大連前牧地鐵車站設計方案研究

呂海英

摘 要：地鐵車站結構形式以全地下站為主，但是在一些特殊環境因素控制下，會出現個別特殊形式，如地上站，高架站，半地下站等。文章以大連地鐵 4 號線前牧車站為背景，從車站規模、功能、站后區間形式、施工工法、拆遷等方面，對半地下站方案及全地下站方案進行多方位對比分析。經過綜合研究，最終推薦前牧地鐵車站采用半地下車站形式。

關鍵詞：地鐵車站;車站形式;半地下站;控制因素;方案設計

中圖分類號：TU411

1 工程概況

大連地鐵4號線是大連核心區北部一條重要的東西聯絡線，西起營城子，東至龍頭石，沿旅順北路、幸福村規劃路、松江路、東方路、梭魚灣規劃綠帶、梭魚灣規劃25號路、大石化規劃路地下敷設。線路正線長27.823 km，全部為地下線，設站19座，最大站間距2.648 km（營城子站 — 幸福村站），最小站間距0.781km（金家街站 — 東方路站），平均站間距1.499km。4號線西部設置牧城驛車輛段及出入段線。4號線與其他各線均有換乘，在整個地鐵線網中起著重要的作用，其整體線位如圖1所示。

前牧站是大連地鐵4號線中的第3個站，站前為幸福村站及牧城驛車輛段，站后為牧城驛水庫站。幸福村站與前牧站站間距為2 028 m，前牧站與牧城驛水庫站站間距為1 710 m。前牧站位于大連營城子鎮前牧村，場地周圍環境較為開闊，車站站址范圍內基本為前牧村農田、拆遷空地及村民房屋，東側為南北走向的牧川路（遠期規劃為主干道）、牧城驛水庫防洪道及牧城驛水庫。站址范圍內暫無管線鋪設。車站南北側規劃為居住用地、綠地、交通設施用地，尚未實現規劃。車站南側規劃路紅線寬40m，東側牧川路規劃紅線寬50m（圖2）。

車站地貌為剝蝕低丘陵地貌，局部為丘間低洼谷地，地形起伏較大，場地周邊渾圓狀丘頂綿延起伏。車站范圍內典型地質從上至下依次為：素填土，碎石，粉質黏土，強風化石灰巖，中風化石灰巖，車站底板持力層為強風化石灰巖。地下水主要是第四系孔隙水、基巖裂隙水，穩定水位位于地表以下6.7 m，主要受大氣降水和周邊牧城驛水庫補給，地下水位變化幅度2～4 m，最終以地下徑流的方式排泄（圖3）。

2 車站方案

2.1 車站站位

前牧站站前需接軌幸福村站及牧城驛車輛段，由于牧城驛車輛段用地范圍及車輛段位置已確定，站后有牧城驛水庫防洪道、牧川路及牧城驛水庫，車站位置不可無限向站后移動，因此，前牧站站位必須位于牧城驛車輛段與牧城驛水庫之間。

前牧站的設置不僅要滿足設置站前停車線、車輛段出入線對爬坡能力及高程的要求，還需要滿足站后區間覆土及客流的需求，致使前牧站的設置條件較為受限?；谡厩昂驼竞笙拗茥l件，本文提出地面站廳地下站臺二層島式車站方案、地下二層標準島式車站方案、地下二層島式擴大車站方案3個方案。

2.2 地面站廳地下站臺二層島式車站方案（方案1）

地面站廳地下站臺二層島式車站方案為半地下站方案，本方案車站位于車輛段規劃用地范圍內，即車站位于牧川路與規劃路交叉口西北側地塊內，沿規劃路東西向布置，車站所在位置已拆遷成空地，為建材臨時堆場。場地環境較為開闊，車站的北側及西側為農田或拆遷空地，東南方向為前牧村，東側為南北走向的牧川路（遠期規劃為主干道）與牧城驛水庫，站址范圍內暫無管線鋪設。

本方案存在車站標高的問題：①車站軌面標高受車輛段標高及出入線坡度接軌限制，出入線坡度按線路規范要求最大可設計為35‰，此時車站軌面標高最多可下壓至12.48 m;②車站軌面標高又受站后區間覆土限制，車站東側為牧川路，遠期規劃為主干道，此處有區間隧道下穿，需保證區間隧道結構頂覆土不小于3 m，因此車站軌面標高最多提升至13.48 m，車站軌面標高在12.48～13.48 m中選擇。

考慮列車爬坡及線路接軌方面等因素，最終采取出入線坡度最小方案，即軌面標高確定為13.48 m，對應站前出入線長1 055 m，最大坡度30.87‰，此方案滿足站后區間覆土最低3 m要求（圖4、圖5）。

本方案的優點：投資規模小，客流吸引較好。本方案的缺點：前牧站受南側規劃路標高影響較大，占用牧川路西側地塊，站后區間需明挖法施工。

2.3 地下二層標準島式車站方案（方案 2）

地下二層標準島式車站方案為全地下車站方案，本方案車站位于牧川路與規劃路交口，此時，線路的出入線長度為1 182 m，最大坡度為31.67‰。車站站臺寬度11 m，標準段寬19.70 m，總長198 m，建筑面積11245.70m2。車站設置4個出入口、2組風亭，軌面標高7.727 m（圖6、圖7）。

本方案的優點：車站不占用地塊，不受規劃路標高影響，站后區間采用全盾構。本方案的缺點：客流吸引較差，投資規模較大。

2.4 地下二層島式擴大車站方案（方案3）

地下二層島式擴大車站方案為地下二層島式車站+商業開發方案（全地下方案）。本方案在地下二層標準站方案的基礎上，加入商業開發因素，將停車線等明挖部分作為商業開發，加長車站，擴大建筑面積，加大商業開發，綜合利用土地，吸引客流。車站位置、出入線的設計和標準地下二層方案一致。車站為地下二層島式車站，站臺寬度11m，總長667m，標準段寬19.70 m，建筑面積36356.50m2。車站設置12個出入口（含商業開發8個出入口）、4組風亭（含商業開發2組風亭），軌面標高7.727 m（圖8）。

3 車站方案比選

本文從車站規模、功能、站后區間形式、施工工法、拆遷等方面對3個方案進行詳細對比如下（表1）。

（1）地面站廳地下站臺二層島式車站方案（方案1）的優勢為，出入線坡度為30.87‰，為3個方案中最小的;明挖段493m，為3個方案最短;車站規模最小;對道路無影響，無需交通疏解及管線遷改工程，客流吸引較好;總投資約5.67億，為最低。缺點為，需要占用交通建設用地，對景觀要求較高。

（2）地下二層標準島式車站方案（方案2）的優勢為，車站為跨路口地下車站，不占用地塊。缺點為，路口東側均為規劃綠地，乘車客流吸引一般;出入線坡度為31.67‰，明挖長度為611 m;車站主體范圍內拆遷量大，總投資約7.86億（較高）。

（3）地下二層島式擴大車站方案（方案3）的優勢為，客流吸引較強，不占用地塊無需征地，具有商業開發的條件，有一定的商業價值。缺點為，規模過大，總投資約11.7億（最高），車站主體范圍內拆遷量大。

綜合以上研究分析可以看出，地面站廳地下站臺二層島式車站方案（方案1，半地下站方案）雖然存在占用地塊、對景觀要求高等缺點，但是在經濟、吸引客流、拆遷等方面存在較大優勢，故本文將地面站廳地下站臺二層島式車站方案（方案1，半地下站方案）作為推薦方案。

4 結束語

通過綜合比選，最終確定前牧站站位及車站形式為地面站廳地下站臺二層島式車站方案（方案1，半地下站方案）作為4號線貫通方案。此方案在不利條件下，很好地解決了站前停車線的設置、車輛段出入線對爬坡能力及高程的要求，而且還滿足了站后區間覆土及客流的需求，為經濟合理、技術可行的方案。

參考文獻

[1]王澤. 鄭機城際鐵路新鄭機場地下站高程設計[J]. 鐵道勘察， 2016（3）.

[2]王博. 明挖地鐵車站整體建模結構受力分析[J]. 鐵道標準設計，2012（11）.

[3]GB 50157-2013 地鐵設計規范[S]. 2013.

[4]GB 50090-2006鐵路線路設計規范（2006版）[S]. 2006.

[5]GB 50010-2010 混凝土結構設計規范（2015版）[S]. 2010.

[6]JGJ 120-2012 建筑基坑支護技術規程[S]. 2012.

[7]GB 50108-2008 地下工程防水技術規范[S]. 2008.

[8]JGJ 94-2008 建筑樁基技術規范[S]. 2008.

[9]GB 50009-2012 建筑結構荷載規范[S]. 2012.

[10] GB 50307 -2012 城市軌道交通巖土工程勘察規范[S]. 2012.

[11] 仇文革，張自光. 地鐵暗挖車站成本優化合理埋深研究[J]. 地下空間與工程學報， 2019（3）.

[12] 羅衍儉. 地鐵車站方案設計中若干問題的探討[J]. 地下空間與工程學報，1998，18（3）.

[13] 地下鐵道工程籌建處. 南京地鐵南北線一期工程新街口車站方案設計[J]. 地鐵與輕軌，1995（3）.

[14] 王玉英. 地鐵車站方案設計[J]. 建筑工程技術與設計，2017（18）.

[15] 陳繼淵. 軌道交通地鐵換乘車站方案設計探討[J]. 建筑工程技術與設計，2019（18）.

[16] 潘佩君. 地鐵車站出入口設計探討[J]. 現代城市軌道交通，2019（5）.

[17] GB 50490-2009 城市軌道交通技術規范[S]. 2009.

[18] GB 50016-2014 建筑設計防火規范[S]. 2014 .

[19] GB 50222-95 建筑內部裝修設計防火規范[S]. 2001.

[20] GB 50352-2005 民用建筑設計通則[S]. 2005.

[21] 張揚. 武漢地鐵8號線車站建筑方案設計實踐與思考[J]. 中國標準化，2019（2）.

[22] 趙碩. 明挖法地鐵車站結構設計方案[J]. 四川水泥，2019（8）.

[23] 郭亮. 黃土地區地鐵暗挖車站設計方案研究[J]. 鐵道建筑，2019（12）.

收稿日期2020-01-08

責任編輯 朱開明

Research and design of Dalian Qianmu

subway station

Lv Haiying

Abstract： The structure of subway station is mainly underground station， but under the control of some special environmental factors， there will be some special forms， such as ground station， elevated station， semi-underground station and so on. Taking Qianmu station of Dalian metro line 4 as the study case， this paper makes a multi-directional comparative analysis of the semi-underground station scheme and the whole underground station scheme from the aspects of station scale， function， in-section form after the completion of station civil engineering works， construction method， demolition， etc. With the comprehensive study， Qianmu metro station is recommended as a semi-underground station.

Keywords： subway station， station form， control factors， scheme design， semi-underground station