地铁车辆段上盖开发模式下接触网施工和维保特点分析研究.pdf

11交通科技与管理智慧交通与应用技术0引言随着国内城市轨道交通的快速发展，地铁车辆段已经出现了与上盖进行物业融合开发的模式。在国际城市规划中，地铁上盖物业已成为发展潜力最大、使用程度最高、抗风险能力最强的城市高效物业形式1。“轨道+物业”模式的实质是通过上盖物业与地铁线路建设同步规划、同步设计、同步施工，为城市轨道交通可持续发展提供保障2。然而盖下的地铁车辆段库房与盖上综合物业也会相互影响、相互制约，这对综合设计能力和后期设备运维要求较高。该文围绕盖下车辆段接触网施工及维保特点这一主线，对接触网专业设备的安装、运行、维护情况进行对比分析，提出有效的改善措施。1上盖地铁车辆段接触网施工特点车辆段为上盖物业开发，一般来说 09 m 竖向范围内为车辆段，915 m 范围内为物业停车库，15 m 以上为上盖物业，如图1所示。这就给接触网设计带来了新课题，以下为盖下车辆段接触网施工设计同传统车辆段的区别之处。图 1车辆段上盖开发结构示意图1.1盖下车辆段接触网悬挂固定方式传统的车辆段一般设置在城市的郊区，股道密集的站场区一般为室外环境，所以通常在接触网设计上，一般采用立钢柱的架空柔性悬挂，或者地面三轨形式（与正线制式兼容），地铁车辆段接触网柔性悬挂在敞开段或露天区域采用钢支柱（多股道时用硬横跨）作支持结构；在停车列检库内采用软横跨悬挂安装，利用横梁和结构柱作支持结构。当地铁车辆段采用上盖物业平台方式，接触网与以往传统露天区域安装方式不一样，受到盖下净空高度、管线布置以及柱网基础位置等诸多制约，具有股道密集、股道相邻间距小、线路曲线半径小、道岔多、接触网悬挂点密、跨距较小等特点3，可利用盖下结构柱和轨顶横梁，横向定位索固定在轨旁结构柱线路侧面，垂直吊索固定在横梁底部。由于上盖盖下土建结构柱和横梁需分别满足限界和净空要求，因此在安装横跨结构时，无须特殊考虑接触网限界要求。传统车辆段接触网支持装置多采用连接件栓接锚固方式，车辆段上盖预留物业开发平台时，接触网采用横跨悬挂方式，横跨悬挂底座在结构柱和横梁上的固定多采用后置化学锚栓方式，根据需要连接在梁上或柱上。在结构柱和横梁上打孔安装锚栓，存在范围广、钻孔数量多、净空高施工不方便及螺栓偏斜等问题，钻孔时还必须防止切断钢筋伤害结构。1.2盖下车辆段接触网悬挂固定方式上盖车辆段接触网设备结合盖下立柱架设，存在以下特点：（1）不同供电区共支柱，多集中在咽喉区。收稿日期：2023-10-19作者简介：苏城（1990）,男,本科,助理工程师,从事轨道交通供电行业工作。地铁车辆段上盖开发模式下接触网施工和维保特点分析研究苏城（广州地铁集团有限公司,广东 广州 510700）摘要地铁上盖物业开发已成为各大城市地铁建设土地集约化利用的必然趋势，面对这种新的特点，文章结合接管运营上盖车辆段的实际情况，从接触网专业设备设施施工及运营维护角度分析，针对施工过程中出现的问题及风险隐患，提出部分有别于传统车辆段接触网专业运营筹备经验，供后续新线设计单位及运营接管单位参考，为新开发模式下接触网专业运维提供相关借鉴。关键词上盖物业；接触网；运营维护；施工建设；风险隐患中图分类号F299.27文献标识码A文章编号2096-8949（2023）24-0011-042023 年第 4 卷第 24 期12交通科技与管理智慧交通与应用技术（2）不同供电区在同一个软横跨，由绝缘子连接，即两支柱间由绝缘子分隔为两个供电分区。（3）现场难以精确标识分区范围，区分供电辨别存在困难。盖下车辆段多利用结构柱进行悬挂安装，平面布置等在一定程度上受制于上盖设计，难以达到工艺流程最优化，这样不可避免会产生同一支柱出现不同供电分区问题。1.3临边位置防触电防护考虑上盖的特殊性，物业开发时不可避免需要进行临边作业施工，在可能从上盖边缘侵入触碰到接触网设备的位置设置物理防护网，对靠近人行通道的带电设备进行绝缘迁移，在围网等位置安装警示标牌，如图 2 所示。图 2盖板边缘供电设备安全防护1.4与相关专业的接口界面种类多、管线交叉量大传统车辆段机电设备管线层布置较为简单，各库房的机电设备管线层主要包含低压配电、接触网、FAS、通信等专业的设备管线，设备管线布置较为灵活、简单。而上盖物业开发车辆段各库房内除了上述的机电设备管线层外，还涉及通风、排烟设备等，需要对各种管线布置做统筹规划设计，使设备管线层与库房构建筑物之间在平面及竖向布置上相互协调，以保证有效的空间利用率、外观美观性，降低建设成本。但实际施工中发现相关专业机电管线没有考虑同接触网带电设备的绝缘净距要求，导致安装位置出现冲突。1.5上盖车辆段工程车库接触网设置问题传统车辆段内工程车采用的是内燃机车，故工程车在调机库内一般按照非电气股道进行布置，上盖车辆段由于通风条件远不如常规车辆段，为有效改善作业环境，应尽量避免产生废气的工程车库设于盖板下部，如平面布局确需将工程车库考虑在盖下，则可考虑采用电力工程车以减少柴油机废气的排放。为满足电力调机的正常使用，盖下工程车库需架设柔性接触网。2上盖车辆段接触网维保特点2.1非全封闭盖体对后期运营的影响车辆段上盖物业开发条件通常考虑将咽喉区敞开，为车辆段采光、通风创造条件。咽喉区周边做降噪处理，并考虑兴建荷载较轻的公共建筑、商业用房等，结合景观绿化，或设计为休闲活动场所。但咽喉区敞开设置，上盖物业的高空抛物等同样影响后续的地铁运营，需在建设期重点考虑。广州地铁官湖车辆段采用的是半封闭上盖，上盖开发施工对运营影响较大，在咽喉区新增了钢结构防护棚，运营期开展了施工配合，施工风险大、配合周期长、安全监管风险大，如图 3 所示。后期建设的车辆段上盖物业开发时须避免该类缺陷，可采用全封闭上盖模式。图 3咽喉区防护棚加装示意图2.2盖下高净空设备检修问题根据设备安装高度，大致可定义以下三个净空范围（H：安装基准面至轨面高度）：H 6.5 m，低净空；6.5 m H 8 m，高净空；H 8 m，超高净空。盖下车辆段接触网悬挂点部分设备，由于安装特性决定了其属于超高净空范畴，不可避免面临难以检修或检修效率低下的问题，传统的梯车（检修平台距轨面高度为 3.5 m）难以对高净空部分做到有效检修维护，传统的工程车作业平台由于正上方接触线干涉，加上其本身操作受限界要求相对非常高，也没法满足特殊位置检修需求。2.3盖下柱子喷漆标识与供电分区相匹配问题上盖车辆段，盖下结构柱横纵交错（其中萝岗车辆段多达 2 900 余根，官湖车辆段多达 3 800 余根），现场难以精确标识分区范围，辨别供电区分存在困难。盖下车辆段柱子喷漆标识与供电分区相匹配，有利于检修人员清晰明了识别各供电分区位置，确保检修作业安全。但由于设计规范中并无明文要求，加上喷涂柱体量大，难以按照专业预想措施去协调落实。2.4盖板变形缝渗漏水及接水槽脱落问题传统车辆段不存在设置变形缝盖板问题，上盖车辆13交通科技与管理智慧交通与应用技术段盖板尺寸大，为抵御温度应力对结构的破坏，必须在盖板上设置变形缝，而变形缝的设置与处理直接影响到盖板的防水效果。如伸缩缝分缝不规则，会引起排水组织较困难，上盖屋面防水如考虑不周，造成雨水渗漏，将给盖下的车辆段运营作业带来较大影响。实际运行过程中，上盖车辆段均不同程度出现由于盖下变形缝防水施工质量或变形缝盖板安装固定不牢靠等问题，导致雨季或上盖施工期间出现渗漏水问题，甚至出现上盖施工混凝土通过变形缝接口倾泄至运营场所的事件。2.5物业开发车辆段对运营施工环境的影响上盖车辆段线路、平面布置等在一定程度上受制于上盖设计，难以达到工艺流程最优化，在多个方面都存在不利于运营作业的因素：（1）增加上盖后，除靠近建筑外墙边的光照较好外，盖下车辆段大部分区域尤其是库外柱网密集区域采光条件较差，由此带来运营作业条件不佳、人体观感较差等问题。（2）车辆段增加上盖后，由于存在大量的结构柱，因此盖下内部空间感较为压抑。大量柱子的存在也使得盖下通视条件较差，这种情况在轨道线路处于曲线段且柱子密布的咽喉区更为突出。（3）上盖开发项目持续时间长，盖上盖下存在较多交叉影响位置，施工工况复杂，存在一定的安全风险，运营内部配合工作量较大。（4）上盖开发一定周期内，粉尘及施工噪音在所难免，需针对性做好相应防范措施。3改善措施研究根据以上分析情况，思考怎样解决以上问题或隐患，结合现有可实施条件提出以下改良措施。3.1同一支柱出现不同供电分区问题的解决措施设计阶段应优化接触网支柱布置，并将供电区共柱问题优化措施纳入相关设计规范文件中加以明确，从设计源头进行把控。同时建议车辆段隔离开关、分断绝缘器、下锚补偿等重要设备的安装位置不仅要满足绝缘距离要求，还必须满足运营检修维护安全距离等要求（如检修人员的作业半径与带电体满足 1 000 mm 的安全距离要求）。3.2管线交叉规范施工问题的解决措施若按照接触网导高为 5 000 mm 来计算，相关其他专业管线安装后，建议不应低于 5 700 mm（距轨面，若工艺要求接触网导高发生变化，管线底面 M 低值也应进行相应调整），且不应占用接触网结构梁柱安装预留位置。对室外综合管线设计建议：上盖平台高度确定前需充分考虑盖下管线、设备的安装空间，避免设备安装过程中的位置冲突；上盖平台下的管线安装需考虑与接触网带电体的安全距离要求；鉴于上盖物业开发的车辆段室外综合管线设计复杂性，可采用三维设计方法建立模型，设计阶段对相关管线的干涉点进行核查，更能提高设计质量；设计过程中重点协调通风空调风机、风管与接触网系统及其附属构件的位置关系，避免安装过程中的位置冲突。3.3临边部位的防触电隐患问题的解决措施针对临边位置的高压带电设备，由运营方组织开展此类风险源识别，并要求将此类风险源纳入上盖开发项目施工方案中，制定相应的施工防范措施，施工前开展全面的施工风险隐患排查，重点涉及以下几方面：（1）盖板面上施工期间，因重载（动载和静载）、打、钻、锤击、震动、碾压等作业破坏或施工操作不当（设备、支架倾覆）造成盖板结构变形、损坏，导致悬挂在盖板上的接触网设施变形、松动、掉落、损坏，电力中断。（2）盖板面上施工期间从预留洞口、变形缝等空隙位置和咽喉区掉落的材料、工具、构配件或飘落的轻质物件坠落或附着在接触网等带电设施上，造成接触网变形、松动、脱落、损坏，电力中断。（3）盖板面上施工期间从盖板结构破损处、变形缝、施工缝、预留洞口、孔隙等位置渗漏或灌入的积水，导致接触网短路跳闸、损坏，电力中断。3.4高净空作业检修问题的解决措施针对高净空作业检修问题，可采用轨陆两用多功能移动平台对接触网硬横梁电缆等设备维护。主平台高度8 m 可调，人员在平台上可有效对 8.2 m 的硬横梁进行检修维护，理论上可实现对净空高度 9.7 m 范围内的设备设施进行检修。3.5非全封闭盖体对后期运营影响的解决措施考虑非全封闭上盖开发物业车辆段，后期运营过程中涉及的配合施工或外部施工作业量大，对设备安全运行影响大。建议后续上盖车辆段盖体延伸至出入段线，实行全封闭盖体处理，同时应尽可能避免移交运营后加装钢结构防护棚类施工，施工周期长，吊装施工风险大，建议建设初期落实相关设计变更及加装防护类处理。3.6盖下柱子喷漆标识与供电分区相匹配问题的解决措施因盖下车辆段暂无应用案例及相关施工标准，故萝岗车辆段、官湖车辆段均无法于施工建设期协调完成标识喷涂，建议制定统一的盖下车辆段供电分区标识喷涂标准，并纳入相关设计需求，便于施工建设期跟踪落实。3.7伸缩缝渗漏水问题的解决措施应在新线介入期就明确盖体及盖下柱体的接管验收单位，便于介入初期就变形缝等施工质量问题进行把控。由于车辆上盖开发的商业建筑与车辆段分属不同的投资和管理主体，建设初期运营单位同建设施工单位就盖体的归属存在意见上分歧，导致变形缝施工质量监控上存在监控盲区。因此，建议各专业系统等应尽量分开设置，14交通科技与管理智慧交通与应用技术做到产权分明、系统管理方便，避免因接口问题导致管理职责上的模糊地带。上盖物业开发的雨水系统接入车辆段雨水管网，车辆段设计时应做好预留条件，同时需重点考虑物业开发尚未实施的过渡期间雨水排放问题，防止雨量大时，一层开发平台无法及时排放雨水，局部出现积水渗漏现象。3.8物业开发车辆段影响的解决措施针对物业开发车辆段对既有运营施工的影响，建议通过以下几种方式进行改善：（1）针对盖下采光条件较差问题，需要在盖下布置足够的照明灯具，局部区域需要照明灯具日夜点亮，同时建议对盖下柱体进行刷白以提高盖下明亮度。（2）车辆段增加上盖后，通风条件大大恶化，可采用电力工程车，以减少柴油机废气的排放。（3）上盖开发定位、建筑布局等输入条件应尽早稳定，以便盖体和车辆段的设计与施工不受影响。如上盖方案在车辆段施工过程中才稳定，将造成较大的变更，甚至难以更改设计，在此种情况下，上盖开发按照车辆段已经预留的条件进行，开发自由度大大受到限制。（4）充分考虑上盖开发需要预留的各种条件，合理处理好屋面防排水、变形缝设置与处理、上盖板坡道的同步实施以及施工期间的防尘降噪处理等问题，既有利于上盖建筑的后期开发，也能减少上盖建筑施工时对运营作业的影响。4总结车辆段上盖开发是目前国内各城市地铁公司的一个业务热点，在上盖物业开发方面，广州地铁相比国内其他多个城市的地铁公司，存在起步晚、经验浅等不足。该文通过分析研究盖下车辆段接触网施工和维保特点，找出风险源，并提出相关针对性的措施和建议，为后续盖下车辆段接触网专业施工介入提供相关借鉴参考，避免在后续车辆段上盖开发中重复出现类似问题，减少和杜绝上盖施工风险对接触网设备运作带来的影响。参考文献1 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