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地鐵車輛段設(shè)計(jì)咨詢的幾點(diǎn)思考論文
摘 要：通過(guò)對(duì)近年地鐵車輛段設(shè)計(jì)情況的分析，從車輛段的形式與規(guī)模、段址選擇中出現(xiàn)的問(wèn)題，以及選用不同的修程和檢修范圍對(duì)車輛段建設(shè)規(guī)模的影響等方面進(jìn)行介紹，并指出設(shè)計(jì)中易出現(xiàn)的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：地鐵；車輛段；檢修；設(shè)計(jì)咨詢
近年來(lái)地鐵車輛技術(shù)發(fā)展很快，電力電子技術(shù)的發(fā)展使得交流變頻傳動(dòng)技術(shù)日益成熟，已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的直流傳動(dòng)，地鐵車輛運(yùn)用與檢修的模式已經(jīng)發(fā)生了一些變化。在這樣的大背景下，地鐵車輛段的新建與改造工作不僅數(shù)量較大，而且對(duì)地鐵系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性都有很大的制約作用，作為工程建設(shè)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)咨詢工作應(yīng)引起項(xiàng)目相關(guān)各方的高度重視；作為設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)咨詢?nèi)藛T應(yīng)充分利用先進(jìn)適用技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)，在保證車輛段使用功能的前提下，節(jié)約用地降低造價(jià)。筆者近年來(lái)參加了北京、廣州幾個(gè)地鐵車輛段的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)咨詢工作，在設(shè)計(jì)過(guò)程中易出現(xiàn)以下問(wèn)題。
1 地鐵車輛段的形式與規(guī)模
�。�1） 車輛段的運(yùn)用形式及車輛段在地鐵路網(wǎng)中的布局
地鐵車輛段包括檢修段和運(yùn)用段。檢修段包括了車輛的日常運(yùn)用、列檢、月檢、定修、架修等功能，檢修廠房與檢修設(shè)備多，占地面積大。運(yùn)用段一般包括車輛的日常運(yùn)用、保養(yǎng)和臨修功能，設(shè)備較少，占地面積與建筑面積都小于具有同等運(yùn)用能力的檢修段。在傳統(tǒng)的地鐵車輛運(yùn)用模式中，基本上是一條線路設(shè)置一座檢修車輛段。在地鐵線路不多，未形成一定路網(wǎng)規(guī)模的前提下，此種模式保證了車輛運(yùn)用與檢修的要求，有它的合理性。但是根據(jù)實(shí)際的使用情況，車輛段僅負(fù)責(zé)本條線路的定修、架修任務(wù)時(shí)，相關(guān)設(shè)備的使用率通常低于30%，個(gè)別設(shè)備甚至低于10%。隨著地鐵的建設(shè)，達(dá)到了一定的路網(wǎng)規(guī)模后，此種模式下檢修段數(shù)量過(guò)多，既增加了占地加大了投資，又造成檢修能力的閑置。以某條地鐵線路為例，由于各種原因在建成的30多ｋｍ的線路上修建了3座車輛段，其中2座是具有架修能力的檢修段。
現(xiàn)在北京、上海等地的地鐵路網(wǎng)規(guī)劃都超過(guò)了300ｋｍ，線路數(shù)量都達(dá)到了十幾條，如果還采用以前的模式顯然是不合理的。所以，根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃和實(shí)際的運(yùn)用情況，合理確定車輛段的形式，適當(dāng)合并多條線路的架修與定修任務(wù)，就可以提高檢修設(shè)備的利用率和檢修人員的勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高維修水平，降低費(fèi)用。
�。�2） 車輛段配屬車輛數(shù)量的確定和建設(shè)規(guī)模
車輛段配屬車輛包括運(yùn)用車、檢修車和備用車三部分，其中運(yùn)用車數(shù)量根據(jù)高峰小時(shí)行車密度的要求由行車組織專業(yè)計(jì)算提供，備用車數(shù)量可根據(jù)運(yùn)用車數(shù)量的一定百分比（如10%）計(jì)算。下面重點(diǎn)介紹一下檢修規(guī)模和檢修車數(shù)量的確定。
由以上的公式可見(jiàn)，定檢公里數(shù)和停修時(shí)間的選取直接影響檢修工作量和檢修列位數(shù)的計(jì)算，有如下比例關(guān)系：Ｑ∝ｔ/Ｌ（Ｑ、ｔ、Ｌ的意義同前）。選用合乎實(shí)際情況的定檢公里數(shù)和停修時(shí)間才能計(jì)算出合理的檢修工作量和檢修列位數(shù)，將直接影響到車輛段規(guī)模的確定。
2 段址選擇
車輛段的段址選擇要遵循規(guī)范的原則性要求，這里對(duì)這些要求不再重復(fù)，筆者僅根據(jù)自己在實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題作些介紹。
（1） 不良地質(zhì)的問(wèn)題
北京和廣州地鐵車輛段段址的選擇，都出現(xiàn)了將段址設(shè)在不良地質(zhì)區(qū)域的情況。地鐵車輛段占地面積大都在20～40ｈｍ2，鋪軌里程在10～20ｋｍ，同時(shí)還有大量的管線工程，在這么大范圍內(nèi)要對(duì)地基進(jìn)行處理加固，且要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)（如廣州某車輛段軟基處理要求為：庫(kù)外線路碎石道床部分工后沉降不大于30ｃｍ，庫(kù)內(nèi)整體道床部分不大于2ｃｍ），勢(shì)必要增加大量的軟基處理工作，既增加了投資，又延長(zhǎng)了建設(shè)工期。
仍以廣州某車輛段為例，為了對(duì)車輛段范圍內(nèi)20多ｈｍ2的軟土地基進(jìn)行處理，采用一般區(qū)域超載預(yù)壓插塑板 排水固結(jié)，重要區(qū)域采用粉噴樁加固的處理方法，工程量為超載預(yù)壓土方50多萬(wàn)ｍ3，粉噴樁10多萬(wàn)延米，工期也需要增加8～12個(gè)月。出現(xiàn)此種情況，多是受到城市土地開(kāi)發(fā)的制約，給建設(shè)投資和工期帶來(lái)很大的影響。
�。�2） 車輛段上蓋開(kāi)發(fā)的問(wèn)題
在車輛段上部建設(shè)平臺(tái)進(jìn)行物業(yè)開(kāi)發(fā)等活動(dòng)是近期出現(xiàn)的一種新模式，在我國(guó)人多地少、土地資源緊張的國(guó)情下是一種很好的嘗試。但筆者通過(guò)對(duì)北京和廣州兩個(gè)車輛段情況的分析，感到實(shí)際設(shè)計(jì)工作中應(yīng)注意一些問(wèn)題。
北京某車輛段采用連續(xù)的上蓋平臺(tái)，面積達(dá)到20多萬(wàn)ｍ2，平臺(tái)上進(jìn)行房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)。平臺(tái)下車輛段范圍內(nèi)基本上沒(méi)有自然通風(fēng)和采光，依賴機(jī)械通風(fēng)和照明（僅照明一項(xiàng)設(shè)計(jì)功耗就為1000多ｋＷ），不僅加大了能耗和運(yùn)營(yíng)成本，且工作條件比較惡劣。廣州某車輛段上蓋設(shè)計(jì)中為通風(fēng)和采光作了適當(dāng)預(yù)留，使得條件有所改善。鑒于車輛段一般設(shè)置在線路的末端，土地的價(jià)值遠(yuǎn)不如城市中心，進(jìn)行上蓋開(kāi)發(fā)可僅在停車列檢庫(kù)等人員與作業(yè)較少的范圍內(nèi)進(jìn)行，且要留出一定的自然采光和通風(fēng)的渠道，盡量改善平臺(tái)下的作業(yè)環(huán)境，作到統(tǒng)籌兼顧。
3 新技術(shù)的影響
近年電力電子技術(shù)的發(fā)展較快，交流變頻傳動(dòng)技術(shù)日益成熟，新造地鐵車輛基本上都采用了ＶＶＶＦ（變頻調(diào)壓）技術(shù)；其他的技術(shù)進(jìn)步還包括采用鋁合金或不銹鋼等新型車體，新型轉(zhuǎn)向架等。這些技術(shù)進(jìn)步給車輛檢修帶來(lái)了幾個(gè)主要的變化，即定檢公里、檢修范圍和停修時(shí)間的變化。
�。�1） 定檢公里的變化
新型車輛采用ＶＶＶＦ傳動(dòng)、交流電機(jī)牽引，比之傳統(tǒng)的直流電機(jī)牽引，電機(jī)的可靠性得到很大提高，在功率相等的情況下可以降低走行部簧下重量�？刂萍夹g(shù)的改進(jìn)使得牽引粘著利用更充分，可以有效防止輪對(duì)空轉(zhuǎn)和滑行，不易發(fā)生輪對(duì)踏面擦傷等情況；車輛啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)更平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向架的疲勞損傷也較不易發(fā)生。以上的改進(jìn)都使車輛的可靠性得以提高，修程間的走行公里數(shù)相應(yīng)延長(zhǎng)。
�。�2） 檢修范圍和停修時(shí)間的變化
這主要反映在電機(jī)與電器的檢修方面。采用交流牽引電動(dòng)機(jī)后，牽引電機(jī)的檢修工作大大的簡(jiǎn)化了，基本上只做軸承的檢修。電器部分大量采用模塊化設(shè)計(jì)和集成元件，在提高可靠性的同時(shí)，也簡(jiǎn)化了檢修作業(yè)，基本上只需要清掃、測(cè)試和更換。檢修工作的變化直接影響到檢修設(shè)備的選用上，在取消直流電機(jī)檢修設(shè)備的同時(shí)，需要相應(yīng)增加測(cè)試設(shè)備。
下面介紹一個(gè)設(shè)計(jì)咨詢中的實(shí)例，以反映定檢周期和停修時(shí)間對(duì)檢修規(guī)模確定的影響。對(duì)某車輛段設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與相關(guān)資料的整理見(jiàn)表1。
《城市快速軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》中定檢周期反映了當(dāng)前的車輛技術(shù)水平，故設(shè)計(jì)咨詢過(guò)程中采用了該值，停修時(shí)間則是設(shè)計(jì)咨詢?cè)谡{(diào)研現(xiàn)有修程綜合相關(guān)資料的基礎(chǔ)上提出的建議值。根據(jù)表1和上文中提到的檢修工作量和檢修列位數(shù)計(jì)算公式計(jì)算得出表2。
由此可以看出，原設(shè)計(jì)中未根據(jù)車輛采用新技術(shù)的實(shí)際情況而選用比較合理的定檢周期和停修時(shí)間，造成設(shè)計(jì)值明顯偏大。
4 當(dāng)前設(shè)計(jì)中存在的一些共性問(wèn)題
�。�1） 專業(yè)間的接口問(wèn)題
車輛段涉及的專業(yè)較多，各專業(yè)間的配合就顯得很重要，也是在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中最容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方。從筆者參加的一些項(xiàng)目的情況看，可能出現(xiàn)問(wèn)題的地方主要有：建筑物（構(gòu)筑物）的預(yù)留孔洞，由于專業(yè)間溝通協(xié)調(diào)不夠，可能造成該預(yù)留的未能預(yù)留；區(qū)域功能的不明確或協(xié)調(diào)不夠造成的該引入的管線未能引入；不同管線間的相互干擾或者由于計(jì)劃不周造成施工中的重復(fù)開(kāi)挖；設(shè)計(jì)過(guò)程中互提資料程序的不規(guī)范造成的設(shè)計(jì)文件不統(tǒng)一；段內(nèi)與段外在線路、排水等的銜接上未能及早與相關(guān)方達(dá)成書面協(xié)議等。接口問(wèn)題處理不好，會(huì)給施工帶來(lái)很大的問(wèn)題，甚至?xí)斐珊艽蟮膿p失。所以，應(yīng)引起足夠的重視，從建立專業(yè)間溝通協(xié)調(diào)程序，加強(qiáng)總體的工作力度等方面保證接口問(wèn)題能夠得到及時(shí)有效的解決。
�。�2） 設(shè)備選用的問(wèn)題
就筆者調(diào)查的現(xiàn)有地鐵車輛段的實(shí)際檢修工作可以看出，很多檢修設(shè)備利用率不高，造成了人力、物力的很大浪費(fèi)。建議在今后的設(shè)計(jì)工作中根據(jù)配屬車輛的實(shí)際情況，合理選用設(shè)備；同時(shí)，加強(qiáng)測(cè)試設(shè)備、環(huán)保設(shè)備的投入，以滿足運(yùn)營(yíng)安全和社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求。
�。�3） 合理設(shè)計(jì)步驟與周期的問(wèn)題
設(shè)計(jì)工作有一定的程序和合理的周期，但現(xiàn)實(shí)情況是由于地鐵建設(shè)的特點(diǎn)，車輛段的設(shè)計(jì)周期往往受到各種條件的制約而不能完全按合理的周期進(jìn)行，造成設(shè)計(jì)質(zhì)量的下降，給后續(xù)工作帶來(lái)很多問(wèn)題，并最終影響到整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)。針對(duì)這種情況，筆者認(rèn)為應(yīng)該明確設(shè)計(jì)工作在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)中的重要地位，作好前期準(zhǔn)備工作和協(xié)調(diào)工作，盡可能保證設(shè)計(jì)工作按部就班的進(jìn)行，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
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