中心城區(qū)復(fù)雜環(huán)境下方案設(shè)計研究

柏 林

(中鐵(天津)隧道勘測設(shè)計院有限公司第一分院，天津 300133)

0 引言

北京地鐵8號線二期工程南段線位周邊用地大多為歷史文化保護(hù)區(qū)。沿線擁有鼓樓、火德真君廟、后海、景山公園、皇城根遺址公園等著名的皇家園林及旅游景點(diǎn)，連接了王府井等繁華的商業(yè)街，是傳統(tǒng)文化風(fēng)貌的重要旅游地區(qū)和國內(nèi)知名的商業(yè)區(qū)。周邊環(huán)境十分復(fù)雜，外部控制因素較多，通過對其控制條件的分析，使本站的建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇打破了地鐵車站常規(guī)模式。車站的結(jié)構(gòu)形式比較適合于周圍的建筑條件，便于旅客的換乘，在某些方面具有獨(dú)一性、創(chuàng)新性。

1 工程概況

地鐵8號線二期工程南段是由一期工程(奧運(yùn)支線)向南延伸。南段線路北起奧支線與10號線的換乘站——北土城站、知春路與北辰路交叉口，線路以地下線形式沿北辰路向南敷設(shè)，經(jīng)過北三環(huán)安華橋后一直向南，經(jīng)舊鼓樓大街向南至北二環(huán)的鼓樓橋，然后再繼續(xù)向南延伸，沿舊鼓樓大街至地安門外大街，在地安門外大街與平安大街交叉口處折向東，經(jīng)由南鑼鼓巷至交道口南大街與平安大街交岔口后向南敷設(shè)，終點(diǎn)設(shè)置在中國美術(shù)館西門。本段共設(shè)置6座地下車站:安華橋站、安德里北街站、鼓樓大街站、什剎海站、南鑼鼓巷站、中國美術(shù)館站。

南段線6座車站中有4座換乘車站，安華橋站遠(yuǎn)期與M12號線換乘，顧洛大街站與既有M2號線換乘，南鑼鼓巷站和中國美術(shù)館站與在建M6號線換乘。

2 工程技術(shù)

2．1 車站站位、站型確定

1)安華橋站。本站位于北辰路、舊鼓樓大街與北三環(huán)交叉口西側(cè)，車站沿北辰路、舊鼓樓大街南北向布置。本站的站位、站型和工法應(yīng)結(jié)合以下四點(diǎn)確定:a．最大程度降低對安華橋橋體(基礎(chǔ)形式為淺基礎(chǔ))的影響，將車站主體跨三環(huán)主路的50 m范圍內(nèi)，車站采用單層暗挖+分離單洞的形式，同時兩個側(cè)站臺(側(cè)站臺寬度3．5 m)之間采用凈寬5 m的聯(lián)絡(luò)通道聯(lián)系;b．根據(jù)三環(huán)路地勢起伏的特點(diǎn)，同時結(jié)合減少對地下管線的改移工程量，車站兩端采用暗挖雙層島式站臺的形式;c．考慮車站北段區(qū)間采用礦山法施工、南段區(qū)間采用盾構(gòu)法施工(提供盾構(gòu)掉出的條件)，因此將車站兩端15 m范圍內(nèi)采用明挖四層的形式;d．為充分利用車站北段綠化帶的地下空間、降低車站的造價、縮短車站站體的長度，考慮將車站主要的設(shè)備及管理用房進(jìn)行外掛設(shè)置。本站站位設(shè)置在安華橋橋樁西側(cè)，兩端采用暗挖雙層+明挖三層，中間采用暗挖單層的結(jié)構(gòu)形式下穿北三環(huán)主路。另外為了減小車站長度，在車站西北象限(中國科技館)的綠地內(nèi)外掛部分設(shè)備用房。故車站為地下兩端雙層，中間單層端進(jìn)式島式車站。

2)安德里北街站。車站位于安德里北街和鼓樓外大街十字交叉路口處，沿鼓樓外大街呈南北布置。本站的站位、站型和工法應(yīng)結(jié)合以下兩點(diǎn)確定:a．經(jīng)過與交通部門的溝通及協(xié)調(diào)，在保證施工期間“占一還一”的原則，同意在舊鼓樓大街下方采用明挖法施工標(biāo)準(zhǔn)雙層島式站臺的形式;b．車站西側(cè)臨近車站附近有一根1 500mm的電力管溝，經(jīng)前期部分協(xié)調(diào)，改移費(fèi)用較高(1．3億元)，同時安德里北街道路下方管線密集，管線改移周期難以控制，改移費(fèi)用較高，因此采用局部暗挖單層的形式。故本站為兩端雙層明挖、中間單層暗挖端進(jìn)式車站。

3)鼓樓大街站。本站位于舊鼓樓大街與北二環(huán)路交叉口南側(cè)，北臨既有M2號線鼓樓大街站，根據(jù)北京市2020年線網(wǎng)規(guī)劃要求，8號線鼓樓大街站與既有M2號線鼓樓大街站實現(xiàn)換乘。本站的站位、站型和工法應(yīng)結(jié)合以下五點(diǎn)確定:a．結(jié)合東城區(qū)區(qū)政府舊鼓樓大街與北二環(huán)路東南角整體統(tǒng)一規(guī)劃的要求，為降低8號線車站的施工難度，考慮本站采用明挖14 m站臺島式車站的形式;b．由于M2號線為明挖法施工的車站，車站頂板覆土厚度僅為3 m，因此8號線車站區(qū)間必須下穿既有線。同時，為降低兩個車站之間的換乘距離，縮短乘客行走的時間，考慮將8號線車站在滿足車站功能和保證2號線車站安全的情況下，將8號線車站端頭與既有線2號線車站距離控制在65 m，因此考慮8號線車站為明挖三層;c．考慮兩線換乘客流實現(xiàn)平層換乘，因此將8號線車站負(fù)一層設(shè)置站廳層、負(fù)二層設(shè)備層、負(fù)三層站臺層;d．由于M2號線為1987年建設(shè)完成的，當(dāng)時未考慮換乘和預(yù)留換乘空間。通過對8號線遠(yuǎn)期預(yù)測客流的計算，換乘客流占總客流的80%，為減少8號線換乘客流對M2號線站臺的沖擊和影響，考慮在8號線車站西北角和東北角各設(shè)置一個面積約1 200 m2的換乘廳，兩條線通過6．5 m的換乘通道連接，實現(xiàn)雙向換乘。由于2號線車站目前改造較為困難，因此在8號線車站站廳北端預(yù)留遠(yuǎn)期實現(xiàn)單向換乘的條件;e．由于車站站廳北端第一組樓、扶梯距離換乘通道較近，根據(jù)乘客的行為心理原則(行走就近原則)和客流仿真模擬，顯示對北端第一組樓、扶梯遠(yuǎn)期會有一定的沖擊和擁堵現(xiàn)象，因此考慮在車站東側(cè)增加另一換乘通道路徑，分流換乘客流，提高8號線站廳層三組樓扶梯的利用率(見圖1)。

圖1 鼓樓大街站換乘平面圖

故車站主體結(jié)構(gòu)為地下三層島式，在車站北端東西兩側(cè)各設(shè)置一個地下?lián)Q乘廳，改造2號線車站的西南、東南出入口通道為換乘通道并接入換乘廳，實現(xiàn)兩站“廳—廳”換乘。換乘廳分為付費(fèi)區(qū)和非付費(fèi)區(qū)，其中非付費(fèi)區(qū)設(shè)置兩站共用的出入口。

4)什剎海站。什剎海站為北京地鐵8號線二期中間車站，站位設(shè)置于地安門外大街路東側(cè)一帶商業(yè)門面房處，沿地安門外大街呈南北布置。本站的站型、站位和工法應(yīng)結(jié)合以下四點(diǎn)確定:a．地安門外大街西側(cè)為貞觀年間火的真君廟(市級保護(hù)文物)、鼓樓西大街與地安門外大街交叉口東北角為明清時期的鼓樓(國家級保護(hù)文物)、橫跨地安門外大街為1285年的萬寧橋(市級保護(hù)文物)，根據(jù)北京市文物專家的要求，鼓樓大街站～什剎海站區(qū)間軌道的線路距離明清時期的鼓樓(國家級保護(hù)文物)不應(yīng)小于50 m，同時要求什剎海站～南鑼鼓巷站區(qū)間線路不能正穿萬寧橋(市級保護(hù)文物)。結(jié)合上述周邊情況和相關(guān)部門的要求，車站站位設(shè)置于地安門外大街東側(cè)(拆遷地塊內(nèi))，采用明挖法施工;b．地安門外大街規(guī)劃路50m，現(xiàn)狀道路寬15m，由于地域?qū)傥谋^(qū)，道路紅線很難實現(xiàn)規(guī)劃，現(xiàn)狀車流量大，交通繁忙，三車道(北向兩車道，南向一車道)和兩側(cè)自行車道。經(jīng)與交管部門協(xié)調(diào)，地安門外大街無法滿足“占一還一”的原則，因此車站站位全部設(shè)置在拆遷地塊內(nèi)，可結(jié)合西城區(qū)舊城保護(hù)規(guī)劃一體化開發(fā);c．萬寧橋河底與道路高差為3．5 m和河底淤泥層較厚，且什剎海站～南鑼鼓巷站區(qū)間(盾構(gòu)區(qū)間)需下穿大量平瓦房和高層商業(yè)，為保證區(qū)間的安全和減少運(yùn)營線路對上方居民生活的影響，故車站采用明挖三層島式站臺的形式，將盾構(gòu)區(qū)間深埋設(shè)置;d．考慮車站站廳層設(shè)置于負(fù)一層、設(shè)備層設(shè)置于負(fù)二層、站臺層設(shè)置于負(fù)三層。故車站主體結(jié)構(gòu)為地下三層島式。

5)南鑼鼓巷站。南鑼鼓巷站為北京地鐵8號線與6號線的換乘車站，站位設(shè)置于地安門東大街與南鑼鼓巷交叉口北側(cè)，沿地安門東大街東西向布置。本站的站型、站位和工法應(yīng)結(jié)合以下兩點(diǎn)確定:a．地安門東大街管線情況:污水管線、熱力管、雨水管、電力管;道路情況:地安門東大街現(xiàn)狀寬約30 m;古樹情況:沿地安門大街沿街有大量需要保護(hù)的古樹;保護(hù)性建筑物情況:沿地安門大街有文物保護(hù)單位4處;經(jīng)與各個部門的溝通協(xié)調(diào)，管線改移和交通導(dǎo)改均無法實現(xiàn)，因此站位設(shè)置于地安門東大街北側(cè)拆遷地塊內(nèi)，考慮與東城區(qū)拆遷地塊實現(xiàn)“一體化”開發(fā)，綜合利用舊城保護(hù)區(qū)地下空間;b．地安門東大街南側(cè)為6號線車站，根據(jù)北京市2020年線網(wǎng)規(guī)劃，6號線與8號線南鑼鼓巷站實現(xiàn)換乘，考慮兩個車站之間換乘的便捷性，兩線采用同站臺通道換乘的形式;故8號線車站為地下四層疊摞站臺，車站負(fù)三層為左線站臺層，負(fù)四層為右線站臺層，分別與6號線左右線站臺對應(yīng)，在每層站臺各設(shè)置一個換乘通道與6號線車站相連，實現(xiàn)同站臺同標(biāo)高換乘(見圖2)。

6)中國美術(shù)館站。本站位于美術(shù)館東街、王府井大街、五四大街、東四西大街四條街十字交叉路口處，沿美術(shù)館東街、王府井大街呈南北布置。6號線中國美術(shù)館站及規(guī)劃3號線車站均沿東四西大街東西向布置。本站的站型、站位和工法應(yīng)結(jié)合以下兩點(diǎn)確定:a．管線情況:路口東西南北向主要有熱力管溝、電力管溝、雨水管溝、污水管溝埋深均較深;道路交通情況:現(xiàn)狀車流量大，交通繁忙，經(jīng)與各部門溝通協(xié)調(diào)，管線改移和交通導(dǎo)改均無法實現(xiàn)，因此車站主體采用全暗挖法施工;b．美術(shù)館東街南北向熱力管溝埋深約10．0 m(靠主路的西側(cè))，王府井大街南北向電力管溝埋深約11．6m(靠主路的東側(cè))，同時車站兩側(cè)為民航總局和華僑大廈(地下室空間貼道路紅線)，考慮降低8號線和6號線軌面的埋深和車站施工期間降水的難度，將車站北端左線雙層單跨(凈寬12．0 m)設(shè)置于熱力管線的東側(cè)，右線區(qū)間下穿熱力管線，車站南端雙層單跨(凈寬12．0 m)設(shè)置于電力管線的西側(cè)，左線區(qū)間下穿電力管線，左線與右線站臺錯開設(shè)置;c．美術(shù)館東街、王府井大街、五四大街、東四西大街四條街十字交叉路口處管線眾多，考慮車站單層站臺下穿十字路口聯(lián)系左線、右線錯開的站臺，站臺共享區(qū)約50 m;d．車站北端與南端高層較多，車站長度受到限制，因此考慮將車站主要的設(shè)備及管理用房去外掛于西北角綠化帶內(nèi)，外掛地下三層(負(fù)一層設(shè)備層、負(fù)二層站廳層、負(fù)三層設(shè)備層)(見圖3)。

圖2 南鑼鼓巷站縱剖面圖

圖3 中國美術(shù)館站縱剖面圖

故8號線中國美術(shù)館站為北端暗挖雙層，中間暗挖單層，南端明挖三層車站，施工方法采用明、暗挖結(jié)合。8號線車站為端廳車站，為實現(xiàn)遠(yuǎn)期與3號線車站的通道換乘，在南北兩個端廳付費(fèi)區(qū)內(nèi)分別預(yù)留與規(guī)劃3號線的換乘通道接口。待3號線建成后，通過3號線站廳層付費(fèi)區(qū)與6號線實現(xiàn)換乘。

2．2 規(guī)模控制

車站規(guī)模應(yīng)以遠(yuǎn)期超高峰小時客流量為依據(jù)，并根據(jù)列車長度和限界要求，滿足乘客乘降和集散安全以及車站運(yùn)營要求，并綜合考慮其所處的地理位置、地面交通情況、地下管線位置、車站性質(zhì)以及遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃等因素合理確定車站規(guī)模。車站超高峰系數(shù)根據(jù)車站規(guī)模、車站周圍用地情況等所決定的客流性質(zhì)不同分別取1．1 ～1．4。

為了有效控制工程造價，將對本線各車站進(jìn)行規(guī)模和功能分析。

1)站臺寬度:根據(jù)遠(yuǎn)期高峰小時客流量等綜合因素計算確定。島式站臺最小寬度:8 m。地下車站側(cè)站臺最小寬度:2．5 m。高架車站側(cè)站臺最小寬度:2．5 m。

2)自動扶梯。車站出入口的提升高度大于6 m時，設(shè)上行自動扶梯。車站出入口的提升高度大于12 m時，設(shè)上、下行自動扶梯。站廳與站臺高差超過6 m時，上、下行均應(yīng)設(shè)自動扶梯。分期建設(shè)的自動扶梯應(yīng)預(yù)留位置。

3)車站形式、站臺形式及規(guī)模見表1。

3 非標(biāo)準(zhǔn)車站建筑設(shè)計重點(diǎn)

3．1 三層、四層車站

1)三層車站一般布置順序為負(fù)一層站廳、負(fù)二層設(shè)備層、負(fù)三層站臺層。2)公共區(qū)廳—臺的樓扶梯在穿越設(shè)備層時應(yīng)做好防火封堵(關(guān)鍵部位為樓扶梯穿越負(fù)二層時的梯下三角房)。3)公共區(qū)樓扶梯在中板開洞時應(yīng)在樓扶梯兩側(cè)預(yù)留10 cm～15 cm的公共區(qū)裝修安裝尺寸(一般為干掛石材)。并且在穿越負(fù)二層樓扶梯兩側(cè)的二次墻體采用煤矸石實心磚砌筑，以滿足承重要求。4)在有效控制車站規(guī)模的前提下應(yīng)在設(shè)備大端、小端各設(shè)置一個上、下貫通并直出地面的消防專用通道。5)三層車站一般將變電所房間設(shè)置于負(fù)二層，以減小車站長度。在確定各層層高的時候應(yīng)考慮負(fù)二層設(shè)置的電纜夾層。夾層范圍內(nèi)設(shè)備區(qū)走廊的凈高應(yīng)與兩側(cè)門洞高度協(xié)調(diào)得當(dāng)，避免出現(xiàn)該處走廊在上方管線安裝完成后與吊頂及兩側(cè)門體沖突。

表1 車站站臺形式及規(guī)模

3．2 端進(jìn)式車站

1)車站各個端廳在周邊環(huán)境允許的前提下應(yīng)盡量設(shè)置兩個直通地面的出入口。2)公共區(qū)布置應(yīng)在滿足設(shè)備用房使用要求的前提下盡量加大公共區(qū)的面積(建議為2跨半的非付費(fèi)區(qū)空間)。3)每個端廳直出地面的出入口應(yīng)至少設(shè)置一個無障礙電梯，相應(yīng)的每個端廳也設(shè)置一個站廳—站臺的無障礙電梯。4)車站每個端廳設(shè)置的站廳—站臺的公共區(qū)樓扶梯應(yīng)考慮中間暗挖單層段的土體，保證下工作點(diǎn)距前方障礙物的距離大于8 m，條件允許的情況下應(yīng)適當(dāng)加大(建議為10 m)。5)單層暗挖段兩個單洞，側(cè)站臺寬度建議做到至少凈寬4．0 m。

3．3 異形車站

1)一般外掛均為大型的設(shè)備機(jī)房，故在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮外掛部分設(shè)備用房與主體部分設(shè)備用房的管線連通路由，應(yīng)在車站主體與外掛設(shè)備用房之間設(shè)置一條獨(dú)立的管線通道(建議6 m×2．7 m)，滿足強(qiáng)電電纜與弱電電纜分設(shè)與通道兩側(cè)，中間留有后期運(yùn)營期間檢修空間。

2)應(yīng)在外掛部分設(shè)置直出地面的緊急疏散口。

3)外掛部分的設(shè)備用房應(yīng)慎重選擇，盡量避免出現(xiàn)管線連通路由的反復(fù)。以安華橋為例:開關(guān)柜室設(shè)置在站臺層，變配電室設(shè)置在外掛部分，兩個房間不同層，安華橋站本身又為端廳車站，故開關(guān)柜室內(nèi)的電纜引入變配電室之后，需要將近200根電纜再重新進(jìn)入車站主體部分，接入配電室及強(qiáng)電井。造成電纜路由反復(fù)性大，與其他管線交叉現(xiàn)象嚴(yán)重，同時增加投資。

4 結(jié)語

車站建筑方案應(yīng)根據(jù)站位、車站形式、換乘方式、施工方法等的不同確定不同方案。

由于各站所處的環(huán)境不同，又有各自的特點(diǎn)，設(shè)計時要仔細(xì)研究制約因素，做大量細(xì)致的工作。通過調(diào)整站位、埋深、遷移或避開管線等，做出不同方案;比較換乘方式和施工方法，做出造價分析。在滿足車站使用功能的前提下，選擇客流流線短和經(jīng)濟(jì)合理的車站建筑方案，為在以后的初步設(shè)計中避免出現(xiàn)大的變動，按合理的造價有效地控制設(shè)計。

［1］GB 50157-2003，地鐵設(shè)計規(guī)范［S］．

［2］施仲衡．地下鐵道設(shè)計與施工［M］．西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1997．

［3］中國鐵道協(xié)會，大連鐵道學(xué)院．1999-2001城市軌道交通論文集［M］．北京:中國鐵道出版社，2002．

［4］王 聰．地鐵車站建筑設(shè)計的不足與創(chuàng)新［J］．城市軌道交通研究，2006(10):24-28．

［5］沈景炎．以軌道交通為骨架構(gòu)筑城市客運(yùn)綜合樞紐［J］．都市軌道快軌交通，2004，17(3):19-23．