地铁车辆段综合管线设计研究.doc

城市轨道交通作为衡量一个城市是否为国际大都市的标志已逐渐为各城市认同为提高城市的形象地位竞争力及和谐程度目前全国已有近座城市已建成或在建及拟建地铁线路北京上海广州南京天津沈阳深圳杭州成都西安武汉郑州长沙合肥宁波无锡苏州东莞等地铁车辆段与综合基地以下简称车辆段作为地铁线路运营和后勤物资的基地通常一条地铁线路就需要设置一处车辆段定修段大架段一般为线网统筹规划车辆段涉及约个专业及系统在地铁中为仅次于线路所牵涉专业及系统数量最多的系统车辆段作为地铁线路的正常运营的后勤保障其重要性可想而知车辆段的设计也一直是地铁设计的关键工点其重要性一点都不逊于车站和区间车辆段设计通常包括工艺设计站场道路及排水设计路基设计建筑设计结构设计低压配电设计给排水及消防设计通风空调及采暖设计绿化景观设计工程筹划及概预算设计综合管线设计以及与各系统专业的配套设计在以上各设计项目中综合管线设计通常被认为是没有技术含量的最不起眼的设计项目但其重要性不次于土建设计由于管线通常敷设于地下道路下或股道下室内也采用架空方式且在施工过程中不易发现其错误之处但建成后对车辆段的正常运营影响较大根据国内各城市轨道交通建设的习惯通常是等到施工完毕交付运营时才检验其成功与否故地铁公司通常以综合管线设计成功与否来衡量或判定车辆段设计成功与否的第一道关口因此综合管线设计在车辆段设计中扮演的角色也越来越重要综合管线设计的作用工程设计中综合管线设计的作用如下节约用地节约工程投资综合规划管线合理组织专业管线走向方便运营检修协调管线交叉避免发生废弃工程为车辆段的正常运营提供安全基础保证协调各专业及系统接口综合管线布置原则基本原则管线综合布置应与车辆段总平面布置竖向设计和绿化布置统一进行使得管线之间管线与建筑物和构筑物之间在平面及竖向上相互协调紧凑合理管线敷设方式的确定应根据管线内介质的性质车辆段地形生产安全交通运输施工检修等因素经技术经济比较后择优确定管线综合布置必须在满足生产安全检修的条件下节约用地当技术经济比较合理时应共架共沟布置管线综合布置时应减少管线与铁路道路及其它干管的交叉当管线与铁路或道路交叉时应为正交在困难情况下其交叉角不宜小于当车辆段分期建设时管线布置应全面规划近期集中近远期结合近期管线穿越远期用地时不得影响远期用地的使用管线综合布置时干管应布置在用户较多的一侧或者管线分类布置在道路两侧管线布置应以股道厂房和电缆沟布置为基本点其它管线根据股道厂房和电缆沟的布置而布置综合管线设计应与总平面布置相结合变电所污水处理站等动力设施尽量靠近使用负荷点以减少室外管线的布置难度布置原则压力管让自流管管径小的让管径大的易弯曲的让不易弯曲的工程量小的让工程量大的检修次数少的方便的让检修次数多的不方便的检修次数多的沿墙敷设或沿绿化带敷设质量较轻的沿墙或沿屋架敷设质量大的埋地敷设重力管埋地敷设压力管沿墙或屋架敷设管线避让管沟电缆沟和室外排水沟应避免交叉布置综合管线设计室内综合管线设计由于各车辆段所涉及的专业及系统差异不大下面以鱼珠车辆段检修主厂房室内综合管线设计地面车辆段和横岗车辆段运用库室内综合管线设计物业开发双层车辆段来介绍车辆段室内综合管线设计鱼珠车辆段检修主厂房室内综合管线设计概况鱼珠车辆段是广州地铁号线全线列车的运用停放检修基地根据广州市轨道交通年至年建设规划鱼珠车辆段将作为广州市轨道交通线网直线电机型车辆的厂架修基地承担号线车辆的厂修和架修任务同时承担本线车辆的定修及运用维修任务是国内首座直线电机厂架修基地也是目前国内在建规模最大的地铁车辆段之一室内综合管线设计鱼珠车辆段的检修主厂房采用网架结构其室内管线涉及通风风管给水管消防水管低压电缆管线压缩空气管生产排水管压力排水管通信管线电缆沟及消防栓等构筑物设计重点难点及对策检修主厂房内设备基础移车台架车机转向架转盘等较多故压力管线低压配电管线通信管线等尽量沿墙或沿网架敷设检修主厂房内起重机较多给水管消防水管压缩空气管等均设置于牛腿以下空间并注意绕避起重机爬梯检修主厂房的大库内墙体较少给水管消防水管压缩空气管敷设时的吊架固定于吊车梁预留孔的位置如图所示检修主厂房的大库内墙体较少各支管与消防栓配电箱或电风扇交叉较多设计时支管沿柱正面敷设消防栓配电箱或电风扇沿柱侧面敷设横岗车辆段运用库室内综合管线设计概况横岗车辆段是深圳市地铁号线唯一的车辆检修基地除承担本线车辆的运用检修外还承担相邻线型车的厂修架修任务横岗车辆段为亚洲首座地面双层车辆段日本有座地下双层停车场为国内首座首个集上盖综合物业开发采用接触轨供电的地铁车辆段室内综合管线设计横岗车辆段运用库为双层车库其室内管线涉及通风风管给水管消防水管低压电缆管线压缩空气管生产排水管压力排水管通信管线电缆沟及消防栓等构筑物设计重点难点及对策相对于鱼珠车辆段检修主厂房室内综合管线横岗车辆段运用库室内综合管线主要有以下重点难点运用库一层的供电电缆沟与整体道床基础结构柱和基础交叉最后与建筑协调供电电缆沟采用特殊设计的方式以避让整体道床基础结构柱和基础如图所示运用库一层二层与边跨房屋之间的过道处消防通道空调冷凝水管空调回水管空调供水管空调风管弱电管线与混凝土通风风道结构横梁存在交叉最后与各专业协调所有管线充分避让混凝土通风风道结构横梁同时对混凝土通风风道结构横梁进行优化设计减小其截面如图所示运用库一层二层的低压配电管线与结构纵梁交叉经与低压配电专业结构专业协调最后低压配电管线绕避结构纵梁同时优化结构纵梁的截面尺寸运用库二层的信号管线供电管线与通风风管结构纵梁交叉最后与信号专业供电专业通风空调专业结构专业协调其最后管线布置如下信号管线沿一层屋顶板面以下在横梁高度范围内采用吊架的方式敷设在二层设置信号机位置的附近由结构预埋钢管以供信号管线通过如图所示由结构专业在供电管线一层至二层中间通道的夹层处预留孔洞供电管线沿二层中间通道下的夹层采用支架敷设的方式将供电管线引至隔离开关控制柜的位置如图所示通风风管设置于结构横梁以下纵向布置在运用库设置处混凝土风道有混凝土风道处结构纵梁采用特殊设计室外综合管线设计室外综合管线设计是车辆段综合管线设计的重点难点是综合管线设计成功与否的关键下面以鱼珠车辆段和横岗车辆段室外综合管线设计来介绍车辆段室外综合管线设计鱼珠车辆段室外综合管线概况鱼珠车辆段室外管线涉及库前截水沟站场排水管站场排水沟供电电缆沟供电管线供电管线均回流电缆管线接触轨接触网压缩空气管通信管线信号管线管线低压管线给水管消防水管生产废水管生活污水管屋面排水管电缆沟排水管自动喷淋给水管散水排水管地下室压力排水管煤气管等管线或管沟或构筑物室外综合管线设计历来是车辆段施工图设计的难点是车辆段设计的卡脖子工程鱼珠车辆段室外综合管线设计存在以下难点用地紧张管线交叉多设计时充分地利用平面和空间资源单张节点图上的节点最多达到个单个断面图上管线数量及种类均较多重力管道走行距离长生活污水管约埋深较大生活污水管最深约设计时考虑在污水处理站设置生活污水提升泵井减少其埋深增大了生活污水管市政接驳的灵活性供电电缆多受总图布置及用地影响电缆沟较长总长约较多较深较宽且不能与站场排水沟排水管交叉设计时将供电电缆沟平行于试车线布置以及尽量设置于主干道的一侧避免了穿越股道区且便于区域内的排水组织跨越河涌管线较多对桥涵设计有较大影响设计时充分利用桥两侧人行道的空间设置浅式电缆沟供各管线敷设如图所示车辆段场坪排水采用排水管方式排水排水管较长管径大最大直径埋深较大设计时考虑排水管与河涌接驳处的管底标高按常水位控制管顶标高按年洪水位控制埋地敷设起点处按敷土考虑横岗车辆段室外综合管线概况横岗车辆段室外综合管线涉及站场排水沟站场排水管供电电缆沟供电电缆隧道供电管线接触轨压缩空气管弱电管线通信等管线信号管线低压管线给水管消防水管生产废水管生活污水管雨水排水管中水给水管电缆沟排水管空调冷凝水管空调回水管空调供水管燃气管洗车机管线等管线或管沟或构筑物室外综合管线设计难点及对策相对于鱼珠车辆段室外综合管线设计横岗车辆段室外综合管线设计时主要有以下难点由于横岗车辆段考虑上盖综合物业开发故室外管线就类似室内综合管线了但室外管线又有其特殊性各管线均应避让柱基础桩基础和横纵梁设计时尽量将各管线设置于横纵梁以上而重力管排水管则采用降标高的处理方法使其尽量敷设在横纵梁以下如图所示由于横岗车辆段考虑上盖综合物业开发运用库检修主厂房及调机工程车库的咽喉区均设置支撑上部结构的剪力墙剪力墙下部则是承台和桩基础故相对于其它车辆段而言股道与剪力墙之间可利用的净距就较小管线布置难度大设计时考虑各管线尽量以吊架形式敷设而对于电缆沟站场排水沟等则采用特殊设计的方式来处理电缆沟通过轨行区时采用电缆隧道的形式通过而站场排水沟特殊设计后其两侧结构宽度和沟底结构大为减少如图所示受周边地形限制横岗车辆段运用库尾部设置了公路涵洞一处考虑作为消防通道使用同时兼顾车辆段内的雨水排放功能设计时在公路涵洞两侧设置排水沟同时按间隔左右设置集水井便于场坪的水经站场排水沟引至涵洞内的排水沟最后与市政排水管网接驳如图所示综合管线设计的建议车辆段初步设计时就应对室外综合管线室内综合管线统筹规划以指导各系统专业及车辆段风水电站场等专业的管线施工图设计减少工作的重复缩短工期车辆段内轨行区设置站场排水沟其它区域设置排水管盲管等以便于在不影响排水效果的基础上减少管线交叉利于管线检修同时又使车辆段更加美观车辆段内所有电缆沟电缆井均考虑设置排水设施困难条件下个别弱电电缆井可不考虑以有效解决电缆沟积水问题加大综合管线设计人员通常车辆段综合管线由工艺专业负责对其它专业车辆站场路基桥涵轨道通信信号气体灭火主控供电接触轨接触网供电车间主变建筑结构低压配电通风空调给排水及消防限界门禁等二十几个专业知识的培训力度以提高综合管线设计人员的综合能力综合管线设计前设计人员应掌握各专业管线设置的目的综合管线设计前设计人员应协调好各专业间包括土建工艺机电及系统专业的设计分工并明确设计界面采用反推法进行综合管线设计目前几乎所有车辆段施工图的设计工期都比较短而通常综合管线是在各专业完成施工图后才能正式开展工作故每次综合管线设计的工期都非常短通常只有个月而综合管线则是最后设计最先施工所以其设计压力是通常是比较大的笔者首次提出反推法来开展综合管线设计以缩短设计周期找出室内管线室外管线的设计瓶颈了解各专业管线与其它管线的间距要求包括平面距离和垂直距离了解各专业管线的坡度要求了解各专业管线的敷土深度要求了解各专业管线的市政接驳关系及控制标高了解各专业管线的规格数量及类型了解各专业管线的设置目的了解土建及各专业管线的施工工法和施工顺序采用反推法进行综合管线设计的步骤如下通过关键点的了解和掌握初步布置出综合管线平面布置图提出须协调的有关问题安排所有相关专业对初步的综合管线平面图进行集审对有关问题进行协调根据集审意见对综合管线平面进行优化设计根据各专业提出的有关要求进行综合管线断面节点图设计期间对出现的有关问题与相关专业进行实时沟通由综合管线设计人员对各专业管线的标高埋深间距及防护要求等进行设计开放综合管线正式的平面图断面图节点图供相关专业确认在上述的步骤中最重要的步骤为第二步及第四步对设计人员综合能力要求最高的为第四步结论通过地面车辆段双层车辆段综合管线设计的归纳总结推出利用反推法来进行综合管线设计对以后地铁车辆段综合管线设计提供参考起到了指导性作用在目前车辆段工期比较短的情况可将综合管线的设计工期由原来的个月缩短至个月以内缩短为车辆段的土建设计节省了时间同时又节约了设计单位的人力资源但用此方法对设计人员的综合能力要求很高设计单位需加大设计人员综合能力的培养力度