武汉地铁徐家棚换乘站设计方案研究
摘 要: 研究目的: 武汉市轨道交通 7 号线是武汉远景规划网络中衔接西部新城组群、南部新城组群的一条重要的市域线路,7 号线一期工程共设站 18 座,其中换乘站 9 座。徐家棚站为 7 号线长江以南靠江第一个站,该站位于和平大道和团结路交叉路口处,在线网规划中 7 号线徐家棚站与 5 号线、8 号线换乘,因此徐家棚站为三线换乘车站,如何处理好三线的换乘关系、做好换乘节点的对接规划预留以及处理好与市政工程之间的关系是本文研究的重点及难点。
研究结论: 本研究根据三条线路的大致规划走向,结合站址周边环境条件提出徐家棚站换乘方式为三线“工”字形换乘,并将过江公路隧道这一市政工程与地铁车站结合起来统筹考虑工期设计、同期实施,减少不必要的重复建设,本文对于正在或者即将进行的三线换乘车站与市政工程的结合设计有一定参考价值。
关键词: 地铁;换乘站;公铁合建;基坑深度;转弯半径
随着城市轨道交通网的建设完善,地铁线路中换乘车站的数量也将越来越多,武汉地铁徐家棚站是 5、7、8 号线三线换乘站,也是武汉市第二个三线换乘站,本站的建设不仅地铁内部功能设计复杂,而且还有过江隧道要和地铁合建,故研究好换乘车站的设计无论是对于马上要建设的线路还是对于在远期规划的线路,都有十分重要的意义和价值。
1 站址周边概况
本站为 5、7、8 号线三线换乘车站,5 号线车站沿和平大道方向设置,8 号线车站设在和平大道与徐东路相交的地块内,7 号线一期徐家棚站设于和平大道与秦园路交叉路口处,沿秦园路走向设置。
规划和平大道宽 50 m,秦园路宽 30 m,路口西北象限地块为武汉市公共客车汽车总公司物资开发公司,西南地块为华坤宾馆,东南地块为徐东加油站,东北地块为施工区。
三阳路越江市政公路隧道从 7 号线车站上方穿过,西侧为公铁合建区间风井。车站所在范围内公路隧道宽度为 23. 6 ~22. 5 m,匝道宽 8. 9 m。
2 建设条件
2. 1 三线建设时序
根据线网规划,7、8 号线车站均为 2017 年建设,5 号线车站规划为远景年建设。
2. 2 公铁合建过江隧道
三阳路过江通道为公路与地铁合建隧道,汉口端沿三阳路走行,武昌端沿秦园路走行。过江段为 6 车道,秦园路段为 4 车道,在和平大道、友谊大道均设有出入匝道。地铁区间秦园路段走行在公路隧道下方17 ~ 30 m,埋深较深(25 ~ 39 m),与公路隧道一起明挖工程量巨大,故采用盾构施工,三阳路过江通道地铁线路走向示意图如图 1 所示,公铁合建大盾构断面示意图如图 2 所示。
2. 3 武昌段公路隧道及匝道
公铁合建隧道武昌侧在和平大道和友谊大道上各设一对右进右出匝道。由于武昌滨江商务区的新建,为更好地服务商务区车辆过江,并避免将过江车辆大量引入到和平大道,将和平大道进隧道匝道口设置在团结路北延段(规划路)上。
地铁区间秦园路段走行在公路隧道下方 17 ~30 m,埋深较深(25 ~ 39 m),与公路隧道一起明挖工程量巨大,应采用盾构施工。线路折向友谊大道时下穿公路一侧匝道,相互高差应满足下穿要求,规划三阳路隧道武昌端平面如图 3 所示。

2. 4 地铁 5、7、8 号线标高控制
7 号线线路与公路隧道合建为两个大盾构过江,在盾构井处分离成为明挖的公路隧道和地铁小盾构区间,在盾构井和车站之间采用小盾构施工地铁区间比较经济,影响较小,因此,徐家棚站采用岛式站台,公路隧道在地下一层,地铁在地下二、三层,车站沿秦园路走向设置。
8 号线为过江线路,越江后沿徐家棚街斜穿和平大道,采用大盾构过江区间,线间距较小,埋深较深,做侧式站台地下三层车站,并设有地下商业街。
规划 5 号线沿和平大道设置,与 8 号线车站换乘,并在两线间设联络线。由于 7 号线及 8 号线埋深都为地下三层车站,因此远期 5 号线作为地下二层车站和7、8 号线进行换乘。
2. 5 车站周边主要控制管线
7 号线车站沿秦园路方向的主要控制管线:埋深约 3. 7 m,1. 6 m ×1. 8 m 的雨水箱涵;埋深 6. 3 m,直径 0. 8 m 的污水管;埋深 0. 5 m ,0. 8 m × 0. 4 m 的10 kV电力管廊;该处管线考虑与公路隧道合建。
5 号线沿和平大道方向的主要控制管线: 直径0. 8 m 的排水管,埋深 4. 4 m;直径 0. 6 m 的排水管;埋深 3. 3 m;直径 1. 5 m 的排水管;和平大道方向的管线和公路匝道为 5 号线车站的风亭及出入口控制条件,如改迁管线涉将及大量房屋拆迁。
2. 6 车站边界条件及控制因素
7 号线徐家棚站与湖北大学站区间受三角路还建楼、湖北大学材料学院建筑影响,线路的拐弯半径受到控制,竖向方向线路受越江风井埋深及公路爬坡控制。
2. 7 联络线设置
因 5、7 号线与公路隧道交叉处节点复杂,轨面标高高差较大,5、7 号线不设联络线,本站只设 5、8 号线联络线。
3 主要设计思路
3. 1 7 号线车站与公路结构形式研究
车站与公路隧道结构形式存在共建与不共建两种方案,两方案比较如表 1 所示。

较共建方案相比不共建方案拆迁量大一倍,埋深1. 5 m,车站规模也大于共建方案,而合建方案可以节约投资,因此车站与公路隧道的结构形式采取合建。
3. 2 5 号线站位比选
由于 5、7、8 号线及越江公路隧道不是同期建设,标高上有立交关系,要做到付费区换乘,并且换乘便捷,需要将三个车站同公路隧道及控制管线综合考虑,首先 8 号线受大盾构过江的制约站位是确定的,7 号线和过江公路隧道合建站位也基本稳定,可以移动的站位就是 5 号线了。
5 号线站位与 7、8 号线站位之间有以下几种组合形式:方案一为 5、7 号线车站靠近(站后带配线),方案二为 5 号线车站置于 7、8 号线车站中间,方案三为5、8 号线车站靠近,5 号线站位比选如表 2 所示。

从受控制管线、公路匝道及 5 号线与公路隧道的节点等因素综合比较,方案三(即 5、8 号线靠近方案)5 号线车站出入口及风亭不受控制管线及公路匝道的影响,5 号线车站在公路隧道上方为盾构区间穿越,近期实施公路隧道时不需要做出节点,工程投资最省,灵活性最强,因此本文研究三线站位采用 5、8 号线车站靠近方案。
4 7 号线车站介绍
由于 8 号线车站方案车站站位及方案已定,5 号线又是远景年车站,只需研究换乘及预留接口的问题,因此以下重点介绍 7 号线车站方案。
4. 1 总平面布置
车站沿秦园路方向布置,设置四个出入口、两组风亭、一组冷却塔、一个消防疏散口及一部残疾人电梯。Ⅰ号出入口沿和平大道设,并预留市政过街出入口,吸引和平大道方向的客流,此需拆迁路口处的加油站及部分房屋。Ⅱ ~ Ⅲ号出入口分别设在秦园路两侧,吸引秦园路方向的客流。Ⅳ号出入口直通 5 号线地下二层非付费区,可以上至 5 号线地下一层,再由地下一层出地面,也可以到达地上开发的地面一层直接出地面。
由于本站在公路隧道的下方,车站埋深较深,又是越江前第一个车站,客流量非常大,各出入口均设上下行双扶梯。
1 号风亭与换乘通道设在秦园路与和平大道交叉路口东北方向的地块内,考虑地面部分做开发,风亭和冷却塔与地面建筑合建。2 号风亭从车站大里程端主体内出地面。残疾人电梯结合地面开发直接出地面,车站总平面图如图 4 所示。

4. 2 站厅层平面设计
本站站厅层分为公共区与设备区及零星商业开发,主要管理及设备用房布置在站厅层大里程端及上方夹层。公共区分为付费区和非付费区,付费区预留与远期 5 号线换乘通道接口,Ⅳ号出入口连接 5、8 号线非付费区,付费区与非付费区间用不锈钢栏杆以及自动检票机分开。付费区内设四组楼、扶梯连通站台层,站厅付费区中部布置一台通往站台层的电梯,方便残疾人和内部工作人员使用。
站厅层大里程端管理设备用房区主要设置 AFC设备用房、警务室、票务室、交接班室、消防泵房、公安通信设备室、弱电系统电源室、环控电控室及空调机房;大里程端上方夹层设车控室、站长室、信号设备室、通信设备室、环控机房、冷水机房、变电所、隧道通风机房等房间。
4. 3 站台层平面设计
站台层中部为 186 m 有效站台区,车站中心里程处站台宽度 15. 0 m,受区间线路影响,车站站台最小部分为12. 5 m 宽。站台右端布置了屏蔽门控制室、电缆井部分电力用房,废水泵房及防淹门等布置在车站小里程端,站台大里程端过右线线路扩出来部分集中布置了变电所。
车站有效站台内柱跨采用 9. 25 m 每跨,车辆设计上可以根据此柱网设计车门位置,使车站柱子避开车门的开启位置,完全不阻碍进出站人流。
5 车站剖面设计
车站中心里程处覆土厚度 8. 0 m,轨面绝对标高- 9. 330 m,标准段宽度 28. 86 m,车站埋深 34. 79 m,站厅层装修后净高 5. 0 m,站台层装修后净高 3 m,横剖面图如图 5 所示。

6 换乘关系设计
6. 1 换乘总图
7 号线为地下两层岛式车站,埋深 34. 79 m,车站上方为三阳路越江公路隧道,5 号线为地下两层车站,8 号线为地下三层侧式车站,根据方案研究比选结果,5 号线靠近 8 号线车站最为合理,5、7、8 号线三线换乘总平面图如图 6 所示。

6. 2 5、7、8 号线换乘流线
6. 2. 1 非付费区换乘流线
5、8 号线站厅层从各出入口进入 5、8 号线车站非付费区,5、8 号线站厅层约 700 mm 的高差通过找坡解决,5、8 号线站厅层非付费区相通。5 号线站厅层纵向设置了一条非付费区通道通向大里程端,在 5 号线站厅层的大里程端设置一组楼扶梯到达 5 号线的站台层,在 5 号线站台层端部接入 5、7 号线非付费区换乘通道,由换乘通道到达 7 号线非付费区。
6. 2. 2 付费区换乘流线
8 号线为地下三层侧式站台,5 号线为地下两层站,8 号线客流通过地下三层的两部楼梯上至 5 号线站台层付费区;5、7 号线的换乘通过 5 号线的站台层接入 5、7 号线的付费区换乘通道实现付费区换乘;5号线通向大里程端的付费区换乘通道设置了四部自动步道及通向 5 号线站厅层的疏散楼梯间,通过闸机进入非付费区,5、7 号线车站节点关系剖视效果图如图 7所示。

7 结论
综合考虑本站区域定位和轨道交通线网中的重要作用,通过对三站周边环境及控制因素的分析,统筹换乘站设备系统及土建资源共享,统一换乘站设计的标准和原则,减少不必要的重复建设,以达到利于工程建设、实现综合运营管理、降低建设和运营成本等目的。相信徐家棚站换乘站的建设必将带动整个区域的发展,提升整个区域的品质。
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