西安火車(chē)站改擴(kuò)建工程旅客換乘設(shè)計(jì)研究

康志明

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,西安 710043)

1 概述

近年來(lái)，隨著國(guó)家交通基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)步伐不斷加快，我國(guó)在軌道交通領(lǐng)域取得了舉世矚目的成績(jī)，全球規(guī)模最大的高速鐵路網(wǎng)和以地鐵為代表的城市軌道網(wǎng)基本成型，市域鐵路也越來(lái)越多地受到城市、國(guó)家鐵路和社會(huì)資本的重視[1]。大型鐵路旅客車(chē)站與城際鐵路、市域鐵路以及城市軌道交通的換乘模式日趨多元化，便捷地解決旅客站內(nèi)中轉(zhuǎn)換乘以及國(guó)鐵與地鐵之間的換乘成為大型鐵路旅客車(chē)站設(shè)計(jì)的重要課題。

西安火車(chē)站是全國(guó)鐵路客運(yùn)直屬特等站、全國(guó)八大鐵路樞紐之一，隨著西安站改擴(kuò)建工程的實(shí)施，西安站的樞紐功能將進(jìn)一步提升，以辦理普速列車(chē)為主，兼辦部分城際旅客列車(chē)，并具有開(kāi)行部分短途動(dòng)車(chē)組列車(chē)的條件[2]。建成后將成為擁有南北雙廣場(chǎng)、雙站房、多通道的大型綜合交通樞紐，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與地鐵4、7號(hào)線無(wú)縫接駁，實(shí)現(xiàn)零距離換乘。西安站的國(guó)鐵站內(nèi)中轉(zhuǎn)換乘及地鐵與國(guó)鐵之間的換乘設(shè)計(jì)體現(xiàn)了大型鐵路旅客車(chē)站近年來(lái)的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，其換乘模式的研究對(duì)于國(guó)內(nèi)大型鐵路旅客站房設(shè)計(jì)具有重要的借鑒意義。

2 工程設(shè)計(jì)概況

2.1 總體規(guī)劃概況

西安市是世界四大古都之一、陜西省省會(huì)城市，西安鐵路樞紐位于國(guó)家鐵路網(wǎng)規(guī)劃的“八縱八橫”通道，是全國(guó)八大鐵路樞紐之一。西安火車(chē)站是西安鐵路規(guī)劃中“四主一輔”的主站之一，是全國(guó)鐵路客運(yùn)直屬特等站[3]，屬于遺址間的大型鐵路客運(yùn)站[4]。既有南站房規(guī)模較小，車(chē)站容量基本飽和，隨著新一輪的鐵路建設(shè)及城市軌道交通發(fā)展，關(guān)中城際鐵路建設(shè)全面啟動(dòng)[5]，西安站的樞紐功能將進(jìn)一步提升。

改擴(kuò)建之后車(chē)站規(guī)模擴(kuò)大為9臺(tái)18線，站房最高聚集人數(shù)12 000人，成為擁有南北雙廣場(chǎng)、雙站房、多通道的大型綜合交通樞紐，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與地鐵4、7號(hào)線無(wú)縫接駁，實(shí)現(xiàn)零距離換乘[6]。如圖1所示。新建的北站房、高架候車(chē)室延續(xù)了既有南站房和解放路的軸線，保留了城市軸線；同時(shí)新建東配樓、北站房與大明宮丹鳳門(mén)形成品字形關(guān)系，使北廣場(chǎng)與丹鳳門(mén)渾然一體，彰顯大氣穩(wěn)定的整體格局[7]；正對(duì)丹鳳門(mén)在東配樓與北站房之間設(shè)置跨線市政天橋及市政地下通廊，聯(lián)系南北廣場(chǎng)；在站場(chǎng)地下結(jié)合市政地下通廊和地鐵4號(hào)線站廳，設(shè)置了國(guó)鐵地下進(jìn)出站廳，實(shí)現(xiàn)國(guó)鐵與地鐵的無(wú)縫接駁。如圖2所示。

圖1 西安站改擴(kuò)建工程鳥(niǎo)瞰效果

圖2 西安站改擴(kuò)建工程總平面規(guī)劃

2.2 功能布局

西安站改擴(kuò)建屬于典型的向站場(chǎng)方向改擴(kuò)建，通過(guò)新建高架候車(chē)室對(duì)原有站房進(jìn)行擴(kuò)建，使早期的線側(cè)候車(chē)模式變?yōu)榫€上候車(chē)[8]。改擴(kuò)建后的西安站地面部分設(shè)計(jì)采用了南北線側(cè)站房與高架站房相結(jié)合的進(jìn)站方式，并在車(chē)場(chǎng)下方-12 m出站層增設(shè)地下進(jìn)站廳，實(shí)現(xiàn)多方向、多維度的旅客進(jìn)站，整體功能布局如圖3所示。站場(chǎng)南側(cè)對(duì)既有老火車(chē)站進(jìn)行適應(yīng)性改造，保留了一部分基本站臺(tái)進(jìn)站功能，結(jié)合南廣場(chǎng)設(shè)置了售票廳，并且可以通過(guò)進(jìn)站廣廳樓扶梯到達(dá)高架站房候車(chē)室；站場(chǎng)北側(cè)新建北站房，主要解決北側(cè)廣場(chǎng)方向客流的售取票及進(jìn)站；高架層的地面高程為10 m，為主要的候車(chē)空間，在18 m高程設(shè)配套的商業(yè)夾層；為了與地鐵4、7號(hào)線實(shí)現(xiàn)零距離換乘，在站場(chǎng)地下部分-12 m高程處，結(jié)合24 m寬市政地下通廊設(shè)置出站廳、地下進(jìn)站廳及部分售取票設(shè)施，國(guó)鐵到達(dá)旅客出站后從地下可以直接換乘地鐵或經(jīng)市政通廊前往南北廣場(chǎng)快速疏解，地鐵到達(dá)旅客出站后也可直接平層快速換乘國(guó)鐵。

圖3 整體功能布局

2.3 剖面設(shè)計(jì)

改擴(kuò)建后北站房建筑高度為33.5 m(金屬坡屋面檐口高程28.0 m，屋脊高程39.0 m，兩側(cè)混凝土屋面高程23.0 m)，主體地下3層，地上二層，首層為進(jìn)站廣廳層，二層為高架候車(chē)層，局部設(shè)置5.0 m高程設(shè)備夾層和18.0 m高程的商業(yè)夾層。高架候車(chē)廳主體1層，局部設(shè)置商業(yè)夾層，主體高度37.2 m(車(chē)站正負(fù)零高程至屋面最高點(diǎn))。既有南站房改造后中部主樓總高26.2 m，東、西側(cè)配樓總高皆為12.8 m，中部主樓地上兩層，局部夾層，東、西側(cè)配樓地上四層，局部夾層。站場(chǎng)下方市政地下通廊、地下進(jìn)出站廳地面高程-12.000 m，局部設(shè)置地下進(jìn)站夾層(高程-7.450 m)、設(shè)備夾層(高程-3.400 m)。如圖4所示。

圖4 站房剖面設(shè)計(jì)

2.4 旅客交通流線組織

鐵路旅客車(chē)站的旅客交通流線主要包含進(jìn)站流線和出站流線，考慮到城際鐵路、市域鐵路的站內(nèi)換乘需求，西安站也對(duì)旅客站內(nèi)換乘流線進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)。西安站旅客進(jìn)站采用以地面進(jìn)站為主、地下進(jìn)站為輔的方式，出站為地下出站并通過(guò)市政地下通廊引導(dǎo)人流疏解，此外，在高架站房增設(shè)反向進(jìn)站扶梯以滿足旅客站內(nèi)換乘的需求。

2.4.1 進(jìn)站流線

地面進(jìn)站的旅客從南、北廣場(chǎng)經(jīng)兩側(cè)站房進(jìn)站廣廳的樓扶梯上達(dá)高架層，在高架候車(chē)廳候車(chē)，然后通過(guò)高架候車(chē)廳東西兩側(cè)的十組檢票口檢票，檢票后由進(jìn)站通廊的樓扶梯下行至各個(gè)站臺(tái)乘車(chē)。這樣的設(shè)計(jì)同時(shí)滿足火車(chē)站南側(cè)和北側(cè)來(lái)向客流的進(jìn)站需求，流線順暢、管理便捷。如圖5所示。

圖5 地面進(jìn)站流線分析

北廣場(chǎng)地下公交、出租及社會(huì)停車(chē)場(chǎng)或地鐵4、7號(hào)線到達(dá)旅客在市政地下通廊兩側(cè)的國(guó)鐵人工或自助售票設(shè)施取票后，在地下-12 m高程平層安檢驗(yàn)票進(jìn)入地下進(jìn)站廳，經(jīng)樓扶梯上行至-7.45 m高程的地下進(jìn)站夾層，由夾層通道的進(jìn)站樓扶梯上行到達(dá)國(guó)鐵各個(gè)站臺(tái)乘車(chē)。如圖6所示。

圖6 地下進(jìn)站流線分析

2.4.2 出站流線

國(guó)鐵出站旅客通過(guò)兩組出站樓扶梯下行至-12 m高程的出站廳，驗(yàn)票出站后到達(dá)市政地下通廊，并由市政地下通廊疏解。換乘地鐵4、7號(hào)線的旅客經(jīng)地鐵進(jìn)站通道到達(dá)地鐵進(jìn)站廳安檢購(gòu)票后前往地鐵站廳乘車(chē)；其他旅客經(jīng)市政地下通廊往南上行至南站房市政過(guò)廳后到達(dá)南廣場(chǎng)或往北到達(dá)北廣場(chǎng)地下綜合交通樞紐，換乘公交、出租、社會(huì)車(chē)輛。如圖7所示。

圖7 出站流線分析

2.4.3 站內(nèi)換乘流線

國(guó)鐵到達(dá)旅客換乘其他國(guó)鐵車(chē)次時(shí)，可經(jīng)高架站房東側(cè)的反向進(jìn)站扶梯上行至高架站房，通過(guò)閘機(jī)驗(yàn)票后進(jìn)入高架候車(chē)廳候車(chē)，完成站內(nèi)換乘，從而避免了先出站再進(jìn)站的迂回流線，減少了二次安檢進(jìn)站程序。

3 換乘設(shè)計(jì)分析

隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，目前有兩個(gè)方面的矛盾在鐵路旅客站房設(shè)計(jì)中顯得較為突出：一是城市地鐵建設(shè)的高速發(fā)展與目前鐵路旅客車(chē)站進(jìn)出站流線組織的矛盾，二是城際鐵路發(fā)展引起國(guó)鐵站內(nèi)中轉(zhuǎn)客流的增長(zhǎng)與目前車(chē)站客運(yùn)管理的矛盾。西安站遠(yuǎn)期客流量構(gòu)成顯示了地鐵到達(dá)換乘國(guó)鐵以及國(guó)鐵城際中轉(zhuǎn)客流的比重，如表1所示。

表1 西安站遠(yuǎn)期客流量構(gòu)成(單方向)

換乘距離較長(zhǎng)、換乘空間客流的交叉擁堵、不同交通工具間換乘距離不等是鐵路站房換乘設(shè)計(jì)通常存在的詬病[9]。因此，高效的換乘組織是西安站改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

3.1 地下綜合換乘設(shè)計(jì)分析

本項(xiàng)目的地下?lián)Q乘設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)具有創(chuàng)新性，該設(shè)計(jì)主要結(jié)合地下綜合交通樞紐設(shè)置地下進(jìn)出站廳，地鐵及北廣場(chǎng)地下交通樞紐到達(dá)的旅客可以直接從地下進(jìn)站廳檢票進(jìn)站到達(dá)國(guó)鐵各站臺(tái)，國(guó)鐵出站旅客也直接由地下市政通廊可以便捷快速地通過(guò)地鐵、公交、出租及社會(huì)車(chē)輛進(jìn)行疏解。

3.1.1 地下進(jìn)站客流組織

(1)地下進(jìn)站空間設(shè)計(jì)

西安站改擴(kuò)建工程在市政地下通廊與地鐵站廳之間的三角區(qū)域設(shè)置地下進(jìn)站廳，旅客由地下進(jìn)站廳安檢驗(yàn)票進(jìn)站后，由夾層通道直接到達(dá)各站臺(tái)。該部分空間設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)站房的進(jìn)站及候車(chē)空間有所不同，為了保證旅客進(jìn)站及候車(chē)的舒適性，通過(guò)客流預(yù)測(cè)對(duì)空間尺度進(jìn)行了嚴(yán)格把控。

地下進(jìn)站廳主要是為了結(jié)合地下綜合交通樞紐滿足旅客的平層快速進(jìn)站需求，根據(jù)客流預(yù)測(cè)，地下進(jìn)站廳遠(yuǎn)期高峰小時(shí)旅客發(fā)送量2 890人。地下進(jìn)站廳位于市政地下通廊、東配樓、地鐵4號(hào)線站廳圍合的三角區(qū)域，考慮到地下空間緊張，按人均不小于1.2 m2的候車(chē)空間要求，在地下進(jìn)站廳設(shè)置3 500 m2的臨時(shí)候車(chē)區(qū)。臨時(shí)候車(chē)區(qū)凈高4.9 m，其余進(jìn)站通道凈高控制在3 m以上，在滿足相關(guān)鐵路標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡可能地減小地下空間的壓抑感。

多種交通方式的一體化銜接及多種功能的站內(nèi)融合，極大地增加了綜合交通樞紐的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和疏散難度[10]。西安站進(jìn)站廳空間的疏散寬度設(shè)計(jì)采用瞬時(shí)流量法計(jì)算[11]，平均停留時(shí)間30 min，高峰波動(dòng)系數(shù)1.5，車(chē)站辦公人員附加5%，地下進(jìn)站廳疏散人數(shù)為2 276人，本設(shè)計(jì)地下進(jìn)站廳疏散寬度為27.8 m，疏散距離按60 m控制，緊張情況下不超70 m，經(jīng)特殊消防設(shè)計(jì)研究及安全評(píng)估，滿足安全疏散的需求。

(2)優(yōu)勢(shì)及存在問(wèn)題

地下快速進(jìn)站具有諸多優(yōu)勢(shì)。首先，西安站地下進(jìn)站的設(shè)計(jì)極大地縮短了地鐵及北廣場(chǎng)地下交通樞紐到達(dá)的旅客的進(jìn)站流線，彌補(bǔ)了單一地面進(jìn)站流線過(guò)長(zhǎng)的不足，為旅客進(jìn)站帶來(lái)更多路徑選擇；其次，緩解了地面進(jìn)站及候車(chē)的客流壓力，西安站是西安鐵路規(guī)劃“四主一輔”中唯一位于城市核心區(qū)的主站，整體客流量極大，單維度的進(jìn)站方式不利于提高進(jìn)站效率；地下進(jìn)站的模式提高了城市地下空間的利用率，節(jié)約城市用地；能夠帶動(dòng)周邊城市地下商業(yè)空間的開(kāi)發(fā)利用，為城市發(fā)展注入活力，促進(jìn)站城融合。

地下進(jìn)站的優(yōu)勢(shì)很明顯，同時(shí)也存在一些問(wèn)題。地下空間局促，車(chē)場(chǎng)下方存在噪聲及振動(dòng)，環(huán)境品質(zhì)相對(duì)地上空間較差，旅客進(jìn)站體驗(yàn)不及地上進(jìn)站；新的進(jìn)站模式?jīng)]有成熟的運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)參考，為后期的運(yùn)營(yíng)管理帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。

3.1.2 地下出站客流的疏解

地下出站廳與城市綜合交通樞紐相聯(lián)系是目前大型鐵路旅客車(chē)站出站客流疏解常用的方式，西安站采取地下出站并在地下快速疏解客流的方式尤其具有明顯的優(yōu)勢(shì)。一方面，西安站位于唐大明宮國(guó)家遺址公園丹鳳門(mén)與明城墻之間，是典型的城市遺址中的大型鐵路樞紐，設(shè)置地面綜合交通樞紐會(huì)對(duì)城市歷史景觀造成破壞；另一方面，西安站與地鐵4、7號(hào)線在地下空間同時(shí)接駁，通過(guò)通道換乘的方式具有適用性和合理性[12]，進(jìn)一步突出了旅客地下出站的優(yōu)勢(shì)；地鐵換乘比例一般占50%以上，在出站廳層設(shè)置地鐵站點(diǎn)，旅客出站后能在同層直接進(jìn)入地鐵售票及檢票口，此種方式換乘流線最短，并且同層設(shè)置的布局減少了地鐵的埋深，有利于建筑規(guī)模以及工程造價(jià)的控制[13]。

在出站空間設(shè)計(jì)方面，西安站地下出站空間以市政通廊為空間組構(gòu)的核心，將出站廳與地鐵進(jìn)站廳、南北廣場(chǎng)緊密聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)性良好，具有較高的視線整合度，能便于旅客快速尋找到該節(jié)點(diǎn)，從而提升了整體空間組構(gòu)系統(tǒng)的可識(shí)別度[14]。本工程設(shè)計(jì)在市政地下通廊靠北廣場(chǎng)綜合交通樞紐一側(cè)設(shè)置自然采光排煙天窗，不僅起到對(duì)出站客流的引導(dǎo)作用，也是車(chē)站注重綠色節(jié)能的體現(xiàn)。火車(chē)站作為城市名片和地標(biāo)性建筑，展現(xiàn)著當(dāng)?shù)靥囟甏恼巍⒔?jīng)濟(jì)、文化、科技、生活方式和審美情趣的發(fā)展?fàn)顩r[15]，西安站出站空間整體室內(nèi)空間裝修也引入唐文化元素，與地面站房外觀相協(xié)調(diào)，體現(xiàn)對(duì)地域文化的尊重，使出站旅客對(duì)城市的整體印象進(jìn)一步加深[16]。

3.2 國(guó)鐵站內(nèi)換乘設(shè)計(jì)分析

西安站位于隴海、京昆、包海通道交匯點(diǎn)，具有承東啟西、貫通南北的重要作用，建成后還將引入多條城際鐵路，換乘模式日趨復(fù)雜化，站內(nèi)換乘的需求將更加明顯，作為新建的特大型鐵路旅客車(chē)站，在設(shè)計(jì)中結(jié)合進(jìn)站樓扶梯增設(shè)了反向扶梯，并在高架站房進(jìn)站通廊設(shè)置了反向進(jìn)站閘機(jī)，為換乘旅客反向進(jìn)站提供了便利。通過(guò)高架站房解決站內(nèi)換乘旅客的候車(chē)，提升了旅客候車(chē)體驗(yàn)，方便車(chē)站運(yùn)營(yíng)管理，同時(shí)提高了高架候車(chē)廳及配套商業(yè)夾層的空間利用率。

西安站的換乘屬于典型的同站站廳換乘方式，換乘時(shí)間消耗較少，站內(nèi)換乘設(shè)施的配合程度要求較高[17]。本工程僅在高架進(jìn)站通道處增設(shè)反向進(jìn)站流線，從換乘設(shè)施布局的角度考慮[18]，既節(jié)約了車(chē)站投資的經(jīng)濟(jì)成本，又縮短了旅客在站內(nèi)的走行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了中轉(zhuǎn)旅客“不出站、短接續(xù)”的人性化設(shè)計(jì)[19]。

4 結(jié)語(yǔ)

西安站改擴(kuò)建工程結(jié)合北廣場(chǎng)地下綜合交通樞紐平層實(shí)現(xiàn)地下綜合換乘，并且利用高架站房增設(shè)反向進(jìn)站設(shè)施來(lái)解決國(guó)鐵的站內(nèi)換乘。車(chē)站功能的立體化布局滿足了旅客多通道、多層面的進(jìn)站需求，實(shí)現(xiàn)了高效、多樣的換乘方式。新的換乘方式將給后期的運(yùn)維管理提出新的挑戰(zhàn)，受場(chǎng)地環(huán)境等條件約束，本項(xiàng)目在部分空間尺度方面還略顯局促，希望通過(guò)合理的運(yùn)維管理，嚴(yán)格控制客流量，在保證換乘效率達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的同時(shí)保障疏散安全，為國(guó)內(nèi)大型鐵路旅客站房的設(shè)計(jì)和運(yùn)維提供借鑒。

客流的高端化、商務(wù)化使普鐵時(shí)代簡(jiǎn)單的站前廣場(chǎng)換乘模式讓位于全天候、無(wú)障礙、人車(chē)分行的換乘空間接駁模式[20]。西安站的換乘設(shè)計(jì)充分利用了站區(qū)地上及地下的空間，基本做到了各種交通方式與鐵路進(jìn)出站客流的無(wú)縫銜接，極大地縮短旅客換乘距離，提高了旅客乘降效率，節(jié)約利用土地資源，對(duì)促進(jìn)站城融合發(fā)展起到重要作用，這樣的換乘設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“以人為本、以流為主”的客流組織理念，響應(yīng)了鐵路總公司新時(shí)代鐵路客站設(shè)計(jì)創(chuàng)新“暢通融合、綠色溫馨、經(jīng)濟(jì)藝術(shù)、智能便捷”[21]的四項(xiàng)基本原則，順應(yīng)新時(shí)代中國(guó)社會(huì)發(fā)展特點(diǎn)和鐵路運(yùn)營(yíng)管理需求。