廈門北綜合交通樞紐地鐵預留工程改造設計

余玉梅

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都 610031)

1 廈門北地鐵預留工程改造前概況

1.1 地鐵1號、4號線車站站位及換乘關系

既有廈門北動車站房及南廣場建設時，在其下方同步預留了地鐵1號、4號線的土建工程。1號線車站南北向布置，站位設于國鐵廈門北站動車站房地下出站通道下方，為地下1層側式站臺車站。4號線車站東西向布置，站位設于國鐵廈門北站動車站房北落客平臺正下方，為地下2層島式站臺車站。1號線軌道在上，4號線軌道在下，兩線車站采用“T”型側島換乘(圖1)。

圖1 地鐵預留工程與廈門北綜合交通樞紐現狀關系

1.2 改造前廈門北綜合交通樞紐建設情況

直至改造設計啟動前：國鐵廈門北站動車站房、南廣場已施工完成，并且已投入使用；國鐵動車站房北側進站落客平臺已建成，但未投入使用；國鐵動車站房北廣場尚未建設；廈門北1號、4號線地鐵站土建主體已建成。地鐵車站南側附屬及區間已建成；原本規劃與北廣場同步建設的地鐵車站北側附屬及區間尚未施工。

1.3 地鐵預留工程與既有交通樞紐的換乘關系

改造前地鐵通過設置于國鐵地下出站通道內的出入口已實現與國鐵的換乘。由于北廣場未實施，地鐵通過設置于北廣場的出入口與北廣場內公交車、長途車、BRT、社會車等換乘的原方案未實現(圖2、圖3)。

圖2 廈門北地鐵預留工程總平面

圖3 廈門北地鐵預留工程剖

2 引起本工程改造方案的主要原因

2007年廈門北動車站房及南廣場包括其下方的地鐵預留工程開工建設。2010年動車站房及南廣場投運。北廣場及下方地鐵工程未建設。2015年確定在廈門北動車站北側原北廣場位置新建福廈高鐵站。2012年、2015年分別啟動地鐵1號、4號線全線的設計工作。2015年初啟動地鐵預留土建工程的改造工作，其進度需保證2017年底地鐵1號線全線開通、2023年福廈高鐵及地鐵4號線全線開通，其改造方案需同時滿足廈門北綜合交通樞紐擴建工程設計和地鐵1號、4號線全線總體、系統的設計要求。

3 制約本工程改造方案的主要因素

3.1 預留4號線車站規模偏小

根據最新客流預測，廈門北站引入福廈高鐵后，廈門北地鐵站客流強度比原設計時采用的預測客流將大幅增加，至2040年將達日均13.7萬人次。經過對4號線全線客流規模的詳細研究，4號線由預留的B型車4輛編組改為B型車6輛編組。且根據4號線全線運營組織的需要，本站站后應增設單渡線。原4號線預留工程車站規模小，有效站臺長度和寬度、安全疏散及各部位通過能力均不能滿足客流需求，必須擴建。

3.2 4號線車站原址擴建實施風險極高

為減少廢棄工程，同時為了更好地與北側高鐵站房銜接，經論證確定保留既有北落客平臺主體結構。

4號線車站主體與落客平臺承臺樁基的關系。原4號線車站主體位于北落客平臺正下方，落客平臺柱墩承臺樁基剛好貼緊車站主體兩側，其樁基長度為37～45 m，為摩擦樁。若將原車站主體加長，施工風險及施工難度極大。另外車站主體寬度無法增加(圖4、圖5)。

圖4 原4號線主體、附屬與落客平臺承臺樁基關系平面

圖5 原4號線主體、附屬與落客平臺承臺樁基關系剖面

北側未建成的車站附屬與落客平臺承臺樁基的關系。原設計風道為地下2層結構，從2組承臺樁基之間穿過。原設計的通道下穿承臺。原計劃風道、通道施工完成后再實施承臺及橋梁結構，但后來由于北廣場一直未開工建設，而北落客平臺已先期實施，現欲后實施風道及通道，基坑開挖對已建承臺樁基影響極大。

綜上所述，4號線車站必須另外選址重建。

4 改造方案與廈門北綜合交通樞紐的關系

根據引入福廈高鐵后廈門北綜合交通樞紐整體設計方案，將位于2座國鐵站房之間的原北落客平臺加長，并向北拓寬與北側福廈高鐵站房銜接，其功能拓展為綜合交通接駁換乘平臺，既有動車站、福廈高鐵站、地鐵1號及4號線、BRT、公交車客流均可經由此平臺換乘。在原4號線及原北落客平臺北側平行設置新地鐵4號線車站，位于綜合交通接駁換乘平臺正下方。原4號線車站改造為1號線車站的一部分(圖6)。

圖6 改造方案地鐵與廈門北綜合交通樞紐的關系

5 改造方案介紹

改造方案的設計原則為：地鐵1號、4號線設計及建設時間均早于高鐵站房，應確保地鐵能夠順利實施，同時盡量為高鐵站房的實施預留好的條件；尤其是1號線建設工期緊迫，應盡量減小對1號線的影響，保證1號線按時通車；為應對高鐵站房建成后的客流增長，地鐵站廳站臺有條件盡量做大；盡量減少廢棄工程。

5.1 廈門北地鐵預留工程總平面布置

新建的4號線車站：為14 m島式站臺車站，站后設置單渡線。為減小對北側高鐵站房的影響，其附屬均為從主體東西兩端頂出設置。車站公共區北側預留2個接口與高鐵站房連接方便換乘。原預留工程4號線車站主體改建為1號線車站的一部分。1號線車站：于原4號線車站東西兩端增設2個直通室外的出入口；增設6座風井，分別位于原4號線車站東西兩端及1號線車站最北端；增設5座安全出口。1號、4號線采用側島“T”字通道換乘(圖7)。

5.2 建筑平面布局及客流組織

北側新4號線有效站臺長度由80 m增長至118 m，寬度由12 m增加至14 m，整體規模相應增加。公共區樓扶梯由原來的2組增加至4組，確保進出站與換乘客流通行順暢，滿足客流增長的需求。

原4號線車站地下1層改造為1號線站廳層的一部分，其地下2層一部分改造為設備管理用房，另一部分改造為辦公用房。原4號線北側墻打開4個連接通道與新4號線車站公共區連通，形成地鐵1號、4號線共用公共區，可實現付費區方便換乘，非付費區暢通聯系。新4號線車站島式站臺相比原車站向北平移了20 m，1號線側式站臺受工程條件的制約不能北移，維持原位置，故1號、4號線的換乘距離有所增長。原4號線公共區樓扶梯的功能轉變為過軌樓扶梯。

新4號線車站公共區北側預留2個通往福廈高鐵車站的接口，未來可實現地鐵與高鐵的換乘。1號線車站南側設置4個通往動車站出站通道的出入口，該部分已實施，實現了地鐵與動車的換乘。新4號線與1號線于東西兩側各設置2個通往地面廣場的出入口，動車站出站通道也可與地面廣場直接聯系，地面廣場設樓扶梯與上方的綜合交通接駁換乘平臺聯系，可實現地鐵與多種交通方式的換乘(圖8、圖9)。

圖8 廈門北地鐵改造工程客流組織平面

圖9 廈門北地鐵改造工程客流組織剖面

5.3 防火設計

由于設計時序相隔10年之久，需對改造方案的防火設計重新調整，使其滿足GB 50157-2013《地鐵設計規范》、GB 51298-2018《地鐵設計防火標準》、GB 50016-2014《建筑設計防火規范》等規范更新的要求。1號、4號線車站之間設置兩道特級防火卷簾，由1號、4號線分別控制，其安全疏散各自獨立考慮。1號線站廳、站臺公共區設于同一層，采用防火分隔墻分隔，分隔墻上根據需要設置門洞，間距不小于10 m，門洞上部設擋煙垂壁。1號線站臺公共區人員先疏散到站廳公共區，再經由6個出入口向其他區域疏散。其中東西兩端2個出入口位于室外開敞空間，可直接疏散到安全區。另外4個出入口先疏散到動車站房出站通道北端，再繼續向北疏散至動車站房與高鐵站房之間的地面廣場。地面廣場上方開敞，為安全區(圖10)。

圖10 廈門北地鐵改造工程1號線安全疏散分析

經過消防性能化評估，將動車站房出站通道設定為準安全區，并要求設置以下措施：將出站通道作為1個防火單元，控制該區域的可燃荷載，用防火墻、甲級防火門等設施與其他區域分隔，地鐵通往該區域的出入口口部設置自動噴水滅火系統及擋煙垂壁；出站通道內裝修采用不燃材料；出站通道內設置機械排煙系統、火災自動報警系統、火災應急廣播等；在地鐵通往出站通道的出入口口部設置側向噴淋頭和擋煙垂壁，防止地鐵起火時煙氣擴散至國鐵出站通道(圖11)。

圖11 側噴及擋煙垂壁設置

5.4 設備系統設計

根據全線設備系統設計及招標確定的設備選型，供電、常規機電、通信信號、綜合監控及FASBAS等系統設計要求相比10年前均發生變化。設備管理用房的布置需重新調整。

原設計考慮1號、4號線車站設備管理用房資源共享，由于改造方案1號、4號線設備用房空間距離較遠，且空間聯系不便，資源共享未能實現。

另外供電制式由接觸軌供電改為由接觸網供電，需對部分車站及區間的限界尺寸進行改造。

6 總結與思考

鐵路綜合交通樞紐與地鐵一體化設計、一體化施工已成為行業共識。一方面，國鐵與地鐵空間聯系緊密，可實現高效、便捷的換乘；另一方面，又可避免因地鐵工程二次建設對環境和已建樞紐造成影響，減小工程實施難度，節約工程投資。但若鐵路綜合交通樞紐的建設并非一次性建設完成，隨著鐵路客運需求的激增，其空間規模需拓展，其功能需提升、完善，與地鐵的銜接方式可能發生變化。且與樞紐同步建設的僅為地鐵局部預留土建工程，且此時地鐵全線的客流規模、車輛選型、列車編組、供電制式、設備系統等各項總體和系統設計方案研究往往尚未開展。因此地鐵預留工程存在較大的改造風險。地鐵預留工程前期規劃設計時必須考慮一定的前瞻性，盡量減少廢棄工程。地鐵車站的規模不宜過小，且應充分預留改擴建的條件。車站的各系統設計如軌道、限界、強弱電、常規機電等的設計應注意兼容性和包容性。