中心城區復雜環境下方案設計研究

柏 林

(中鐵(天津)隧道勘測設計院有限公司第一分院，天津 300133)

0 引言

北京地鐵8號線二期工程南段線位周邊用地大多為歷史文化保護區。沿線擁有鼓樓、火德真君廟、后海、景山公園、皇城根遺址公園等著名的皇家園林及旅游景點，連接了王府井等繁華的商業街，是傳統文化風貌的重要旅游地區和國內知名的商業區。周邊環境十分復雜，外部控制因素較多，通過對其控制條件的分析，使本站的建筑結構方案的選擇打破了地鐵車站常規模式。車站的結構形式比較適合于周圍的建筑條件，便于旅客的換乘，在某些方面具有獨一性、創新性。

1 工程概況

地鐵8號線二期工程南段是由一期工程(奧運支線)向南延伸。南段線路北起奧支線與10號線的換乘站——北土城站、知春路與北辰路交叉口，線路以地下線形式沿北辰路向南敷設，經過北三環安華橋后一直向南，經舊鼓樓大街向南至北二環的鼓樓橋，然后再繼續向南延伸，沿舊鼓樓大街至地安門外大街，在地安門外大街與平安大街交叉口處折向東，經由南鑼鼓巷至交道口南大街與平安大街交岔口后向南敷設，終點設置在中國美術館西門。本段共設置6座地下車站:安華橋站、安德里北街站、鼓樓大街站、什剎海站、南鑼鼓巷站、中國美術館站。

南段線6座車站中有4座換乘車站，安華橋站遠期與M12號線換乘，顧洛大街站與既有M2號線換乘，南鑼鼓巷站和中國美術館站與在建M6號線換乘。

2 工程技術

2．1 車站站位、站型確定

1)安華橋站。本站位于北辰路、舊鼓樓大街與北三環交叉口西側，車站沿北辰路、舊鼓樓大街南北向布置。本站的站位、站型和工法應結合以下四點確定:a．最大程度降低對安華橋橋體(基礎形式為淺基礎)的影響，將車站主體跨三環主路的50 m范圍內，車站采用單層暗挖+分離單洞的形式，同時兩個側站臺(側站臺寬度3．5 m)之間采用凈寬5 m的聯絡通道聯系;b．根據三環路地勢起伏的特點，同時結合減少對地下管線的改移工程量，車站兩端采用暗挖雙層島式站臺的形式;c．考慮車站北段區間采用礦山法施工、南段區間采用盾構法施工(提供盾構掉出的條件)，因此將車站兩端15 m范圍內采用明挖四層的形式;d．為充分利用車站北段綠化帶的地下空間、降低車站的造價、縮短車站站體的長度，考慮將車站主要的設備及管理用房進行外掛設置。本站站位設置在安華橋橋樁西側，兩端采用暗挖雙層+明挖三層，中間采用暗挖單層的結構形式下穿北三環主路。另外為了減小車站長度，在車站西北象限(中國科技館)的綠地內外掛部分設備用房。故車站為地下兩端雙層，中間單層端進式島式車站。

2)安德里北街站。車站位于安德里北街和鼓樓外大街十字交叉路口處，沿鼓樓外大街呈南北布置。本站的站位、站型和工法應結合以下兩點確定:a．經過與交通部門的溝通及協調，在保證施工期間“占一還一”的原則，同意在舊鼓樓大街下方采用明挖法施工標準雙層島式站臺的形式;b．車站西側臨近車站附近有一根1 500mm的電力管溝，經前期部分協調，改移費用較高(1．3億元)，同時安德里北街道路下方管線密集，管線改移周期難以控制，改移費用較高，因此采用局部暗挖單層的形式。故本站為兩端雙層明挖、中間單層暗挖端進式車站。

3)鼓樓大街站。本站位于舊鼓樓大街與北二環路交叉口南側，北臨既有M2號線鼓樓大街站，根據北京市2020年線網規劃要求，8號線鼓樓大街站與既有M2號線鼓樓大街站實現換乘。本站的站位、站型和工法應結合以下五點確定:a．結合東城區區政府舊鼓樓大街與北二環路東南角整體統一規劃的要求，為降低8號線車站的施工難度，考慮本站采用明挖14 m站臺島式車站的形式;b．由于M2號線為明挖法施工的車站，車站頂板覆土厚度僅為3 m，因此8號線車站區間必須下穿既有線。同時，為降低兩個車站之間的換乘距離，縮短乘客行走的時間，考慮將8號線車站在滿足車站功能和保證2號線車站安全的情況下，將8號線車站端頭與既有線2號線車站距離控制在65 m，因此考慮8號線車站為明挖三層;c．考慮兩線換乘客流實現平層換乘，因此將8號線車站負一層設置站廳層、負二層設備層、負三層站臺層;d．由于M2號線為1987年建設完成的，當時未考慮換乘和預留換乘空間。通過對8號線遠期預測客流的計算，換乘客流占總客流的80%，為減少8號線換乘客流對M2號線站臺的沖擊和影響，考慮在8號線車站西北角和東北角各設置一個面積約1 200 m2的換乘廳，兩條線通過6．5 m的換乘通道連接，實現雙向換乘。由于2號線車站目前改造較為困難，因此在8號線車站站廳北端預留遠期實現單向換乘的條件;e．由于車站站廳北端第一組樓、扶梯距離換乘通道較近，根據乘客的行為心理原則(行走就近原則)和客流仿真模擬，顯示對北端第一組樓、扶梯遠期會有一定的沖擊和擁堵現象，因此考慮在車站東側增加另一換乘通道路徑，分流換乘客流，提高8號線站廳層三組樓扶梯的利用率(見圖1)。

圖1 鼓樓大街站換乘平面圖

故車站主體結構為地下三層島式，在車站北端東西兩側各設置一個地下換乘廳，改造2號線車站的西南、東南出入口通道為換乘通道并接入換乘廳，實現兩站“廳—廳”換乘。換乘廳分為付費區和非付費區，其中非付費區設置兩站共用的出入口。

4)什剎海站。什剎海站為北京地鐵8號線二期中間車站，站位設置于地安門外大街路東側一帶商業門面房處，沿地安門外大街呈南北布置。本站的站型、站位和工法應結合以下四點確定:a．地安門外大街西側為貞觀年間火的真君廟(市級保護文物)、鼓樓西大街與地安門外大街交叉口東北角為明清時期的鼓樓(國家級保護文物)、橫跨地安門外大街為1285年的萬寧橋(市級保護文物)，根據北京市文物專家的要求，鼓樓大街站～什剎海站區間軌道的線路距離明清時期的鼓樓(國家級保護文物)不應小于50 m，同時要求什剎海站～南鑼鼓巷站區間線路不能正穿萬寧橋(市級保護文物)。結合上述周邊情況和相關部門的要求，車站站位設置于地安門外大街東側(拆遷地塊內)，采用明挖法施工;b．地安門外大街規劃路50m，現狀道路寬15m，由于地域屬文保區，道路紅線很難實現規劃，現狀車流量大，交通繁忙，三車道(北向兩車道，南向一車道)和兩側自行車道。經與交管部門協調，地安門外大街無法滿足“占一還一”的原則，因此車站站位全部設置在拆遷地塊內，可結合西城區舊城保護規劃一體化開發;c．萬寧橋河底與道路高差為3．5 m和河底淤泥層較厚，且什剎海站～南鑼鼓巷站區間(盾構區間)需下穿大量平瓦房和高層商業，為保證區間的安全和減少運營線路對上方居民生活的影響，故車站采用明挖三層島式站臺的形式，將盾構區間深埋設置;d．考慮車站站廳層設置于負一層、設備層設置于負二層、站臺層設置于負三層。故車站主體結構為地下三層島式。

5)南鑼鼓巷站。南鑼鼓巷站為北京地鐵8號線與6號線的換乘車站，站位設置于地安門東大街與南鑼鼓巷交叉口北側，沿地安門東大街東西向布置。本站的站型、站位和工法應結合以下兩點確定:a．地安門東大街管線情況:污水管線、熱力管、雨水管、電力管;道路情況:地安門東大街現狀寬約30 m;古樹情況:沿地安門大街沿街有大量需要保護的古樹;保護性建筑物情況:沿地安門大街有文物保護單位4處;經與各個部門的溝通協調，管線改移和交通導改均無法實現，因此站位設置于地安門東大街北側拆遷地塊內，考慮與東城區拆遷地塊實現“一體化”開發，綜合利用舊城保護區地下空間;b．地安門東大街南側為6號線車站，根據北京市2020年線網規劃，6號線與8號線南鑼鼓巷站實現換乘，考慮兩個車站之間換乘的便捷性，兩線采用同站臺通道換乘的形式;故8號線車站為地下四層疊摞站臺，車站負三層為左線站臺層，負四層為右線站臺層，分別與6號線左右線站臺對應，在每層站臺各設置一個換乘通道與6號線車站相連，實現同站臺同標高換乘(見圖2)。

6)中國美術館站。本站位于美術館東街、王府井大街、五四大街、東四西大街四條街十字交叉路口處，沿美術館東街、王府井大街呈南北布置。6號線中國美術館站及規劃3號線車站均沿東四西大街東西向布置。本站的站型、站位和工法應結合以下兩點確定:a．管線情況:路口東西南北向主要有熱力管溝、電力管溝、雨水管溝、污水管溝埋深均較深;道路交通情況:現狀車流量大，交通繁忙，經與各部門溝通協調，管線改移和交通導改均無法實現，因此車站主體采用全暗挖法施工;b．美術館東街南北向熱力管溝埋深約10．0 m(靠主路的西側)，王府井大街南北向電力管溝埋深約11．6m(靠主路的東側)，同時車站兩側為民航總局和華僑大廈(地下室空間貼道路紅線)，考慮降低8號線和6號線軌面的埋深和車站施工期間降水的難度，將車站北端左線雙層單跨(凈寬12．0 m)設置于熱力管線的東側，右線區間下穿熱力管線，車站南端雙層單跨(凈寬12．0 m)設置于電力管線的西側，左線區間下穿電力管線，左線與右線站臺錯開設置;c．美術館東街、王府井大街、五四大街、東四西大街四條街十字交叉路口處管線眾多，考慮車站單層站臺下穿十字路口聯系左線、右線錯開的站臺，站臺共享區約50 m;d．車站北端與南端高層較多，車站長度受到限制，因此考慮將車站主要的設備及管理用房去外掛于西北角綠化帶內，外掛地下三層(負一層設備層、負二層站廳層、負三層設備層)(見圖3)。

圖2 南鑼鼓巷站縱剖面圖

圖3 中國美術館站縱剖面圖

故8號線中國美術館站為北端暗挖雙層，中間暗挖單層，南端明挖三層車站，施工方法采用明、暗挖結合。8號線車站為端廳車站，為實現遠期與3號線車站的通道換乘，在南北兩個端廳付費區內分別預留與規劃3號線的換乘通道接口。待3號線建成后，通過3號線站廳層付費區與6號線實現換乘。

2．2 規模控制

車站規模應以遠期超高峰小時客流量為依據，并根據列車長度和限界要求，滿足乘客乘降和集散安全以及車站運營要求，并綜合考慮其所處的地理位置、地面交通情況、地下管線位置、車站性質以及遠期發展規劃等因素合理確定車站規模。車站超高峰系數根據車站規模、車站周圍用地情況等所決定的客流性質不同分別取1．1 ～1．4。

為了有效控制工程造價，將對本線各車站進行規模和功能分析。

1)站臺寬度:根據遠期高峰小時客流量等綜合因素計算確定。島式站臺最小寬度:8 m。地下車站側站臺最小寬度:2．5 m。高架車站側站臺最小寬度:2．5 m。

2)自動扶梯。車站出入口的提升高度大于6 m時，設上行自動扶梯。車站出入口的提升高度大于12 m時，設上、下行自動扶梯。站廳與站臺高差超過6 m時，上、下行均應設自動扶梯。分期建設的自動扶梯應預留位置。

3)車站形式、站臺形式及規模見表1。

3 非標準車站建筑設計重點

3．1 三層、四層車站

1)三層車站一般布置順序為負一層站廳、負二層設備層、負三層站臺層。2)公共區廳—臺的樓扶梯在穿越設備層時應做好防火封堵(關鍵部位為樓扶梯穿越負二層時的梯下三角房)。3)公共區樓扶梯在中板開洞時應在樓扶梯兩側預留10 cm～15 cm的公共區裝修安裝尺寸(一般為干掛石材)。并且在穿越負二層樓扶梯兩側的二次墻體采用煤矸石實心磚砌筑，以滿足承重要求。4)在有效控制車站規模的前提下應在設備大端、小端各設置一個上、下貫通并直出地面的消防專用通道。5)三層車站一般將變電所房間設置于負二層，以減小車站長度。在確定各層層高的時候應考慮負二層設置的電纜夾層。夾層范圍內設備區走廊的凈高應與兩側門洞高度協調得當，避免出現該處走廊在上方管線安裝完成后與吊頂及兩側門體沖突。

表1 車站站臺形式及規模

3．2 端進式車站

1)車站各個端廳在周邊環境允許的前提下應盡量設置兩個直通地面的出入口。2)公共區布置應在滿足設備用房使用要求的前提下盡量加大公共區的面積(建議為2跨半的非付費區空間)。3)每個端廳直出地面的出入口應至少設置一個無障礙電梯，相應的每個端廳也設置一個站廳—站臺的無障礙電梯。4)車站每個端廳設置的站廳—站臺的公共區樓扶梯應考慮中間暗挖單層段的土體，保證下工作點距前方障礙物的距離大于8 m，條件允許的情況下應適當加大(建議為10 m)。5)單層暗挖段兩個單洞，側站臺寬度建議做到至少凈寬4．0 m。

3．3 異形車站

1)一般外掛均為大型的設備機房，故在設計過程中應充分考慮外掛部分設備用房與主體部分設備用房的管線連通路由，應在車站主體與外掛設備用房之間設置一條獨立的管線通道(建議6 m×2．7 m)，滿足強電電纜與弱電電纜分設與通道兩側，中間留有后期運營期間檢修空間。

2)應在外掛部分設置直出地面的緊急疏散口。

3)外掛部分的設備用房應慎重選擇，盡量避免出現管線連通路由的反復。以安華橋為例:開關柜室設置在站臺層，變配電室設置在外掛部分，兩個房間不同層，安華橋站本身又為端廳車站，故開關柜室內的電纜引入變配電室之后，需要將近200根電纜再重新進入車站主體部分，接入配電室及強電井。造成電纜路由反復性大，與其他管線交叉現象嚴重，同時增加投資。

4 結語

車站建筑方案應根據站位、車站形式、換乘方式、施工方法等的不同確定不同方案。

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。

［1］GB 50157-2003，地鐵設計規范［S］．

［2］施仲衡．地下鐵道設計與施工［M］．西安:陜西科學技術出版社，1997．

［3］中國鐵道協會，大連鐵道學院．1999-2001城市軌道交通論文集［M］．北京:中國鐵道出版社，2002．

［4］王 聰．地鐵車站建筑設計的不足與創新［J］．城市軌道交通研究，2006(10):24-28．

［5］沈景炎．以軌道交通為骨架構筑城市客運綜合樞紐［J］．都市軌道快軌交通，2004，17(3):19-23．