地鐵車輛段上蓋開發(fā)模式下接觸網(wǎng)施工和維保特點分析研究

蘇城

摘要 地鐵上蓋物業(yè)開發(fā)已成為各大城市地鐵建設(shè)土地集約化利用的必然趨勢，面對這種新的特點，文章結(jié)合接管運(yùn)營上蓋車輛段的實際情況，從接觸網(wǎng)專業(yè)設(shè)備設(shè)施施工及運(yùn)營維護(hù)角度分析，針對施工過程中出現(xiàn)的問題及風(fēng)險隱患，提出部分有別于傳統(tǒng)車輛段接觸網(wǎng)專業(yè)運(yùn)營籌備經(jīng)驗，供后續(xù)新線設(shè)計單位及運(yùn)營接管單位參考，為新開發(fā)模式下接觸網(wǎng)專業(yè)運(yùn)維提供相關(guān)借鑒。

關(guān)鍵詞 上蓋物業(yè)；接觸網(wǎng)；運(yùn)營維護(hù)；施工建設(shè)；風(fēng)險隱患

中圖分類號 F299.27文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2023）24-0011-04

0 引言

隨著國內(nèi)城市軌道交通的快速發(fā)展，地鐵車輛段已經(jīng)出現(xiàn)了與上蓋進(jìn)行物業(yè)融合開發(fā)的模式。在國際城市規(guī)劃中，地鐵上蓋物業(yè)已成為發(fā)展?jié)摿ψ畲?、使用程度最高、抗風(fēng)險能力最強(qiáng)的城市高效物業(yè)形式[1]?！败壍?物業(yè)”模式的實質(zhì)是通過上蓋物業(yè)與地鐵線路建設(shè)同步規(guī)劃、同步設(shè)計、同步施工，為城市軌道交通可持續(xù)發(fā)展提供保障[2]。然而蓋下的地鐵車輛段庫房與蓋上綜合物業(yè)也會相互影響、相互制約，這對綜合設(shè)計能力和后期設(shè)備運(yùn)維要求較高。該文圍繞蓋下車輛段接觸網(wǎng)施工及維保特點這一主線，對接觸網(wǎng)專業(yè)設(shè)備的安裝、運(yùn)行、維護(hù)情況進(jìn)行對比分析，提出有效的改善措施。

1 上蓋地鐵車輛段接觸網(wǎng)施工特點

車輛段為上蓋物業(yè)開發(fā)，一般來說0～9 m豎向范圍內(nèi)為車輛段，9～15 m范圍內(nèi)為物業(yè)停車庫，15 m以上為上蓋物業(yè)，如圖1所示。這就給接觸網(wǎng)設(shè)計帶來了新課題，以下為蓋下車輛段接觸網(wǎng)施工設(shè)計同傳統(tǒng)車輛段的區(qū)別之處。

1.1 蓋下車輛段接觸網(wǎng)懸掛固定方式

傳統(tǒng)的車輛段一般設(shè)置在城市的郊區(qū)，股道密集的站場區(qū)一般為室外環(huán)境，所以通常在接觸網(wǎng)設(shè)計上，一般采用立鋼柱的架空柔性懸掛，或者地面三軌形式（與正線制式兼容），地鐵車輛段接觸網(wǎng)柔性懸掛在敞開段或露天區(qū)域采用鋼支柱（多股道時用硬橫跨）作支持結(jié)構(gòu)；在停車列檢庫內(nèi)采用軟橫跨懸掛安裝，利用橫梁和結(jié)構(gòu)柱作支持結(jié)構(gòu)。

當(dāng)?shù)罔F車輛段采用上蓋物業(yè)平臺方式，接觸網(wǎng)與以往傳統(tǒng)露天區(qū)域安裝方式不一樣，受到蓋下凈空高度、管線布置以及柱網(wǎng)基礎(chǔ)位置等諸多制約，具有股道密集、股道相鄰間距小、線路曲線半徑小、道岔多、接觸網(wǎng)懸掛點密、跨距較小等特點[3]，可利用蓋下結(jié)構(gòu)柱和軌頂橫梁，橫向定位索固定在軌旁結(jié)構(gòu)柱線路側(cè)面，垂直吊索固定在橫梁底部。由于上蓋蓋下土建結(jié)構(gòu)柱和橫梁需分別滿足限界和凈空要求，因此在安裝橫跨結(jié)構(gòu)時，無須特殊考慮接觸網(wǎng)限界要求。

傳統(tǒng)車輛段接觸網(wǎng)支持裝置多采用連接件栓接錨固方式，車輛段上蓋預(yù)留物業(yè)開發(fā)平臺時，接觸網(wǎng)采用橫跨懸掛方式，橫跨懸掛底座在結(jié)構(gòu)柱和橫梁上的固定多采用后置化學(xué)錨栓方式，根據(jù)需要連接在梁上或柱上。在結(jié)構(gòu)柱和橫梁上打孔安裝錨栓，存在范圍廣、鉆孔數(shù)量多、凈空高施工不方便及螺栓偏斜等問題，鉆孔時還必須防止切斷鋼筋傷害結(jié)構(gòu)。

1.2 蓋下車輛段接觸網(wǎng)懸掛固定方式

上蓋車輛段接觸網(wǎng)設(shè)備結(jié)合蓋下立柱架設(shè)，存在以下特點：

（1）不同供電區(qū)共支柱，多集中在咽喉區(qū)。

（2）不同供電區(qū)在同一個軟橫跨，由絕緣子連接，即兩支柱間由絕緣子分隔為兩個供電分區(qū)。

（3）現(xiàn)場難以精確標(biāo)識分區(qū)范圍，區(qū)分供電辨別存在困難。

蓋下車輛段多利用結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行懸掛安裝，平面布置等在一定程度上受制于上蓋設(shè)計，難以達(dá)到工藝流程最優(yōu)化，這樣不可避免會產(chǎn)生同一支柱出現(xiàn)不同供電分區(qū)問題。

1.3 臨邊位置防觸電防護(hù)

考慮上蓋的特殊性，物業(yè)開發(fā)時不可避免需要進(jìn)行臨邊作業(yè)施工，在可能從上蓋邊緣侵入觸碰到接觸網(wǎng)設(shè)備的位置設(shè)置物理防護(hù)網(wǎng)，對靠近人行通道的帶電設(shè)備進(jìn)行絕緣遷移，在圍網(wǎng)等位置安裝警示標(biāo)牌，如圖2所示。

1.4 與相關(guān)專業(yè)的接口界面種類多、管線交叉量大

傳統(tǒng)車輛段機(jī)電設(shè)備管線層布置較為簡單，各庫房的機(jī)電設(shè)備管線層主要包含低壓配電、接觸網(wǎng)、FAS、通信等專業(yè)的設(shè)備管線，設(shè)備管線布置較為靈活、簡單。而上蓋物業(yè)開發(fā)車輛段各庫房內(nèi)除了上述的機(jī)電設(shè)備管線層外，還涉及通風(fēng)、排煙設(shè)備等，需要對各種管線布置做統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計，使設(shè)備管線層與庫房構(gòu)建筑物之間在平面及豎向布置上相互協(xié)調(diào)，以保證有效的空間利用率、外觀美觀性，降低建設(shè)成本。但實際施工中發(fā)現(xiàn)相關(guān)專業(yè)機(jī)電管線沒有考慮同接觸網(wǎng)帶電設(shè)備的絕緣凈距要求，導(dǎo)致安裝位置出現(xiàn)沖突。

1.5 上蓋車輛段工程車庫接觸網(wǎng)設(shè)置問題

傳統(tǒng)車輛段內(nèi)工程車采用的是內(nèi)燃機(jī)車，故工程車在調(diào)機(jī)庫內(nèi)一般按照非電氣股道進(jìn)行布置，上蓋車輛段由于通風(fēng)條件遠(yuǎn)不如常規(guī)車輛段，為有效改善作業(yè)環(huán)境，應(yīng)盡量避免產(chǎn)生廢氣的工程車庫設(shè)于蓋板下部，如平面布局確需將工程車庫考慮在蓋下，則可考慮采用電力工程車以減少柴油機(jī)廢氣的排放。為滿足電力調(diào)機(jī)的正常使用，蓋下工程車庫需架設(shè)柔性接觸網(wǎng)。

2 上蓋車輛段接觸網(wǎng)維保特點

2.1 非全封閉蓋體對后期運(yùn)營的影響

車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)條件通?？紤]將咽喉區(qū)敞開，為車輛段采光、通風(fēng)創(chuàng)造條件。咽喉區(qū)周邊做降噪處理，并考慮興建荷載較輕的公共建筑、商業(yè)用房等，結(jié)合景觀綠化，或設(shè)計為休閑活動場所。但咽喉區(qū)敞開設(shè)置，上蓋物業(yè)的高空拋物等同樣影響后續(xù)的地鐵運(yùn)營，需在建設(shè)期重點考慮。

廣州地鐵官湖車輛段采用的是半封閉上蓋，上蓋開發(fā)施工對運(yùn)營影響較大，在咽喉區(qū)新增了鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)棚，運(yùn)營期開展了施工配合，施工風(fēng)險大、配合周期長、安全監(jiān)管風(fēng)險大，如圖3所示。后期建設(shè)的車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)時須避免該類缺陷，可采用全封閉上蓋模式。

2.2 蓋下高凈空設(shè)備檢修問題

根據(jù)設(shè)備安裝高度，大致可定義以下三個凈空范圍（H：安裝基準(zhǔn)面至軌面高度）：H≤6.5 m，低凈空；6.5 m＜H≤8 m，高凈空；H＞8 m，超高凈空。

蓋下車輛段接觸網(wǎng)懸掛點部分設(shè)備，由于安裝特性決定了其屬于超高凈空范疇，不可避免面臨難以檢修或檢修效率低下的問題，傳統(tǒng)的梯車（檢修平臺距軌面高度為3.5 m）難以對高凈空部分做到有效檢修維護(hù)，傳統(tǒng)的工程車作業(yè)平臺由于正上方接觸線干涉，加上其本身操作受限界要求相對非常高，也沒法滿足特殊位置檢修需求。

2.3 蓋下柱子噴漆標(biāo)識與供電分區(qū)相匹配問題

上蓋車輛段，蓋下結(jié)構(gòu)柱橫縱交錯（其中蘿崗車輛段多達(dá)2 900余根，官湖車輛段多達(dá)3 800余根），現(xiàn)場難以精確標(biāo)識分區(qū)范圍，辨別供電區(qū)分存在困難。蓋下車輛段柱子噴漆標(biāo)識與供電分區(qū)相匹配，有利于檢修人員清晰明了識別各供電分區(qū)位置，確保檢修作業(yè)安全。但由于設(shè)計規(guī)范中并無明文要求，加上噴涂柱體量大，難以按照專業(yè)預(yù)想措施去協(xié)調(diào)落實。

2.4 蓋板變形縫滲漏水及接水槽脫落問題

傳統(tǒng)車輛段不存在設(shè)置變形縫蓋板問題，上蓋車輛段蓋板尺寸大，為抵御溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的破壞，必須在蓋板上設(shè)置變形縫，而變形縫的設(shè)置與處理直接影響到蓋板的防水效果。如伸縮縫分縫不規(guī)則，會引起排水組織較困難，上蓋屋面防水如考慮不周，造成雨水滲漏，將給蓋下的車輛段運(yùn)營作業(yè)帶來較大影響。實際運(yùn)行過程中，上蓋車輛段均不同程度出現(xiàn)由于蓋下變形縫防水施工質(zhì)量或變形縫蓋板安裝固定不牢靠等問題，導(dǎo)致雨季或上蓋施工期間出現(xiàn)滲漏水問題，甚至出現(xiàn)上蓋施工混凝土通過變形縫接口傾泄至運(yùn)營場所的事件。

2.5 物業(yè)開發(fā)車輛段對運(yùn)營施工環(huán)境的影響

上蓋車輛段線路、平面布置等在一定程度上受制于上蓋設(shè)計，難以達(dá)到工藝流程最優(yōu)化，在多個方面都存在不利于運(yùn)營作業(yè)的因素：

（1）增加上蓋后，除靠近建筑外墻邊的光照較好外，蓋下車輛段大部分區(qū)域尤其是庫外柱網(wǎng)密集區(qū)域采光條件較差，由此帶來運(yùn)營作業(yè)條件不佳、人體觀感較差等問題。

（2）車輛段增加上蓋后，由于存在大量的結(jié)構(gòu)柱，因此蓋下內(nèi)部空間感較為壓抑。大量柱子的存在也使得蓋下通視條件較差，這種情況在軌道線路處于曲線段且柱子密布的咽喉區(qū)更為突出。

（3）上蓋開發(fā)項目持續(xù)時間長，蓋上蓋下存在較多交叉影響位置，施工工況復(fù)雜，存在一定的安全風(fēng)險，運(yùn)營內(nèi)部配合工作量較大。

（4）上蓋開發(fā)一定周期內(nèi)，粉塵及施工噪音在所難免，需針對性做好相應(yīng)防范措施。

3 改善措施研究

根據(jù)以上分析情況，思考怎樣解決以上問題或隱患，結(jié)合現(xiàn)有可實施條件提出以下改良措施。

3.1 同一支柱出現(xiàn)不同供電分區(qū)問題的解決措施

設(shè)計階段應(yīng)優(yōu)化接觸網(wǎng)支柱布置，并將供電區(qū)共柱問題優(yōu)化措施納入相關(guān)設(shè)計規(guī)范文件中加以明確，從設(shè)計源頭進(jìn)行把控。同時建議車輛段隔離開關(guān)、分?jǐn)嘟^緣器、下錨補(bǔ)償?shù)戎匾O(shè)備的安裝位置不僅要滿足絕緣距離要求，還必須滿足運(yùn)營檢修維護(hù)安全距離等要求（如檢修人員的作業(yè)半徑與帶電體滿足1 000 mm的安全距離要求）。

3.2 管線交叉規(guī)范施工問題的解決措施

若按照接觸網(wǎng)導(dǎo)高為5 000 mm來計算，相關(guān)其他專業(yè)管線安裝后，建議不應(yīng)低于5 700 mm（距軌面，若工藝要求接觸網(wǎng)導(dǎo)高發(fā)生變化，管線底面M低值也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整），且不應(yīng)占用接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)梁柱安裝預(yù)留位置。對室外綜合管線設(shè)計建議：①上蓋平臺高度確定前需充分考慮蓋下管線、設(shè)備的安裝空間，避免設(shè)備安裝過程中的位置沖突；②上蓋平臺下的管線安裝需考慮與接觸網(wǎng)帶電體的安全距離要求；③鑒于上蓋物業(yè)開發(fā)的車輛段室外綜合管線設(shè)計復(fù)雜性，可采用三維設(shè)計方法建立模型，設(shè)計階段對相關(guān)管線的干涉點進(jìn)行核查，更能提高設(shè)計質(zhì)量；④設(shè)計過程中重點協(xié)調(diào)通風(fēng)空調(diào)風(fēng)機(jī)、風(fēng)管與接觸網(wǎng)系統(tǒng)及其附屬構(gòu)件的位置關(guān)系，避免安裝過程中的位置沖突。

3.3 臨邊部位的防觸電隱患問題的解決措施

針對臨邊位置的高壓帶電設(shè)備，由運(yùn)營方組織開展此類風(fēng)險源識別，并要求將此類風(fēng)險源納入《上蓋開發(fā)項目施工方案》中，制定相應(yīng)的施工防范措施，施工前開展全面的施工風(fēng)險隱患排查，重點涉及以下幾方面：

（1）蓋板面上施工期間，因重載（動載和靜載）、打、鉆、錘擊、震動、碾壓等作業(yè)破壞或施工操作不當(dāng)（設(shè)備、支架傾覆）造成蓋板結(jié)構(gòu)變形、損壞，導(dǎo)致懸掛在蓋板上的接觸網(wǎng)設(shè)施變形、松動、掉落、損壞，電力中斷。

（2）蓋板面上施工期間從預(yù)留洞口、變形縫等空隙位置和咽喉區(qū)掉落的材料、工具、構(gòu)配件或飄落的輕質(zhì)物件墜落或附著在接觸網(wǎng)等帶電設(shè)施上，造成接觸網(wǎng)變形、松動、脫落、損壞，電力中斷。

（3）蓋板面上施工期間從蓋板結(jié)構(gòu)破損處、變形縫、施工縫、預(yù)留洞口、孔隙等位置滲漏或灌入的積水，導(dǎo)致接觸網(wǎng)短路跳閘、損壞，電力中斷。

3.4 高凈空作業(yè)檢修問題的解決措施

針對高凈空作業(yè)檢修問題，可采用軌陸兩用多功能移動平臺對接觸網(wǎng)硬橫梁電纜等設(shè)備維護(hù)。主平臺高度8 m可調(diào)，人員在平臺上可有效對8.2 m的硬橫梁進(jìn)行檢修維護(hù)，理論上可實現(xiàn)對凈空高度9.7 m范圍內(nèi)的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行檢修。

3.5 非全封閉蓋體對后期運(yùn)營影響的解決措施

考慮非全封閉上蓋開發(fā)物業(yè)車輛段，后期運(yùn)營過程中涉及的配合施工或外部施工作業(yè)量大，對設(shè)備安全運(yùn)行影響大。建議后續(xù)上蓋車輛段蓋體延伸至出入段線，實行全封閉蓋體處理，同時應(yīng)盡可能避免移交運(yùn)營后加裝鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)棚類施工，施工周期長，吊裝施工風(fēng)險大，建議建設(shè)初期落實相關(guān)設(shè)計變更及加裝防護(hù)類處理。

3.6 蓋下柱子噴漆標(biāo)識與供電分區(qū)相匹配問題的解決措施

因蓋下車輛段暫無應(yīng)用案例及相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，故蘿崗車輛段、官湖車輛段均無法于施工建設(shè)期協(xié)調(diào)完成標(biāo)識噴涂，建議制定統(tǒng)一的蓋下車輛段供電分區(qū)標(biāo)識噴涂標(biāo)準(zhǔn)，并納入相關(guān)設(shè)計需求，便于施工建設(shè)期跟蹤落實。

3.7 伸縮縫滲漏水問題的解決措施

應(yīng)在新線介入期就明確蓋體及蓋下柱體的接管驗收單位，便于介入初期就變形縫等施工質(zhì)量問題進(jìn)行把控。由于車輛上蓋開發(fā)的商業(yè)建筑與車輛段分屬不同的投資和管理主體，建設(shè)初期運(yùn)營單位同建設(shè)施工單位就蓋體的歸屬存在意見上分歧，導(dǎo)致變形縫施工質(zhì)量監(jiān)控上存在監(jiān)控盲區(qū)。因此，建議各專業(yè)系統(tǒng)等應(yīng)盡量分開設(shè)置，做到產(chǎn)權(quán)分明、系統(tǒng)管理方便，避免因接口問題導(dǎo)致管理職責(zé)上的模糊地帶。上蓋物業(yè)開發(fā)的雨水系統(tǒng)接入車輛段雨水管網(wǎng)，車輛段設(shè)計時應(yīng)做好預(yù)留條件，同時需重點考慮物業(yè)開發(fā)尚未實施的過渡期間雨水排放問題，防止雨量大時，一層開發(fā)平臺無法及時排放雨水，局部出現(xiàn)積水滲漏現(xiàn)象。

3.8 物業(yè)開發(fā)車輛段影響的解決措施

針對物業(yè)開發(fā)車輛段對既有運(yùn)營施工的影響，建議通過以下幾種方式進(jìn)行改善：

（1）針對蓋下采光條件較差問題，需要在蓋下布置足夠的照明燈具，局部區(qū)域需要照明燈具日夜點亮，同時建議對蓋下柱體進(jìn)行刷白以提高蓋下明亮度。

（2）車輛段增加上蓋后，通風(fēng)條件大大惡化，可采用電力工程車，以減少柴油機(jī)廢氣的排放。

（3）上蓋開發(fā)定位、建筑布局等輸入條件應(yīng)盡早穩(wěn)定，以便蓋體和車輛段的設(shè)計與施工不受影響。如上蓋方案在車輛段施工過程中才穩(wěn)定，將造成較大的變更，甚至難以更改設(shè)計，在此種情況下，上蓋開發(fā)按照車輛段已經(jīng)預(yù)留的條件進(jìn)行，開發(fā)自由度大大受到限制。

（4）充分考慮上蓋開發(fā)需要預(yù)留的各種條件，合理處理好屋面防排水、變形縫設(shè)置與處理、上蓋板坡道的同步實施以及施工期間的防塵降噪處理等問題，既有利于上蓋建筑的后期開發(fā)，也能減少上蓋建筑施工時對運(yùn)營作業(yè)的影響。

4 總結(jié)

車輛段上蓋開發(fā)是目前國內(nèi)各城市地鐵公司的一個業(yè)務(wù)熱點，在上蓋物業(yè)開發(fā)方面，廣州地鐵相比國內(nèi)其他多個城市的地鐵公司，存在起步晚、經(jīng)驗淺等不足。該文通過分析研究蓋下車輛段接觸網(wǎng)施工和維保特點，找出風(fēng)險源，并提出相關(guān)針對性的措施和建議，為后續(xù)蓋下車輛段接觸網(wǎng)專業(yè)施工介入提供相關(guān)借鑒參考，避免在后續(xù)車輛段上蓋開發(fā)中重復(fù)出現(xiàn)類似問題，減少和杜絕上蓋施工風(fēng)險對接觸網(wǎng)設(shè)備運(yùn)作帶來的影響。

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