武漢地鐵梨園站與華僑城支線換乘方案研究

陶 嵐，李慎奎

(中鐵隧道勘測設計院有限公司，天津 300133)

0 引言

武漢軌道交通8號線連接了金銀潭工業組團、塔子湖居住組團、二七居住組團、永清商務區、徐東商業中心和東湖風景名勝區等城市重要的工業、居住、商業和風景區，加強了漢口濱江活動區與武昌濱江活動區的聯系，屬于軌道交通線網中重要的鎮間過江軌道交通骨干線路。根據《武漢市城市快速軌道交通建設規劃》的要求，地鐵8號線需引入規劃華僑城，梨園站是8號線與華僑城支線的換乘站。對換乘站的方案設計，研究文獻較多。李舸鵬［1］結合工程實例對地鐵換乘車站的各種換乘形式的主要特點及適用條件進行了論述;范宏宇［2］針對武漢軌道交通4號線二期，對換乘車站設計提出清晰的思路;張小春等［3］以地鐵天津站為例，提出地鐵換乘車站設計的幾個原則;李坤［4］、程云妍等［5］結合工程實例，分析建筑換乘設計的形式、應用及存在的問題;殷峻［6］、周伶俐等［7］對地鐵同臺換乘的換乘功能進行了研究;李國清［8］闡述北京地鐵換乘站設計現狀并提出建議;許俊峰［9］針對行人仿真模擬技術在地鐵換乘站設計中的應用進行了分析研究。

綜上，多數學者對城市中單一車站的換乘方案進行了研究，在各種控制條件下，從功能、技術、經濟等方面進行了方案比選，確定出合理的換乘方案，而對地鐵雙線與單線換乘方式的研究較少。

本文以武漢地鐵8號線一期終點站及華僑城支線梨園站為例，分析多種控制因素，滿足行車組織前提下，進行多種主線與支線換乘方式的比選，并對各種換乘方式進行施工經濟技術比較，提出經濟、合理、可行的地鐵換乘車站建筑布置形式。

1 工程概況

梨園站為8號線一期工程終點站，車站位于徐東大街與華電小路、東湖路路口，沿徐東大街東西向布置，是8號線與華僑城支線的換乘車站。

華僑城段線路從梨園站單線引入至華僑城，全長3.64 km。具體走向為:從梨園站出站下穿東湖路隧道后，沿東湖路北行，避開紅廟立交橋、中北路延長線高架橋后，沿中北路延長線東行，并分別在園林路路口設園林路站、工業路路口設華僑城站(見圖1)。

圖1 8號線華僑城支線走向示意圖Fig.1 Plan layout of No.8 Metro line and OCT branch line

華僑城段若采用APM線，需要設置單獨的信號系統、車輛系統、控制中心等，純電腦系統控制列車運行，運營成本高，且收費計價制度與地鐵不一致，換乘地鐵需重新購票，給乘客帶來不便，故不考慮采用APM進行銜接。華僑城段若設置雙線，需拆遷華僑城站西側一座跨水渠框架橋，工程實施難度大，同時線路輸送能力余量達2/3，能力虛靡。單線方案運能余量為14.3%，可以較好地應對華僑城支線突發性客流，服務水平較高，運營組織、遠期線路方案靈活，且對主線無影響，運營相對容易，車站設置和區間線路避開了沿線市政工程項目，滿足東湖風景區、華僑城規劃以及城市規劃的要求［10］。

綜合考慮，8號線一期工程建成后，華僑城段線路以單線往返運行。

1.1 環境特點分析

1)梨園站東側緊鄰東湖風景區。東湖風景區位于武漢市城區內，總面積73 km2，其中湖面面積33 km2，是中國最大的城中湖，國家5A級景區，節假日往往有大規模的客流。

2)目前本站周邊主要為華中電力局、新華社湖北分社及東湖天下住宅、電力宿舍、東湖中學等，遠期規劃以科研、居住、旅游用地為主。

3)武漢華僑城未來將成為一個具有世界領先水平的旅游與生態相結合的人文社區，推動整個東湖風景區和相關區域的發展，為武漢旅游發展提速(見圖2)。

圖2 華僑城規劃示意圖Fig.2 Planning sketch of OCT

1.2 控制因素

1)主線有效站臺長度按A型車6節編組設計為140 m，土建預留8節編組186 m長的站臺條件。支線有效站臺長度按A型車3節編組設計為72 m，為單線運營。主線、支線同期實施，華僑城支線從梨園站單線引入。

2)車站大里程端區間隧道穿越東湖路市政隧道。東湖路隧道為武漢二環線通道，寬22 m，雙向6車道，隧道底板深約14.9 m，影響梨園站及相鄰區間的軌面標高。

3)徐東大街道路紅線寬60 m，為武漢市的主干道，是武漢大道的一部分，交通非常繁忙，道路已形成規劃，兩側均為建筑物、綠地及硬化地面。

4)車站主線站前設置交叉渡線，滿足列車的站前折返，并設置主線與支線之間的單渡線，站后需滿足終點站停車要求。

5)道路兩側各處用地所屬不同，協調困難。站位東西兩端地面西高東低，高差約3 m。

6)選擇合適的換乘方式，使換乘距離最短，做到明確、簡捷、方便乘客，減小換乘高差，避免高度損失。

1.3 工程水文地質

車站場地屬剝蝕堆積垅崗區，為長江Ⅲ級階地。場地上覆土層主要為近代人工填土層(Qml)、中更新統(Ql+pl)沖積相黏性土、卵石層構成，底部基巖為志留系墳頭組(S2f)泥巖，場地主要土層分布如下:〈1－1〉雜填土，〈1－2〉素填土，〈10－1〉黏土，〈12〉卵石，〈20c－1〉強風化泥巖，〈20c－2－1〉中風化泥巖，〈20c－2－2〉中風化泥巖。地下水主要為上層滯水、承壓水及基巖裂隙水。承壓水主要賦存于12層卵石層(厚9～15 m)中，賦存環境相對較封閉，主要接受側向補給與排泄，地下水位季節性變化不明顯，水量較為豐富;基巖裂隙水主要賦存于下部基巖中，主要接受上部含水層中地下水的下滲及側向滲流補給，基巖裂隙水與承壓水呈連通關系。

2 行車組織

根據《武漢市軌道交通8號線工可階段客流預測報告》的客流預測結果，8號線主線初期、近期、遠期高峰小時單向最大斷面客流量分別為14 576人次/h，22 488人次/h，35 047人次/h;華僑城支線初期、近期、遠期高峰小時單向最大斷面客流量分別為1 810人次/h，2 722 人次/h，3 411 人次/h。

本站從運營組織上講，分為主、支線各自獨立運營和主支線貫通Y型運營2種方式。

2.1 主支線獨立運營方案

主線和支線系統設計輸送能力見表1和表2。

從表1和表2可以看出，本線設計能力可以滿足研究年度的客流需求，舒適度適宜，運能余量適當，列車運行交路圖見圖3—5。

表1 主線系統設計輸送能力表Table 1 Design transportation capacity of main line

表2 支線系統設計輸送能力表Table 2 Design transportation capacity of branch line

圖3 初期列車運行交路圖Fig.3 Train operation organization in preliminary stage

圖4 近期列車運行交路圖Fig.4 Train operation organization in short term

圖5 遠期列車運行交路圖Fig.5 Train operation organization in long term

2.2 主支線貫通Y型運營方案

考慮支線與主線之間的聯絡，考慮將主線列車對數調整為25對。主線系統設計輸送能力見表3。

從表3可以看出，本線設計能力可以滿足研究年度的客流需求，但受支線運營影響較大。

綜上考慮，華僑城段在主支線獨立運營和主支線貫通Y型運營2種模式下以單線往返，均能滿足年度客流需求。

3 換乘方案研究

華僑城支線串聯了規劃華僑城和東湖風景區，為了便于充分發揮華僑城與東湖風景區間的整體效益，考慮對梨園站進行綜合開發。為帶動整個東湖風景區的發展，對梨園廣場考慮商業開發。梨園站和梨園廣場間通過商業步行街連通。無論采用主支線獨立運營還是主支線貫通Y型運營，本站都有換乘需求。前期工作中，在滿足車站基本功能(含換乘功能)的前提下，做了以下的換乘方案研究。

3.1 主支線獨立運營方案

3.1.1 疊島換乘方案

2個換乘線路采用上下平行設置，為地下4層島式站臺車站，因支線下穿東湖路的隧道處標高控制，故支線設置在地下3層，主線設置在地下4層。地下1層為物業層，地下2層為共用站廳層，地下3層為支線站臺層，地下4層為主線站臺層。車站總長354.5 m，標準段寬22.3 m。疊島換乘方案見圖6。

表3 主線系統設計輸送能力表Table 3 Design transportation capacity of main line

圖6 疊島換乘方案Fig.6 Transfer scheme based on separate-floor island station

3.1.2 一島一側換乘方案

2個換乘線路采用左右平行設置，支線在最左側，為地下3層一島一側站臺車站。地下1層為物業層，地下2層為站廳層，地下3層為站臺層。支線站臺寬度為5 m，主線站臺寬度為13 m。車站總長358 m，標準段寬31.1 m。一島一側換乘方案見圖7。

3.2 主支線貫通Y型運營(雙島換乘方案)

2個換乘線路采用左右平行設置。兩側為主線，中間為支線，為地下3層雙島三線車站。地下1層為物業層，地下2層為共用站廳層，地下3層為站臺層，站臺寬度均采用10 m。車站總長478.6 m，標準段寬32.7 m。雙島換乘方案見圖8。

圖7 一島一側換乘方案Fig.7 Transfer scheme based on one-island and one-side-platform station

圖8 雙島換乘方案Fig.8 Transfer scheme based on two-island station

通過表4和表5這3種換乘方案的對比分析可看出:

1)疊島換乘方案可實現站臺—站臺的換乘，換乘距離較長。運營時方便工作人員管理，但運營成本高。主線、支線區間隧道要上、下重疊設置，且車站基坑深約30 m，基坑開挖對周邊影響較大工期較長，施工風險大，工程費用較高，不推薦采用疊島式換乘方案。

表4 3種換乘方案對比Table 4 Comparison and contrast among 3 transfer schemes

表5 3種換乘方案施工技術經濟比較Table 5 Comparison and contrast among 3 transfer schemes in terms of construction technology and cost

2)雙島換乘方案功能最好，換乘距離最短，但車站規模最大，因運營能力不匹配還存在運營安全隱患。車站基坑最寬，交通疏解存在困難，區間隧道與東湖路隧道圍護樁有沖突需要人工破樁，施工風險最大，工程費用最高。根據主線車站運營及折返要求，支線、主線運營時相互影響，本站不適宜采用共線運營換乘方案。

3)一島一側換乘方案的付費區換乘是最常見的換乘方式，采用站廳—站廳換乘，換乘距離長，由站臺層通過垂直交通到達站廳，換乘客流較分散，事故隱患較小，方便運營管理。基坑局部較寬，區間隧道與東湖路隧道圍護樁有沖突需要人工破樁，施工風險較大，工程費用最低，是最適合本站的換乘方案。

4 結論與體會

1)本站換乘方式與主線、支線運營方式有關。在滿足行車組織需求的前提下，考慮主線與支線換乘方案。

2)通過車站的合理設置，華僑城支線與地鐵8號線全面地覆蓋了周邊區域，有利于區域的快速發展。

3)地鐵換乘車站除了滿足換乘功能外，還要根據施工難度、造價及對區間的影響等方面進行綜合技術經濟比較，合理選擇。

4)遠期客流預測不確定因素較多，突發性客流較多，華僑城支線行車組織是否滿足要求，還需進一步論證。

5)對主線與支線換乘方式的分析比較，拓寬了分析研究問題的范圍和思路。國內許多城市在軌道交通建設過程中都會遇到類似的問題，本文所提出的設計思路和觀點，希望對地鐵設計人員起到一定的借鑒作用，能在特殊的環境下具體問題具體分析，做出經濟、適用的方案。

6)本文對華僑支線采用APM、雙線、單線運營的優缺點進行了概括性地分析研究，僅適用于本站。對于其他主線與支線的運營方式結合實際情況進一步研究。

［1］ 李舸鵬.地鐵地下車站換乘形式探討［J］.隧道建設，2014，34(5):428 － 442.(LI Gepeng.Study on passenger transfer modes of underground Metro station ［J］.Tunnel Construction，2014，34(5):428 －442.(in Chinese))

［2］ 范宏宇.武漢軌道交通4號線二期工程換乘站方案研究［J］.鐵道工程學報，2012，2(2):86 －89.(FAN Hongyu.Analysis of transfer station of the second phase project of line 4 of Wuhan rail transit［J］.Journal of Railway Engineering Society，2012，2(2):86 －89.(in Chinese))

［3］ 張小春，李培謙，張茜.地鐵天津站換乘方式探討［J］.鐵路工程造價管理，2010(7):27 －29.(ZHANG Xiaochun，LI Peiqian，ZHANG Qian.Introduction to Tianjin Metro and analysis of interchange station design［J］.Railway Engineering Cost Management，2010(7):27 － 29.(in Chinese))

［4］ 李坤.地鐵換乘車站方案研究［J］.天津建設科技，2013，23(12):75 － 76.(LI Kun.Study on passenger transfer modes of Metro station［J］.Tianjin Constnlction Science and Technology，2013，23(12):75 －76.(in Chinese))

［5］ 程云妍，姚西平.徐州軌道交通1號線彭城廣場站方案比選［J］.隧道建設，2015，35(1):60 －66.(CHENG Yunyan，YAO Xiping.Comparison and contrast among different options for Metro station:Case study on Pengcheng square station of line 1 of Xuzhou MRT system［J］.Tunnel Construction，2015，35(1):60 －66.(in Chinese))

［6］ 殷峻.地鐵同臺換乘車站設計方案的研究［J］.鐵道工程學報，2011，6(6):74 －77.(YIN Jun.Research on design scheme of Metro transfer station with transfer on one platform［J］.Journal of Railway Engineering Society，2011，6(6):74 －77.(in Chinese))

［7］ 周伶俐，李語萱，賀挺.城市軌道交通的同站臺換乘類型分析［J］.四川建材，2014，40(1):147 － 148.(ZHOU Lingli，LI Yuxuan，HE Ting.Research on design scheme of Metro transfer station with transfer on one platform［J］.Sichuan Building Materials，2014，40(1):147 －148.(in Chinese))

［8］ 李國清.北京地鐵換乘站設計現狀及建議［J］.隧道建設，2010，30(4):90 － 94.(LI Guoqing.State of art of design of transfer stations of Beijing Metro and some suggestions［J］.Tunnel Construction，2010，30(4):90 －94.(in Chinese))

［9］ 許俊峰.行人仿真模擬在地鐵換乘站設計中的應用［J］.隧道 建 設，2010，30(1):24 － 32.(XU Junfeng.Application of passenger simulation in design of Metro transfer stations［J］.Tunnel Construction，2010，30(1):24 －32.(in Chinese))

［10］ 張嘉峻.武漢地鐵8號線引入華僑城方案研究［J］.鐵道工程學 報，2013，2(2):94 － 98.(ZHANG Jiajun.Research on program for leading line 8 of Wuhan Metro into OCT［J］.Journal of Railway Engineering Society，2013，2(2):94－98.(in Chinese))