超大型綜合交通樞紐站城一體化設計統籌要點

周 雷

(北京市市政工程設計研究總院有限公司,100082,北京∥高級工程師)

站城一體化的發展模式概括來講就是以TOD(交通引導發展)理念為基礎,將城市交通節點與周邊城市建設更充分融合,統籌設計建設,更充分體現綠色出行、集約、可持續發展的城市建設開發模式[1]。高度的融合與集成必定帶來規劃設計和建設運營復雜性成倍增加,策劃、規劃、設計、審批、組織管理、建造等各環節也需重新整合、創新甚至變革。本文以北京城市副中心站綜合交通樞紐項目的規劃設計為例,解讀超大型綜合交通樞紐綜合開發設計面臨的挑戰和難點,系統性地提出一體化技術統籌和設計組織的策略和方法,提煉站城一體綜合開發、一體化設計的原則和要點。

1 項目背景概述

北京城市副中心作為京津冀一核兩翼總體規劃結構中的重要一環,是首都未來發展的戰略要塞;北京城市副中心站綜合交通樞紐項目(以下簡稱“副中心樞紐項目”)處于北京城市副中心0101街區,是副中心未來最為核心的高端商務區,緊鄰行政辦公區,地理位置優越。本項目也是0101街區“三軸、三帶、一心、多點”規劃結構中“三軸、一心”的重要承載單元。

本項目是亞洲面積最大、接駁線路最多的全地下綜合交通樞紐,也是北京市整體規劃的10個全國客運樞紐之一[2]。

本項目一體化統籌范圍占地59 hm2,地下綜合交通樞紐規模約128萬m2,主要由城際鐵路車站、城市軌道交通車站、接駁場站、換乘空間、開發配套和市政配套等六大部分組成;上蓋一體化物業開發規模約139萬m2,以辦公、商業、公寓、酒店為主,功能復合,高度集成。圖1為副中心樞紐綜合開發概念示意圖。

圖1 副中心樞紐綜合開發概念示意圖

本項目探索站城一體、建管一體、運維一體的全生命周期發展模式,力爭打造站城融合發展新典范。項目定位于TOD世界級城市核、副中心CBD(中央商務區)新門戶。著眼于京津冀產業新聚落,通過多軌交匯的核心樞紐帶動地上地下協同共融,形成京津冀城市圈核心新形象;同時有效實現非首都功能疏解,滿足企業全生命周期全產業鏈需求;營造多種消費場景,滿足區域消費需求,形成城市級活力商業中心。

2 樞紐一體化開發限制及挑戰

本項目地下城際鐵路車站和城市軌道交通車站計劃于2024年年底開通。由于交通功能與開發高度集成,為保證樞紐整體運營安全,地下樞紐包括開發配套的地下設施需同步建成,這就要求樞紐蓋上開發建筑在土地出讓前先期與地下樞紐同步設計。一方面為地下綜合交通樞紐設計和實施提供穩定的技術條件,另一方面為后續地上開發建設提供落地性保障和靈活的彈性。另外,為實現本項目站城融合、高度集約利用的目標,開發、交通、市政等必須高度一體化統籌。項目前期的一體化規劃設計面臨較大的挑戰,主要體現在以下幾個方面:

1) 軌道嚴重切分建設用地。地下軌道交通車站和區間將樞紐上方的建設用地碎片化分割,既有線上方建設用地需整體退讓,新建線路限界內禁落墻柱。

2) 軌道振動影響嚴重。由于存在軌道振動影響區域,因此進一步壓縮了可建設用地范圍,同時對蓋上建筑也提出較高的抗振要求。

3) 地下公共空間限制上蓋開發靈活性。地下換乘和公共通道需保持通透的大空間,這使地上樓座和柱網布置受到較大約束。

4) 建設時序限制。整體地下室需在樞紐通車前建設完成,而地上開發建設滯后,因此需充分考慮預留的剛性要求和彈性需求。

3 地上地下一體化統籌及開發預留策略

副中心樞紐項目上蓋綜合體開發預留設計不同于一般的開發建筑設計。首先,從目標角度分析,開發預留設計的目的不是簡單地完成一個建筑的工程設計圖紙,而是著眼于建筑的可變彈性和包絡性;通過窮盡的比選方案得出后續蓋上開發建筑的技術邊界條件;通過有效整合與包絡,考慮綜合最優的前提下,提出各專業最佳預留策略和技術條件區間,以便在后續二級開發詳細設計和建設階段,可根據市場適應性對功能、造型、建設分期等進行靈活調整和匹配。其次,從設計方法和過程角度看,上蓋開發預留設計需要進行更系統的技術整合與接口統籌,力求地下與地上設計充分融合,各系統路由和接口通暢合理,各專業預留技術條件全面、高效、可行、經濟。

本項目充分分析蓋上開發設計的限制條件,結合地下樞紐設計需求,以城市設計和商業策劃為依據進行蓋上綜合體方案設計;同時與各專業團隊配合,系統性地進行地上、地下一體化方案統籌和技術接口對接梳理,完成蓋上開發預留方案設計和深化,最終提出各專業開發預留原則、方法、措施和系統的技術條件。

3.1 地上、地下一體化方案統籌

設計團隊與交通、軌道等地下樞紐各專業對接,對地上、地下方案進行系統化統籌梳理,主要分為以下幾個方面:

1) 交通一體化統籌。秉承上位交通規劃“多路來,多路解”的創新交通理念,地下樞紐接送客的車行入口結合物業開發車庫出入口分散設置于各開發地塊,有效避免站前區域地面擁堵,減少道路交通占地,提升土地利用效率。同時細致梳理各地下車庫出入口承載的開發和樞紐進出需求,通過仿真模擬通行能力,落實坡道位置和尺寸,保證各地下車庫出入口有效通行能力。物業開發配建的自行車停放位置和樞紐配建的接駁自行車停放位置結合地塊開發方案和立體交通核心位置布置,保證使用便利便捷。在進行自行車停放數量核算時,突破固有規范限制,充分考慮共享單車對自行車停放模式的影響,利用大數據分析手段提出配建的自行車停放數量,有效提升地塊空間使用效率。另一方面,在有條件的地塊,結合建筑和景觀設置自動集中式立體自行車停放設施,進一步節約用地,凈化地面環境。

2) 功能、空間一體化統籌。首先,將地上功能及業態初步方案與地下功能分布對接,梳理功能關系,調整業態分布和比例,使地上與地下的功能布局和業態銜接合理,形成互補;其次,結合地上功能需求和地下樞紐交通需求,重新梳理地上地下連通中庭、出入口、下沉廣場等垂直交通設施的形式和基本尺度,搭建初步立體空間銜接系統;最后,將中庭洞口系統進行分類,確定基本尺度,結合功能需求統籌各類型開洞的形式和定位尺寸。

3) 立體流線一體化統籌。逐一梳理不同屬性的客群,根據服務需求和行為特點進行立體流線和空間組織,在各個開發地塊的地面和地下都形成一致的服務標準。以客流密集區域為核心,為重要公共空間創造高服務品質的環境和市民設施。

4) 豎向高程一體化統籌。按照道路規劃高程體系進行場地內部和室內高程設計,對接既有地下樞紐高程體系,優化地下開發設備用房和樞紐公共空間層高設置,力求豎向空間集約整合、重要公共空間銜接順暢。同時充分考慮小市政管線高程需求。

5) 結構一體化統籌。地上結構預留設計的原則是盡量延續樞紐地下結構體系,減少過多結構轉換造成的資金浪費,以局部轉換創造地上靈活空間。地上高層塔樓的核心筒與地下同步設計,核心筒地下部分隨樞紐同步建成,蓋上開發筒體位置不可調整;在重要交通及換乘空間上方,采用結構轉換形式保證地上地下功能使用和空間完整。其余區域地上地下柱網一致,高度集約;適度包絡性預留荷載,提供物業開發體量造型靈活可變性。

6) 減振降噪一體化統籌。由北京市市政工程設計研究總院有限公司牽頭,聯合相關單位開展北京城市副中心站綜合交通樞紐環境振動及結構二次噪聲影響專項研究。充分論證軌道振動噪聲影響,采用多重軌道減振措施,為一體化物業業態選擇和建筑落位提供建議。主要專項研究為:① 研究軌道交通線路源強——隧道壁Z振級,為開展振動研究提供基本輸入條件; ② 研究地表處振動特性——指導軌道減振方案,為指導建筑整體落位提供基礎;③ 研究建筑物振動特性——優化建筑物落位、結構形式,優化軌道減振方案;④ 根據預測結果加設多重軌道減振措施。

7) 市政及公共服務配套一體化統籌。區域能源設施及配套公共服務設施主要與國鐵區間結合設置,不影響地塊功能,其余公共服務設施結合各地塊設置。地下樞紐與上蓋開發的小市政統一設計,明確與大市政的銜接關系,一體化解決市政設施問題,集約利用空間。

8) 建筑產業化一體化統籌。受軌道振動影響,樞紐上蓋開發地塊不宜采用常規產業化手段。依據振動控制要求,上蓋開發采用鋼管混凝土+疊合梁(樓板)的混合結構體系,有效降低振動影響,同時滿足產業化要求。這在產業化領域屬開創式探索,目前已通過相關專家咨詢評估。

9) 地上與地下建設開發時序統籌。為實現軌道上方和貼臨區域的高效利用,將地上、地下空間和結構高度整合,地上開發建筑的地下室及核心筒與樞紐空間不可分割,需與樞紐同期建設;軌道上方的開發建筑與地下樞紐同步建設完成,最大限度降低后續施工對樞紐運營組織和運營安全的影響。

3.2 上蓋開發預留條件技術要點

1) 停車及接駁設施預留。按照交通規劃指標預留物業開發地下停車位,各地塊地下車庫盡量連通,形成整體共享車庫,統籌解決各地塊物業停車分配問題。整體車庫通過統一運營、管理和調配,實現車庫設施共享,有效解決由于軌道區間分割地塊帶來的停車位分布不均問題;配合錯時泊位制度,解決整體停車數量不足及不同業態的停車需求;也可適時承擔來自國鐵高峰期帶來大量客流及接送客車輛的停車需求壓力;充分整合車庫疏散出入口、排風設施,減少出地面附屬設施對地上物業開發影響,使得地面公共利益最大化。統籌考慮樞紐接駁自行車停放位置與地塊開發配建自行車停放位置,在公共出入口和站城核附近設置地下自行車停放庫,結合地上建筑方案預留立體自動自行車停放庫點位,同時預留地面臨時自行車停放空間。自行車停放數量和點位預留被納入土地出讓限定性技術條件。

2) 豎向站城核空間預留。結合地上方案明確站城核和下沉廣場位置、地面開洞基本尺寸、高程關系,以及與地下空間銜接關系,并將技術條件納入土地出讓限定性技術條件。站城核與下沉廣場內部細化設計和景觀布置可隨后續二級開發深化方案調整。

3) 開發后勤空間統籌規劃預留。結合地上方案明確各地塊開發地上地下貨運路徑和地下車庫出入口位置,根據業態需求預留小型或中型貨車進入條件,在地下淺層預留集中商業卸貨場地和貨運電梯條件,在開發樓座核心筒地下部分設置垃圾間和貨梯位置。

4) 市政配套條件預留。①能源設施預留——結合地上建設規模及業態,統籌研究能源需求,一體化布局能源設施,分地塊做好能源供給條件。②市政條件接口預留——在地下工程設計階段,需把二級開發的小市政接口和線路路由與樞紐外管線和大市政接口進行充分統籌,為建筑退線、覆土、大市政接口數量留一部分余量。

5) 人防空間預留。結合地上方案明確人防工程口部數量和點位,并將其納入土地出讓限定性技術條件。人防工程口部造型和具體結合形式可隨開發方案深化調整。

6) 高層建筑核心筒預留。需精確預留核心筒主要結構受力構件的尺寸,可不實施筒體內部電梯井道和設備用房的二次墻體,預留靈活性。按電梯運力計算較高標準預留電梯數量。

7) 地下配套用房。上蓋開發的地下配套用房按較大負荷預留機房數量和降板區域,不砌筑二次墻體,預留調整的彈性。

8) 結構荷載預留和結構轉換。荷載預留分兩個方面:樓座整體荷載預留提供各層板邊外挑及增減一至兩樓層的條件,同時按各層無中庭洞口的情況包絡性預留;地面覆土厚度根據不同區域的具體情況按上下浮動0.5～1.0 m考慮包絡性預留,同時考慮預加消防車和二級施工車輛和堆料荷載。結構轉換的原則為:在盡量沿用地下柱網的基礎上,在重要地下公共空間、交通空間與地上大空間及超高層塔樓重合處采取局部結構柱托換、斜柱等轉換措施,為上蓋提供適合市場和使用需求的柱跨形式。

9) 蓋上開發施工荷載預留。結合開發方案明確后續地上開發施工車輛運輸路徑、堆料場地位置和施工塔吊點位,為地下室頂板預留相應荷載,并納入土地出讓限定性技術條件,后續開發時必須嚴格遵照執行。

10) 出地面附屬設施接口需先期建設部分設施。出地面附屬設施分為兩類:一類是地下樞紐運營后不需使用的樓梯、風井等附屬設施,對于這類設施,需做好與地面結合的接口條件,如開口位置、面積等,由地上統籌設計實施;第二類是地下樞紐開通時必須使用的附屬設施,對于此類設施,要求蓋上開發前期實施附屬設施周邊擴大范圍的首層土建設施,供出地面附屬設施臨時使用,待后續蓋上建筑整體建成后,將附屬設施臨時路由改為一體化結合的永久路由。

11) 建筑產業化條件預留。受振動影響,地上開發可能會采用特殊結構形式或措施,現階段由專項研究單位提出地上產業化措施和技術條件并通過專家咨詢評審,地下工程按照建議預留產業化實施條件。

4 設計組織策略

副中心站綜合交通樞紐由北京市市政工程設計研究總院有限公司作為總體牽頭單位,聯合國內外知名設計機構組成聯合體,進行地下樞紐和地上開發預留的整體設計,同時牽頭進行十余項與項目相關專題研究。項目總體總包組充分發揮總院綜合技術平臺和復雜項目管理優勢,提出系統的技術工作路線、統一技術設計標準和接口,借助先進的項目管理工具制定完善的設計和質量管控計劃和措施,有效保證了本項目設計、施工進程的順利推進,并協助業主完成了對項目的高效管控。項目實現了從可行性研究到施工過程跟蹤、從宏觀規劃到微觀建筑設計、從咨詢到具體工程設計的項目全過程工程咨詢和設計模式。

充分研究項目特點,以樞紐交通規劃為起點,以地下樞紐方案為基礎,結合區域產業和商業策劃,制定從宏觀到微觀、自下而上的雙向設計路徑,抓住地上地下結合的關鍵交接界面,梳理技術接口,進行一體化統籌設計,形成完整的技術研究體系和路線。

副中心樞紐項目組在項目全過程咨詢與設計進程中,不斷探索、總結,核心工作可以總結為“整合,推動,創新”三個層面。“整合”即指發揮綜合平臺的優勢,通觀全局,進行專業與專業、理念與實施、甲方與乙方的不斷整合;“推動”即指充分行使總體總包職責,不遺余力地推進質量、進度和技術革新;“創新”即指帶領各參與單位進行理念、技術、方法、模式的突破與創新。隨著項目全面開工,設計成果逐步轉化為現實,項目組在不斷的設計和管理實踐中積累了大量寶貴的技術和管理經驗,需要不斷總結和沉淀,并迅速轉化為標準和模式,為板塊業務技術標準和體系的建立和核心競爭力的提升貢獻力量。

5 結語

超大型綜合交通樞紐站城一體化設計需要以統籌的眼光整合策劃、設計、建造等各環節的需求和關系;以彈性和包絡為目標應對分期建設預留;以總體設計管理為平臺,系統性梳理各相關專業接口;以嚴謹和創新的技術態度論證并解決因一體化而產生的規范、標準、技術措施的突破和創新。系統性的專業協同和配合是項目推進的基礎,接口節點技術問題的完善解決是項目功能和效果完整實現的關鍵。