烏魯木齊軌道交通國際機場站的建筑設計

宋 杰

（中鐵上海設計院集團有限公司，200070，上?！胃呒壒こ處煟?/p>

城市軌道交通作為城市的交通骨干體系，必然會與城市對外交通體系（如機場、火車站、港口等）存在對接與換乘需求，由此形成了城市區域多主體綜合交通樞紐，如航空與城軌綜合樞紐、鐵路與城軌綜合樞紐等。根據兩者布局關系，這些樞紐可以歸納為完全疊合式、半疊合式、脫離式等三種類型；根據建設時序關系又可分為合建、分建等類型。如上海虹橋樞紐站匯集了機場、高鐵、磁浮、城市軌道交通、公路等于一體，采用整體規劃、同期合建的完全疊合式布局，其代表了國內超大型綜合樞紐的最高設計水準。成都、福州、昆明等城市由于機場已先期建設，后續城市軌道交通采用了分建、脫離式布局。

針對城市軌道交通與機場結合的樞紐站設計，文獻［1-2］以上海虹橋樞紐為案例，對綜合交通樞紐的規劃布局設計做了相關研究；文獻［3］總結了我國軌道交通機場線規劃與運營的主要問題，提出了相關解決建議；文獻［4］對大型綜合交通樞紐的定義、分類、功能構成等進行了闡述；文獻［5-7］對軌道交通各種換乘型式做了分析研究。

本文以烏魯木齊市（以下簡稱烏市）軌道交通1、5號線國際機場站為案例，對城市軌道交通與機場相關結合設計做了分析和思考。

1 工程概況

烏魯木齊地窩堡國際機場，是中國面向中亞、西亞和連接亞歐的國家門戶樞紐機場，現有航站樓3座，2016年旅客吞吐量首次突破2 000萬人次，是“一帶一路”上的重要國際空港。

烏魯木齊軌道交通線網規劃（2011年版）由7條線路組成。其中1號線是線網中的主骨架線路，又是機場線，其南起三屯碑站，北到國際機場站，線路全長27.615 km，均為地下線，共設車站21座。1號線已于2015年開工建設，預計2017年底試運營。5號線為遠期線路，連接主城區和三坪新區，并向昌吉延伸。兩線均采用6A編組。

國際機場站位于機場T2航站樓南側地面停車場下方，系軌道交通1號線工程的終點站，以及與遠期5號線（中間站）的換乘站，同時又是與機場航站樓的接駁換乘站。本站以遠期2042年早高峰的客流為控制值：上車客流7 597人/h，下車客流6 391人/h，1號線換 5號線客流 2 815人/h，5號線換1號線客流3 165人/h，超高峰系數為1.25。

烏魯木齊國際機場站的重點研究內容為：

（1）從區域交通樞紐角度著眼，因地制宜合理選擇車站總體布局及車站站型，盡量減少對機場運營現狀的干擾。

（2）結合機場乘客特點，研究優化客流流線設計，提高換乘設施設計標準，做到軌道交通1、5號線之間，以及與機場航站樓、道路公交、出租車、社會車輛等各種交通型式之間的良好換乘接駁。

（3）本站作為烏市機場門戶站，建筑設計應研究如何盡量做到開敞、大氣，并充分體現新疆特有的人文與地理文化。

2 總體布局及車站站型選擇

機場航站樓整體呈L型布局（見圖1）：T1航站樓位于場區東北側，其南側為出租車蓄車場及綠地；T2航站樓位于正北側，其南側為T2地面停車場；T3航站樓位于西側，其東側為T3高架停車場；場區南側為天緣酒店。場區內分布多組機場高架道路、落客平臺及高架停車場等控制性建、構筑物，車站及區間設置條件較困難。

圖1 烏魯木齊地窩堡國際機場周邊環境圖

周邊規劃以交通設施用地為主，南側天緣酒店所在的區域規劃為商務用地。

2.1 總體布局分析及站位研究

（1）機場航站樓已運營多年，無法實現城市軌道交通與之合建或設置在航站樓下方的疊合式或“零距離換乘”布局方案，只有采用分建、脫離式布局，并設置專用通道與航站樓接駁。

（2）T1航站樓使用率較低，重點考慮車站與T2、T3航站樓之間接駁的便捷，同時T2、T3航站樓之間預留了軌道交通5號線線路穿越通道，因此站位設置在T2南側、T3東側所夾地塊內最適合。經多方案比選排除，站位最終確定設置在T2地面停車場內（見圖1），距離各航站樓均較近，且對機場運營干擾最少。

2.2 車站站型研究

本站為軌道交通1、5號線換乘站，站型選擇主要考慮以下控制性因素：

（1）從城市軌道交通的線網線位關系看，1、5號線在機場片區基本平行布置，同時T2、T3航站樓之間預留了5號線線路穿越通道。

（2）1號線該車站為終點站，兩端均設有配線；5號線為遠期線中間站，由于線網的不穩定性，需兼顧以后調整為2號線接入機場設終點站的條件。

（3）本站1、5號線間換乘客流相對不大且較為均衡。

（4）1、5號線區間均需采用礦山法下穿多組高架橋、高架停車場獨立基礎群，土建實施難度較大，軌面宜盡量深埋。

由于以上制約因素，節點換乘方案與線路、場地條件不匹配，基本無法實施。平行換乘方案優先選擇同臺換乘（見圖2）。其中，上、下疊島方案無法設置配線，雙島四線方案無法兼顧2號線（終點站）設置配線的包容設計條件，因此這兩種方案均被排除。本站最終選擇一島兩側同臺換乘站型，同時為滿足兩端單洞雙線大斷面礦山法區間的下穿條件，采用地下三層站以壓低軌面。為避免二次開挖對機場正常運營的影響，1、5兩線車站工程同期實施。

圖2 同臺換乘各方案示意圖

2.3 車站總平面布置

國際機場站總平面見圖3。車站呈東西向布置于機場T2航站樓南側地面停車場下方，1、5號線路均為5 m線間距側式站臺布置，1號線在北側、5號線在南側，整體呈一島兩側同臺換乘布局。1號線左線與5號線右線可實現反向同臺換乘，其他方向經過站廳層換乘。

車站共設3個乘客用公共區出入口、5個疏散口及4組風亭。出入口均采用兩段提升。1號出入口設置在T2航站樓前停車場綠化帶內，服務北側T1、T2航站樓的客流，并預留直通T2地下接駁通道的接口條件，與車站主體相接處分設1A、1B兩個支口，兼做非付費區連通通道；2號出入口設置于車站西側高架橋下方，服務T3航站樓方向的客流，并設置地下接駁通道及T2、T3航站樓間高架連廊，實現與航站樓接駁；3號出入口設置于東南側，位于天緣酒店過街通道出口旁；無障礙電梯設置于1、2號出入口。各風亭、疏散口等地面附屬建筑均布置在停車場分隔綠化帶內。

圖3 國際機場站總平面圖

3 車站建筑設計特點

本站客流以與機場航站樓及5號線接駁換乘客流為主，攜大件行李客流較多，故其建筑設計、流線及接駁設計等均需結合該特點采取針對性優化措施。

3.1 車站豎向建筑布置比選

本站為地下三層，由于位于地面停車場下方，場地條件和設備區疏散安全出口布置條件較好，豎向布置主要從廳-臺樓扶梯布置靈活性、車站建筑效果等角度出發，對站廳層布置于地下一層（常規方案）和地下二層（設備層置頂方案）兩種方案進行了比選，分別如圖4、圖5所示。

經比選分析，設備層置頂、地下二層為站廳層的方案具備以下優點：

（1）站臺到站廳提升高度減少，樓扶梯布置更加均衡，站臺層中部可設置剪刀梯，站臺疏散點增加到4處，疏散距離和時間縮短，有利于應對機場大客流及安防、火災事故等應急情況下的快速疏散。

圖4 站廳層設于地下一層（常規方案）的豎向布置圖

圖5 站廳層設于地下二層（設備層置頂方案）的豎向布置圖

（2）廳-臺垂梯可增加到兩組，有利于機場攜大件行李旅客的通行。

（3）設備層置頂，可利用富裕面積做出中庭，站廳層局部可加大到結構凈高12.3 m、建筑凈高11.4 m，中庭內采用分叉高柱設計，營造出本站作為烏市門戶樞紐站所需要的開敞大氣的空間效果。

因此，本站豎向設計采用設備層置頂（設中庭）、地下二層為站廳層、地下三層為站臺層的特色方案。

3.2 車站規模

車站主體外包尺寸為179.10 m×41.70 m×21.10 m（長×寬×高），有效站臺長度中心處覆土2.50 m。車站總建筑面積為29 421.4 m2，其中，主體建筑面積為21 114.2 m2，附屬建筑面積為8 307.2 m2。

3.3 設備層布置

設備層設置中庭（長51 m、寬17.4 m），布置了風道、環控機房、變電所、通信信號設備房等大部分的設備用房，以及少部分管理用房。其中：5號線主要設備房均按與1號線分線設置，遠期預留設計，近期為無人區；新風道、部分管理用房等按資源共享設計。設備層平面圖見圖6。

3.4 站廳層布置及流線設計

站廳層平面圖見圖7所示。站廳左端為設備大端，布置了主要的管理用房；右端為小端，布置了2號出入口。兩端均布置了風道及少部分設備房間。

站廳層中部為公共區，長101.3 m（其中付費區長62 m，非付費區分別長17 m、22.3 m），寬40.3 m。非付費區通過1A、1B兩個支出入口實現連通。安檢區布置在出入口通道內局部外擴空間。為便于機場攜大件行李乘客的使用，車站適當提高扶梯、垂直電梯（以下簡為“垂梯”）的設置數量及標準：中間島式站臺（1號線左線）布置兩端各一樓一扶、中間雙扶剪刀梯、兩部垂梯；北側側式站臺（1號線右線）布置三組一樓一扶、兩部垂梯。

圖6 設備層平面圖

近期1號線進站客流主要來自于西側2號出入口（設置了地鐵與航站樓接駁通道）及1B號出入口，乘客從右側閘機進站后可就近從中間島式站臺的三部下行扶梯下到站臺層。出站客流從側式站臺上的三部上行扶梯上到站廳層，就近出閘機后主要從2號出入口和1A號出入口出站?？土髁骶€較為順暢便捷，交叉干擾較少。遠期5號線運營后參考1號線流線相應布置。

圖7 站廳層平面圖

3.5 站臺層布置及流線設計

站臺層平面圖見圖8所示。本線采用6A編組，有效站臺長度140 m。經客流計算，中間島式站臺寬度10 m，北側1號線側站臺寬度6.95 m，均設全高屏蔽門系統。站臺層中部為公共區，兩端布置有公共區衛生間、工區用房、污水泵房、廢水泵房等設備房間。南側5號線側式站臺近期不實施，僅設置從站廳到站臺的檢修樓梯。

由于1號線上、下客分別在中間島式站臺和北側側式站臺，客流流線便捷無交叉。遠期5號線運營后參考1號線流線作相應布置，并在中間島式站臺實現與1號線反向同臺換乘。

圖8 站臺層平面圖

3.6 橫剖面布置

橫剖面上采用地下三層、三柱四跨布置，柱子設置在線路中間及島式站臺中間，側式站臺上不設柱。橫向柱間距為11.05 m及9 m，采用大柱距以求空間開闊的建筑效果。以中庭處橫剖面（見圖9）為例，設備層層高5.6 m、凈高4.8 m，站廳層層高7.3 m、凈高3.4 m（中庭處凈高11.4 m，采用分叉高柱），站臺層層高7.1 m、凈高3.2 m。

圖9 中庭處橫剖面圖

3.7 車站裝修設計亮點

由于本站采用中庭、高柱方案，裝修設計以新疆地區代表性的天山雪蓮為設計元素，通過提煉形成標準化花瓣造型，應用在中庭高柱上形成主軸線。中柱吊頂形成整個空間的視覺中心，簡潔而極富時代感。中庭吊頂用鋁合金方通、鹵射燈布陣，做成星空意境的背景，進一步襯托雪蓮花瓣造型主題（見圖10、圖11）。高空間側墻采用鏡面材料做成四面環形折扇墻面，以表現天山那純潔高原雪山和清澈藍天環顧仰視的意境。整體建筑效果宏大、開闊，極富藝術性。

圖10 中庭高柱實景圖

圖11 站廳層裝修效果圖

4 車站與航站樓接駁交通研究

車站1號出入口臨近機場大巴及出租車上下客區，2號出入口臨近機場道路公交車站，互相之間換乘較為便捷。接駁設計的重點為車站與航站樓之間的接駁。設計中深入研究了航站樓的乘客流線現狀，使城市軌道交通出入口與航站樓進出口客流流線、安檢布置等相匹配，并做到“無縫接駁”、距離最短，避免出現人流與進出航站樓車流的交叉。同時，結合機場攜帶大件行李乘客較多的特點，盡量提高接駁通道寬度和接駁設施標準。

T1航站樓使用率較低，因此主要研究與T2、T3航站樓的接駁設計。T2航站樓為地上兩層建筑，地面層為到達層，二層為出發層，地下室為設備層。T3航站樓為地上三層建筑，地面層（半地下室）為設備層，二層為到達層，三層為出發層。設計過程中對設置地下通道接入航站樓內、外部等各種可能的方案均作了大量的研究。但由于場地條件苛刻、烏市機場安保要求較高，地下通道接入航站樓內部或伸到航站樓外墻設樓扶梯爬出接駁等方案均被否決。結合機場集團提出的T2與T3航站樓間聯絡通道不完善的現狀缺陷，最終形成了在T2與T3現有連接高架車道北側增設兩航站樓高架連廊，然后在軌道交通2號出入口設置地下接駁通道接入連廊內的實施方案（見圖12）。接駁通道在現有場地條件下盡量做寬，其中：地下部分長度約120 m、凈寬6 m；高架連廊部分長約291 m、凈寬8 m。連廊采用鋼結構加玻璃幕墻、遮陽帆布型式。同時，在1號出入口預留了以后直接接入T2航站樓的接口條件。

在接駁全路徑上，豎向提升盡量多采用扶梯、垂梯。其中：車站站臺到站廳考慮到客流較集中，布置了4部上行扶梯、3部下行扶梯、4部垂梯及5部樓梯；地下接駁通道到高架連廊間距離相對較長，可以稀釋客流，布置了上行扶梯、下行扶梯、垂梯、樓梯各1部。高架連廊走行距離較長，內部設置雙向各一組1.8 m寬自動步道。

圖12 城市軌道交通與航站樓接駁方案

5 結語

本站既是烏市機場門戶樞紐車站，又是國內首例采用設備層置頂、設置中庭等特色建筑設計的地下三層、平行同臺換乘站。通過對其設計研究，有以下幾點可供同行參考借鑒：

（1）城市軌道交通與機場接駁站宜盡量采用合建、疊合式布局。如不能同期實施，以本站為例，設計中存在控制性因素多、機場運營安保要求高、改造難度大、協調流程復雜等弊端，設站條件、接駁條件較差，很難實現“以人為本”、“零距離接駁”等設計理念。在總平面布局設計時應仔細梳理場區條件及各控制性因素，盡量使車站貼近航站樓布置，以減小接駁距離。

（2）分建、脫離式布局的機場接駁車站，與航站樓間應設置專門的接駁通道，做到“無縫接駁”并距離最短。城市軌道交通客流流線設計應與機場流線設計匹配，客流與車流不交叉，換乘便捷。設計應多做現場踏勘及調研，以研究和發現最佳的接駁路徑。

（3）城市軌道交通平行同臺換乘站站型的選擇，應綜合考慮線路條件、換乘便捷、車站與區間結構實施條件、工程造價等因素，經多方案比選確定。

（4）城市軌道交通機場站應充分考慮機場客流較多攜大件行李的特點，接駁通道應盡量做寬，并相應提高自動扶梯、垂梯、人行步道等接駁設施的設置數量和標準。

（5）城市軌道交通機場站一般均為各城市門戶樞紐站，屬于城市形象工程之一，車站建筑設計應力求開敞、大氣。本站建筑設計中通過多方案比選優化，提出了地下三層車站將設備層置頂，且設置中庭、分叉高柱等具有特色的建筑設計，以及頗富地域文化的裝修設計，取得了良好的公共區大空間建筑效果。如輔以車站頂板做玻璃天窗引入自然光，則建筑效果更佳，但由于烏市安防要求高，未采用該做法。

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