北京地鐵遠期雙線換乘站換乘形式分析

石廣銀

(中鐵隧道勘測設計院有限公司，天津 300133)

北京地鐵遠期雙線換乘站換乘形式分析

石廣銀

(中鐵隧道勘測設計院有限公司，天津 300133)

隨著城市軌道線網規劃規模的不斷發展，地鐵換乘站的數量不斷增加。在設計工作中同期或近期換乘站的設計較為深入細致，而線網規劃遠期換乘站的研究卻不夠深入，在建地鐵站設置的位置及預留換乘形式直接影響著遠期換乘站的設置及使用功能。本文分析了雙線遠期換乘的幾種形式及特點，通過對北京地鐵5號線蒲黃榆站由于規劃相對滯后引起后期改造困難和既有衛星廣場站先期站位未充分考慮車站換乘設置，致使后期換乘實施困難，使用功能被削弱的問題進行了簡要分析，提出遠期換乘站設計應從線網規劃、站位選址、換乘節點預留等方面注意的事項。

北京地鐵；遠期換乘站；換乘形式；換乘節點

0 引言

近年來，地鐵建設在國內得到了前所未有的發展，隨著城市軌道交通網規劃的不斷發展，地鐵線路中換乘車站的數量也將越來越多。由于地鐵的建設周期較長，建設費用較高，按照城市軌道交通建設規劃，遠期換乘站不可避免，特別是在城市軌道交通剛剛起步的城市遠期換乘車站的數量更為突出。目前，文獻[1]對地鐵建筑方案的特點及設計流程及方法進行了分析，文獻[2-3]對于地鐵換乘同期實施或近期實施的換乘站站位布置、換乘方案、換乘形式、換乘節點等均進行了深入研究，而對于線網規劃過程中遠期換乘站的深入設計研究卻相對較少。隨著地鐵建設的快速發展，遠期換乘站將是制約車站使用功能的重要因素，因此，在線網規劃及近、遠期地鐵設計中，對遠期換乘站必須予以高度重視，為遠期線的站位及換乘形式留足條件。

由于遠期換乘站中的遠期站在實施過程中受控條件有諸多未知因素，遠期站的站位及形式具有較大不確定性，這成為遠期換乘站設計的難點。為保證遠期站設計的合理性，提高車站的換乘功能，在線網規劃及近期站設計過程中應綜合研究分析遠期車站布置的可能形式及相應的換乘形式，通過分析不同的站位及換乘形式，在近期站設計中預留充足的條件，確保遠期車站的可實施性及功能性。目前，某些已建成換乘站的設置存在車站站位偏離路口，預留換乘通道接口寬度不足等諸多問題，使得后期設計車站時換乘功能較差，致使乘客在使用過程中的順暢性、方便性上難以實現，更談不上舒適性。本文著重分析了雙線遠期換乘站布置形式及換乘形式的特點，并對其進行了簡要對比、分類總結，通過對北京地區建設過程中地鐵5號線蒲黃榆站以及在建地鐵衛星廣場站與既有線換乘的工程銜接改造實例進行分析，總結了遠期換乘站換乘節點預留形式及需注意的問題。為今后在遠期地鐵換乘站的設計中，綜合分析考慮遠期線的可實施性及功能性，提高遠期換乘站的使用功能，為后續設計提供點滴經驗積累。

1 地鐵遠期換乘站布置及換乘形式分類

目前，地鐵遠期換乘站主要根據近遠期線路及站位的不同，車站布置形式、車站站型以及換乘形式有其各自的特點及應用范圍[2]。

1.1 按近遠期線路走向分類

根據地鐵線網規劃，近遠期線路走向大致分為2類，即線路平行、線路呈現一定的角度(分別如圖1和圖2所示)。根據線路走向的不同，近遠期站亦具有不同站位以及不同的換乘形式。

圖1 近遠期線路平行Fig.1 Long-term Metro line parallel to short-term Metro line

由于線路1與線路2平行或接近平行，車站站位設置于道路兩側，車站主體位置沿線路一致或接近設置(如圖3—10所示)，為減小后期施工對先期工程的影響，在車站附屬建筑設計時應綜合分析遠期站位的布置。1)先期車站在附屬設施出入口、風亭設置時，應綜合分析遠期站實施時對先期站的影響。2)應盡量將風道設置于車站上側，避免后期車站施工導致該站無法正常運營。3)在出入口設置時，應將上側出入口寬度適當加寬，以滿足后期雙線使用要求；為滿足車站下側客流的需要，車站下側可設置1個出入口，在端部實施“T”型通道，同時應將出入口人防段設置位置避開后期主體結構，避免后期土建破除量較大。4)當車站所在位置地質條件較差時，先期車站與遠期車站主體之間應滿足主體結構之間的土體加固空間，以減少對先期車站運營的影響。5)車站前后區間平面標高等應預留后期交叉條件，避免后期站軌面標高較低，實施為3層站，造成施工難度增加，車站規模增大。

圖2 近遠期線路成角度相交Fig.2 Long-term Metro line crossing short-term Metro line

由于線路1與線路2相交(如圖11—16所示)，先期車站圍護結構應預留好區間上穿或下穿條件；車站附屬建筑設置，應預留好遠期站附屬設置的位置；同時，出入口通道應預留好與遠期站結合使用的接口條件；通道寬度應滿足遠期兩線使用。

1.2 近遠期換乘站及換乘形式

根據近遠期線路走向形式的不同，近遠期站位設置及換乘形式亦不同。

1.2.1 線路平行遠期換乘站位及換乘形式

當線路在車站位置接近平行時(如圖1所示)，通常有如下4種換乘形式[3]，如圖3—10所示。各換乘方式特點如表1所示。

1)本方式為“島—島”共用廳換乘(如圖3和圖4所示)。

圖3 站位平行“島—島”換乘平面Fig.3 Plan of“island-island”transfer between parallel Metro stations

圖4 站位平行“島—島”共用廳換乘剖面Fig.4 Profile of“island-island”concourse-sharing transfer between parallel Metro stations

表1各換乘方式特點
Table 1 Features of different transfer modes

換乘方式使用條件換乘流線預留工程優點及不足“島—島”共用廳換乘 地面為較開闊的路面，遠期站線路及站位較為穩定，近遠期車站接近平行設置 線路1站臺換乘客流—站廳—線路2站臺換乘客流僅在站廳層側墻預留多處環框梁 預留土建工程量小，換乘距離短，對既有線運行影響較小“一島兩側”共用廳及臺換乘 地面為較開闊的路面，遠期站線路及站位穩定，近遠期車站接近平行設置 L1與R2同站臺換乘，其余換乘方向需由站臺—站廳—站臺 在站廳及站臺層側墻預留多處環框梁，保證站臺及站廳的通透性 可實現大客流短距離換乘，對既有線運行影響大，預留土建工程量較大，對遠期線路及站位要求嚴格“島—島”通道換乘 地面為較開闊的路面，路面交通繁忙，道路中部管線眾多，線路敷設于兩側站臺—換乘通道—站臺 換乘通道處側墻預留環框梁，先期站應做好封堵，附屬建筑對遠期站位做好預留 遠期線路及車站站位布置靈活，預留土建工程量小，對既有線運行影響較小，但換乘受通道的影響換乘功能較弱“側式重疊臺—臺”通道換乘 地面為較窄的路面，路面交通繁忙，道路中部管線眾多，線路敷設于兩側 R1與R2以及L1與L2的換乘均可由換乘通道直接實現臺—臺的換乘，而R1與L1以及R2與L2之間的換乘由各自站臺層通過通道換乘 換乘通道處側墻預留環框梁，先期站應做好封堵，附屬建筑對遠期站位做好預留 遠期線路及車站站位布置靈活，預留土建工程量小，對既有線運行影響較小，大換乘客流可實現同臺換乘，換乘受通道受外界條件影響，換乘距離較長

2)本方式為“一島兩側”共用廳及臺換乘[4](如圖5和圖6所示)。

圖5 站位平行“一島兩側”共用廳及臺換乘平面Fig.5 Plan of“one island-two sides”concourse/platform sharing transfer between parallel Metro stations

圖6 車站站位“一島兩側”共用廳及臺換乘剖面Fig.6 Profile of“one island-two sides”concourse/platform sharing transfer between parallel Metro stations

3)本方式為“島—島”通道換乘(如圖7和圖8所示)。

該形式站廳層付費區換乘客流、進出站客流存在一定的交叉，在有條件的前提下，應預留2處換乘通道接口，實行單向換乘，同時兩站站廳層標高盡量保持一致，避免通道坡度過大。在換乘通道設置坡度時，應盡量將乘客換乘行進方向設置為下坡，且坡度不宜大于3%[5]，以提高換乘的舒適度，在無法避免較大高差時應設置上下行樓扶梯，另外受站位位置的影響，換乘通道較長時，若有條件應設置自動步道。

圖7 站位平行“島—島”通道換乘平面圖Fig.7 Plan of“island-island”passage transfer between parallel Metro stations

圖8 站位平行“島—島”通道換乘剖面圖Fig.8 Profile of“island-island”passage transfer between parallel Metro stations

4)本方式為“側式重疊臺—臺”通道換乘(如圖9和圖10所示)。

圖9 站位側式疊摞平面圖Fig.9 Plan of side stacked-passage transfer between parallel Metro stations

圖10站位側式重疊通道換乘剖面圖Fig.10 Profile of side stacked-passage transfer between parallel Metro stations

站臺層換乘客流、進出站客流存在一定的交叉，在有條件時，應將側站臺適當加寬，并在中部設置換乘專用樓扶梯。同時，在換乘通道內為雙向換乘，由于預測客流存在諸多不確定性，在預留設計時應將換乘通道接口適當加寬[6-7]，在設置條件允許的情況下應設置雙或多換乘通道，實現單向換乘，同時兩站站廳層標高盡量保持一致，避免通道坡度過大。在換乘通道設置坡度時，應盡量將乘客換乘行進方向設置為下坡，且坡度不宜大于3%，以提高換乘的舒適度，在無法避免較大高差時應設上下行樓扶梯，另外受站位位置的影響，換乘通道較長時，若有條件應設置自動步道。

1.2.2 線路相交遠期換乘站位及換乘形式

當線路在車站位置相交時(見圖2)，通常有如下4種換乘形式，如圖11—16所示。

1)本方式可實現“島—島”十字換乘和“島—側”換乘(見圖11)。“島—島”十字換乘和“島—側”十字換乘各具有其自身特點，如表2所示。

圖11 站位“十”字交叉共用廳平面Fig.11 Plan of concourse-sharing transfer between crossing Metro stations

表2 “島—島”和“島—側”十字換乘方式特點Table 2 Features of“island-island”and“side-side”transfer between crossing Metro stations

同時應注意該形式站廳層付費區換乘客流、進出站客流存在一定的交叉，在有條件的前提下，應將付費區適當加大，并在站廳層中部設置專用換乘樓扶梯，由于遠期線路走向、車輛選型等存在一定的不確定性，在預留土建接口時應適當加大，避免后期土建限界等不滿足要求。已建成北京地鐵4號線菜市口站土建孔洞預留較小，致使在7號線設計時，換乘樓梯不滿足2 300 mm 凈高限界要求[5，8]，后期施工需對結構進行處理，以滿足車站的使用功能，如圖12所示。

2)本方式可實現“島—島”換乘，根據周邊受控條件，通常分為“T”型交叉共用廳及“T”型通道換乘2種形式，其特點如表3所示。

圖12 換乘節點局部處理圖Fig.12 Local processing of transfer node

圖13 站位“T”型交叉共用廳平面Fig.13 Plan of concourse-sharing transfer between“T”-shaped crossing Metro stations

圖14 站位“T”型通道換乘平面Fig.14 Plan of passage transfer between“T”-shaped crossing Metro stations

表3 “T”型換乘方式特點Table 3 Features of transfer between“T”-shaped crossing Metro stations

2種形式的遠期站客流均存在換乘客流較為集中的情況。同時，在客流組織上，為減小乘客對站臺的沖擊，將盡量將次換乘客流方向設置為“臺—臺”的換乘方向，將“臺—廳—臺”的換乘方式設置為主換乘客流方式。站廳層付費區換乘客流、進出站客流存在一定的交叉，在有條件的前提下，應將付費區適當加大，并在站廳層中部設置專用換乘樓扶梯。

3)“L”型換乘與“T”換乘形式特點相似，不同之處在于，“L”型換乘客流均集中于一端，對一端樓扶梯沖擊較大，宜將車站樓扶梯布置為“一順”布置[9]。

圖15 站位“L”型交叉平面Fig.15 Plan of“L”-shaped crossing Metro stations

圖16 站位“L”型通道換乘平面Fig.16 Plan of passage transfer between“L”-shaped crossing Metro stations

1.2.3 各種換乘形式的對比分析

各種換乘形式對比分析如表4所示。

2 地鐵站與既有線換乘設置案例分析

2.1案例分析1

2.1.1 蒲黃榆站概況

北京地鐵蒲黃榆站為5號線與14號線換乘站，5號線于2002年開工建設，該段線路為南北走向，14號線于2008年開工建設，該段線路為東西走向。5號線蒲黃榆站車站主體采用CRD工法，雙層雙跨結構。14號線區間下穿5號線蒲黃榆站車站主體，換乘采用雙通道單向換乘，如圖17所示。

表4車站預留換乘形式對比分析

Table 4 Comparison and contrast among different preserved transfer modes

車站形式換乘路由線路走向關系對已運營線路影響對遠期線站位要求土建預留情況換乘功能島—島站臺平行換乘島—廳—島接近平行較小線位走向及站位穩定站廳層側墻預留多處環框梁共用廳，換乘功能好側—側站臺平行換乘臺—臺+臺—廳—臺接近平行稍大線位走向及站位穩定站廳及站臺層側墻預留多處環框梁共用廳，中部共用站臺換乘功能好島—島站臺分離臺—廳—換乘通道—臺接近平行較小線位走向及站位靈活站廳層側墻換乘通道處預留環框梁通道換乘，換乘功能稍弱側—側重疊站臺，分離臺—換乘通道—臺接近平行較小線位走向及站位靈活站臺層側墻換乘通道處預留環框梁臺—臺通道換乘，換乘功能稍弱島—島站臺“十”字交叉臺—廳—臺+臺—臺接近“十”字正交較大線位走向及站位穩定站廳層兩側預留環框梁+站臺層預留孔洞，或先期站預留3層交叉結點共用廳，換乘功能好島—側站臺“十”字交叉臺—廳接近“十”字正交很大線位走向及站位穩定站廳層了預留車行空間，兩側預留環框梁遠期端頭廳，換乘及使用功能較弱島—島“T”型交叉臺—廳—臺+臺—臺接近“十”字正交較大線位走向及站位穩定車站端頭公用廳兩側預留環框梁，或預留3層換乘結點共用廳，中部共用站臺換乘功能較好島—島“T”型交叉通道換乘臺—廳—臺+臺—臺接近“十”字正交較小線位走向及站位靈活站廳層側墻換乘通道處預留環框梁，并預留區間下穿條件通道換乘，換乘功能稍弱島—島“L”型共用廳換乘臺—廳—臺+臺—臺接近“十”字正交較大線位走向及站位穩定車站端頭公用廳兩側預留環框梁+底板預留換乘樓梯孔洞，或預留換乘結點換乘集中于車站一端，使用功能較弱島—島“L”型通道換乘臺—廳—臺接近“十”字正交較小線位走向及站位靈活站廳層側墻換乘通道處預留環框梁，并預留區間下穿條件通道換乘，換乘功能稍弱

(a)

(b)

2.1.2 存在的主要問題

線網規劃滯后性，致使后期車站換乘節點實施難度增加。2002年北京地鐵5號線蒲黃榆站實施時，車站線網規劃尚不完善，至2008年北京地鐵14號線在此設站進行換乘。由于5號線設站時沒有線網規劃，車站主體采用CRD工法，車站沒有預留換乘實施條件，致使14號線換乘通道實施時在5號弧形側墻開洞，實施期間對5號線運營存在一定的影響，同時換乘通道開洞對既有5號線車站結構存在一定的影響。在換乘通道實施時，為確保既有站結構安全，對主體開洞處進行加固，從經濟效益分析，加固費用遠超過先期預留孔洞費用；從社會影響分析，在既有站結構側面開洞，嚴重影響了既有站的運營，致使改造時間長，影響面大。由此可見，城市線網規劃對遠期換乘站及換乘形式影響較大，因此必須做到地鐵未建規劃先行。

2.2 案例分析2

2.2.1 在建衛星廣場站概況

在建地鐵衛星廣場站位于人民大街與衛星路交叉口，沿人民大街呈南北向布置，與既有軌道3號線衛星廣場站(地下站)換乘。車站周邊主要為高校、商圈及住宅。車站位于衛星廣場下，與廣場內雕塑以及沿衛星路下穿人民大街路同期施工(如圖18所示)。

圖18 衛星廣場站總平面圖Fig.18 Plan of Weixingguangchang station

2.2.2 既有輕軌3號線衛星廣場站概況

既有輕軌3號線衛星廣場站位于人民大街與衛星路交叉口西側150 m處，沿衛星路南側呈東西向設置(見圖18)。車站在衛星路南側設置2個出入口且其中一個位于付費區，另外，在車站北側側墻付費區和非付費區各預留一個4.2 m寬出入口，即僅有一個出入口可正常使用，由于人民大街下穿路的實施，北側出入口無法實現。

2.2.3 車站換乘方案分析2.2.3.1 既有輕軌3號線衛星廣場站存在的主要問題

經收集研究既有線圖紙并多次現場勘察研究發現，既有衛星廣場站在預留設計時存在如下問題：

1)車站站位設置遠離路口，未充分考慮與在建地鐵站的換乘，致使換乘方式必須采用通道換乘，且換乘通道超長。

2)車站北側無出入口，雖預留出入口，但未考慮下穿路的實施，致使北側出入口無法實施，車站對人民大街東側客流吸引弱。

3)車站內部公共區偏小，付費區北側預留接口僅為4.2 m，雙向換乘功能降低。

2.2.3.2 換乘方案的比較分析

由于既有線站位偏離路口設置，在1號線站位布置時，綜合分析3號線的不足，以及車站受周邊建筑物、下穿路、雕塑及既有線間距等因素，車站無法實現“T”型或“L”型換乘。若1號線車站置于廣場南側或北側，車站出入口受下穿路及既有線區間的控制，無法覆蓋4個象限，同時，換乘通道更長。因此，將1號線車站站位跨路口設置以彌補3號線出入口不均勻設置，換乘通道的長度比偏離路口設置較短；同時，受控于車站廣場原雕塑需進行原位還建，綜合考慮結構受力，減少偏壓，將雕塑基礎置于車站中部，致使1號線車站東西站位相對固定，而不得不采取通道換乘方案。相反，若既有線站位靠近路口設置，同時在站廳及站臺均預留好換乘接口，則1號線站位的設置將更加靈活，車站使用功能也將大大提升。

2.2.3.3 換乘方案的選擇及對既有線改造

通過分析既有線車站對各象限吸引客流的不足，在站位選擇上將車站跨路口設置，5個出入口分別位于車站的4個象限。由于雕塑基礎與車站主體合建及周邊建筑物的影響，車站位置只能位于廣場中部，換乘通道長度無法進一步優化。

由于既有衛星廣場站站位偏離交叉路口，同時受周邊環境的影響，地鐵衛星廣場站采用車站雙層下穿既有線區間通道換乘。由于通道長度超過170 m，中部增設緊急疏散通道[10]，高差為12.8 m。受下穿路與既有車站之間距離較小，換乘通道寬度最大為7 m，換乘通道內設置上下行扶梯+樓梯，經計算滿足遠期2041年預測客流1號線換乘3號線高峰3 311人/h及3號線換乘1號線高峰3 736人次/h的要求[5，8]。同時建議在通道內增設自動步道，提高換乘通道的服務功能，由于受高差影響，在通道樓梯內設置升降機，以滿足無障礙換乘需求。

既有線公共區改造前，預留換乘通道接口距離樓梯僅2.1 m，且換乘通道接口寬度僅為4.2 m(見圖19)，實現單通道的雙向換乘客流交叉較多，同時樓梯處緩沖空間較小。為了改善換乘通道寬度不足，同時增加樓梯前部的緩沖空間，將換乘通道側樓梯進行沿既有線車站鏡像改造(見圖20)，經過改造，換乘通道寬度增加至7 m，站內閘機進行重新調整，適當增加付費區面積。

圖19 既有線改造前公共區平面圖Fig.19 Existing public area before transformation

圖20 既有線改造后公共區平面圖Fig.20 Public area after transformation

換乘客流組織上，3號線換乘客流過扶梯由3號線站臺層到達站廳層，然后進入換乘通道，換乘1號線(如圖20虛線客流流向)；1號線換乘客流通過換乘通道進入3號線站廳層，然后經由兩側樓梯下至3號線站臺，完成換乘。通過1號線站位及3號線公共區樓梯的調整，車站功能有了一定的提升，但由于前期工作考慮不周，其換乘功能大大減弱。若在線網規劃中充分研究兩線站位情況，先期預留工程量基本無增加，而后期改造費用大大增加，同時增加暗挖換乘通道的長度約170 m，土建造價增加較大，對既有車站改造過程中，車站無法正常運營，社會影響面較大，因此，對遠期換乘站的深入研究尤為重要。

3 結論與建議

地鐵在城市中起到的作用越來越重要，特別是線網規劃中換乘節點的預留設置更是線網中的重要一環。本文著重分析了北京地區地質條件下雙線地鐵站幾種常見預留換乘形式，并對比分析了幾種形式的特點，其他地區應根據不同車站、區間工法及地質條件選取不同的預留模式。雙線遠期換乘站設計時應遵循以下幾個原則：

1)預留換乘節點，應留足換乘樓梯孔洞等空間，以充滿足遠期的使用功能。

2)充分研究線網規劃，穩定遠期線路，為遠期換乘站設計提供可靠依據。

3)充分研究車站周邊環境及近遠期車站的站位布置可能性，選擇最優布置，注重近期車站功能，更要重視遠期站功能。

4)根據車站站位布置形式、車站及區間施工工法選擇最優換乘方式，采取多種預留形式，確保遠期站設置的靈活性。

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AnalysisonTransferModesbetweenExistingDouble-trackMetroStationsofBeijingMetrowithLong-termMetroStations

SHI Guangyin
(ChinaRailwaySurveyandDesignInstituteCo.,Ltd.,Tianjin300133,China)

As the urban rail transit network continues to expand,the number of transfer Metro stations is increasing.The design of the Metro stations that transfer with the current or short-term Metro stations is in detail,however,due to the lagging of the plan of the Metro networks,the study on the Metro stations that transfer with long-term Metro stations is inadequate.The positions and preserved transfer modes of the current Metro stations have direct influence on the arrangement and functions of long-term transfer stations.In the paper,the types and features of double-track Metro stations that transfer with long-term Metro stations are discussed,and case study is made on Puhuangyu station and Weixingguangchang station of Beijing Metro.It is suggested that,in the design of long-term transfer Metro stations,special attention should be paid to such issues as Metro network planning,Metro station siting and transfer node preservation.

Beijing Metro; transfer station in long term; transfer type; transfer node

2013-07-01;

2013-11-21

石廣銀(1981—)，男，山東陽谷人，2008年畢業于西安建筑科技大學，巖土工程專業，碩士，工程師，現從事地下工程建筑結構方面的設計與科研工作。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.01.005

U 455

A

1672-741X(2014)01-0024-08