地铁车站方案设计探讨.doc

地铁车站方案设计探讨崔志强(中铁隧道勘测设计院有限公司河南洛阳471009 )摘 要 分析了地铁建筑方案设计的特点 ,归纳了方案设计的前期准备工作 ,探讨了方案设计的方法及流程 ,并进行了实例分析 ,对地铁车站方案设计有一定的借鉴意义 。关键词 地铁车站 方案设计 边界条件根据设计边界条件 ,形成粗略的方案后 ,需要进行内 、外部边界条件的协调 ,每一个边界条件的协调 调整都可能影响其它边界条件的协调结果 ,因此还 需对其它边界条件进行新一轮的协调调整 ,优秀的 设计方案就是在这种反复中产生的 。d. 方案设计要充分利用各系统 、各专业新技术 成果随着科技的发展 ,新技术 、新产品在地铁领域的应用非常普遍 ,如地铁环控通风中风水系统的应用 , 大大减小了本系统的占用空间 ,缩小了车站的规模 。 建筑师对各设备系统新技术要有所了解 ,在确定方 案时 充 分 考 虑 这 些 因 素 , 做 到 车 站 规 模 最 小 , 造 价低 。3 方案设计前的准备工作地铁方案设计要具备什么样的条件方能进行 ? 简单的说 ,就是收集 、了 解 一切 方案 设 计必 须的 资 料 ,具体包括技术要求 、功能定位 、外部边界条件三 大要素 。技术要求 ,对整个地铁土建 、各设备系统等提 出的统一要求 ,是设计时必须遵守的法则 ;功能定位 ,车站在线网中的定位 (换乘关系 )及在本条线的定位 (中间站 、折返站 、终点站等 ) ,根 据客流和这些条件可以确定车站的规模 ;外部条件 ,包括城市规划条件 ,环境要求 ,交 通状况 ,地上地下建构筑物 ,地下管线以及涉及到的行政主管部门的专项要求等等 。外部条件是确定方案的关键因素 。4 方案设计基本方法及流程方案设计的基本方法就是由功能关系和外部边 界条件入手 ,用比较的方法 ,反复深入 ,由粗线条到 细线条 ,顺着由大到小的原则完成方案设计 。根据经验 ,地铁方案设计流程可归纳为 : 草图 构思 初步协调 方案设计 进一步协调 确定方1 概述地铁车站建筑方案设计是地铁设计中最关键的 一个环节 ,也是最难把握 、最令人头痛的一个设计环 节 。地铁设计因其涉及专业多 、内外部边界条件复 杂 ,设计难度非常大 ,尤其方案设计 ,设计者往往感 到无从下手 。有的设计院成立“方案设计组 ”,组内 成员往往被认为是院内最具“实力 ”的人员 。方案设计要具备些什么条件 ,以及各种工程技 术问题 ,这都是方案设计之前就必须掌握的 。技术 要求 、功能定位和边 界 条件 , 是 方案 设计 的 基本 要 求 ,也可看成是依据和出发点 。确定方案难 ,难在思路 、方法 ,这很难用几个条 条 ,几个步骤能说得清 。大体上是首先要理清对象 , 吃透条件 ,根据边界条件确定总体方案 ,然后进行外 部协调并一步步地深入下去 ,直至方案确定 。方案既定 ,最终完成方案还应当有一个深化的 过程 ,即由粗及精过程 ,这也是为将来的施工图设计 创造条件 。2 地铁车站方案设计特点a. 影响方案设计的因素多 影响车站方案的因素主要有 :车站功能定位 ,规划条件 ,环境要求 ,造价因素 ,道路交通 ,管线 ,地上 地下建构筑物 ,工期要求 ,业主的总体思路等等 ,符 合条件的方案不只一个 ,如何选择最优的方案 ,主要因素的判断是方案成败的关键 。b. 方案设计需充分协调各个专业 、各个系统 地铁建筑方案设计决不是简单的“堆积木 ”,随随便便的将所有功能房间堆在一起 ,把各种功能分 区简单一划了事 。建筑师的工作 ,就象乐队指挥 ,车 站的供电 、通风空调 、通信信号 、给排水及消防 、低压 配电与照明 、火灾报警 、机电设备监控 、人防 、结构等 方面 是 有 机 的 联 系 , 是 分 不 开 的 , 设 计 时 要 统 筹考虑 。先根据车站站位情况与城市规划 、交通 、管线等部门及相关建筑业主进行协调 ,初步确定出基本可 行的车站主体方案形式 、施工方法和地面出入口 、风亭位置 ,然后有针对性的形成车站方案 ,按照形成的 车站方案再与城市规划 、交通 、管线等部门及相关建 筑业主进行协调 、确认 ,根据进一步的协调结果形成 较确 定 的 车 站 方 案 , 然 后 再 协 调 , 直 至 最 终 确 定 方案 。需要强调的是 ,第一 :最终确定的方案设计并非 协调一次 、两次的结果 ,每一次的协调都可能出现新 的问题 ,方案设计的进一步深入也会出现新的问题 , 这些问题就是新一轮协调的开始 ,直至最终确定方 案 。第二 :在初步设计审查中也可能出现车站方案变动的情况 , 此时 , 仍需 采用 上 述方 法最 终 确定 方 案 。见图 1。5 地铁方案设计工程实例分析前面阐述了方案设计的特点 ,设计前准备工作 、 设计方法 、流程 ,下面根据不同的边界条件列举工程 实例 ,逐个分析如何确定车站方案 。5. 1 交通 、换乘因素起主导作用广州 地 铁 三 号 线 林 和 西 站 如 图 2。广 州 市 轨 道交通九号线在此换乘 ; 站位南面为广州市天河体 育中心 ,其南门在附近 ;东西侧有中信广场 ,国贸中心等高层建筑 ,均属写字楼 、商业性质楼宇 ; 向北以远 为 广 州 东 站 广 场 ; 天 河 北 路 交 通 流 量 大 , 根 据调查施工期间不能中断 ,天河北路下有一4 000mm 的排水渠 。2 000mm图 1地铁车站设计流程框图图 2 林和西站总平面根据这些边界条件 ,车站方案大致可作如下考虑 :兼顾南侧体育中心 、北侧高层客流 ,车站跨天河 北路设置 ,考虑施工期间不中断交通及天河北路下2 000mm 4 000mm 的排水渠 , 跨天 河北 路 暗挖 通过 。车站建筑结构形式确定为两端明挖中间暗挖 ,车站北端明挖部分置于林和西路下 ,施工时局部封 路 ,车流疏解至林和中路即可 ,车站南端设于天河北 路以南街心花园地下 ,如图 2所示 。图 3 林和西站纵剖面 (含换乘节点 )九号线尽管远期实施 ,进行三号线车站设计时 ,换乘节点要同期考虑 ,如图 3。根据整个线网要求 及三号线区间线路纵坡 ,考虑远期九号线在三号线下暗挖通过 ,换乘节点设计如图 3、图 4。为了不造成工程浪费 ,并考虑九号线车站实施时不影响三号线车站的正常运营 ,实施三号线车站时预先采取一 些节点工程措施 ,即在与九号线换乘节点位置预先实施九号线所需桩基 ,如图 5。图 4 林和西站换乘节点平面5. 2 交通 、现有建构筑物起主导作用广州 地 铁 五 号 线 小 北 站 如 图 6。小 北 站 位 于 小北路 、麓景 路与 环市 中 路交 叉口 处 , 车站北侧为 广九铁路 、内环路高架桥 ;道路两侧高楼林立且紧邻 道路 ;环市中路交通十分拥挤 ,且路上有内环路高架 桥桩基 、人行天桥桩基 ,在站位处有 2 条 2 000mm 3 500mm 的排水渠 (合并在 一起 ) 。经调 查 小北 路 交通施工期间绝对不能中断 。根据以上基本情况 ,车站大方案思路应是 :站台 位于环市中路下暗挖 ,设备管理用房置于路两边明挖 ,乘客从明挖处进入车站 ,售检票后通过斜暗挖通 道到达站台 。如果从道路两旁能够选择四块明挖地块 ,那么 出入口 、站厅结合设 备管 理 用房 设置 将 非常 理想 。 但分析图 6可以发现 ,受两边高层房屋限制 ,通过尽图 5 林和西站节点桩布置图量少的拆迁房屋仅能找出两个地块 ,那么 ,如何解决 没有明挖出入口的售检票问题呢 ? 如果从两边出入 口能够进入一个公共区进行售检票 ,问题自然解决 , 因此 ,垂直环市中路设置暗挖站厅方案被提出 ,并顺 利通过审查 。图 7 为车站纵剖面 ,从图 6、图 7 可以 了解整个车站方案轮廓 。5. 3 规划、现有建构筑物、换乘、工期要求等起主导作用 广州地铁五号线广州火车站如图 8。本站与地 铁二号线换乘 ,二号线车站设计时没有考虑换乘预 留 。五号线车站位于火车站广场 ,线路成东西走向 ,因区间线 路 需 躲 避 高 架 桥 桩 基 , 因 此 车 站 线 间 距31m;车站西侧为现正在运营的地铁二号线车站 ,与 地铁五号线成十字交叉 ,二号线线路在上 ,五号线线路在下 ;东侧为地下地中海商场及停车场 ,连接地中 海商场有一下沉式广场 ;北侧为广州火车站站房 ;南侧为环市西路 。本站为盾构过站 ,盾构始发井位于距车站 300m的草暖公园内 ,因此本站的站台层施工工期必须满 足盾构过站工期要求 。规划地面广场有两个弧形绿化带 ,车站出入口 、风亭必须结合绿化带设置 ,不能破坏广场景观 。通过与公安 、交委 、广铁集团公司等部门协调得知 :大面积占用火车站广场作为施工场 地只能在两个春运之间 ,春运期间必须恢复火车站广场 。图 6 小北站总平面图 7 小北站纵剖面示意图图 8 广州火车站总平面分析以上边界条件 ,首先五号线线路在二号线之下 ,车站埋深较大 ,再者二号线与地中海下沉式广 场之间距离约 75m ,车站全部采用明挖形式长度不够 ,只能采用明暗结合形式 。 沿线路方向在二号线与地下地中海商场之间全部明挖 ,则可以做四层半 ,此方案不可行 ,首先车站 设备布置不需如此大的面积 ,再者施工工期也满足 不了盾构过站工期要求 。因此 ,车站考虑明挖一层半 ,站台层暗挖两个单洞的建筑结构形式 ,如图 10 ,这样 ,第一可以满足盾构过站工期要求 ,第二明挖部 又可在两个春运期间完成 ,第三车站在地中海及停车场 下部 又保 证了 一 定的 暗挖 安 全距 离 , 如 图 9。 为了不破坏广场景观 ,满足规划要求 ,新设出入口直 通地中海商场下沉式广场 ,其它出入口与二号线车 站共用 ,风亭设于规划绿化带内 ,如图 8、9。图 9 广州火车站纵剖面对于二 、五号线换乘 ,由于二号线没有预留换乘 条件 ,直接进行站台 - 站台的换乘不现实 ,只能考虑图 10 广州火车站横剖面线东端与五号线相连的部分主体侧墙 ,并改造二号 线车站几个管理用房 ,对地铁二号线正常运营不会 造成影响 。站厅公共区的换乘形式 , 如图11 , 实施时拆除二号图 11 广州火车站站厅换乘平面的方案也经常采用 。5. 4 管线 、交通起主导作用6 结束语以上是笔者对地铁方案设计的一点浅见 ,因影 响因素的多样性 ,这里不可能将方案设计所涉及的 所有问题都提出来 ,仅仅提供一种开拓思路的方法 , 希望对地铁车站方案设计有一定的借鉴作用 。站位位于路下 ,道路交通不能中断 ,车站方案采用路下暗挖 ,顺畅布置型式 ,北京地铁采用这种形式 较多 ,如北京地铁复八线天安门西站 、王府井站 、东 单站 ,五号线崇文门站 、蒲黄榆站 、天坛东门站等 ;站 位位于路下 ,道路交通可以减少车道但不能中断交 通或在一定时间内允许中断交通 ,车站方案可采用路下盖挖形式 ,如北京地铁天安门东站 ,深圳地铁华 强路站等 。车站上方管线不能迁改 ,在选择方案时 ,为了保 证管线不受影响 ,车站局部降低或管线内嵌入车站作者简介 : 崔志强 ,男 , 19