基于復(fù)雜地形條件下的交通建筑群落設(shè)計(jì)—以昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目T2 航站樓及附屬工程為例

李天

（華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司， 上海 200000）

1 項(xiàng)目概況

2019 年12 月27 日云南省被列入全國(guó)交通強(qiáng)國(guó)試點(diǎn)， 昆明綜合交通樞紐項(xiàng)目是國(guó)家確認(rèn)的6 個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目之一。 2030 年昆明綜合交通樞紐項(xiàng)目旅客吞吐量達(dá)到1.2 億人次， 其中： 新建T2、 S2 為本文重點(diǎn)論述的技術(shù)成果。 其規(guī)劃指標(biāo)： 2030 年國(guó)內(nèi)外旅客吞吐量達(dá)到6700 萬(wàn)人次。

1.1 現(xiàn)狀地形

場(chǎng)地呈典型的喀斯特巖溶地貌， 地形最大的特點(diǎn)是高差大， 地勢(shì)有一定的起伏。 站坪標(biāo)高（2096.2）與自然地形約有75m 的高差， 工作區(qū)內(nèi)部呈中間高（2050） 兩側(cè)低的趨勢(shì)。 （如圖1 所示）。

圖1 場(chǎng)地現(xiàn)狀地形平面剖面圖

1.2 功能群體

如表1 所示： 建設(shè)區(qū)域分為航站區(qū)與工作區(qū)兩大部分。 主要建筑設(shè)計(jì)群體集中在航站區(qū)。 功能包括T2航站樓、 交通中心（地鐵、 高鐵、 地面交通綜合換乘中心）、 立體停車(chē)樓、 酒店及辦公。 工作區(qū)主要是輔助航站區(qū)功能設(shè)置的一些廠(chǎng)房及辦公以及商業(yè)開(kāi)發(fā)。

表1 6700 萬(wàn)旅客所對(duì)應(yīng)T2 航站樓及附屬工程的功能規(guī)模

1.3 道路交通

1） 軌道交通包括三條地鐵軌線(xiàn)（6 號(hào)、 9 號(hào)、 嵩明線(xiàn)）， 以及渝昆高鐵昆明樞紐段， 兩者均在此設(shè)長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)站； 2） 高架及地面道路： 南北向有昆曲高速等三條高速， 以及320 國(guó)道等三條快速路。 東西向有兩條高速以及兩條快速路。

1.4 技術(shù)難點(diǎn)

1） 航站區(qū)南北區(qū)域的75m高差的場(chǎng)坪設(shè)計(jì)； 2）工作區(qū)400 萬(wàn)方用地的場(chǎng)坪設(shè)計(jì)；3） 建筑群落如何與大高差地形結(jié)合； 4） 大高差條件下交通建筑群落的自身空間邏輯； 5） 市政道路如何接入60m高差的建筑群落； 6） 大高差場(chǎng)地上建筑群落的出入口、 垂直與水平交通的組織； 7） 大體量建筑群位于60m高填方場(chǎng)地的結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題； 8） 高架道路與60m高差邊坡的關(guān)系。 實(shí)際工程的問(wèn)題遠(yuǎn)不止這些， 本文列舉八大較為典型的技術(shù)難點(diǎn)來(lái)分析， 并闡述實(shí)際工程中的應(yīng)對(duì)策略。

2 建筑群落與75m高差地形的結(jié)合

場(chǎng)地存在75m高差， 勢(shì)必出現(xiàn)高填方的安全性問(wèn)題， 根據(jù)初勘資料， 場(chǎng)地存在大小溶洞119 個(gè)， 紅黏土、 次生紅黏土等不良地質(zhì)體厚度大， 分布范圍廣，加上昆明當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度高（8.5 度） 罕遇地震峰值加速度達(dá)到0.577g， 使得高填方及邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題尤為突出， 我們站在7 建筑安全、 經(jīng)濟(jì)、 美觀(guān)三原則角度， 進(jìn)行總體控制。

2.1 整場(chǎng)場(chǎng)坪設(shè)計(jì)原則

遵循場(chǎng)地原有地貌高差進(jìn)行場(chǎng)坪設(shè)計(jì)， 避免高填方， 減少土方量， 節(jié)省投資。 如圖2 所示， 航站區(qū)大體量建筑群落位于75m高差巖溶上， 需要巖土工程特殊處理。 工作區(qū)場(chǎng)坪采用土方平衡原則， 保留并利用現(xiàn)狀水系進(jìn)行景觀(guān)和泄洪設(shè)計(jì)。 航站區(qū)及工作區(qū)均采用邊坡設(shè)計(jì)解決75m場(chǎng)地高差。

圖2 全場(chǎng)場(chǎng)平設(shè)計(jì)

2.2 航站區(qū)建筑群與場(chǎng)坪結(jié)合設(shè)計(jì)

1） 航站區(qū)場(chǎng)坪： 如圖2 所示， 對(duì)于75m高差，建筑面積約150 萬(wàn)m的建筑群， 用地緊張， 需要在航站區(qū)局部高填方平整， 爭(zhēng)取更多建設(shè)用地， 并縮小75m高差。 最終將最大高差縮小至50m左右。 高填方（30m）， 地基處理除了常規(guī)的強(qiáng)夯置換之外， 亦采用滿(mǎn)鋪3 萬(wàn)根碎石樁， 提高地基的承載力及抗滑移破壞能力。

2） 邊坡設(shè)計(jì)： 如圖2 右上側(cè)剖面圖示， 針對(duì)50m高差， 按巖土設(shè)計(jì)要求， 須逐級(jí)放坡設(shè)計(jì)， 在保證安全性前提下， 綜合坡比確定在1 ∶2.3 （ ＞正常1∶3）， 是為了使放坡段盡可能少占用地。 具體設(shè)計(jì)中， 約每十米高度斜坡設(shè)一級(jí)平臺(tái)（最小3m的施工平臺(tái)）， 50m高差共設(shè)置約四級(jí)平臺(tái)。 建筑設(shè)計(jì)中，可根據(jù)需要放大中間任一平臺(tái)做為建設(shè)用地， 經(jīng)過(guò)放寬后的平臺(tái)， 可以將邊坡破壞曲線(xiàn)外移， 也利于邊坡的安全性。 對(duì)于平臺(tái)段， 建筑柱子、 橋墩均須設(shè)置在此段， 因?yàn)樾逼聲?huì)對(duì)柱子或橋墩產(chǎn)生水平推力， 但低于5m的斜坡對(duì)建筑柱子水平推力較小， 橋墩對(duì)于水平荷載的抵抗力較強(qiáng)。 在場(chǎng)地利用緊張的情況下， 亦可將邊坡改為垂直擋墻， 用高造價(jià)來(lái)爭(zhēng)取更多用地。工作區(qū)邊坡設(shè)計(jì)亦如此。

3） 建筑群體與場(chǎng)地的結(jié)合： 在場(chǎng)坪及邊坡設(shè)計(jì)原則下， 考慮梯田是云南當(dāng)?shù)靥厣鼐埃?例如元陽(yáng)梯田等， 以及諸如哈尼族特殊傳統(tǒng)民居等當(dāng)?shù)亟ㄖ?shí)踐， 將建筑群落采用獨(dú)具當(dāng)?shù)靥厣牡涫讲季帧?/p>

設(shè)計(jì)之初， 我們先進(jìn)行了建筑群功能布局。 如圖3 所示， 按照機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)， 以航站樓為中心， 往工作區(qū)依次展開(kāi)功能布局： 首先按照公交優(yōu)先原則， 先是地鐵， 上疊大巴和出租車(chē)等公共交通組成GTC， 然后是兩側(cè)的立體停車(chē)樓， 上疊酒店， 中間區(qū)域的旅游集散， 最外側(cè)為高鐵（換乘量少）。 再往北為工作區(qū)遠(yuǎn)期開(kāi)發(fā)， 包括商業(yè)、 辦公、 酒店等功能。

圖3 航站區(qū)建筑群與場(chǎng)平設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)中， 航站樓在第一級(jí)平臺(tái)2096.2 的基礎(chǔ)上， 下沉兩層， 形成標(biāo)高2087 的第二級(jí)平臺(tái)， 根據(jù)地鐵線(xiàn)路高度， 將邊坡設(shè)計(jì)的標(biāo)高2069 中間平臺(tái)放大作為第三級(jí)平臺(tái)， 建設(shè)地鐵站線(xiàn)及站房， 且使地鐵線(xiàn)路橋梁變?yōu)榈鼗?節(jié)省了投資。 第四級(jí)2049 平臺(tái)的確定， 是根據(jù)斜穿建筑群落的高鐵線(xiàn)路標(biāo)高以及保證線(xiàn)路下方可通車(chē)的要求。 進(jìn)而形成了四級(jí)平臺(tái)跌落式建筑群落布局。

我們可以看到第三級(jí)2069 標(biāo)高大平臺(tái)中間端，存在用垂直擋墻設(shè)置多級(jí)下沉平臺(tái)， 原因是此處匯集了地鐵、 高鐵及GTC復(fù)雜的建筑、 橋梁工程， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 為了減少安全風(fēng)險(xiǎn)， 柱子與橋墩都落在平臺(tái)上。東西兩側(cè)的邊坡設(shè)計(jì)詳見(jiàn)下文。

2.3 市政道路與建筑、 邊坡設(shè)計(jì)的結(jié)合

本案作為交通建筑， 有多層市政高架道路連接，設(shè)計(jì)將道路與邊坡設(shè)計(jì)相結(jié)合， 使得道路盡可能不占用地。 如圖4 所示， 但會(huì)存在以下問(wèn)題。

圖4 道路系統(tǒng)與邊坡結(jié)合設(shè)計(jì)

1） 邊坡設(shè)計(jì)的每級(jí)平臺(tái)標(biāo)高與道路設(shè)計(jì)不一致，各級(jí)平臺(tái)標(biāo)高可根據(jù)道路、 高架標(biāo)高的需要進(jìn)行微調(diào)； 2） 道路會(huì)存在縱向坡度， 所以邊坡平臺(tái)與地面道路較難結(jié)合， 大規(guī)模仍是采用高架道路， 橋墩落在邊坡平臺(tái)段的做法； 3） 道路半徑與邊坡弧線(xiàn)不一致的情況， 可以有少量的橋墩落至邊坡斜坡段， 需要橋梁結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)核算水平荷載對(duì)橋墩的影響； 4） 高架道路斜切邊坡的情況， 可以將邊坡設(shè)置成局部擋墻來(lái)為道路爭(zhēng)取空間； 5） 道路局部放大的情況， 例如閘機(jī)口、平交口等， 可將邊坡平臺(tái)放大， 結(jié)合擋墻來(lái)設(shè)計(jì)。

3 大高差條件下的建筑群落的空間布局研究

3.1 建筑群規(guī)劃結(jié)構(gòu)

由于建筑群位于不同標(biāo)高平臺(tái)， 易在最上層高架道路上形成第五鳥(niǎo)瞰視角， 因此建筑群落的規(guī)劃結(jié)構(gòu)尤為重要。 在前文提到的建筑設(shè)計(jì)之初的功能規(guī)劃布局， 已經(jīng)考慮了整體空間采用“梯田式” 跌落的建筑群落空間。

具體設(shè)計(jì)中， 建筑與建筑之間的組織結(jié)構(gòu)采用“中軸串聯(lián)多級(jí)院落” 的方式。 如圖5 所示， “中軸”是指沿一二期全場(chǎng)南北向， 從南至北依次為原有T1航站樓、 S1 衛(wèi)星廳， 新建S2 衛(wèi)星廳、 T2 航站樓、GTC、 高鐵、 工作區(qū)開(kāi)發(fā)， 自然形成了一條空間中軸。此軸線(xiàn)從T2 航站樓依次發(fā)生四次跌落， 每次跌落均采用“幾字型” 收尾， 最后一級(jí)跌落運(yùn)用高鐵與“幾字型” 健身中心形成的院落收頭。

圖5 建筑群規(guī)劃結(jié)構(gòu)

“多級(jí)院落” 是指沿中軸線(xiàn)兩側(cè)不同標(biāo)高的空間院落， 每級(jí)院落功能相對(duì)獨(dú)立， 院落下部設(shè)置的39萬(wàn)方近、 遠(yuǎn)端停車(chē)樓， 形成了“多級(jí)院落” 及中軸的“空間基座”。

3.2 大高差建筑群的交通組織

本案建筑性質(zhì)為交通建筑， 因此在如此大高差跌落建筑群的人行、 車(chē)行系統(tǒng)組織尤為重要。 主要流線(xiàn)原則如下。

1） “3 +1” 車(chē)行網(wǎng)絡(luò)， 上文提到整個(gè)建設(shè)場(chǎng)地高差約50m， 建筑群出入口高差基本跟地形高差保持一致： 約60m。 為了將建筑群與市政道路系統(tǒng)銜接， 如圖六6 右下側(cè)圖示， 我們?cè)O(shè)計(jì)了“三層高架系統(tǒng)+地面道路系統(tǒng)”， 即“3 +1”： “3” 是出發(fā)層高架、 到達(dá)層高架、 車(chē)庫(kù)出入口； “1” 是地面道路系統(tǒng)。 出發(fā)層高架是位于最上部2113.7 國(guó)際及2105.2 國(guó)內(nèi)出發(fā)車(chē)道邊， 外接市政高速路， 內(nèi)部可以直接進(jìn)入航站樓值機(jī)。 第二層為到達(dá)層高架路2088 標(biāo)高， 主要是從航站樓到達(dá)的人流疏散， 包括大巴車(chē)、 出租車(chē)道邊，內(nèi)部可以將人流及時(shí)疏散， 接至外部市政高架路。 此外， 2088 層高架還承擔(dān)了近遠(yuǎn)端酒店及辦公的出入口， 高鐵出發(fā)車(chē)道邊、 健身中心出入口的功能。 第三層為標(biāo)高2073 的停車(chē)樓出入口高架， 此高架與第二層2088 高架功能相互補(bǔ)充。 地面道路作為近端停車(chē)樓第二出入口（市政測(cè)算結(jié)果） 以及遠(yuǎn)端停車(chē)樓以及GTC、 酒店、 辦公等后勤出入口。

通過(guò)“3 +1” 車(chē)行網(wǎng)絡(luò)基本解決了所有建筑群落的進(jìn)出口問(wèn)題， 并將出發(fā)、 到達(dá)、 后勤、 車(chē)庫(kù)等車(chē)行系統(tǒng)空間上分開(kāi)， 避免了車(chē)行交叉。

2） 內(nèi)部水平及垂直人行交通系統(tǒng)。 建筑群在空間主要分為三類(lèi)： “中軸空間” 的T2 航站樓、 GTC、高鐵、 地鐵、 旅游集散中心、 健身中心； “空間基座”的停車(chē)樓（七層）； “多級(jí)院落” 的酒店及辦公（四～七層）； 設(shè)計(jì)的最終目的是將所有功能群體的人流引入或引出T2 航站樓， 樓內(nèi)有自身獨(dú)立的交通體系。

“中軸空間” 既是貫穿南北的空間結(jié)構(gòu)， 亦是將高鐵、 地鐵、 車(chē)庫(kù)、 大巴出租車(chē)停車(chē)場(chǎng)、 酒店、 健身中心等功能綜合起來(lái)與航站樓連接的空間。 其中GTC2078.5 層混流大通道基本承擔(dān)了將所有功能群體的人流引入或引出T2 航站樓的責(zé)任， 具體設(shè)計(jì)如圖6所示： ①針對(duì)“中軸空間” 的其他功能群， 如地鐵、高鐵、 旅游集散中心、 健身中心等， 均通過(guò)電扶梯等垂直交通引入到此層平面內(nèi)， 再與航站樓水平連接；②針對(duì)“多級(jí)院落” 的酒店及辦公； 單體內(nèi)部擁有自己的獨(dú)立出入口、 水平、 垂直交通體系， 設(shè)計(jì)在GTC2078.5 混流大通道層將其與航站樓連接起來(lái)； ③針對(duì)“空間基座” 的近端停車(chē)樓（七層）， 如圖6 右上側(cè)圖示， 在靠近航站樓方向設(shè)置一條庫(kù)內(nèi)車(chē)道邊，先將各層平面人流匯集到此處， 通過(guò)垂直交通引入到GTC2078.5 混流大通道層將其與航站樓連接起來(lái)， 遠(yuǎn)端車(chē)庫(kù)亦是如此。

圖6 “3 +1” 車(chē)行系統(tǒng)及垂直人行交通

4 結(jié)語(yǔ)

雖然機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)并不常見(jiàn)， 但建筑空間設(shè)計(jì)的本質(zhì)具有一致性， 希望會(huì)對(duì)其他項(xiàng)目有一定啟發(fā)意義。 回到文初所提的八大問(wèn)題： 首先， 在大高差地形下， 建筑群體設(shè)計(jì)建議結(jié)合自然地貌， 注重第五立面的空間邏輯； 垂直交通是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)， 最好用簡(jiǎn)捷的單流線(xiàn)處理復(fù)雜群體， 避免人流混雜； 復(fù)雜的邊坡設(shè)計(jì)中也可以爭(zhēng)取到很多對(duì)設(shè)計(jì)有利的條件； 設(shè)置之初可將造價(jià)從各專(zhuān)業(yè)（尤其是巖土專(zhuān)業(yè)） 調(diào)控， 避免后期投資帶來(lái)的設(shè)計(jì)折扣； 多層道路系統(tǒng)需要有清晰的層次劃分， 避免混淆。 這也我們對(duì)于實(shí)踐的一些思考。

此外， 在我國(guó)國(guó)土資源中， 平面僅占到12%， 丘陵、 山地、 盆地可占到62%， 因此， 具有一定高差土地資源的建設(shè)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)， 對(duì)國(guó)家土地資源綜合利用具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。