西安地铁2号线非典型车站的设计

 

摘　要　西安地铁2号线钟楼站是一座非典型的分离岛式车站,明暗挖相结合;车站线间距大,左右线站台分离,站台采用暗挖工法。以满足车站功能为前提,将典型车站的各组成部分进行分解、重构,从而形成一套新的车站空间系统。线路中间根据功能需要布置两层明挖主体,通过暗挖横通道与两侧站台连接。与典型车站相比,车站公共区及设备区的设计均有许多不同之处。

关键词　西安地铁　非典型车站　车站设计　钟楼站

 

      非典型车站,是相对于典型的岛式或侧式车站而言的特殊形式的车站。因为受到特殊的站址环境、线路敷设条件等因素的影响,不能按常规思路设置典型车站,因此在满足车站功能的前提下,将典型车站的各组成部分进行分解、重构。打破原有的组合方式和内在联系,并因地制宜,建立新的联系,从而形成一套新的车站空间系统。

      车站元素的组合方式多种多样,因此非典型车站也是形态各异。本文所介绍的西安地铁2号线钟楼站,则为明暗挖结合分离岛式车站。车站左右线线间距大(约60 m),两侧站台主隧道采用暗挖工法,中间布置两层明挖主体,满足站厅的功能需要,明挖主体与暗挖主隧道之间采用暗挖横通道及风道连接。

1 西安地铁2号线概况

      西安地铁2号线线路沿西安市南北向中轴线主客流走廊布设,线路长约20.3 km。设17座车站,车辆采用B型车,列车编组为6辆,有效站台长度120 m。

      钟楼站所处位置目前为西安市商业中心,周围商业网点密集,同时也是西安市旅游热点之一。在东西及南北大街交汇处为国家级文物保护单位钟楼,钟楼为砖木结构,基础深度约15 m左右。线路在通过钟楼处尽可能以绕避为主,同时对钟楼采取相应保护措施。2号线沿南、北大街敷设,远期6号线沿东、西大街敷设,两条线在该处实现换乘。围绕钟楼建有地下过街盘道,宽10 m,高3. 6 m,顶板埋深约1 m,现阶段是实现行人东西南北大街过街功能的唯一通道。

2 车站总平面设计

2.1 控制因素

      钟楼站站址环境特殊,大致有以下几点控制因素影响车站的形式。

2.1.1 钟楼保护

      钟楼为国家级保护文物(见图1),线路经过时必须对钟楼采取保护措施。钟楼的保护是线路及车站设计最重要的控制因素,直接影响了车站的形式。

2.1.2 建筑基础对线路的控制

      周边对线路起主要控制作用的建筑物是东南角的开元商城以及西北角的钟鼓楼下沉广场与世纪金花地下商场,线路经过此处的时候需要考虑对其地下室进行避让。

2.1.3 与6号线的换乘关系

      由于6号线为远期实施,2号线换乘接口或换乘通道的设计应具备较大的灵活性,以适应6号线将来的变化。

2.1.4 钟楼地下环形盘道

      环形盘道在东西南北四条大街两侧均设有出入口,车站应充分利用地下盘道吸引客流,同时由于盘道是目前实现钟楼东西南北四条大街过街功能的唯一通道,因此2号线施工期间应尽量保证盘道的过街功能不受影响。

2.1.5 交通疏解

      南、北大街是贯通城墙南、北门的唯一通道,且现状道路交通繁忙,车流量大。因此车站施工期间不能中断该道路交通。另外,北大街东侧商业气氛浓厚,商业人流密集,交通疏解需要留出较宽的人行道满足人行通过能力,尽量减少对商业气氛的影响。

      从以上的控制因素可以看出,钟楼站无设置典型车站的条件,需要特殊的车站形式来满足功能需要。

2.2 车站主体

      通过客流吸引、施工场地及与周边物业结合条件等因素的综合比较,车站站位设在北大街道路下方。出于对钟楼的保护以及对周边建筑地下室的避让,线路分两侧绕行钟楼。由于线路线间距较大(约60 m),车站左右线站台必然分离设置。从车站使用功能考虑,将两层明挖主体设置在左右线之间,以容纳站厅、换乘过厅及大部分管理设备用房,同时方便与两侧站台的联系。受地面交通的限制,两侧站台采用暗挖形式,在两条隧道出站端分别设置施工竖井,同时解决隧道通风的功能要求,因此车站为分离岛式明暗挖结合形式。中间明挖主体长度169. 2 m,宽25. 9 m,左线长146.5 m,右线长141.1 m。车站中心覆土厚度3 m,轨面埋深15.4 m,主体面积13 744.3 m²。车站前后区间为盾构区间,车站为盾构过站车站。

2.3 出入口及风亭

      车站设有4个出入口通道。Ⅰ、Ⅱ号出入口分别于北大街西侧在建物业结合设置;Ⅲ号出入口通道位于车站南端,与钟楼地下盘道相连,宽度为10 m(与盘道等宽),通道内设楼梯牵引机一部,连接车站及盘道内的无障碍设施,方便残疾人进出站及过街;Ⅳ号通道与站厅北端管理设备用房的紧急疏散通道合并设置,口部设于北大街东侧20 m宽人行道上。

      根据车站要求和设备用房布置以及地面环境情况,车站设置3组共6个风亭: 1号风亭为大系统进排风亭,与Ⅱ号出入口一起考虑和物业合建; 2号风亭为右线活塞风亭,放置在北大街西侧人行道空地上; 3号风亭为左线活塞风亭及小系统进排风亭,设置于北大街东侧人行道路面。

2.4 施工场地及交通疏解

      北大街现状道路宽度35 m,双向6车道外加2条公交车道,两侧各有20 m宽的人行道。人行道较为宽敞,且主车道与公交车道之间有宽约2. 5~3 m的绿化带分隔,可利用加以进行交通疏解。

      由于车站主体在北大街路中开挖,因此车站施工分两期进行,土建总工期31个月。一期围挡施工暗挖主隧道、明挖各风亭及Ⅰ号、Ⅳ号出入口,车站施工时,交通疏解确保北大街双向6车道、2人行道,施工围挡时间16个月(满足盾构过站的工期)。二期围挡施工明挖主体及Ⅱ号、Ⅲ号出入口。车站施工时,交通疏解确保北大街双向6车道、2人行道,施工围挡时间15个月。

3 车站公共区设计

3.1 车站客流

      公共区的设计与车站预测客流密切相关。钟楼站点既有大量区域集散客流又有大量中转客流,将成为西安的大型换乘枢纽。未来该站点所吸引的客流将主要是到该区域观光的旅游客流、到各商业中心的购物娱乐客流、地铁2号线与6号线之间换乘的大量中转客流以及相关公交线路与2号线之间换乘的中转客流等。

      本站规模按2036年远期早高峰预测客流资料控制。远期预测客流见表1。

　　设计客流量为42 785×1.22=52 198(人/h);钟楼站为2、6号线换乘站,设计换乘客流量为24 469×1. 22=29 853人/h;换乘比例为57.2%。

3.2 车站规模及设备数量

      从车站远期设计客流可以直接计算出以下几项公共区规模及相关设备数量。

3.2.1 站台宽度

      侧站台宽度经验公式为

      所以

      由于本站站台为分离岛式车站,故一侧站台宽度取值即为侧站台计算宽度,且车站站台为暗挖形式,站台宽度应留有一定的富裕量,故站台宽度定为装修后净宽为4.5 m。

3.2.2 站厅至站台楼扶梯宽度

      比较上下车的设计客流量,钟楼站进出站的客流量比较均衡,站厅至站台的楼扶梯宜分组对称布置。根据站位所处区域的特殊环境,并从提高服务水平等级出发,每组设置上下行扶梯及步行楼梯各一部,楼梯最小宽度计算为

      站厅至站台　(25 192-9 600×2) /3 200=1.87(m)

      站台至站厅　(27 006-9 600×2) /3 200=2.44(m)

      考虑到钟楼站客流量大,楼梯宽度按3 m宽设计,预留一定的富裕量。

      以车站火灾时紧急疏散时间验算楼扶梯数量,得出钟楼站紧急疏散时间为4 min,满足在6 min内完成疏散的时间要求。

3.2.3 换乘通道宽度

      根据钟楼站设计换乘客流数据,换乘通道水平段最小总宽度为29 853÷4 000=7.5 m

换乘楼扶梯从运输能力及服务水平考虑,设上下行扶梯及步行楼梯,则楼梯的最小宽度=(29 853-9 600×2)/3 200=3.4m,加上两部扶梯的宽度约4m,换乘楼扶梯的最小总宽度为7.4m,与水平通道宽度相符。

考虑到钟楼站客流较为频密,换乘量较大(57.2% ),及大型节假日期间井喷式的突发客流,应在此基础上适当扩大通道宽度,更好地实现换乘功能,因此换乘通道宽度按10 m土建宽度预留。

3.2.4 自动售检票设备数量

      根据AFC系统专业的要求,以满足下车乘客2min内出站为基础,并考虑近期单程票使用比例较高及无换乘客流等因素,钟楼站所需主要自动售检票设备数量为:自动售票机28台,进站检票机14台,出站检票机20台,双向检票机6台。

3.3 公共区定位及流线组织

3.3.1 公共区的定位

      从功能方面,钟楼站客流量大,设备数量多,需要一个较大规模的站厅来满足人流的集散和设备的放置。同时考虑到车站所处的商业、旅游中心的区域位置,作为展现西安形象的窗口、城市的客厅,钟楼站也需要一个宽敞大气、功能合理、流线畅顺的公共区。

3.3.2 车站布置及流线组织

      站厅层公共区如图2所示,车站付费区布置在站厅中间,两侧为非付费区。进闸机集中布置在付费区的中部,出闸机布置在两端;南北两端的非付费区留出足够的缓冲空间,供乘客进出站、购票、问讯等,避免客流的交叉及相互干扰。付费区布置两组楼扶梯下到负二层,在站厅层南端靠近Ⅲ号出入口设一台乘客电梯。站厅层北端西侧设置了一组商铺,与银行、客服中心统一设置。

      站台层公共区如图3所示,中间为明挖主体,两侧为暗挖站台。进站客流通过站厅层中间的楼扶梯下到站台层后,经由两侧的暗挖横通道连接左右线站台,反方向则为出站客流。换乘通道采用预留接口的方式,设置在车站南端,与换乘过厅连接,满足客流缓冲的需要,预留换乘通道宽度为10 m。公共厕所布置在靠近北端设备用房一侧,同时方便管理人员的使用。

4 车站设备区设计

4.1 一般设备管理用房的布置

      对于一般设备管理用房,以满足功能、面积的前提下尽量紧凑布置为原则,尽量缩短车站长度,减小车站规模。

      站厅层在明挖主体北端主要布置了少量必须放在站厅层的管理设备用房,如车控室、警务室、AFC相关用房等;南端则留出公共区集散的空间。站台层管理设备用房也主要集中布置在明挖区北端,上下层需要联系的设备房则通过电缆井联系;南端根据功能需要布置少量的设备用房,其余则作为公共区换乘客流的缓冲空间。

4.2 通风空调用房的布置

      对于分离式明暗挖结合的车站形式,通风空调系统的布置的也是本站设计的一大难点。

      首先,根据活塞风亭设置在列车出站端的系统原则,将隧道风机房与左、右线暗挖主隧道的施工竖井结合(见图4),既满足了活塞风与事故通风的功能要求,又巧妙地利用了明挖竖井的立体空间,有效地控制了车站规模。

      大系统通风空调机房,布置在站台层明挖区中部(见图3),可直接对站台公共区送、回风,站厅层公共区的风管则通过竖井直接与机房联通。机房布置在车站中间位置,邻近公共区,也可减小风管截面及缩短风管的总长度。大系统新、排风道通过暗挖斜风道连接右线中间明挖竖井,结合右线排热风道后出地面,即车站1号风亭(见图1)。

      小系统通风空调机房设置在站台层设备用房较集中的北端,送风原理与大系统机房类似。小系统新、排风道通过暗挖斜风道连接左线明挖竖井,结合左线活塞风道和排热风道后出地面,即车站3号风亭(见图1、图4)。

5 结语

      在初步设计的阶段,钟楼站以明暗挖结合分离岛式车站的形式,较好地满足了车站各方面的功能要求,并合理控制了车站规模。但由于钟楼站站址环境特殊,车站形式复杂,施工方法多样,车站还存在很多更具体、更细节的问题,有待在下阶段的设计工作中继续深化和研究。

 

参考文献

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