三洞四線車站隧道多功能站臺研究

吳詠雙 吳 林

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031)

0 引言

我國鐵路建設高速發展，隧道建設開始向“多、大、長、深”方向發展[1]。由于西部山區地形復雜，橋隧比重大，高山峽谷段地形條件限制，使得車站伸入隧道。國外早在二十世紀五六十年代就積累了許多車站隧道成熟經驗；我國則后來居上，隨著國家大力推進基礎設施建設，新建了許多車站隧道[2]。

一般四線車站隧道通常可采用四線特大跨式、三線+三線縱向分布式或雙線+雙線分修式等車站隧道布置方案。其中三線+三線縱向分布式車站隧道以其施工及管理難度適中，站臺布置相對靈活而廣泛采用。本文以兩處投入運營的三洞四線車站隧道為例，總結其站臺布置、通道布置與線流組織，提出一種三洞四線車站隧道多功能站臺方案，為三洞四線車站隧道中站臺設計提供參考。

1 既有三洞四線車站隧道

1.1 京張鐵路八達嶺車站隧道

1.1.1 工程概況

京張鐵路八達嶺長城站位于北京市內八達嶺滾天溝停車場內，京藏高速及G110國道北側。八達嶺車站分為地面站房和地下站兩部分。由下往上依次為：站臺層—進站通道—出站通道—地面站房及風亭等輔助建筑。另還有救援通道，直接連通地面與地下站臺層。車站通道布置圖如圖1所示。

1.1.2 線流組織

1)進站線流。

進站乘客通過進站通道抵達站臺乘車，站臺層單側各2處共設4處進站口。

2)出站線流。

出站乘客通過出站通道到達地面出站口后出站，站臺層單側各4處共設8處出站口。

3)疏散救援線流。

a.人員疏散線流。

緊急救援時乘客下車至站臺，從進站口與出站口(單側各6處共設12處)進入進站通道及出站通道疏散，站臺范圍內任一點距離最近通道口不大于50 m。

b.抵近救援線流。

外部消防車、救護車等車輛可由環形斜井直接抵近站臺層處理突發事件，抵近位置為站臺層兩端，每側站臺盡頭末端各有1處通道口。

1.1.3 站臺結構與功能

由以上通道布置及線流組織可以得出結論，八達嶺車站隧道站臺采用單層結構，站臺在正常使用時作為人員候車空間與集散平臺；疏散時作為人員集散平臺；抵近救援時作為救援人員工作平臺，但無法作為旅客安全待避空間。旅客進出站線流與旅客疏散線流均共用站臺空間。

1.2 貴陽樞紐龍洞堡隧道

1.2.1 工程概況

貴陽樞紐龍洞堡站位于貴陽市龍洞堡機場西側，貴陽市域鐵路東北環線與貴陽軌道交通2號線交匯處。龍洞堡車站為地下站，地下1層是國鐵與輕軌共用站廳層，地下2層是輕軌站臺層，地下3層是國鐵站臺層，本節只研究三洞四線國鐵站臺層。

龍洞堡車站國鐵隧道通道可分為：地下3層通過出站通道、進站通道與站廳層連接。另還有救援通道，直接連通地面與地下站臺層。車站通道布置圖如圖2所示。

1.2.2 線流組織

1)進站線流。

進站乘客通過進站通道抵達-3層國鐵站臺層乘車，站臺層單側各2處共設4處進站口。

2)出站線流。

出站乘客通過出站通道抵達-1層站廳層，站臺層單側各2處共設4處出站口。

3)人員疏散線流。

緊急救援時站臺南側乘客通過進站口與出站口(單側各4處共設8處)進入進站通道及出站通道疏散，同時站臺北側乘客通過末端疏散豎井(單側各1處共設2處)直通地面，站臺范圍內任一點距離最近通道口不大于50 m。

1.2.3 站臺結構與功能

由以上通道布置及線流組織可以得出結論，龍洞堡車站隧道站臺采用單層結構，站臺在正常使用時作為人員候車空間與集散平臺；疏散時作為人員集散平臺。旅客進出站線流與旅客疏散線流均共用站臺空間。

1.3 車站隧道小結

總結以上兩處既有車站隧道，可以看出車站隧道不僅僅需要滿足旅客進出站需求，也需要保證人員在緊急情況下的防災救援。

1)旅客進出站需求。

車站均需設置站房與站臺，站房站臺間設連接通道，以滿足人員有序進出站的要求。

2)防災救援要求。

根據規范，站臺公共區計算長度內任一點距最近梯口或通道口距離不得大于50 m[3，4]。故八達嶺車站隧道與龍洞堡車站隧道站臺層，均設置多處通道連接站臺。其中龍洞堡車站隧道在通道末端增設豎向疏散通道以滿足規范。

3)車站布置可以改進之處。

以上兩處車站隧道的進出站通道兼做疏散通道，站臺兼有防災救援與正常使用功能。在火災等緊急情況下，人員本就慌亂，且疏散線流與進出站線流重合，更易引起踩踏事故。

2 西南山區某鐵路車站隧道設計

西南山區某鐵路隧道，進口段車站進洞，在前文總結八達嶺車站隧道與龍洞堡車站隧道特點及可改進之處的基礎上，結合本隧隧址區地形、地質、線站布置，開展車站隧道站臺優化研究。

2.1 隧道概況

該隧道為設計速度200 km/h單洞雙線電氣化鐵路隧道，全長26.5 km，最大埋深約1 800 m，進口段洞外接路基，洞內車站進洞，全隧單面上坡。

2.2 局部車站段地質及線位

1)車站段地質。

隧道進口車站段上覆土層厚度不大，整體穩定性較好，下伏基巖以閃長巖、花崗巖為主，為硬質巖，巖體極完整～完整，地下水不發育，進口段受卸荷作用，巖體較破碎。總體來說，圍巖以Ⅲ級為主。車站段最大埋深270 m。

2)車站段線位。

本隧進口段車站站臺進洞，站房及其他配套設施位于洞外。車站段正線全部位于直線上，采用三洞四線車站布置。車站站臺布置如圖3所示。

2.3 車站段通道布置方案

本站站房位于進口洞門外左側，位于地面1層。以下從旅客進出站線流、旅客疏散線流及工程經濟性研究車站隧洞布置。

1)旅客進出站線流。

由于站臺層與站房層基本位于同一水平面，故進出站線流以近水平通道為主，線流組織如下：左側線流由站房出發，從左側通道隧道進入；右側站臺由站房出發，先通過地道下穿洞外正線路基，再通過右側通道隧道進入。進出站通道平面布置圖如圖4所示。

2)旅客疏散線流。

根據相關規范，應保證站臺公共區計算長度內任一點距最近梯口或通道口距離不得大于50 m。若采用進出站通道兼做疏散通道(即圖4方案)，站臺人員最遠需走行500 m至疏散通道(通道與站臺交點)，不滿足規范要求。

3)方案概述。

為兼顧旅客進出站及防災救援疏散線流組織，可從進出線通道立體上增設通道，也可由平面上增設通道，亦可在滿足規范前提下共用通道，基于以上3種思路，研究對應3種通道設計方式：

a.雙層站臺雙通道方案。

在上文(單層站臺)雙通道方案基礎上，站臺修改為雙層通道，上層作為進出站通道，下層作為疏散通道。進出站通道亦修改為雙層通道，上層作為進出站通道，連接站臺上層；下層作為疏散通道，連接站臺下層。上層站臺每隔50 m開孔設置一處(每側站臺6處)縱行樓梯供旅客進入下層站臺。

旅客進站線流為：站房→上層通道→上層站臺；旅客出站線流為：上層站臺→上層通道→站房；疏散線流為：上層站臺→下層站臺→下層通道→站房。

平面設計圖及典型橫斷面圖如圖5所示。

b.單層站臺雙通道方案。

在上文(單層站臺)雙通道方案基礎上，站臺兩側各增設一段平導兼作進出站及救援通道。通道與站臺通過橫通道連接，橫通道間距不超過50 m。

旅客進站線流為：站房→進出站兼救援通道→橫通道→站臺；旅客出站線流為：站臺→橫通道→進出站兼救援通道→站房；疏散線流與出站線流完全一致。

平面設計圖及典型橫斷面圖如圖6所示。

c.四通道方案。

兩側各增設兩條平導分別作為進出站通道、疏散通道，考慮到進出站通道常用，而疏散通道使用頻率較少，故靠近站臺洞側通道作為正常進出站通道連接站臺，遠離站臺洞側通道作為救援通道。通道與站臺間、通道與疏散通道間均通過橫通道連接，橫通道間距不超過50 m。

旅客進站線流為：站房→進出站通道→橫通道→站臺；旅客出站線流為：站臺→橫通道→進出站通道→站房；疏散線流為：站臺→橫通道→橫通道→疏散通道→洞外。

平面設計圖及典型橫斷面圖如圖7所示。

4)方案比較。

以上三種方案通道隧洞個數不同，通道斷面不同，各有優缺點。下面從旅客進出站線流、防災疏散救援線流、工程風險、工程量等方面對三種方案進行比較：

a.旅客進出站線流。

三種方案皆為單層走行，不需要旅客上下扶梯，對旅客乘車相對友好，進出站走行距離也相差不大。但部分方案與疏散線流重合，見下文。

b.防災疏散救援線流。

雙層站臺雙通道方案中通道與站臺皆為雙層，疏散線流與進出站線流完全獨立，四通道方案則采用額外增設隧道的方式，疏散線流與進出站線流也完全獨立。兩種方案人員在緊急疏散時皆不會與進出站人員接觸產生混亂。且疏散空間內除照明指引外不存在其他電器設備，屬于極為安全、順直避難空間。

單層站臺雙通道方案疏散線流與進出站線流共用通道，如果接觸極易產生混亂，甚至踩踏事故；其次，單層站臺雙通道方案將加壓送風道與人員疏散通道結合，疏散時人迎著強大風壓走行，極為不便。通道內設置分部式風機，該通道本身也存在安全隱患。

c.工程風險。

單層站臺四通道方案與雙通道方案通道皆為單層，每個通道斷面大小適中施工相對簡單。雙層站臺雙通道方案通道與站臺皆為雙層。通道開挖高度超過14 m，站臺開挖高度超過13 m，開挖時都需設臨時橫撐加固。

d.工程數量。

單層站臺四通道方案雖然斷面較小，但隧洞個數較多。雙層站臺雙通道方案站臺工程量較大，隧洞個數少小，但單個隧道工程量大。單層站臺雙通道方案隧洞小，個數也少。經計算，四通道方案工程量最大，雙層站臺雙通道方案其次，單層站臺雙通道方案最小。

e.小結。

三種方案比較結果見表1。

表1 三種方案比較結果

綜上所述，本隧道工程地質條件較好，病害率低，海拔較低。考慮到以人為本，安全疏散，自救為主，方便救援的原則，雙層站臺雙通道方案能最大限度保證人員疏散安全，也可滿足建設及運營階段需求，同時工程 投資節省較多。因此，三個方案中雙層站臺雙通道方案最好。

3 結語

本文通過總結傳統三洞四線車站隧道的通道布置與線流組織，找出其中客觀建設條件的限制與可改進之處，再結合西南山區某鐵路車站隧道區域地質及站場布置，通過總結對比三種方案，得出以下結論：

1)雙層站臺除了能滿足單層站臺所有功能外，自身還具備安全待避空間的功能。在不增加隧道個數情況下，通過在站臺及通道增設下層的方式，將車站進出站線流與疏散線流分隔，最大限度避免混亂，保證疏散人員安全。

2)通道內最好單獨設置通風通道及排煙通道，除必要指示標志、照明設備外不設置其余電器。在單層雙通道方案中，唯一的進出站兼疏散通道內，還布設有通風風機。非常不利于人員通行，甚至風機本身也是火災源頭之一。

3)單層隧道增設下層通道與單層隧道增設另一單層隧道，都能解決流線重疊問題。雙層通道結構較高，施工難度略微提升，但能減少工程量，經計算，能減少約30%投資。