預留上蓋開發的軌道交通車輛段設計分析

王棟

（中鐵二院工程集團有限責任公司，成都610031）

1 引言

軌道交通是城市公共交通的重要構成部分， 可有效緩解城市交通緊張壓力。 上蓋開發是軌道交通應用中的一種土地集約化開發方式， 其通過在軌道交通途經區域的上方或周邊地區進行土地利用與城市開發，優化城市功能布局，提高土地資源的利用率與集約利用水平， 有效緩解軌道交通開發與運營的資金壓力，推動軌道交通投運良性發展[1]。

2 預留上蓋開發的軌道交通車輛段設計理念

2.1 一體化設計

軌道交通車輛段上蓋開發是軌道交通綜合利用的重要構成。 從上蓋開發空間上來看，蓋上工程以商業、住宅為主，蓋下工程以工業廠房為主，蓋上、蓋下整體設計并有效連接周邊的軌道交通站，形成集商業、辦公、綠化、生產等于一體的通用性綜合體。 軌道交通車輛段上蓋開發應充分貫徹一體化設計理念，統籌布局工業建筑與民用建筑，明確拆分不同等級開發主體的施工界面， 科學匹配軌道交通周邊地區的用地需求與功能需求， 合理控制上蓋開發強度以及軌道交通運營所產生的各類負面影響，如噪聲污染、火災隱患等[2]，優化形成上蓋開發一體化設計方案， 以充分發揮軌道交通上方與周邊地區的土地功能價值。

2.2 包容性原則

軌道交通車輛段上蓋開發中涉及大量的預留工程， 蓋下軌道交通車輛基地建設時需為上蓋開發預留必要的條件與接口。 在軌道交通車輛基地與上蓋開發同步進行時，預留上蓋開發應遵循包容性原則，在上蓋開發設計方案中對結構荷載、建筑可調整性、市政接口位置與容量、落地管線與設施、室外管線、防雷接地措施、覆土深度等進行標準規范內的充分預留，提高車輛段上蓋開發的包容性與拓展性。

2.3 適度性原則

軌道交通車輛段上蓋開發旨在充分利用軌道交通途經區域上部與周邊的土地資源，并進行二次利用，以提高土地集約化利用水平，緩解城市用地緊張壓力。 在土地資源利用與上蓋開發經濟效益等綜合因素下， 軌道交通車輛段上蓋開發強度通常較高，旨在以商業、辦公等經濟性更優的開發利用方式平衡上蓋開發的高成本與經濟投入。 但與此同時，軌道交通上蓋開發中也面臨諸多不利因素，如軌道交通的噪聲污染、火災風險以及與普通土地開發存在差異的結構載荷與覆土深度等，均會影響軌道交通車輛段上蓋開發的強度[3]。 因此，在預留上蓋開發的軌道交通車輛段設計時，應遵循適度性原則，充分平衡開發強度、開發經濟性等之間的關系，進一步優化上蓋開發設計方案。

3 預留上蓋開發的軌道交通車輛段設計規劃

3.1 功能定位

預留上蓋開發的軌道交通車輛段設計首先需明確車輛段上蓋開發的功能定位。 作為軌道交通途經區域上部與周邊地塊土地的二次利用方式， 其功能定位應以優化城市功能結構為目標，根據地塊周邊區域的用戶需求設計開發土地功能，如酒店、工業廠房、辦公建筑、商業綜合體等。 同時，兼顧用戶日常需求，在綜合服務轉換夾層設計停車場，滿足周邊住戶的停車需要，有效隔離地下軌道交通與上蓋建筑，減少軌道交通運行產生的噪聲污染等對上蓋建筑使用帶來的負面影響。 上蓋建筑與地下軌道交通空間利用硬質夾層加以隔離， 可有效隔絕火災，以免上蓋建筑或地下軌道交通中發生的火災向下、向上蔓延，造成更大的經濟損失與人員傷亡。 此外，上蓋開發應與軌道交通基地形成良好的交互機制， 商業綜合體、 住宅小區、公共辦公樓、停車場等需設計路線與周邊軌道交通站相連接，同時保證上蓋開發功能與地下軌道交通之間互相不影響，有效規避軌道交通運行的噪聲污染與上蓋建筑使用中的拋物風險。

3.2 場地規劃

根據預留上蓋開發軌道交通車輛段設計理念與原則，軌道交通車輛段上蓋開發應結合地塊的車流、人流、商流等規劃布設空間布局與功能結構分區，對上蓋區域的建筑空間、交通流線、綠化景觀等進行詳細設計。 以廣州13#線官湖車輛段為例，其上蓋開發主要包括綜合樓區、停車場、生態景觀區以及停車檢修庫區等。 綜合樓區主要涵蓋了居民住宅樓、辦公寫字樓、幼兒園、商業綜合體等；生態景觀區在綜合樓區內沿著軌道交通線路設計了一條步行廊道， 并在廊道周邊一定范圍內打造了一系列綠意盎然的生態景觀，形成條線狀生態綠化帶；停車場規劃于蓋上、蓋下夾層內，用于為綜合樓區內用戶提供停車便利；停車檢修庫區主要用于對車輛進行檢修，為停車用戶提供更加多樣化的功能服務。 同時，上蓋場地規劃需充分考慮用戶使用的便利性， 如上蓋開發中的道路規劃應做好路徑閉環，通過路徑的合理設計提高綜合樓區、生態景觀區等的通達程度；道路的坡道設計應滿足車輛運輸要求，通過合理設計坡道寬度與轉彎半徑，確保車輛運輸與通行的路徑最優化；道路的通行車道應達到雙向通行的基本要求， 提高路口通行速度與通行能力。

3.3 跨線布置

軌道交通車輛段上蓋開發與軌道交通運行應相互獨立、互不干擾。 在上蓋開發時，應高度重視跨線布置工作，在充分考慮覆層之下安裝空間需求的基礎上，對軌道交通運行線路、上蓋區域的車輛通行線路等進行跨線布置， 通過物理隔離等措施降低軌道交通運行對上蓋建筑與道路使用的負面影響。例如，在上蓋開發中合理設計機動車坡道，以便綜合樓內的機動車高效通行；合理設計人行橋，實現軌道交通運輸的大運量脈沖式客流與上蓋區域慢性系統之間的有效交通轉換， 便于軌道交通進出站與上蓋區域的人流快速聚攏與疏散， 提高上蓋開發應用中的步行通行效率，有效規避人流擁擠現象。

4 車輛段建筑結構設計

4.1 結構體系選型

軌道交通上蓋開發中的結構體系選型會影響總平面布置與場地規劃。常見的結構體系類型包括3 種：（1）框架結構。具體布置為在限界允許范圍內布置框架轉換柱， 車輛段上蓋則采用框架結構作為建筑結構體系， 通過框架轉換柱與框架結構托柱的合理布設，有效分解不同方向的負載，此結構體系無須設置落地剪力墻。 （2）剪力墻全落地結構。 考慮到車輛段上蓋開發中存在建筑與軌道在空間上的矛盾， 在軌道間劃定一定范圍的區域作為白地，用于開發綜合樓建筑，如寫字樓、商業綜合體等，避免在白地布設軌道交通線路，使得上蓋建筑可以直接通過剪力墻結構全部落地，無須轉換，此結構體系會在一定程度上降低土地資源的利用率。 （3）框架結構與剪力墻結構的綜合。 車輛段上蓋的建筑采用框支剪力墻進行結構轉換，車輛段上蓋周邊未布設軌道交通線路的區域則采用剪力墻結構直接落地。 具體在軌道交通上蓋開發時，應根據上蓋開發的設計理念與原則，結合城市地面層、工藝層、綜合服務來轉換夾層與上蓋地坪層之間的關系， 合理平衡白地預留的經濟性與上蓋開發強度，選擇最優的結構體系。

4.2 轉換層結構選型

理想狀態下， 軌道交通車輛段上蓋與下方軌道空間同時開發、同步施工，但實際情況下二者存在不同步現象，涉及大量的后期內容調整，需要利用轉換層對上蓋結構進行轉換，提高上蓋開發建筑的抗震性能與力學性能。 當前，上蓋開發中常用的轉換層結構包括3 種：（1）梁式轉換，即利用主次轉換梁對上部與下部結構所承受的荷載進行轉換與平衡， 有效應對后期上蓋開發內容調整后結構力學性能問題；（2）厚板轉換，即利用整體性澆筑的厚板將上蓋開發建筑的荷載傳遞轉換到下部轉換柱中；（3）隔震結構，即在上蓋開發建筑中布設隔震支座、隔震層梁板結構等，提高上蓋開發建筑的抗震性能。在實際軌道交通車輛段轉換層結構設計時，需根據軌道交通空間的結構、上蓋開發建設內容以及調整幅度等，優選轉換層結構形式，減小因上蓋建筑開發引起的軌道通行安全隱患， 保證上蓋開發的建筑抗震性能。

4.3 組團布局形式

軌道交通車輛段上蓋開發布局與功能結構設計很大程度上受到蓋下軌道交通空間布局的影響。 以軌道交通線路方向為例，在車輛段上蓋開發時，若是軌道交通線路為南北向，上蓋開發的空間布局也大多呈南北向延伸， 住宅樓、 商業綜合體、生態景觀帶等多沿南北向呈線性分布；若是軌道交通線路為東西向，上蓋開發的空間布局也大多呈東西向延伸。 如果南北向開發空間較小，可通過東西向錯位布置，形成南北住宅之間不正面相對的錯落建筑。

5 車輛段消防系統與排水防水設計

5.1 車輛段消防系統設計

車輛段消防系統設計應在各功能區安裝防火阻隔區和自動滅火系統， 以滿足火情或火災時人群與車輛安全疏散的要求。 自動滅火系統的應用程序可采用濕式噴水器系統，將濕式噴水器布設安裝在停車場周邊， 濕式噴水系統的噴水流量約為51 L/min， 通過停車場內靈敏度較高的感煙探測器智能監測煙霧濃度， 配合自動滅火系統強化停車場的火災預警與滅火。 在電力配置方面，可在監控室內配置主電源與備用電源，保證自動滅火系統與感煙探測器等全天候工作。 消防水泵、防煙風機的主供電力線路采用絕緣電纜，輸電線路、火災報警器及專用消防電話均采用阻燃、耐火電纜。

設置消防車坡道連接上層街道，在土地利用范圍內，沿多一側設置消防通道， 一側設置消防站， 布置不小于長邊的長度，以滿足整體功能區的消防要求。 建筑周邊有消防車道，路面符合行車要求。 避免種植高大的樹木，有效控制管道數量，為加快消防車輛進出建筑物，達到快速滅火救援的目標，需在相關建筑物之間設置出入口， 并嚴格控制消防車進出地區的負載達標。

5.2 車輛段排水防水設計

預留上蓋平臺應嚴格控制滲排水流量， 以免大量雨水在屋面積存，影響上蓋平臺的安全性與穩固性。 在具體設計時，可按上蓋開發間隔時長，臨時屋面排水至少滿足3 a 一遇的徑流量。 屋面排水宜以變形縫為分水線，并與水專業復核是否滿足臨時及永久排水的需求， 各階段市政接口是否滿足最大排水量的需求。 車輛基地底板上宜設置臨時防水，以保證開發間隔期及施工期間的運營安全；待夾層隔墻砌筑后，完成正式防水及防水收頭。 在正式屋面排水之前，臨時屋面雨水的排放路徑與排水方式可根據可降板區域及轉換夾層的內排水形式綜合權衡后確定。

6 結語

軌道交通車輛段上蓋開發時， 應根據上蓋開發的設計理念與原則，結合城市地面層、工藝層、綜合服務轉換夾層與上蓋地坪層之間的關系， 合理平衡白地預留的經濟性與上蓋開發強度，選擇最優的結構體系、轉換層結構形式與組團布局形式。 在消防系統與排水防水設計中應根據防火規范與標準，充分借鑒已有軌道交通車輛段上蓋開發設計經驗， 提高上蓋開發設計的合理性與科學性。