工作。

過渡工程第一階段供電電源情況：此階段既有站房還未拆除，既有變配電所繼續(xù)使用。因此過渡階段10kV高壓系統(tǒng)為既有高壓系統(tǒng)，電力過渡措施僅為0.4kV電力配電系統(tǒng)調(diào)整。

(1)西過渡站房建設(shè)之前需完成電力過渡措施如下：1)4～6站臺(tái)停止使用后，4～6站臺(tái)范圍內(nèi)既有天橋、部分既有雨棚需拆除，在拆除之前先行在相應(yīng)配電箱對(duì)影響區(qū)域供電回路斷電。2)妥善保管好拆除區(qū)域電氣線路、燈具、各種電氣設(shè)備，以備過渡和正式工程重復(fù)利用。

(2)西過渡站房啟用之前需完成電力過渡措施如下：1)仍在施工的4～6站臺(tái)部分高架候車室中間區(qū)域、此部分高架候車室至既有天橋之間的連接樓梯、1～3站臺(tái)既有天橋一起作為進(jìn)站通道使用。此段臨時(shí)進(jìn)站通道過渡時(shí)間較短，電氣僅設(shè)置普通照明及應(yīng)急照明，可將前期4～6站臺(tái)天橋上拆除照明燈具、線路重復(fù)利用，供電回路也利用原有回路。2)建筑新增臨時(shí)出站區(qū)，該出站通道為敞開式通道，電氣僅設(shè)置普通照明，照明回路接入鄰近站臺(tái)雨棚照明配電箱預(yù)留回路。3)臨時(shí)進(jìn)出站任務(wù)完成后電氣設(shè)施跟隨主體結(jié)構(gòu)一同拆除。

3.4 某站房過渡工程第二階段電氣設(shè)計(jì)要求及相應(yīng)技術(shù)措施

過渡工程第二階段要求：此期間要將整個(gè)出站地道、西站房及西高架候車區(qū)(商業(yè)除外)、東站房4～6站臺(tái)高架候車區(qū)(商業(yè)除外)正式投入使用。

過渡工程第二階段供電電源情況：此階段既有站房已拆除，西站房已完成近期建設(shè)。西站房變配電所中2臺(tái)2 000kVA變壓器已投入使用。因此，過渡階段高壓系統(tǒng)為西站房遠(yuǎn)期10kV高壓系統(tǒng)，電力過渡措施僅為0.4kV電力配電系統(tǒng)調(diào)整。

因商業(yè)用電遠(yuǎn)期才使用，故可利用西站房近期2臺(tái)2 000kVA的容量作為過渡。西站房線側(cè)2層等區(qū)域，地道的照明、消防、扶梯等維持運(yùn)營(yíng)的重要負(fù)荷先行由西站房變配電所供電。部分近期暫時(shí)不使用的負(fù)荷(如商業(yè)用電、廣告用電等)及區(qū)域(西站房線側(cè)3～4層)暫不供電。遠(yuǎn)期待東站房建設(shè)完成后，東站房4～6站臺(tái)范圍內(nèi)高架候車仍遷改至東站房變配電所供電。具體電氣專業(yè)采取技術(shù)措施如下。

(1)為應(yīng)對(duì)地下出站通道，遠(yuǎn)期設(shè)備將提前使用。

由于地下出站通道原配電間在4～6站臺(tái)下方，且容量較小?？梢詫⒄麄€(gè)地下出站通道的電氣系統(tǒng)永久劃分到西站房永久站房電氣系統(tǒng)，由西站房附屬的變配電所供電。因此，西站房遠(yuǎn)期工程變配電房中部分低壓柜提前投入使用，且出站通道電氣部分(末端線路設(shè)備及干線)按永久設(shè)計(jì)正常施工。

(2)為應(yīng)對(duì)西站房高架候車區(qū)(商業(yè)除外)，遠(yuǎn)期設(shè)備將提前使用。

由于西站房高架候車區(qū)原設(shè)計(jì)屬于西站房遠(yuǎn)期永久工程設(shè)計(jì)范圍，由西站房附屬的變配電所供電。因此，西站房遠(yuǎn)期工程變配電房中部分低壓柜提前投入使用，且西站房高架候車區(qū)(商業(yè)除外)電氣部分(末端線路設(shè)備及干線)按永久設(shè)計(jì)正常施工。

(3)為應(yīng)對(duì)東站房4～6站臺(tái)高架候車區(qū)(商業(yè)除外)及站臺(tái)雨棚，遠(yuǎn)期設(shè)備將提前使用。

由于東站房4～6站臺(tái)高架候車區(qū)及站臺(tái)雨棚有原配電間，且容量較大，可以將其整個(gè)電氣系統(tǒng)臨時(shí)劃分調(diào)整到西站房過渡電氣系統(tǒng)，由西站房附屬的變配電所臨時(shí)供電。待過渡階段完成以后,整個(gè)站房完成遠(yuǎn)期建設(shè)，恢復(fù)由東站房附屬的變配電所正式供電。

因此，西站房遠(yuǎn)期工程變配電房中部分低壓柜提前投入使用。且東站房4～6站臺(tái)高架候車區(qū)(商業(yè)除外)及站臺(tái)雨棚電氣部分(末端線路及設(shè)備)按永久設(shè)計(jì)正常施工。但臨時(shí)增設(shè)此部分用電負(fù)荷從西站房變配電房到此區(qū)域配電間的干線線路。

(4)為應(yīng)對(duì)過渡工程第二階段時(shí)，4～6站臺(tái)高架候車室、地下通道內(nèi)其余電氣系統(tǒng)提前使用。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及其各子系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)、智能應(yīng)急照明系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)等均需在西過渡站房相應(yīng)電氣系統(tǒng)主機(jī)增容后再接入。要求西過渡站房與東站房各系統(tǒng)設(shè)備能正常通訊及運(yùn)行。西站房電力監(jiān)控系統(tǒng)在近期過渡階段暫時(shí)不啟用，待西站房變配電所完成遠(yuǎn)期改造時(shí)，再行啟用。

3.5 某站房過渡工程過渡方式電氣造價(jià)分析

(1)站房過渡工程第一階段主要是利用既有電氣用房和電氣設(shè)備。電氣工程主要造價(jià)集中在臨時(shí)進(jìn)站通道的照明安裝拆除費(fèi)用和新增臨時(shí)出站區(qū)照明安裝費(fèi)用。

(2)站房過渡工程第二階段屬于永臨結(jié)合設(shè)計(jì)。因此，此部分電氣設(shè)計(jì)不會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目造價(jià)，僅為提前采購(gòu)施工西站房遠(yuǎn)期部分電氣內(nèi)容。

(3)站房過渡工程第二階段，末端線路及設(shè)備屬于永臨結(jié)合，此部分電氣設(shè)計(jì)不會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目造價(jià)，僅為提前采購(gòu)施工東站房部分電氣內(nèi)容。干線線路臨時(shí)由西站房供電，待東站房建成后需改備用或拆除。因此，此部分電氣設(shè)計(jì)僅增加臨時(shí)電纜、橋架及2臺(tái)低壓柜改造過渡投資約200萬(wàn)元，但通過精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格管理可重復(fù)利用。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著全國(guó)鐵路建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，各地老城改造建設(shè)興起，既有鐵路站房改擴(kuò)建需求也逐步增加。在改擴(kuò)建過程中，過渡階段電氣設(shè)計(jì)既要滿足建筑過渡方案的要求、保證鐵路持續(xù)運(yùn)營(yíng)，又要合理的節(jié)約臨時(shí)過渡階段的成本、減少二次投資浪費(fèi)，做到永臨結(jié)合。