地铁车站建筑方案设计探讨

摘　要:通过实例探讨地铁车站建筑方案设计,做方案比选得到既合理又经济的方案。

关键词:车站建筑;方案比选;探讨
地铁车站建筑方案受多方面因素的影响,其中车站的规模及型式将直接影响工程造价,设计人员在设计时要同时兼顾方案的可行性与造价的合理性。有关统计数据显示,轨道交通工程造价约每公里4～8 亿元人民币,在不同的地区,不同的线路敷设方式及不同的时期所建设的轨道交通工程,造价也可能相差较大。因此,在满足车站使用功能的前提下,选择合理可行的方案,尽量压缩规模,可有效地降低造价。
1 　站位及规模
车站的建筑方案和站位受周围环境、建筑物、客流的影响,车站规模以线路远期设计客流量为依据, 结合城市规划等因素综合确定。地铁一般都位于繁华的城市市区地下,而这些地区地下管网较多,且有的管线是不易被移改的,建筑方案的设计有时受其影响较大,其它如施工方法等也会影响方案。考虑上述因素,在车站建筑设计时,要根据周围环境及规划要求,布置车站平面、出入口及风亭的位置。通过调整车站平面、站位、埋深,最大限度地吸引客流,减少建筑物拆迁量及地下构筑物和管线的迁移,方便施工,并尽量减少对地面交通的影响。选择合理的换乘方式,在满足车站使用功能的前提下,布置合理的车站总平面,压缩规模,减小埋深,以降低乘客的乘降高度及工程造价,节约运营费。
2 　车站建筑平面布置
车站建筑平面根据不同的车站型式、客流量、变电所组合、车站坡度方向、相邻区间工法、车站股道布置有无道岔等因素,采用不同的布置。如地下单层侧式站台车站,结合所处站位的城市规划等因素, 有时做地下集散厅,有时做地面集散厅,主要的设备管理用房往往布置在地下,并结合具体情况,变电所也可布置在地面。地下双层岛式站台车站及侧式站台车站,通常是地下一层做站厅层,一般在两端布置设备管理用房区,中部布置公共区,地下二层为站台层,有效站台两端布置设备管理用房区。有时要根据所处站位的规划、物业开发等要求,在车站上方建商用、办公楼,在这种情况下,站厅层可有部分露出地面,乘客乘降高度减小,有利于乘客集散,也降低了工程造价。有时在车站上方有横向穿过的规划道路,当然道路下方要预留埋管的深度,加大车站埋深很不经济,在这种情况下,可将车站做成一端双层, 另一端单层,即规划道路下方做成单层,此时只在站厅层一端布置设备管理用房区。要求在站厅层设专用的直通地面的消防通道时,最好把管理用房都布置在一端的设备管理用房区内,这样可以方便工作人员疏散。主要的设备管理用房区也可集中于车站一端,另一端的有效站台端部离车站端部很近,可根据具体情况灵活掌握。
建筑平面布置要紧凑合理,使换乘客流与进出站客流分开,避免相互交叉干扰。车站楼扶梯宽度及数量要根据客流通过计算确定,与进出站能力相匹配,使乘客集散顺畅,并满足疏散要求。出入口通道的宽度及数量应根据分向客流乘以不均匀系数确定,出入口通道的数量越多,不均匀系数越高;出入口通过的数量越少,不均匀系数越小。通过合理的布置公共区与设备管理用房区,压缩车站规模,若按每正线公里8 亿元人民币计算,则车站缩短1 m 约节省80 万元人民币。
3 　车站建筑方案实例介绍
3. 1 　天津地铁2 号线东南角换乘站,总平面示意图见图1 。

图1 　天津地铁2 号线总平面示意图

天津地铁2 号线东南角换乘站设置于南马路、通南路下,在十字路口下与4 号线东南角站“ 十”字相交。东南角站周围人口密集,有众多的商店,10 多条线的公交车在此经过,交通十分繁忙,客流量大。
下面有两种方案进行比选:
(1) 方案1(岛侧方案)
2 号线车站为双层岛式,4 号线车站为单层侧式,2 号线在下,4 号线在上。地下1 层为站厅层,与4 号线站台层处于同一平面,地下2 层为2 号线的站台层,4 号线乘客可通过付费区的2 部下行自动扶梯和2 部混行楼梯下到2 号线站台层候车,2 号线下车乘客也可通过2 部上行自动扶梯和混行楼梯完成4 号线的换乘。
(2) 方案2(岛岛方案)
2 号线车站为3 层岛式站台车站,在十字路口处地下与规划地铁4 号线相交,4 号线站厅层处于同一平面,两站站厅层内的付费区连通,两站的出入口可以共用;地下2 层为设备层,与4 号线站台层处于同一平面,互不贯通;地下3 层为站台层,考虑与4 号线换乘,在2 号线站台中部设两部楼梯直接进入4 号线站台。
进行方案比选,确定换乘方式,方案1 车站总建筑面积11 001 m2,4 号线换乘客流可通过站厅层中的两组楼扶梯下到2 号线站台候车,2 号线换乘客流反向流动。换乘路线较短,由于减少了车站层数, 利于乘客使用;减小了基坑深度及基坑降水量,降低了施工难度,也降低了造价。方案2 车站总建筑面积12 115 m2,换乘楼梯设在两站相交部位的站台上,乘客可通过站台直接换乘,换乘路线短。但2 号线车站为3 层,规模及基坑深度较大,投资较高。因此认为方案1 优于方案2 。
3. 2 　北京地铁5 号线雍和宫换乘站,总平面示意图见图2 。

图2 　北京地铁5 号线总平面示意图

雍和宫换乘站位于雍和宫大街和北二环路交口处,沿南北向设置,设于环线雍和宫南侧。该站位南侧有五号线盾构试验段工程的盾构井,北侧是既有环线地铁雍和宫站予留节点,东西两侧线间距基本已定在34. 3 m , 车站宽度取38. 7 m , 长度约为124 m , 与环线站结构脱开,同时也解决了环线和五号线人防防护等级不同的矛盾。
车站为3 层岛式车站,地下1 层为物业开发层, 南北端分设与本层相关的设备用房,地下2 层为站厅层,地下3 层为站台层。5 号线雍和宫站与环线车站上下立交。下面有两种方案进行比选:
(1) 方案1(站台换乘)
通过对既有节点改造,乘客可通过环线车站站台一端的换乘楼梯直接下到5 号线车站站台上,换乘楼梯和自动扶梯的总宽度根据换乘客流量大小, 通过计算确定。5 号线车站站台层的主要管理设备用房设在两端。
(2) 方案2(通道换乘)
布置基本同方案1 , 在站厅层付费区内设一换乘通道可到达环线站台层下面,打穿底板,做一通道口,与环线连通,但换乘通道高度较大,需设上行扶梯和下行扶梯各1 部,即增加2 部扶梯,增加了环控通风设备。进行方案比选,确定换乘方式,方案1 换乘路线短,换乘设施工程量小;方案2 换乘路线长,换乘高度大,增加造价。因此认为方案1 优于方案2 。
3. 3 　北京地铁4 号线平安里站,作为一中间站的方案。总平面示意图见图3 。

图3 　北京地铁4 号线总平面示意图

北京地铁4 号线平安里站位选在西四北大街、新街口南大街、平安里西大街和地安门西大街的十字路口下,南北向设置,有利于吸引各方向的客流, 车站所处位置交通繁忙,有多路公交车,客流量大, 周围建筑物对车站站位及埋深基本无影响,在十字路口下有横穿车站的两条D = 1 000 热力、一条直径 1. 05 m 污水管及一条2 m ×2 m 电力沟控制埋深。下面有3 种方案进行比选:
(1) 方案1
　　避开控制管线,车站设计为两端双层、中间单层的暗挖岛式站台车站。把站厅分成南北两个,分设在路口两侧,两站厅各自独立,此方案埋深较浅,车站规模大一些。在单双层结合部位,结构断面变化, 施工复杂一些。出入口各设上行扶梯1 部。
(2) 方案2
整个车站降低,避开控制管线,车站全部为暗挖双层岛式站台车站,站厅通透性好,车站规模小一些,埋深却加大。出入口提升高度加大。出入口各设上行扶梯和下行扶梯1 部。也即增加4 部扶梯。
(3) 方案3
结合附近拆迁,根据线路调整,改为路西明挖方案,埋深减小,比暗挖明显降低了造价。进行方案比选,方案2 比方案1 土建工程费用节省约580 万元人民币,方案3 又进一步降低了造价,使乘客乘降高度减小,又利于使用。
4 　结语
车站建筑方案应根据站位、车站型式、换乘方式、施工方法等的不同确定不同方案。车站建筑设计有共同特点,要根据城市规划、建设单位要求等,遵循地铁规范。布置车站平面以满足设备专业要求、运营要求及疏散要求等;布置出入口要最大限度地吸引客流,减少建筑物拆迁量及对地面交通的影响。由于各站所处的环境不同,又有各自的特点,设计时要仔细研究制约因素,做大量细致的工作。通过调整站位、埋深、迁移或避开管线等,做出不同方案;比较换乘方式和施工方法,做出造价分析。在满足车站使用功能的前提下,选择客流流线短和经济合理的车站建筑方案,为在以后的初步设计中避免出现大的变动,按合理的造价有效地控制设计。