地鐵車站建筑方案設計探討

摘　要:通過實例探討地鐵車站建筑方案設計,做方案比選得到既合理又經濟的方案。

關鍵詞:車站建筑;方案比選;探討
地鐵車站建筑方案受多方面因素的影響,其中車站的規模及型式將直接影響工程造價,設計人員在設計時要同時兼顧方案的可行性與造價的合理性。有關統計數據顯示,軌道交通工程造價約每公里4～8 億元人民幣,在不同的地區,不同的線路敷設方式及不同的時期所建設的軌道交通工程,造價也可能相差較大。因此,在滿足車站使用功能的前提下,選擇合理可行的方案,盡量壓縮規模,可有效地降低造價。
1 　站位及規模
車站的建筑方案和站位受周圍環境、建筑物、客流的影響,車站規模以線路遠期設計客流量為依據, 結合城市規劃等因素綜合確定。地鐵一般都位于繁華的城市市區地下,而這些地區地下管網較多,且有的管線是不易被移改的,建筑方案的設計有時受其影響較大,其它如施工方法等也會影響方案。考慮上述因素,在車站建筑設計時,要根據周圍環境及規劃要求,布置車站平面、出入口及風亭的位置。通過調整車站平面、站位、埋深,最大限度地吸引客流,減少建筑物拆遷量及地下構筑物和管線的遷移,方便施工,并盡量減少對地面交通的影響。選擇合理的換乘方式,在滿足車站使用功能的前提下,布置合理的車站總平面,壓縮規模,減小埋深,以降低乘客的乘降高度及工程造價,節約運營費。
2 　車站建筑平面布置
車站建筑平面根據不同的車站型式、客流量、變電所組合、車站坡度方向、相鄰區間工法、車站股道布置有無道岔等因素,采用不同的布置。如地下單層側式站臺車站,結合所處站位的城市規劃等因素, 有時做地下集散廳,有時做地面集散廳,主要的設備管理用房往往布置在地下,并結合具體情況,變電所也可布置在地面。地下雙層島式站臺車站及側式站臺車站,通常是地下一層做站廳層,一般在兩端布置設備管理用房區,中部布置公共區,地下二層為站臺層,有效站臺兩端布置設備管理用房區。有時要根據所處站位的規劃、物業開發等要求,在車站上方建商用、辦公樓,在這種情況下,站廳層可有部分露出地面,乘客乘降高度減小,有利于乘客集散,也降低了工程造價。有時在車站上方有橫向穿過的規劃道路,當然道路下方要預留埋管的深度,加大車站埋深很不經濟,在這種情況下,可將車站做成一端雙層, 另一端單層,即規劃道路下方做成單層,此時只在站廳層一端布置設備管理用房區。要求在站廳層設專用的直通地面的消防通道時,最好把管理用房都布置在一端的設備管理用房區內,這樣可以方便工作人員疏散。主要的設備管理用房區也可集中于車站一端,另一端的有效站臺端部離車站端部很近,可根據具體情況靈活掌握。
建筑平面布置要緊湊合理,使換乘客流與進出站客流分開,避免相互交叉干擾。車站樓扶梯寬度及數量要根據客流通過計算確定,與進出站能力相匹配,使乘客集散順暢,并滿足疏散要求。出入口通道的寬度及數量應根據分向客流乘以不均勻系數確定,出入口通道的數量越多,不均勻系數越高;出入口通過的數量越少,不均勻系數越小。通過合理的布置公共區與設備管理用房區,壓縮車站規模,若按每正線公里8 億元人民幣計算,則車站縮短1 m 約節省80 萬元人民幣。
3 　車站建筑方案實例介紹
3. 1 　天津地鐵2 號線東南角換乘站,總平面示意圖見圖1 。

圖1 　天津地鐵2 號線總平面示意圖

天津地鐵2 號線東南角換乘站設置于南馬路、通南路下,在十字路口下與4 號線東南角站“ 十”字相交。東南角站周圍人口密集,有眾多的商店,10 多條線的公交車在此經過,交通十分繁忙,客流量大。
下面有兩種方案進行比選:
(1) 方案1(島側方案)
2 號線車站為雙層島式,4 號線車站為單層側式,2 號線在下,4 號線在上。地下1 層為站廳層,與4 號線站臺層處于同一平面,地下2 層為2 號線的站臺層,4 號線乘客可通過付費區的2 部下行自動扶梯和2 部混行樓梯下到2 號線站臺層候車,2 號線下車乘客也可通過2 部上行自動扶梯和混行樓梯完成4 號線的換乘。
(2) 方案2(島島方案)
2 號線車站為3 層島式站臺車站,在十字路口處地下與規劃地鐵4 號線相交,4 號線站廳層處于同一平面,兩站站廳層內的付費區連通,兩站的出入口可以共用;地下2 層為設備層,與4 號線站臺層處于同一平面,互不貫通;地下3 層為站臺層,考慮與4 號線換乘,在2 號線站臺中部設兩部樓梯直接進入4 號線站臺。
進行方案比選,確定換乘方式,方案1 車站總建筑面積11 001 m2,4 號線換乘客流可通過站廳層中的兩組樓扶梯下到2 號線站臺候車,2 號線換乘客流反向流動。換乘路線較短,由于減少了車站層數, 利于乘客使用;減小了基坑深度及基坑降水量,降低了施工難度,也降低了造價。方案2 車站總建筑面積12 115 m2,換乘樓梯設在兩站相交部位的站臺上,乘客可通過站臺直接換乘,換乘路線短。但2 號線車站為3 層,規模及基坑深度較大,投資較高。因此認為方案1 優于方案2 。
3. 2 　北京地鐵5 號線雍和宮換乘站,總平面示意圖見圖2 。

圖2 　北京地鐵5 號線總平面示意圖

雍和宮換乘站位于雍和宮大街和北二環路交口處,沿南北向設置,設于環線雍和宮南側。該站位南側有五號線盾構試驗段工程的盾構井,北側是既有環線地鐵雍和宮站予留節點,東西兩側線間距基本已定在34. 3 m , 車站寬度取38. 7 m , 長度約為124 m , 與環線站結構脫開,同時也解決了環線和五號線人防防護等級不同的矛盾。
車站為3 層島式車站,地下1 層為物業開發層, 南北端分設與本層相關的設備用房,地下2 層為站廳層,地下3 層為站臺層。5 號線雍和宮站與環線車站上下立交。下面有兩種方案進行比選:
(1) 方案1(站臺換乘)
通過對既有節點改造,乘客可通過環線車站站臺一端的換乘樓梯直接下到5 號線車站站臺上,換乘樓梯和自動扶梯的總寬度根據換乘客流量大小, 通過計算確定。5 號線車站站臺層的主要管理設備用房設在兩端。
(2) 方案2(通道換乘)
布置基本同方案1 , 在站廳層付費區內設一換乘通道可到達環線站臺層下面,打穿底板,做一通道口,與環線連通,但換乘通道高度較大,需設上行扶梯和下行扶梯各1 部,即增加2 部扶梯,增加了環控通風設備。進行方案比選,確定換乘方式,方案1 換乘路線短,換乘設施工程量小;方案2 換乘路線長,換乘高度大,增加造價。因此認為方案1 優于方案2 。
3. 3 　北京地鐵4 號線平安里站,作為一中間站的方案。總平面示意圖見圖3 。

圖3 　北京地鐵4 號線總平面示意圖

北京地鐵4 號線平安里站位選在西四北大街、新街口南大街、平安里西大街和地安門西大街的十字路口下,南北向設置,有利于吸引各方向的客流, 車站所處位置交通繁忙,有多路公交車,客流量大, 周圍建筑物對車站站位及埋深基本無影響,在十字路口下有橫穿車站的兩條D = 1 000 熱力、一條直徑 1. 05 m 污水管及一條2 m ×2 m 電力溝控制埋深。下面有3 種方案進行比選:
(1) 方案1
　　避開控制管線,車站設計為兩端雙層、中間單層的暗挖島式站臺車站。把站廳分成南北兩個,分設在路口兩側,兩站廳各自獨立,此方案埋深較淺,車站規模大一些。在單雙層結合部位,結構斷面變化, 施工復雜一些。出入口各設上行扶梯1 部。
(2) 方案2
整個車站降低,避開控制管線,車站全部為暗挖雙層島式站臺車站,站廳通透性好,車站規模小一些,埋深卻加大。出入口提升高度加大。出入口各設上行扶梯和下行扶梯1 部。也即增加4 部扶梯。
(3) 方案3
結合附近拆遷,根據線路調整,改為路西明挖方案,埋深減小,比暗挖明顯降低了造價。進行方案比選,方案2 比方案1 土建工程費用節省約580 萬元人民幣,方案3 又進一步降低了造價,使乘客乘降高度減小,又利于使用。
4 　結語
車站建筑方案應根據站位、車站型式、換乘方式、施工方法等的不同確定不同方案。車站建筑設計有共同特點,要根據城市規劃、建設單位要求等,遵循地鐵規范。布置車站平面以滿足設備專業要求、運營要求及疏散要求等;布置出入口要最大限度地吸引客流,減少建筑物拆遷量及對地面交通的影響。由于各站所處的環境不同,又有各自的特點,設計時要仔細研究制約因素,做大量細致的工作。通過調整站位、埋深、遷移或避開管線等,做出不同方案;比較換乘方式和施工方法,做出造價分析。在滿足車站使用功能的前提下,選擇客流流線短和經濟合理的車站建筑方案,為在以后的初步設計中避免出現大的變動,按合理的造價有效地控制設計。