太焦高鐵長治南站站前廣場及配套附屬設施建設項目設計方案研究

王崇偉，李世晨

（中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津市300074）

1 概 述

1.1 工程地理位置及背景

作為中國高速鐵路網“八縱八橫”主通道中“呼南高鐵”的重要組成部分，太焦高鐵全長358.761 km，北起自山西省太原市，南至河南省焦作市，是山西和河南兩省沿線各地市通往長三角經濟帶及東南沿海最便捷通道，全線設13 座車站，如圖1 所示。

圖1 項目地理位置圖

長治南站，原名長治縣站，坐落于上黨區內，是太焦高鐵上的一個重要站點，它的開通即將結束長治市上黨區不通高鐵的歷史，從上黨區前往鄭州、太原的時間將大為縮減。項目建成后將成為長治市新的“城市窗口”，對進一步完善交通體系、提升城市形象、優化城市生態和投資環境、擴展城市發展空間、增強城市經濟實力和發展后勁有著重大意義。

1.2 工程規模

該項目作為2020 年山西省及長治市重點工程，主要解決進出站旅客換乘、周邊配套路網聯通、山洪水排泄出路及廣場景觀亮化提升問題。

工程分為四個部分，具體規模如下：

（1）換乘平臺工程：主體二層，結構形式為框架混凝土結構，總高度11 m，總占地面積為16 714 m2，總建筑面積為20 337 m。

（2）站前廣場及景觀綠化工程：站前廣場一處，包括廣場鋪裝、景觀構筑物等，總面積23 644 m2；景觀綠化工程：包括廣場公園綠化134 680 m2，屋頂綠化4 500 m2。

（3）市政路網及配套設施工程：如圖2 所示，該項目包括3 條主干路、2 條次干路、3 條支路共8 條路，總長度約8 837 m。

圖2 項目區域路網圖

（4）泄洪排水箱涵工程：雨水管涵總長度8.1 km，其中：規劃片區內新建雨水箱涵尺寸為3 m×2 m～4.5 m×3 m；規劃片區外至調蓄湖段新建雨水箱涵尺寸為4.5 m×3 m。

2 工程建設條件

2.1 場地現狀

如圖3 所示，該項目現狀高鐵片區范圍內以農田、村莊為主，地勢除東側高鐵站房處陡峭外其他位置均較為平坦，總體呈現出東高西低的態勢，坡度集中在30%以下，適宜開發建設。

圖3 研究區域高程、坡度分析圖

以緯二路為界，分為：

（1）山區沖洪積平原地貌

緯二路以西地區，地面高差較小，地勢平坦開闊，地表上部覆蓋厚度不一的素填土、下部為濕陷性粉土，路基相對穩定。該地貌區內不良地質現象不發育，總體評價：工程地質條件較好。

（2）黃土堆積丘陵地貌

緯二路以東地區，地面起伏變化，高差較大，該區域內發育多條沖溝，走向為東西向，溝兩側多為黃土陡崖，場地未有揭露地下水。在該區內沖溝兩側發育有小型的黃土不穩定斜坡。總體評價：工程地質條件一般。

2.2 工程地質概況

將該次勘察所揭露地層自上而下分為4 大層3個亞層，現將地層由新至老分述如下：

第①層：第四系全新統（Q4 ml）素填土：人工堆積而成，主要以粉土為主，黃褐色，結構疏松，大孔隙發育，含零星磚塊、石塊。在道路沿線大部分地區均有出露。該層厚0.50～9.70 m，平均厚度為1.94 m，層底埋深0.50～9.70 m。

第①1 層：第四系全新統（Q4 pd）耕植土：主要以粉土為主，黃褐色，結構疏松，大孔隙發育，含零星炭屑、少量植物根系。該層厚0.50～1.20 m，平均厚度為0.74 m，層底埋深0.50～1.20 m。

第①2 層：第四系全新統（Q4 ml）雜填土：主要以粉土為主，灰褐色、灰色、黃褐色，結構疏松，稍密～中密，大孔隙發育，含大量石塊、磚塊。主要分布在東部地區山間沖溝底部，為回填沖溝所致。該層厚0.50～3.00 m，平均厚度為1.88 m，層底埋深0.50～8.30 m。

第②層：第四系上更新統（Q3 al+pl）濕陷性粉土：沖洪積成因，灰黃、褐黃色，含炭屑，呈稍密～中密狀，搖振反應中等，干強度低，韌性低，該層厚3.00～16.40 m，平均厚度為7.11 m，層底埋深5.00～18.00 m，在區內分布較穩定。

第③層：第四系上更新統（Q3 al+pl）粉土：沖洪積成因，灰黃、褐黃色，含炭屑，呈稍密狀，搖振反應中等，干強度低，韌性低。該層厚0.50～6.00 m，平均厚度為2.63 m，層底埋深7.00～19.20 m。該層在區內分布不穩定。

第④層：第四系中更新統（Q2 al+pl）粉質黏土：沖洪積成因，褐紅、黃褐色，含鐵錳質斑點，結構緊密，多呈硬塑狀，稍有光滑，干強度中等，韌性中等，局部夾薄層粉土。該層主要分布在場地下部，該層未揭穿，最大揭露厚度為11.0 m。

第④1 層：第四系中更新統（Q2 al+pl）粉土：沖洪積成因，黃紅色，含炭屑，呈稍密～中密狀，搖振反應中等，干強度低，韌性低，該層厚3.00～4.70 m，平均厚度為3.85 m，層底埋深16.20～16.30 m。該層僅在部分孔有揭露。

2.3 地基土濕陷性評價

由于擬建工程位于濕陷性黃土地帶，由表1 地勘資料可知，場地濕陷性土層在迎賓路以西地區濕陷性土層厚度較小，約為7～10 m，在其以東地區的黃土堆積丘陵地帶厚度大，最大厚度可達21 m。根據實驗結果可知，區域由東向西濕陷性變化大。

2.4 規劃現狀

規劃范圍：南至學府街、東至太焦鐵路線、西至英雄南路、北至賈村規劃用地面積為294.32 hm2。

如圖4 所示，高鐵站區規劃結構為一軸兩心。一軸：站前路發展軸；兩心為公共服務中心、交通樞紐中心。四片多點。四片為門戶片區、中心商務片區、產業研發片區、居住片區；多點為多個生活、產業服務節點。

3 主要技術標準

（1）換乘平臺工程

主體二層，結構形式為框架混凝土結構。

表1 濕陷性分區表

圖4 高鐵站區規劃結構圖

（2）市政路網及配套設施工程

各道路技術指標見表2。

表2 道路技術指標

路面結構形式：瀝青混凝土路面；

設計荷載標準：BZZ-100。

（3）泄洪排水箱涵工程

收水范圍：高鐵站上游山洪水+ 規劃區新城澇水。設計標準：該次相關鐵路為太焦客運專線，對應涵洞設計標準為100 a。規劃區新城排水防澇標準為20 a。

4 項目難點

（1）該項目建設規模大，構成子項較多，涉及專業多。但各子項密切相關，站前廣場、換乘平臺方案直接決定到配套路網的方案，配套路網方案又會影響泄洪排澇箱涵路由的確定。

（2）地形較為復雜，自緯二路至高鐵站房高差28 m，平均坡度11%，現狀為臺地式，如圖5 所示，重點是如何通過換乘平臺、景觀廣場及道路的豎向設計來消化高差，使其變成新的臺地式景觀，與原狀自然結合。

圖5 臺地式現狀

（3）由于高鐵站房選址位于山坡上，如圖6 所示，整個片區東高西低，南高北低，且高差較大，長治南站上游的山洪水會匯入片區，如何在保證規劃片區的排澇安全的前提下，制定科學的防洪排澇標準，合理經濟地解決片區山洪客水和片區自身雨水的排放問題。

圖6 在建長治南站鳥瞰圖

排水出路位于規劃片區西北部的現狀湖，經現狀湖調蓄后排至黎水河。排水箱涵路由的選擇尤為重要，需全面考慮與新建道路結合、減少征遷、避免占用基本農田及現狀道路破除及修復等因素。

5 工程設計方案

5.1 設計理念

該項目是一個綜合的大型工程建設項目，通過對項目的理解，根據該項目在城市中的地位、作用、功能定位，結合地形、社會調查、地質、水文等自然條件，提出以下的設計理念：即“人、生態、交通和發展”相互協調、相互促進。

（1）人：以人為本，和諧與平衡；

（2）生態：工程與環境的協調與和諧；

（3）交通：立足系統、網絡，體現可持續；

（4）發展：重視新建區域形態，實現功能有機結合；

（5）綜合：解決長治南站及周邊地塊基礎設施配套。

5.2 換乘平臺工程

長治高鐵站換乘平臺位于高鐵站候車樓西側，處在整個站前區中心的位置，工程除了對主體進行設計外，還要對建筑周邊的環境景觀道路協同考慮，使建筑和環境形成一個有機和諧的整體，相得益彰，體現出協調性、共生性，并做出相應的設計。為突出高鐵站候車樓的主體性，避免喧賓奪主，刻意弱化換乘平臺的立面效果，根據功能取消多余的外墻維護結構以獲得很好的經濟性，同時與整個站前區融為一體，如圖7 所示。

圖7 換乘平臺與周圍環境關系圖

換乘平臺主體二層，結構形式為框架混凝土結構。總高度11 m，其中地下二層層高4 m，地下一層層高5.5 m，覆土層高度1.5 m。地下一層建筑面積為13 484 m2，地下二層建筑面積為6 853 m2。

地下一層功能為：三個公共交通站停靠點，出租車上下客區域及社會車輛或網約車接送站區域，便利營業和休息區域，以及設備用房和綠化種植區域，各部分車輛布局合理不交叉，如圖8 所示。地下二層功能為社會車輛停車庫，停車數量為171 輛。

圖8 車輛交通流線圖

如圖9 所示，人員流線通過各部分的自動扶梯上至站前廣場，與機動車實現完全分流，互不干擾。

圖9 人員交通流線圖

5.3 站前廣場及兩側景觀工程

場地設計急需處理現狀地形的豎向高差，如何正確巧妙利用場地的高差關系營造視覺的景觀序列將成為設計關鍵點，并且在此基礎上做到經濟合理，在廣場設計中主要從以下幾點入手：

（1）因地制宜合理利用土地高差；

（2）結合換乘平臺與市政道路高程盡可能做到土方平衡；

（3）除特殊景觀節點及減少景外擋土墻的運用。

5.3.1 站前廣場設計

站前廣場，由高低兩個廣場以及中央的景觀坡面加上換乘平臺頂面綠化組成，高低錯落的地形地貌為整個空間增添了無窮的變化可能，使整個廣場充滿趣味性，而在此基礎上我們在前廣場主體設計中又在各個空間增添了一些小的不規則的變化，例如：樓前廣場上不規則的綠地，臺階上調皮的花池，坡面攔路的條石。這樣既顯得空間上變幻多彩，又把人流梳理的井然有序，如圖10 所示。

圖10 換乘平臺頂面景觀鳥瞰圖

長治南站站前廣場豎向設計主要解決的是二十多米高差的問題，方案構思的過程中更多考慮人性化，從動態流線到人員行走舒適性上考慮把換乘平臺和核心廣場區中間設置為綠色的立體畫面，同時也是從站前廣場通往高鐵站房的綠色幕簾，如圖11所示。

圖11 廣場豎向斷面設計圖（單位：m）

5.3.2 兩側景觀設計

站前廣場兩側景觀可分為南北兩個公園，從功能定位上它們既是高鐵站附屬配套公園，也屬于周邊居民的城市休閑公園。公園內現以山體坡地為主，地形凹凸不平，僅個別區域相對平坦。

公園內現有的景觀元素主要體現在丘陵、農田兩個方面，合理再現并有機組織已有的景觀資源和景觀元素，是建設公園的基本要求。

根據綜合生態因素和服務因素將公園定義了六種功能區：廣場區、植物景觀展示區、生態游賞區、休閑活動區、休閑步道區、濕地展示區。根據兩個公園內各個區域的位置、功能、地形、水系等自然條件，在規劃上又將其劃分為山林、水泊、溪流、花島、廣場等多個小景區，并結合一系列景點的布局，形成內容豐富、景色多變、適宜不同人群、不同時間季節活動、觀光、休閑、運動等需求的公園游覽區，將成為以本地居民休閑游樂與外來賓客觀光游覽相結合的城市公園。

設計中充分利用低丘豐富多變的空間，形成以坡地為特色的景觀類型，并解決水土流失問題；將水系的循環利用與水質的改善作為公園設計優先考慮的技術措施。公園總體布局在構圖上形成“一軸、兩園；山、水相依”的景觀格局：一軸是由南至北，穿過站前廣場貫穿整個景觀區的自然式景觀軸線；兩園是指位于軸線上的南北兩個公園；山、水相依是指將山、水等景觀斑塊融于一體的各個景區，是游人開展游憩休閑活動的主要場所，其中整體景觀設計如圖12 所示。

圖12 長治南站景觀設計鳥瞰圖

5.4 市政路網及配套設施工程

市政配套部分設計范圍共包含8 條路，設計內容包括道路、交通、給排水、照明、電力、通信、綠化專業。

如圖13 所示，3 條主干路包含站前大街、學府街、緯二路，路線總長度約3 814 m；2 條次干路包含迎賓路、正平街，路線總長度約1 712 m；3 條支路包含進出站通道、消防通道、廣場路，路線總長度約3 312 m；8 條路總長度約8 837 m，數據見表3。

圖13 道路工程位置圖

表3 道路統計表

5.5 泄洪排水箱涵工程

通過修建排水箱涵來解決長治南站東側匯集的山洪水和規劃片區澇水的排水出路問題，整個區域洪澇水的受納水體為規劃高鐵片區范圍西北約2 km 處的現狀調蓄湖和黎水河。

5.5.1 排水區域的選擇

根據工程特點，將該工程從源頭到末端劃分為三個管線段，分別為起端的山洪段，中部的高鐵新城城區段和下游的出城段，如圖14 所示。

圖14 山洪段- 城區段- 出城段平面圖

根據《長治市排水防澇專項規劃》、《室外排水設計規范規定》（GB 50014—2006）規定，同時為保障高鐵站的安全運行，山洪段的流量計算標準為100 a一遇，進入高鐵新城城區段的計算標準為20 a 一遇，下游出城段為非建成區，其管渠不計算，通過下游天然湖泊進行調蓄。

5.5.2 泄洪排水箱涵方案

如圖15 所示，泄洪排水箱涵以高鐵沿線6 處排洪涵洞為起點，山洪水通過箱涵匯集至緯二路后，自東向西穿越高鐵新城片區至規劃經一路與英雄南路交口，出片區后沿現狀水泥路自東向西排至現狀調蓄湖，出湖后穿越現狀鐵路，經泵站提升后排至黎水河。

6 結 語

太焦高鐵長治南站高鐵片區，從區域層面和城市層面提出了很多重大基礎設施的規劃建設，不僅包括該項目的站前廣場、換乘平臺等，還涵蓋了高速鐵路、城市道路、泄洪排水箱涵、景觀綠化等多個方面。

圖15 高鐵城區泄洪排水圖

不同基礎設施之間存在著復雜的空間交接關系、不同的建設時序要求、不同的技術標準和不同的環境影響等多個問題。對于該項目總體方案設計而言，存在著建設條件復雜，協調專業多，牽涉面廣的特點，必須要充分發揮總體設計的協調和管理作用，制定行之有效的設計管理措施，保證總體方案設計落實到實處，各項規劃要求能真正落實。通過對山地高程處理及城市防洪等關鍵問題分析論證，對類似工程提供借鑒作用。