地下2層雙線同站臺換乘方案研究

劉淑燕

(廣州地鐵設計研究院股份有限公司， 廣東 廣州 510010)

0 引言

軌道交通作為一種運量較大、舒適快捷、低碳環保的公共交通方式，已成為越來越多城市的出行首選。當修建多于1條地鐵線路時，一般會設置換乘車站。換乘車站的形式多種多樣，主要有“T” “十” “L”型節點換乘、同站臺換乘(在同一站臺實現2條地鐵線路的換乘)和通道換乘5種形式。由于同站臺換乘形式方便快捷，且運營后換乘效果較好，換乘車站在有條件的情況下較多地選用此種形式。

目前，關于地鐵同站臺換乘車站設計的研究已取得了較多成果，文獻[1-5]研究了同站臺換乘車站的類型以及優缺點。文獻[6]分析了軌道交通市區線與區域線的銜接，主要說明同站臺換乘形式和其他換乘形式相比，在縮短旅客出行時間、換乘效率上具有明顯優勢。文獻[7-8]研究了連續2個車站采用地下2層2個站臺或地下3層2個站臺疊合的同站臺換乘形式，以達到較多比例的乘客可以實現同站臺換乘。文獻[9]在文獻[7-8]的基礎上增加了線路的分析。文獻[10]提出了區間、聯絡通道及廢水泵房的設置問題。文獻[11]提出了單島4線換乘存在線路設計復雜、車站體量大、造價高等問題。

以上研究都僅限于同層或者上下2層為疊合關系的同站臺換乘形式，或者通過區間左右線的對調采用連續2個車站同站臺換乘，以便于達到更多乘客同站臺換乘。但連續同站臺換乘無法實現時，同站臺換乘比例會受到一定限制；同時，對同站臺換乘車站結合區間的施工工法綜合分析基本尚未涉及。鑒于此，本文總結目前地下2層雙線同站臺換乘地鐵車站設計的缺點，通過調整中間線間距解決現有方案存在的問題，結合車站兩側區間工法選擇和經濟分析，設計出2層雙線同站臺換乘新方案，并通過實際案例進行驗證，以期為類似的換乘車站設計提供參考。

1 現有地下2層雙線同站臺換乘方案分析

1.1 現有方案介紹

目前，同一層實現雙線同站臺換乘的形式一般是中間設置1條地鐵線(圖1中A號線)，兩側設置1條地鐵線(圖1中B號線)。A號線左右線布置在中間位置，B號線左右線布置在兩側，A號線左右線的中心線間距是5 m，左線乘客可同站臺換乘B號線左線，右線乘客可同站臺換乘B號線右線；若想實現A號線左線換乘至B號線右線或A號線右線換乘至B號線左線，則必須通過站廳層方可換乘。同時，由于A號線左右線間距為5 m，造成車站兩側的區間無法實施盾構，必須采用明挖法施工至線間距滿足盾構施工的要求(目前普遍認為是9 m)。現有的其中一種設計方法是將A號線線間距小于9 m的區間采用明挖法施工，其余部分和B號線全部采用盾構施工，如圖2所示；另一種設計方法是將A號線線間距小于9 m的區間全部采用明挖法施工，如圖3所示。

圖1 現有同站臺換乘車站剖面圖(單位： mm)

Fig. 1 Profile of existing transfer station with one platform (unit： mm)

圖2 A號線線間距小于9 m的部分明挖、B號線區間采用盾構的設計方法示意圖(單位： m)

圖3 A號線區間線間距小于9 m的部分全部明挖的設計方法示意圖(單位： m)

1.2 現有方案存在的缺陷

1.2.1 土建造價高且空間浪費大

現有地下2層雙線同站臺換乘方案存在明挖規模大、距離長、造價高等問題，易造成較大的空間浪費。如圖2所示的方案中，A號線由于左右線間距較小，需采用明挖法施工至滿足盾構法施工的位置；明挖段由于空間狹窄，僅能考慮設置隧道風機房或少量電房，使用效率低下。圖3所示的方案中，將地鐵自身功能需要的空間扣除后，剩余的明挖空間作為遠期或者近期物業開發空間考慮，若物業開發無法達到預期效果,將造成空間和經濟的浪費。

1.2.2 同站臺換乘客流所占比例少

現有方案的換乘車站僅有一半客流可同站臺換乘，其余均需要先通過樓扶梯上至站廳層，然后通過樓扶梯下至另一站臺層進行換乘。

1.2.3 車站前后區間交叉多、施工風險大

一般情況下，車站前后區間分別會有2處平面交叉。由于現有方案僅能實現一半客流的同站臺換乘，根據地鐵車站客流資料，有可能需要將其中一條線路的左右線對調，以實現大客流方向同站臺換乘。對調之后，區間聯絡通道無法在平面上實現左右線連通，需要設置豎向聯絡通道。采用明挖法施工會出現地面上無施工條件的情況，同時車站前后區間平面上將會出現3處平面交叉，施工風險大，如圖4所示。

圖4 現有換乘方案區間線路相對關系示意圖(單位： mm)

Fig. 4 Sketch of relative relationship between line A and B in existing transfer scheme (unit: mm)

1.2.4 采用盾構法施工需采取相應措施

在地質條件較差的情況下，按照經驗，一般線間距≤11 m時，左右線之間應考慮設置隔離樁方可進行盾構法施工。

2 同站臺換乘新方案設計

2.1 新方案設計思路

為了解決現有換乘方案的缺陷，根據盾構法施工區間的要求，將中間線路的左右線間距擴大至9 m(滿足盾構施工的最小線間距)或更大。為了使車站布置緊湊、經濟合理，并將2條線之間的明挖空間用作房間布置或設置換乘站臺，根據房間工藝要求及地鐵設計規范[12]中要求的最小站臺寬度，選擇合理的線間距。

若采用9 m的線間距設計方案，由于線間距小于11 m，區間(尤其是在地質條件較差的情況下)應設置隔離樁，并且9 m的線間距在除掉建筑限界要求的寬度(2.15 m)之后剩余的寬度僅有4.7 m，若考慮設計走廊(1.5 m)和墻體結構(0.8 m)，寬度僅剩2.4 m,無法布置設備用房。若采用10 m的線間距設計方案，可用于布置設備用房的寬度為3.4 m,進深較小，房間使用不便。若采用11 m的線間距方案，可用于布置設備用房的寬度為4.4 m，可適當布置弱電室或冷水機房，或設置1個滿足地鐵規范的8 m寬的站臺。若采用12 m的線間距設計方案，可用于布置設備用房的寬度為5.4 m，可布置強電室、弱電室、冷水機房等多種類型的地鐵車站設備用房，同時也可以根據客流特征設置1個9 m寬的站臺。

新方案將車站中間線路的線間距從5 m擴大至11、12 m甚至更大。其中11 m線間距對設備用房布置有所限制，布置8 m寬的站臺相對較小，使用不便；同時，11 m線間距的車站相比于12 m線間距，車站總長度會有所增加。線間距大于12 m時，車站的寬度將進一步擴大，限制條件會更多。綜上所述，新方案采用12 m線間距進行設計。

2.2 新方案介紹

根據以上思路分析，將中間線路的線間距由5 m擴大至12 m，即將現有方案中A號線左右線的中間位置扣除建筑限界和墻體結構后設置設備用房，如圖5和圖6所示。

圖5 同站臺換乘車站新方案平面圖(設置設備用房)

Fig. 5 Plan of transfer station with one platform( with equipment room)

圖6同站臺換乘車站新方案剖面圖(設置設備用房)(單位: mm)

Fig. 6 Profile of transfer station with one platform(with equipment room)(unit: mm)

也可將站臺層線路布置的相對關系進行調整。將A號線和B號線的相對位置重新布置，即保持B號線左線、A號線左線不變，將A號線右線位置與B號線右線位置調換，并在A號線左線和B號線右線之間設置9 m寬的換乘站臺，如圖7和圖8所示。該方案中，A號線左線可以同站臺同時換乘B號線的左右線，B號線右線可以同站臺同時換乘A號線左右線，僅有A號線右線和B號線左線的換乘客流需要通過站廳層才能換乘。整個車站設置3個站臺，其中B號線左線和A號線左線、B號線右線和A號線右線分別組成正常上下車和兩兩換乘的站臺；A號線左線和B號線右線組成的站臺僅有換乘功能，中間換乘站臺僅在兩側設置樓梯滿足消防疏散要求，盡量將更多的空間留給換乘乘客。由于中間增加了換乘站臺，車站站廳層的寬度相應增加，公共區范圍加大，乘客使用空間包括換乘空間相應增加。但新方案由于增加了中間換乘站臺，中間線路列車到達時，需要同時打開兩側車門進行換乘，會增加乘客換乘的出錯率，需要做好導向設計。

圖7 同站臺換乘車站新方案平面圖(設置換乘站臺)

Fig. 7 Plan of transfer station with one platform (with transfer platform)

圖8同站臺換乘車站新方案剖面圖(設置設備用房)(單位: mm)

Fig. 8 Profile of transfer station with one platform (with transfer platform)(unit: mm)

采用線間距為12 m的方案滿足盾構法施工要求，能減少明挖的長度、節省造價、減少線路在區間的平面交叉點，如圖9所示。

圖9 新換乘方案區間線路相對關系示意圖(單位： mm)

Fig. 9 Sketch of relative relationship between line A and B in new transfer scheme (unit: mm)

3 應用實例

3.1 電視塔站

電視塔站是佛山市軌道交通3號線和4號線的同站臺換乘站，位于季華六路與朝安南路交叉口，沿季華六路東西向布置，季華六路已按照60 m寬規劃道路實施。3號線由南側轉向東西向的季華六路然后再轉向北，4號線沿季華六路敷設，兩線在季華六路并行，需設置換乘車站。因兩線建設時序相近，土建同步建設。電視塔站采用同站臺換乘形式，60 m寬的道路能夠滿足較寬車站的設置要求。季華六路北側為已經建好且無法拆遷的建(構)筑物，南側為待開發地段及城中村改造地段。季華六路交通繁忙，南側的待開發地段為車站實施過程中季華六路的交通疏解提供條件。

對中間線路左右線間距為5、9、12 m的3種方案，通過車站規模、造價等方面進行比較，比較范圍為相同線路長度，包括車站和部分區間，詳見表1。由表1可知，車站寬度較大時，公共區乘客使用空間增大，采用12 m線間距、中間設置設備用房的方案，具有綜合造價低、供乘客使用的公共區面積最大、空間效果好等優點，因此采用本方案，其平面圖如圖10所示。

表1 佛山地鐵電視塔站設計方案對比

圖10佛山地鐵電視塔站總平面圖(單位: m)

Fig. 10 Plan of Dianshita Station of Foshan Metro (unit: m)

3.2 北滘新城站

北滘新城站是佛山市軌道交通3號線和廣州市軌道交通7號線一期工程西延順德段(以下簡稱7號線西延段)的同站臺換乘車站，位于佛山順德林上北路和誠德路交叉路口東北側北滘公園范圍內，林上北路被50 m寬的林上河分為上下2部分。3號線由東南轉向林上北路，7號線西延段由東北轉向林上北路；設置北滘新城站后，7號線西延段轉向北，3號線繼續沿林上北路敷設。兩線是同期實施車站，且在林上北路并行。車站位置周邊為公園、醫院及居住區，車站占用部分公園及林上北路上行一側道路，周邊實施條件較好。車站實施過程中采用區域交通疏解解決道路通行問題。

從換乘的角度，車站考慮2個方案。方案1為3號線放置在中間，7號線西延段放置在兩側，將中間布置設備用房，如圖5和圖6所示。3號線和7號線為了實現大客流方向同站臺換乘，7號線西延段在北滘新城站前后區間左右線互換。此方案最大同臺換乘客流為總換乘客流的59.18%，其余換乘客流需從站廳層進行換乘。方案2將中間2個線路設置成3號線右線和7號線西延段右線，在3號線和7號線西延段2條線路之間設置9 m只換乘不進出站的站臺，如圖7和圖8所示。根據換乘客流資料計算，該方案可以實現70%的換乘客流同站臺換乘。

通過車站規模、造價、區間工法、換乘便利性等進行綜合比較，詳見表2。由表2可知，兩方案造價基本相同，方案2換乘比例高，聯絡通道和區間疏散平臺按標準設計，區間線路平面交叉僅有2處，減小了上下區間交疊所帶來的施工及運營階段的風險。因此，采用方案2，其總平面圖如圖11所示。

4 結論與討論

1)本文根據現有地下2層雙線同站臺換乘方案存在的問題，設計了一種新的換乘方案。該方案通過擴大中間線路的線間距，中間線路左右線之間的空間可以考慮設置設備用房，在不改變換乘便捷性的前提下，加寬站廳公共區，增大乘客可使用區域；也可以考慮在中間線路左右線之間的空間設置換乘站臺，擴大同站臺換乘的比例，使乘客換乘更加便捷。通過實際案例分析，結合區間工法的選擇，新的換乘方案可以減少綜合造價，減少2條線路區間平面上的交叉情況，同時可以避免設置豎向聯絡通道、疏散平臺以及區間管線，進而減少施工風險，方便運營維護。

表2 北滘新城站設計方案對比

圖11 佛山地鐵北滘新城站總平面圖(單位: m)

2)地下2層雙線同站臺換乘車站本身標準段寬度較大，擴大線間距之后車站將變得更寬。因此，該方案一般適用于同期或建設期比較相近的2條地鐵線路，并且2條線的線路敷設有條件并行，周邊環境比較寬敞，能夠滿足車站實施時交通疏解、管線改遷需要的范圍，也可以根據情況在交通難以疏解的地方采用蓋挖法施工。此類換乘方案在道路特別狹窄的地段使用有一定局限性，下一步可以研究在狹窄地段采用疊線方式進行同站臺換乘。

3)本文應用實例中，由于北滘新城站及其前后區間地質條件較差，有較深厚的淤泥層，建議在地質條件允許的情況下，在現方案的基礎上將其中一條地鐵線路的左右線進行對調，以便實現更多換乘客流同站臺換乘。對調之后，聯絡通道、疏散平臺及區間管線敷設等應進一步研究。