地鐵車站換乘組織方案研究

林聰

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

地鐵換乘站指的是一個或者多個地鐵站，可供乘客在不同路線之間，在不離開車站的情況下，進行跨線乘坐列車。在新時期，城市軌道交通工程的發展逐漸趨向網絡化，在這種背景下，換乘車站的數量與日俱增，為解決站臺乘客流擁堵問題，提升地鐵線網的整體運行效率，需要深層次研究地鐵車站換乘組織方案，為車站的穩定有序運營提供堅實保障。

1 工程概況

福州地鐵5 號線金山站位于福州市倉山區金州南路與金祥路交叉路口，該站為2/5 號線T 型節點換乘站，2 號線車站為地下二層島式車站，5 號線車站為地下三層島式車站且站前設單渡線，2 號線是典型的先行實施車站。在2 號線金山站設計之初即預留了遠期換乘節點的土建條件，為利用好換乘節點，故將5 號線設置為地下三層T 型車站，將5 號線與2 號線站廳及站臺連通，以達到換乘功能最優。

2 地鐵車站換乘方式設計及難點

2.1 換乘方式

該項目2 號線與5 號線主要的換乘方式為兩種，一種是2 號線站廳層與5 號線站廳層付費區換乘。這種換乘方式，在設計過程中，因2 號線站廳層為負一層，5 號線站廳層可設置為負一層或者負二層，二者互通后才可實現站臺換乘的目標。另一種方式是，建設負三層T 型換乘樓梯間，為2 號線與5 號線站臺層聯通提供相應的渠道。這兩種換乘方式的建設形式不同，換乘效果也存在較大的差異性，需要結合工程的實際情況，對比這兩種換乘方式的優勢，有針對性地設計換乘組織方案[1]。

在建設該換乘節點的過程中，綜合考慮了多種因素，如在高峰期換乘節點擁擠以及換乘時間長等問題，在此基礎上，分別規劃了這兩種換乘方式的設計方案：

方案一，站廳層換乘階段節點。為了給乘客提供良好的換乘體驗感，在設計福州地鐵2 號線負一層站廳與5 號線負二層站廳的過程中，需要對5 號線換乘節點的通高空間加以優化和改良，具體的優化方案如下：搭建一個無柱換乘通高中庭，該通高空間的高度為11.91m、長度為22.24m、寬度為34.3m，在該空間支持下，可將2 號線與5 號線的公共區域有機結合，從而為乘客提供更加優質的換乘服務。此外，為在車站內部營造出文化氛圍，決定在換乘大廳安裝一個LED 顯示屏，用于地鐵文化的宣傳，該顯示屏的高度和寬度分別為6.26m、19.7m，可實現理想的宣傳展示效果。

方案二，T 型節點換乘。2 號線是地下兩層站，5號線是地下三層站，因此換乘站的客流量較大，在高峰期極易出現換乘節點擁擠的情況，為有效減少乘客的換乘時間，在設計T 型換乘樓梯間的過程中，決定采用“2+1”模式引導部分乘客通過站廳進行換乘，即設置兩組兩扶加一樓換乘樓扶梯組，與此同時在站臺層中間區域布設一部無障礙扶梯，使換乘效率最大化。將換乘客流科學分流后，可最大程度地減少換乘時間，使乘客獲得愉悅的乘車體驗。

2.2 設計難點

結合上述內容可知，在設計福州地鐵5 號線金山站的過程中，主要有兩種換乘方式，但要將這兩種設計方案落到實處，面臨著較大的困難和障礙，具體的設計難點體現在以下幾方面：

其一，福州地鐵2 號線已經完成了初期的地連墻施工，在5 號線地連墻施工過程中，需要與2 號線進行接駁，但這一施工環節出現了繞流的情況。由于2 號線的地連墻已經先行竣工，時間變長繞流混凝土的強度也會隨之增長，高強度的繞流混凝土，使得2 號線與5 號線的地連墻接口處施工難度較大。

其二，5 號線施工過程中如何確保正在運營的2 號線不受影響。在5 號線施工過程中，采取分兩期施工的形式，為解決2 號線附屬問題，南側基坑施工要先行實施，并且要分為兩個施工節點，但就實際情況而言，南側基坑與北側基坑施工無法同步推進，導致基坑開挖工程出現了不對稱的情況。此外在2 號線開通試運營的過程中，5 號線的基坑開挖作業尚未竣工。這些問題的存在給換乘車站的優化設計以及順利施工，造成了嚴重的阻礙。

其三，該項目決定在換乘節點的南側位置建設無柱中庭空間，由于該空間的規模較大，因此對南側區域的抗拔能力提出了較高的要求，加之工程的整體結構及裝修較為復雜，給方案實施造成了不小的困擾[2]。

針對上述設計難點，結合工程實際情況，采取針對性的解決措施，以確保換乘站的設計方案能夠有效落實，從而為2 號線與5 號線的互通運營提供堅實保障。在解決設計難點的過程中，主要從以下幾方面入手：

其一，對于2 號線與5 號線接口幅地連墻成槽問題，可借鑒弧石處理工藝。這種施工技術指的是，利用旋挖加沖擊鉆設備，擊碎繞流混凝土，再使用方錘對成槽加以修復，通過這種方式實施接口幅地連墻作業，可有效解決地連墻接口幅施工難度大的問題。

其二，為確保5 號線施工期間不影響2 號線車站正常運營，可采用兩側基坑同步開挖，通過運營區域部分圍蔽、控制水土壓力、補強支撐措施等相關措施，避免在開挖過程中出現下沉、變形等問題，確保施工及運營安全。

其三，為提高兩線換乘空間體驗，打造大型無柱換乘中庭，通過優化結構設計方案，將抗壓樁布設在底板位置，增強整體抗拔能力，并在荷載較大的位置設置擴底抗拔樁。在無柱中庭空間架構的頂板以及側墻處，建設模板體系，以提高中庭架構的穩定性和安全性。

3 地鐵車站換乘組織設計方案

3.1 換乘車站預留與提升

實踐證明，即便科學合理地規劃設計方案，在具體的實踐過程中，依然會面臨著諸多問題和挑戰。在城市現代化發展過程中，換乘站的數量增加，能夠為民眾的日常出行提供極大的便利，但也面臨預留和改造的問題。為保證換乘站能夠發揮出應有的功能和作用，創造更大的經濟價值，要做好前期的預留工作，確保前期的預留能夠滿足后續新線路的接入需求。因此，福州地鐵軌道交通工程后續線網還需嘗試建設新型的換乘站，以助力福州地鐵軌道交通工程的可持續發展。

在規劃換乘車站的預留問題時，要考慮到換乘空間的使用功能。權威調查研究表明，影響換乘空間功能有效發揮的因素有四種，分別是換乘距離、時間、流線以及換乘平衡。因此在設計地鐵車站換乘組織方案的過程中，要基于這四項影響因素，綜合設計換乘車站的預留以及提升條件。

首先，換乘距離。在設計線網的過程中，要站在統籌兼顧的角度，針對地鐵樞紐的換乘問題，科學設計地鐵車輛以及站臺尺寸，確保二者具有適配性，避免因預留車站樞紐設計不科學，導致換乘功能協調性不佳。在規劃換乘線路的過程中，為縮短換乘距離，要盡可能地避免設計過長的通道[3]。

其次，換乘時間。福州地鐵軌道交通工程面臨的主要問題是客流量較大導致換乘節點擁堵且無法快速疏通，想要解決這一問題，就要合理設計換乘車站的流線、通道以及進出站閘機，將換乘通道的步行距離盡可能地控制在300m 以內，步行時間要≤5min。

再次，換乘流線。在交通建筑的施工期間，流線是重難點設計要素，想要使流線更加科學合理，就要合理規劃站內的各項設施，減少流線的交叉，以此為民眾提供更加舒適、暢通的出行服務。在換乘車站的流線設計上，可利用公式（1）計算：

式（1）中：N 和b 分別代表通過站和終點站。

最后，平衡性。開展換乘樞紐的設計工作時，要確保雙向換乘距離具備高度平衡性，該換乘車站的客流量較大，為減少乘客在換乘過程中對彼此的干擾，要控制好兩個換乘方向的來回距離，嚴禁出現正方向換乘距離短，反方向換乘距離長的情況。

3.2 換乘客流通過能力模擬分析

福州地鐵5 號線金山站在換乘節點設計過程中，采用人員動力學模型Legion 進行模擬仿真研究，對該換乘車站客流通過能力進行檢驗。檢驗超高峰1h 一列車進站后，列車內的所有乘客以及站臺乘客是否能在6min 內有效疏散至公共區域。

結合換乘車站的各項參數進行測試，結果如表1所示。

表1 換乘客流通過能力模擬測試參數表

該項目在模擬測試換乘客流通過能力的過程中，結合換乘站的實際情況，制訂了精細化的模擬測試方案以及流程，具體的模擬測試流程如下所示：

打開站臺門—打開閘機口—1 臺上行扶梯始終保持上行狀態，2 臺下行扶梯暫停運行。完成上述操作后，可正式展開模擬測試。經過模擬測試，得出以下測試結果。疏散時間：站臺人員在252s 內完成疏散，符合6min 撤離站臺的要求；車站內的全部乘客疏散總時間為309s，即6.2min，相較于規定要求還有一定的距離，但考慮到1 臺上行扶梯正處于檢修狀態，且下行扶梯暫停運行，加之測試參數為超高峰期，因此該地鐵換乘站的所有乘客以及工作人員，實際上可在規定時間內撤離到公共區域，滿足國家規定疏散要求。由此可知，該地鐵換乘站所設計的換乘方式具備可行性，在突發情況來臨時，可在最大程度上保證乘客的生命財產安全[4]。

3.3 換乘空間設計與實施

在福州2 號線地鐵車站與5 號線地鐵車站換乘節點的設計施工中，基于重難點設計問題，采取先進的施工理念和施工工藝，能夠確保施工質量和效率，同時能夠滿足換乘車站的空間設計要求，有助于項目的完美呈現。

首先，重點打造兩線換乘空間。5 號線金山站與2號線采用T 型節點換乘，5 號線金山站為地下三層站，2 號線金山站為地下兩層站，換乘客流占比較大，考慮到在高峰大客流時段易在換乘節點處造成擁堵及增加乘客換乘時間的情況，該站通過對稱布置兩組扶梯+一樓換乘樓扶梯組，并在中部設置一部無障礙電梯，進一步提升換乘效率，合理分流換乘客流并縮減乘客的換乘時間。另外為提升換乘乘客換乘體驗，該站通過優化結構方案、合理布局等多方面考量，在原設計基礎上擴大了換乘部分的通高空間，打造了一處空間尺寸為11.91m（高）×34.3m（縱向）×22.24m（橫向）的無柱換乘通高中庭，該無柱中庭將更好地連接2、5 號線公共區，從而為乘客提供更好的換乘服務。同時，在換乘大廳設置6.26m（高）×19.7m（寬）LED顯示屏，亦能更好地向乘客展示地鐵文化，起到較好的宣傳展示作用。

其次，無縫銜接兩線換乘節點及裝修風格。在換乘節點兩側非對稱基坑的挖掘施工中，采用十字交叉施工法；在主體換乘端兩側基坑的施工中，提前考慮施工過程對正在運營車站的施工影響，通過降水以及設置板撐的方式，保持兩側基坑的穩定性。在建設自動伺服系統時，對支撐軸力展開24h 連續性檢測，一旦發現支撐體系的受力狀態存在異常情況，該系統會自動調節基坑支撐體系，使基坑更加安全穩定。此外，在確保施工安全的同時，兩線裝修應通過局部圍擋的方式做到無縫銜接。

最后，充分利用地鐵物業空間銜接周邊地塊。地鐵金山站5 號線車站與相鄰的榕心映月地塊商業同期設計與建設，車站負一層空間通過下沉廣場與榕心映月地塊地下商業連通。榕心映月地塊地面為商住、酒店公寓，地下兩層為商業+停車。地鐵5 號線金山站通過下沉廣場將地鐵負一層站廳、地鐵負一層物業開發空間與榕心映月地塊有機結合，合理利用地鐵聚集性客流的便利條件，達到合作共贏的目的。

4 結語

綜上所述，在福州地鐵車站換乘組織方案的設計中，要以統籌全局的視角，超前考慮多方面因素，結合乘客對換乘距離以及時長的實際需求，科學規劃組織方案，提升換乘車站的運營能力，更好地打造城市軌道線網，并為此后地鐵換乘組織設計提供成功的案例參考，以此推動我國公共運輸業的高質量發展。