地铁车站建筑设计概述与浅析

2014-10-21 20:07赵迪
建筑工程技术与设计 2014年32期
关键词:换乘客流站台

赵迪

【摘要】近些年随着我国地铁建设热潮的迅猛增长,越来越多的大中型城市正在筹建和增建自己的地铁交通系统,地铁交通对于一个城市来说,不仅在缓解交通压力、推动经济发展、改变社会生活方式等方面有着重大意义,其也已成为一个城市现代化建设的具体体现和象征,甚至对一个城市具有一定深刻而强大的精神意义。地铁车站,在整个地铁系统中,是最为乘客熟知并经常接触的,而地铁车站的建筑设计,又是最能够直接影响乘客感官、心理、认知和评价的。因此,本文将从地铁车站的建筑设计方面进行介绍和浅析。

【关键词】地铁车站;建筑设计

引言:地铁工程中的建筑专业是一个具有整体性、系统性、统筹性的专业,一座地铁车站的整体规划、使用功能、布局组织是否科学、合理、方便、经济,均与其建筑设计息息相关。

1、地铁车站建筑设计主要原则

1) 地铁车站的总体布局,应符合城市总体规划、交通规划及轨道交通线网规划的要求,妥善处理与城市交通、地面建筑、地面与地下管线、地下构筑物之间的关系,并应满足城市景观及环境保护的要求。应尽量减少房屋拆迁、管线迁移和施工时对地面建筑物、地面交通的影响。

2) 车站形式及规模应根据周边环境、设计客流量、线路及行车要求、设备用房的需要来控制。

3) 车站埋深应按城市规划部门和市政管线部门的要求进行具体协调,合理确定。在满足地下管线及施工工法对覆土要求的前提下,车站应尽可能减小埋深,降低工程投资。

4) 车站内部设计应合理组织各种客流,减少相互交叉干扰,站厅、站台、出入口通道、楼扶梯、售检票口(机)等部位的设计应符合相关规范要求。

5)车站设计宜结合规划考虑地下、地上空间的综合开发与利用。

6) 车站设计应充分考虑与其他交通系统的接驳。

7) 车站设计,应保证乘客使用安全、方便、集散迅速,并具有良好的内部和外部环境条件,为乘客提供安全、舒适的乘车环境。

8)车站地面建(构)筑物应体现现代交通建筑的特点和时代气息,与周围环境相协调。

2、车站站位

影响车站站位的因素比较多,在方案设计过程中,应结合以下几个方面进行站位的选择与确定:

1)线路敷设情况。以线路的平面线位方案为依据,确定大致的站址范围。

2)站址环境。根据现场踏勘及收集到的资料,對以下几方面进行分析研究:

①沿线周边建构筑物的属性及分布情况。尤其要对高大重要的建筑、建筑地下室、桥梁、隧道、高压线等特殊建构筑物进行量化、掌握准确数据;

②地面交通情况。如:道路车流量、道路路幅、路面高差以及公交站、公交港湾、火车站等各类交通站点的分布;

③地下管线情况。分析站址范围内的地下管线性质种类、分布走向、管径及埋深,初步判断管线迁改的可行性。

3)周边规划。根据沿线用地规划资料、规划道路红线,对用地性质、客流分布及来源方向、道路规划及路口分布情况进行分析。

4)车站前后站间距。结合前后站的站位,站间距不宜过长或过短。

在基本不受上述条件制约、建筑拆迁量或管线迁改量在工程投资允许的情况下,车站站位宜跨路口设置,以使车站能够最大范围吸引客流并具备完善的过街功能。

3、总平面布局

不同类型、功能的车站,其总平面布局是不一样的。

1)普通标准站:主要结合站位及附属设置条件,以“少占、少拆”为原则进行总平面布局。

2)配线车站:出于行车功能需要,车站前后设有配线,应结合车站配线的设置情况,进行总平面布局。在条件允许的情况下,应尽量将配线段纳入车站范围一并明挖处理,配线段纳入车站后,车站长度增加,其出入口通道、风亭风道数量也会随之相应增加。

3)换乘车站:换乘站的总平面布局相对较为复杂、灵活。要结合站位、换乘形式及具体的边界条件综合分析。以常见的两线换乘为例,根据两线相对位置关系的不同,车站总平面布局有如下几种形式:

①两线同层、平行换乘。是指在一个平面内,平行并列布置两线,同一个站台的两侧分设了两条不同线路的站线,乘客可在同一站台由A线换乘到B线,实现同台换乘。该换乘方式的车站既可以为双线双岛式站台,满足同站台两线两个方向的换乘,也可为双线岛侧式站台,提供两线一个方向的换乘,但无论上述哪种布置形式,其他方向的换乘仍需用站厅进行辅助换乘。

②两线上下平行、垂直换乘。是指在上下两个平面内,平行布置两线,通过换乘节点进行上下同台换乘。其可以同向或不同向换乘,该换乘方式在客流组织上有其特殊性。

③两线上下交叉、垂直换乘。是指在上下两个平面内,交叉布置两线,通过换乘节点或通道进行换乘,此种换乘方式最为普遍,常见的有“十”字型、“T”字型、“L”型布置形式。

a.“十”字型换乘:换乘客流集中在车站中部,换乘路线明确、简捷,对路口四周客流的兼顾性好,客流吸引范围大,方便路口各个方向的过街,但换乘能力较受限,换乘节点容易拥堵,该换乘形式一般适用于换乘客流不大的车站。(如图3.3-1所示)

b.“T”型换乘:换乘客流集中在一个车站一端,其中一个方向的换乘路线较长,方便性相对降低,但也因为“时间换空间”的效应,换乘节点不易拥堵,换乘能力相对较大,适用于换乘客流较大、客流分布不均匀或者受地形、地下管线等条件的限制,无法布置“十”字型或“L”型的情况(如图3.3-2所示)。

c.“L”型换乘:换乘客流集中在两个车站端部的交点,两个方向的换乘路线均较长,方便性进一步降低,但换乘能力进一步提高,适用于换乘客流大、客流分布不均匀或者受地形、地下管线等条件的限制,无法布置“十”字型或“T”型的情况。

d.通道换乘:是指两站在平面上不发生重叠,相对独立,通过换乘通道将两站站厅相连接的换乘方式。该换乘方式两站距离较远且乘客需上到站厅层才能实现换乘,在换乘距离和换乘高度方面有较大损失,一般适用于远期规划线位不稳定、避免初期施作换乘节点而导致废弃工程的情况。

4)出入口、风亭的布置原则及应注意的问题:

①车站出入口的数量应根据客流量及疏散要求设置,每个公共区出入口数量不得少于两个。

②出入口方向应于主客流方向一致,且宜與市政过街系统衔接。

③出入口布置应分散且均匀,以便最大限度吸引周边客流。

④出入口一般设置在规划道路红线外,与规划道路红线保持3m左右的距离,在困难情况下,征得市政、规划部门同意后,出入口可设置在规划道路红线内的人行道上,但不应妨碍人流通行。

⑤当车站风亭为敞口顶出风类型时,其活塞风口与活塞风口、活塞风口与排风口间距不应小于5m,进风口与活塞风口、进风口与排风口间距不应小于10m;排风口与出入口水平距离应大于10m或高于出入口口部5m。

⑥当车站风亭为组合式侧出风类型时,其各出风口之间水平距离不应小于5m并错开布置;若风口无法错开且高度相同,则各风口间距应按敞口风亭的间距要求进行布置。

⑦出入口、风亭与周边建筑物的防火间距应满足《建筑设计防火规范(GB50016-2006)》中的相关规定。

⑧风亭口部与周边具有特殊性质、功能的建筑物之间,应满足相关环评要求。

4、车站形式

车站的建筑形式受线路情况、地面环境、地下管线、地质条件、施工工法等方面的影响不尽相同。

1)根据站台形式的不同,大致可分为:

①岛式站台车站:上下行线路位于站台两边。其特点是站台利用率高、乘客改换乘车方向便捷、运营管理集中方便,但较易造成乘客拥挤、不易扩建。

②侧式站台车站:上下行线路位于站台中间。其特点是上下行乘客可避免相互干扰、易于扩建,但站台利用率低、乘客改换乘车方向不便、运营管理不便。

③分离岛式或分离侧式车站:线路受桥桩或其他因素限制,上下行线路需增大水平间距进行绕避或穿越,车站站台分离成两个互不通视的体系,站厅可随站台分离也可集中。其特点是因地制宜、有效解决特殊线路段设置车站的问题,但其规模较大、投资高、运营管理不便。

2)根据车站层数、高度的不同,大致可分为:

①高架站:是指站台设于高架桥之上,站厅可随站台架空式或也可落地,结构形式主要有“桥建合一”和“桥建分离”两种。其特点是经济、安全、建设周期短,但有噪声、振动以及影响城市景观等负面问题。

②地面一层+地下一层站:地面一层为站厅层,地下一层为站台层。其特点是线路埋深浅、工程投资省、可引入大规模物业开发。一般适用于浅埋线路段。

③地下一层半站:较地下一层站的线路埋深略深一些,但又不足以设置地下两层,站厅层高较低形成跑马廊式的结构。其特点是线路埋深浅、工程投资省、有效利用地下空间。一般也适用于浅埋线路段。

④地下两层站:一般地下一层为站厅层,地下二层为站台层。其特点是线路埋深及工程投资适中、功能分区合理,为国内外地铁车站普遍采用的一种形式。

⑤地下三层站:一般地下一层为站厅层,地下二层为设备层,地下三层为站台层。其特点是线路区间埋深较深、综合投资较高,适用于线路下穿隧道、河道、既有先期线路的情况,也是较为普遍采用的一种形式。

3)根据车站施工工法不同,大致可分为:

①明挖车站:是指先开挖地面形成一定大小及深度的基坑,然后在坑内修建车站,最后再回填基坑恢复地面。其特点是施工简单、经济、安全,但对周围环境有一定影响。明挖车站断面一般为矩形,采用框架结构,结构墙外侧设围护桩。该类型车站是目前国内地铁建设最为普遍采用的。

②暗挖车站:是指不开挖地面、直接在地下进行车站结构体的施工。其特点是对周围环境影响很小,但工程投资相对较高、具有一定的施工风险,且往往受覆土深度、地质条件等方面的限制,一般适用于对地面环境有较高要求的地段。暗挖车站断面一般为联拱或椭圆形。

③明暗挖结合车站:结合上述两种施工工法的车站形式。一般适用于车站局部需要暗挖的情况,如端厅式车站,即:横跨车站埋深较深、管径较大的地下管线无法进行迁改,而将车站分为三段,中间段不设站厅,站台层暗挖穿越管线,两侧部分明挖与中间段进行衔接,形成站台连通、站厅分离的车站形式。

5、车站规模

1)车站长度:车站长度受控于有效站台的长度及内部房间的规模。有效站台长度一般按车辆编组长度加车辆停靠误差来决定;内部房间规模一般以当地地铁建设标准及车站供电类型而定。

2)车站宽度:主要与车站总设计客流量、站台宽度及车辆选型有关。

①车站总设计客流量应根据客流报告提供的本线初、近、远期行车对数及设计年限超高峰小时的客流预测值最不利情况确定;

②站台宽度应通过“B=2b+柱宽+控制断面楼、扶梯宽”以及“b(侧站台宽度)=Q上、下×1.28×0.5/L+M和b=Q上×0.5/L+M(取大者)”的计算确定。

③车辆选型的不同,其相应的轨行区限界宽度也不同。

3)车站高度:车站高度主要取决于线路埋深、车站结构构件尺寸以及相应的层高要求。以一座位于道路下方标准两层明挖车站为例:其中心里程处覆土厚度约3m左右,结构顶板厚度约0.7m~0.8m,结构中板厚度约0.4m,结构底板厚度约0.8m~1m,站厅层结构净高约4.8m,站台层结构净高约4.7m,站台板下结构净高约1.5m。

6、车站内部组成

地铁车站内部组成基本分为两个部分,一部分是乘客可以自由行进的公共区域,包括站厅公共区、站台公共区、出入口通道区;另一部分是只供地铁工作人员出入的设备管理区。

1)公共区域

①站厅公共区:是乘客上下站台、完成售检票行为的主要场所,其划分为非付费区和付费区,两区域之间设有进、出闸机和固定栅栏分隔。在非付费区内布置有自动售验票机、安检点及银行,这些公共设施前方应留有足够的集散、排队空间;在付费区内设有供乘客达到站台的楼扶梯和电梯。

②站台公共区:是乘客上下车及候车的主要场所,一般由屏蔽门(或安全门)围合而成,站台上的楼扶梯数量与间距除应满足规范规定外,还视有效站台长度而定,楼扶梯及电梯的间距应均匀;楼扶梯的宽度通过计算,在满足疏散要求且不低于规范要求的下限值时,应尽量少占侧站台宽度。

③出入口通道区:是乘客进出车站的过渡场所,在临近地面的口部设有楼扶梯,完成室内外的转换,楼扶梯数量及宽度应通过疏散计算确定,出入口提升高度大于10m应设置上下行扶梯。一座车站至少应有一个出入口设置无障碍电梯,不应以轮椅牵引机替代无障碍电梯(老旧车站的改造除外)。

2)设备管理区

由维持车站正常运转的各系统专业房间组成,站厅层及站台层分别设有主、次两个设备管理区。

①站厅层主要设备管理区:车站內绝大部分设备管理用房均设置在此区域,主要集中设有综合监控、通信、信号、FAS、BAS、动照、环控、气灭等专业的房间以及站长室、站务室、会议交接班室、票务管理室、警务室、更衣室、值班室、盥洗室等管理用房。该区域采用循环式双走道通行模式,主通道宽度一般约1.8m~2.5m,次通道宽度一般约1.5m~1.8m。冷水机房及消防疏散走道位于本区域内。

②站厅层次要设备管理区:该区域内设置少量、必要的设备用房,如环控、动照等房间,一般采用袋式通道,不宜设置有人值守的房间,否则须增设消防疏散通道,增加工程投资。

③站台层主要设备管理区:该区域内主要设有供电系统用房(如牵引所、降压所)以及屏蔽门控制室、公共卫生间、污水泵房、楼梯间等房间。该区域采用单走道或双走道均可,一般视站台宽度而定,走道净宽不得小于1.2m。

④站台层次要设备管理区:该区域内设置少量、必要的设备用房,如照明配电室、电缆井、风室等房间。区域通行模式及要求同上。

7、车站其他设计

当一座车站的站位、总平面布局、站型、规模及内部布置确定后,就要进行专项设计,主要有人防设计、无障碍设计、防火疏散设计及防洪涝设计。

1)人防设计:应根据全线人防系统划分,确定区间人防隔断门的位置;在车站与外界相连的各通道、风道内均须设置人防门(或封堵板),人防门的选型、预埋配件以及相关土建尺寸,以人防专业要求为准;战时人员出入口不少于两个,宜对角设置;战时送、排风分设两侧风道内;风道人防门洞的面积应满足环控过风面积的要求。

2)无障碍设计:车站无障碍设计应“以人为本”,只要是乘客能够自由到达的区域,均应设置无障碍设施,如无障碍电梯、宽通道闸机、地面导盲带及无障碍卫生间等。无障碍设计执行《城市道路建筑物无障碍设计规范(JGJ-50)》和地方主管部门的有关规定。

3)防火疏散设计:此项设计在地铁车站建筑设计中较为关键,也较为繁复,主要是针对车站的防火分区、防烟分区、安全疏散、防火构造措施这些方面进行的专项设计,应以相关规范为设计依据,严格执行其中的规定要求,符合消防审批验收的标准。

4)防洪涝设计:一般出入口平台比邻近规划道路路面提高360mm~450mm,若提高后的平台标高仍低于防洪设防标高则应设置防淹措施;敞口风亭口部距离室外地面高度不应小于1m且风亭所处地面不应低于周边地面。

5、结语

在地铁交通逐渐网络化的今天,地铁车站是人们日常生活中的一个重要元素,而地铁车站的建筑设计又是整个车站设计中最为重要的环节之一,在设计过程中我们要秉着“以人为本”的原则,以科学、严谨的态度,实现设计合理的最大化。

参考文献

[1] 建设部.《地铁设计规范(GB50157-2013)》.中国建筑工业出版社.2014-3;

[2] 建设部.《城市轨道交通技术规范(GB50490-2009)》.中国建筑工业出版社.2009-7;

[3] 李建国.《城市轨道交通系统概论》.机械工业出版社.2011-4;

[4] 彭 华.《城市轨道交通》.人民交通出版社.2013-8;

[5] 毛保华.《城市轨道交通规划与设计》.人民交通出版社.2011-5。

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