廈門北綜合交通樞紐地鐵預(yù)留工程改造設(shè)計

余玉梅

(中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司，四川成都 610031)

1 廈門北地鐵預(yù)留工程改造前概況

1.1 地鐵1號、4號線車站站位及換乘關(guān)系

既有廈門北動車站房及南廣場建設(shè)時，在其下方同步預(yù)留了地鐵1號、4號線的土建工程。1號線車站南北向布置，站位設(shè)于國鐵廈門北站動車站房地下出站通道下方，為地下1層側(cè)式站臺車站。4號線車站東西向布置，站位設(shè)于國鐵廈門北站動車站房北落客平臺正下方，為地下2層島式站臺車站。1號線軌道在上，4號線軌道在下，兩線車站采用“T”型側(cè)島換乘(圖1)。

圖1 地鐵預(yù)留工程與廈門北綜合交通樞紐現(xiàn)狀關(guān)系

1.2 改造前廈門北綜合交通樞紐建設(shè)情況

直至改造設(shè)計啟動前：國鐵廈門北站動車站房、南廣場已施工完成，并且已投入使用；國鐵動車站房北側(cè)進站落客平臺已建成，但未投入使用；國鐵動車站房北廣場尚未建設(shè)；廈門北1號、4號線地鐵站土建主體已建成。地鐵車站南側(cè)附屬及區(qū)間已建成；原本規(guī)劃與北廣場同步建設(shè)的地鐵車站北側(cè)附屬及區(qū)間尚未施工。

1.3 地鐵預(yù)留工程與既有交通樞紐的換乘關(guān)系

改造前地鐵通過設(shè)置于國鐵地下出站通道內(nèi)的出入口已實現(xiàn)與國鐵的換乘。由于北廣場未實施，地鐵通過設(shè)置于北廣場的出入口與北廣場內(nèi)公交車、長途車、BRT、社會車等換乘的原方案未實現(xiàn)(圖2、圖3)。

圖2 廈門北地鐵預(yù)留工程總平面

圖3 廈門北地鐵預(yù)留工程剖

2 引起本工程改造方案的主要原因

2007年廈門北動車站房及南廣場包括其下方的地鐵預(yù)留工程開工建設(shè)。2010年動車站房及南廣場投運。北廣場及下方地鐵工程未建設(shè)。2015年確定在廈門北動車站北側(cè)原北廣場位置新建福廈高鐵站。2012年、2015年分別啟動地鐵1號、4號線全線的設(shè)計工作。2015年初啟動地鐵預(yù)留土建工程的改造工作，其進度需保證2017年底地鐵1號線全線開通、2023年福廈高鐵及地鐵4號線全線開通，其改造方案需同時滿足廈門北綜合交通樞紐擴建工程設(shè)計和地鐵1號、4號線全線總體、系統(tǒng)的設(shè)計要求。

3 制約本工程改造方案的主要因素

3.1 預(yù)留4號線車站規(guī)模偏小

根據(jù)最新客流預(yù)測，廈門北站引入福廈高鐵后，廈門北地鐵站客流強度比原設(shè)計時采用的預(yù)測客流將大幅增加，至2040年將達日均13.7萬人次。經(jīng)過對4號線全線客流規(guī)模的詳細研究，4號線由預(yù)留的B型車4輛編組改為B型車6輛編組。且根據(jù)4號線全線運營組織的需要，本站站后應(yīng)增設(shè)單渡線。原4號線預(yù)留工程車站規(guī)模小，有效站臺長度和寬度、安全疏散及各部位通過能力均不能滿足客流需求，必須擴建。

3.2 4號線車站原址擴建實施風(fēng)險極高

為減少廢棄工程，同時為了更好地與北側(cè)高鐵站房銜接，經(jīng)論證確定保留既有北落客平臺主體結(jié)構(gòu)。

4號線車站主體與落客平臺承臺樁基的關(guān)系。原4號線車站主體位于北落客平臺正下方，落客平臺柱墩承臺樁基剛好貼緊車站主體兩側(cè)，其樁基長度為37～45 m，為摩擦樁。若將原車站主體加長，施工風(fēng)險及施工難度極大。另外車站主體寬度無法增加(圖4、圖5)。

圖4 原4號線主體、附屬與落客平臺承臺樁基關(guān)系平面

圖5 原4號線主體、附屬與落客平臺承臺樁基關(guān)系剖面

北側(cè)未建成的車站附屬與落客平臺承臺樁基的關(guān)系。原設(shè)計風(fēng)道為地下2層結(jié)構(gòu)，從2組承臺樁基之間穿過。原設(shè)計的通道下穿承臺。原計劃風(fēng)道、通道施工完成后再實施承臺及橋梁結(jié)構(gòu)，但后來由于北廣場一直未開工建設(shè)，而北落客平臺已先期實施，現(xiàn)欲后實施風(fēng)道及通道，基坑開挖對已建承臺樁基影響極大。

綜上所述，4號線車站必須另外選址重建。

4 改造方案與廈門北綜合交通樞紐的關(guān)系

根據(jù)引入福廈高鐵后廈門北綜合交通樞紐整體設(shè)計方案，將位于2座國鐵站房之間的原北落客平臺加長，并向北拓寬與北側(cè)福廈高鐵站房銜接，其功能拓展為綜合交通接駁換乘平臺，既有動車站、福廈高鐵站、地鐵1號及4號線、BRT、公交車客流均可經(jīng)由此平臺換乘。在原4號線及原北落客平臺北側(cè)平行設(shè)置新地鐵4號線車站，位于綜合交通接駁換乘平臺正下方。原4號線車站改造為1號線車站的一部分(圖6)。

圖6 改造方案地鐵與廈門北綜合交通樞紐的關(guān)系

5 改造方案介紹

改造方案的設(shè)計原則為：地鐵1號、4號線設(shè)計及建設(shè)時間均早于高鐵站房，應(yīng)確保地鐵能夠順利實施，同時盡量為高鐵站房的實施預(yù)留好的條件；尤其是1號線建設(shè)工期緊迫，應(yīng)盡量減小對1號線的影響，保證1號線按時通車；為應(yīng)對高鐵站房建成后的客流增長，地鐵站廳站臺有條件盡量做大；盡量減少廢棄工程。

5.1 廈門北地鐵預(yù)留工程總平面布置

新建的4號線車站：為14 m島式站臺車站，站后設(shè)置單渡線。為減小對北側(cè)高鐵站房的影響，其附屬均為從主體東西兩端頂出設(shè)置。車站公共區(qū)北側(cè)預(yù)留2個接口與高鐵站房連接方便換乘。原預(yù)留工程4號線車站主體改建為1號線車站的一部分。1號線車站：于原4號線車站東西兩端增設(shè)2個直通室外的出入口；增設(shè)6座風(fēng)井，分別位于原4號線車站東西兩端及1號線車站最北端；增設(shè)5座安全出口。1號、4號線采用側(cè)島“T”字通道換乘(圖7)。

5.2 建筑平面布局及客流組織

北側(cè)新4號線有效站臺長度由80 m增長至118 m，寬度由12 m增加至14 m，整體規(guī)模相應(yīng)增加。公共區(qū)樓扶梯由原來的2組增加至4組，確保進出站與換乘客流通行順暢，滿足客流增長的需求。

原4號線車站地下1層改造為1號線站廳層的一部分，其地下2層一部分改造為設(shè)備管理用房，另一部分改造為辦公用房。原4號線北側(cè)墻打開4個連接通道與新4號線車站公共區(qū)連通，形成地鐵1號、4號線共用公共區(qū)，可實現(xiàn)付費區(qū)方便換乘，非付費區(qū)暢通聯(lián)系。新4號線車站島式站臺相比原車站向北平移了20 m，1號線側(cè)式站臺受工程條件的制約不能北移，維持原位置，故1號、4號線的換乘距離有所增長。原4號線公共區(qū)樓扶梯的功能轉(zhuǎn)變?yōu)檫^軌樓扶梯。

新4號線車站公共區(qū)北側(cè)預(yù)留2個通往福廈高鐵車站的接口，未來可實現(xiàn)地鐵與高鐵的換乘。1號線車站南側(cè)設(shè)置4個通往動車站出站通道的出入口，該部分已實施，實現(xiàn)了地鐵與動車的換乘。新4號線與1號線于東西兩側(cè)各設(shè)置2個通往地面廣場的出入口，動車站出站通道也可與地面廣場直接聯(lián)系，地面廣場設(shè)樓扶梯與上方的綜合交通接駁換乘平臺聯(lián)系，可實現(xiàn)地鐵與多種交通方式的換乘(圖8、圖9)。

圖8 廈門北地鐵改造工程客流組織平面

圖9 廈門北地鐵改造工程客流組織剖面

5.3 防火設(shè)計

由于設(shè)計時序相隔10年之久，需對改造方案的防火設(shè)計重新調(diào)整，使其滿足GB 50157-2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》、GB 51298-2018《地鐵設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等規(guī)范更新的要求。1號、4號線車站之間設(shè)置兩道特級防火卷簾，由1號、4號線分別控制，其安全疏散各自獨立考慮。1號線站廳、站臺公共區(qū)設(shè)于同一層，采用防火分隔墻分隔，分隔墻上根據(jù)需要設(shè)置門洞，間距不小于10 m，門洞上部設(shè)擋煙垂壁。1號線站臺公共區(qū)人員先疏散到站廳公共區(qū)，再經(jīng)由6個出入口向其他區(qū)域疏散。其中東西兩端2個出入口位于室外開敞空間，可直接疏散到安全區(qū)。另外4個出入口先疏散到動車站房出站通道北端，再繼續(xù)向北疏散至動車站房與高鐵站房之間的地面廣場。地面廣場上方開敞，為安全區(qū)(圖10)。

圖10 廈門北地鐵改造工程1號線安全疏散分析

經(jīng)過消防性能化評估，將動車站房出站通道設(shè)定為準(zhǔn)安全區(qū)，并要求設(shè)置以下措施：將出站通道作為1個防火單元，控制該區(qū)域的可燃荷載，用防火墻、甲級防火門等設(shè)施與其他區(qū)域分隔，地鐵通往該區(qū)域的出入口口部設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)及擋煙垂壁；出站通道內(nèi)裝修采用不燃材料；出站通道內(nèi)設(shè)置機械排煙系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、火災(zāi)應(yīng)急廣播等；在地鐵通往出站通道的出入口口部設(shè)置側(cè)向噴淋頭和擋煙垂壁，防止地鐵起火時煙氣擴散至國鐵出站通道(圖11)。

圖11 側(cè)噴及擋煙垂壁設(shè)置

5.4 設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)全線設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計及招標(biāo)確定的設(shè)備選型，供電、常規(guī)機電、通信信號、綜合監(jiān)控及FASBAS等系統(tǒng)設(shè)計要求相比10年前均發(fā)生變化。設(shè)備管理用房的布置需重新調(diào)整。

原設(shè)計考慮1號、4號線車站設(shè)備管理用房資源共享，由于改造方案1號、4號線設(shè)備用房空間距離較遠，且空間聯(lián)系不便，資源共享未能實現(xiàn)。

另外供電制式由接觸軌供電改為由接觸網(wǎng)供電，需對部分車站及區(qū)間的限界尺寸進行改造。

6 總結(jié)與思考

鐵路綜合交通樞紐與地鐵一體化設(shè)計、一體化施工已成為行業(yè)共識。一方面，國鐵與地鐵空間聯(lián)系緊密，可實現(xiàn)高效、便捷的換乘；另一方面，又可避免因地鐵工程二次建設(shè)對環(huán)境和已建樞紐造成影響，減小工程實施難度，節(jié)約工程投資。但若鐵路綜合交通樞紐的建設(shè)并非一次性建設(shè)完成，隨著鐵路客運需求的激增，其空間規(guī)模需拓展，其功能需提升、完善，與地鐵的銜接方式可能發(fā)生變化。且與樞紐同步建設(shè)的僅為地鐵局部預(yù)留土建工程，且此時地鐵全線的客流規(guī)模、車輛選型、列車編組、供電制式、設(shè)備系統(tǒng)等各項總體和系統(tǒng)設(shè)計方案研究往往尚未開展。因此地鐵預(yù)留工程存在較大的改造風(fēng)險。地鐵預(yù)留工程前期規(guī)劃設(shè)計時必須考慮一定的前瞻性，盡量減少廢棄工程。地鐵車站的規(guī)模不宜過小，且應(yīng)充分預(yù)留改擴建的條件。車站的各系統(tǒng)設(shè)計如軌道、限界、強弱電、常規(guī)機電等的設(shè)計應(yīng)注意兼容性和包容性。