關(guān)于端進(jìn)式新型地鐵站 在山地城市運(yùn)用的探索研究

溫江豐 譚勇 孫濤

本文將結(jié)合城市軌道交通車站的建設(shè)現(xiàn)狀提出問題，并以重慶四號線西延線嘉州路站為例提出端進(jìn)式車站的設(shè)計優(yōu)化方案，并對端進(jìn)式車站方案優(yōu)缺點進(jìn)行分析，為城市軌道后繼的設(shè)計提供參照。

伴隨著我國城市化進(jìn)程的不斷深入，城市軌道交通的建設(shè)也隨之進(jìn)入高速時期，截至2022 年6 月，全國的軌道交通運(yùn)營里程已達(dá)9607km。因為其安全、經(jīng)濟(jì)、便捷、準(zhǔn)時、環(huán)保等特性，軌道交通已逐漸成為諸多市居民日常出行最為青睞的交通工具，軌道交通也因此分擔(dān)了較大的城市交通壓力。

作為中國中西部地區(qū)唯一的直轄市山城重慶，自2005 年軌道交通2 號線一期工程通車以來，重慶軌道交通經(jīng)過三期建設(shè)，截至目前，已開通運(yùn)營2 條單軌線路、7 條地鐵線路，運(yùn)營里程約500km，日均客運(yùn)量280.66 萬乘次/日，日最高客運(yùn)量達(dá)373.93 萬乘次/日，客運(yùn)強(qiáng)度達(dá)到0.9 萬乘次/公里·日。但由于重慶市人口基數(shù)龐大，常駐市區(qū)人口超過1000 萬人，在早晚高峰或節(jié)假日，依然面臨較大的堵車風(fēng)險。為了緩解交通壓力，需要利用有限的城市地下空間，新建更多的軌道線路和車站來滿足日益增長的軌道出行需求。這就對城市有限的土地資源以及工程投資帶來了更大的需求和挑戰(zhàn)。我們必須在傳統(tǒng)地鐵的設(shè)計形式基礎(chǔ)上，探索新的設(shè)計形式，以期能夠節(jié)約土地資源，減少工程投資，提升車站的服務(wù)功能，創(chuàng)造更大的社會效益。

基于以上的設(shè)計初衷，本文以重慶首座端進(jìn)式車站嘉州路站作為案例進(jìn)行剖析，探討這種新站型的車站的優(yōu)缺點及適用場景。

一、嘉州路站的方案介紹

1.站址環(huán)境及車站定位

嘉州路站屬于重慶軌道交通4 號線西延伸段線路中的終點站，線路采用全地下敷設(shè)方式，采用As 車6輛編組，設(shè)計時速為100km/h。嘉州路站位于重慶渝北區(qū)新牌坊立交東南側(cè)，沿紅錦大道南～北向敷設(shè)。車站毗鄰市人大政協(xié)等重要行政中心，又環(huán)繞多處商業(yè)中心和大型居住小區(qū)，建筑密度大、客流密集；所在紅錦大道為核心城區(qū)城市交通干道，交通十分繁忙。與新牌坊行政、商業(yè)中心統(tǒng)籌布局的嘉州路站，作為4號線西延與4 號線一期的承接點，同時又是與3 號線唯一的換乘節(jié)點，建成后將成為重要的軌道節(jié)點工程,對片區(qū)客流出行發(fā)揮重要作用。

2.車站控制性因素

（1）車站站前站后區(qū)間下穿既有3 號線車站及多處高層建筑，車站埋深受限。

（2）車站位于城市核心主干道下方，交通繁忙，車站主體附屬不能斷道實施。

（3）與建成較久的既有3 號線換乘，需要選擇合理的換乘形式，保證換乘便捷，并盡可能控制換乘客流對三號線的客流沖擊。

（4）車站位于規(guī)劃成熟區(qū)，無條件建設(shè)施工通道，為降低出渣成本同時保證建設(shè)效率，應(yīng)降低暗挖部分的出渣體量。

3.車站方案簡介

通過對嘉州路站站址、定位及控制性因素的分析可知，嘉州路站站址環(huán)境敏感，受限因素較多。為降低對及有建筑安全及道路使用的不利影響，車站主體需采用暗挖法實施；為保證進(jìn)出站和換乘高效快捷，應(yīng)降低車站埋深；為規(guī)避出渣困難節(jié)約工程投資，車站應(yīng)減少暗挖體量?；谏鲜龉こ探ㄔO(shè)訴求，4 號線嘉州路站在設(shè)計時，對國內(nèi)國外的諸多地鐵站案例進(jìn)行了對比分析，提出了重慶首例“端進(jìn)式”車站設(shè)計方案，這是為適應(yīng)特殊環(huán)境及要求而做出的設(shè)計探索。

以“端進(jìn)式”思路設(shè)計的嘉州路站由暗挖站臺及兩端夾層站廳、明挖兩層?xùn)|側(cè)設(shè)備用房、明挖兩層南側(cè)站廳三部分組成。中部的15m 無柱暗挖島式站臺，站臺兩端設(shè)置樓扶梯組連接站臺兩端的夾層站廳；東側(cè)的外掛設(shè)備用房，集中布置了車站的設(shè)備用房，并通過與風(fēng)井合建的管道與車站站臺相連，同時在負(fù)一層設(shè)置有交通廳，連接地面和周邊地下商業(yè)；南側(cè)站廳則位于3 號線嘉州路站和4 號線嘉州路站主體之間，兼具進(jìn)出站功能和換乘廳的作用。

圖1 嘉州路站的剖視效果圖

二、嘉州路站的優(yōu)缺點分析

1.方案的優(yōu)化分析

（1）優(yōu)化了車站埋深

軌道車站的埋深，往往受制于地形地勢、工程投資、服務(wù)功能、周邊構(gòu)建筑物等多種因素。目前國內(nèi)軌道的建設(shè)現(xiàn)狀是：隨著核心城區(qū)線路的加密，車站也越埋越深，對土地資源的豎向空間占用也越來越多。鑒于車站的埋深越深，會導(dǎo)致出入口提升高度加大，土建和樓扶梯等設(shè)施設(shè)備投資增高，同時降低了進(jìn)出站效率，對便捷出行的設(shè)計目標(biāo)造成了制約。在此大前提下，有必要突破設(shè)計固定思維，結(jié)合工程的實際情況，優(yōu)化車站埋深。

根據(jù)上述降低車站埋深的設(shè)計目標(biāo)，嘉州路站主體部分采用單層暗挖斷面，該部分主要設(shè)置為站臺功能。相較于同站臺寬度的雙層暗挖斷面，其高度縮減約9 米，暗挖站的埋深同步提升約9 米。因埋深的優(yōu)化，車站出入口的長度可以減少約35 米，進(jìn)出站及換乘的時間節(jié)省半分鐘以上，服務(wù)品質(zhì)得到了顯著的提升；最后節(jié)約了土地豎向空間的占用，可以明顯提升日益緊張的土地空間利用效率。

（2）節(jié)約了工程投資

城市軌道交通作為重大的民生工程，前期建設(shè)及后期運(yùn)營維護(hù)，都需要投入大量的資金財力。目前全國近五十個城市開通了軌道交通，但是，實際盈利的只有少數(shù)幾個城市，其余城市都需要不同程度的財政補(bǔ)貼，這也是國家對軌道交通進(jìn)行嚴(yán)格審批的主要原因之一。軌道車站的建設(shè)，應(yīng)盡量降低建設(shè)和運(yùn)營成本。從設(shè)計角度，有以下幾個原則可以明顯節(jié)約工程的投資：

一是在有條件的情況下，應(yīng)盡量采用明挖站形式。同等的建筑面積，暗挖功法的土建投資，大約是明挖功法的1.4 倍，二者相差懸殊。同時暗挖車站為了保障施工效率，常常需要花費(fèi)大量的投資，建設(shè)額外的出渣通道，出渣通道用完后，還要花費(fèi)資金夠買土石方遠(yuǎn)距離運(yùn)輸至站點處進(jìn)行回填。

二是應(yīng)想辦法降低車站的埋深。深埋站附屬出入口、風(fēng)道往往較淺埋站需要更長、更深的通道或者豎井進(jìn)行提升，附屬的土建投資會成倍增加；深埋站較淺埋站還需要設(shè)置數(shù)量眾多的電扶梯，以滿足乘客進(jìn)出站的需求，設(shè)備投資及后期運(yùn)營維護(hù)投資花費(fèi)不少。

嘉州路站受制于區(qū)間下穿既有三號線車站和商業(yè)建筑基礎(chǔ)，和區(qū)間同標(biāo)高的主體站臺部分只能采取暗挖法實施。為了降低暗挖的成本，嘉州路站將傳統(tǒng)車站站廳、站臺、設(shè)備區(qū)化整為零，除必須暗挖實施的站臺外，車站的南側(cè)站廳、外掛設(shè)備用房均從車站整體中剝離出來，采用明挖法實施，使得車站相較于傳統(tǒng)暗挖車站，暗挖部分的比例大幅下降，對于整個車站的工程投資節(jié)約效果十分顯著。同時因為暗挖體量大幅下降，暗挖部分的出渣量減少了三分之二，在不設(shè)置出渣通道的情況下，建設(shè)工期也可以得以保證，故車站取消了常規(guī)暗挖站標(biāo)配的出渣通道，減少了大量的工程投資。車站由常規(guī)的雙層暗挖斷面優(yōu)化為單層暗挖斷面，車站埋深減少約9 米，車站的樓扶梯數(shù)量，出入口通道的土建規(guī)模都得到了優(yōu)化，工程投資得到了進(jìn)一步的控制。

（3）優(yōu)化了空間效果

傳統(tǒng)車站站臺公共區(qū)往往采用站廳站臺上下重疊，公共區(qū)中部及兩端設(shè)置樓扶梯串聯(lián)站廳站臺。這種設(shè)計模式，經(jīng)過了多年的運(yùn)營實踐，技術(shù)成熟，進(jìn)出站效率較高，被全國各地的軌道交通地鐵車站廣泛運(yùn)用。但與此同時，站臺公共區(qū)有效集散空間面積小、視野極不通透也成了此類車站難以解決的通病。嘉州路站做了大量的研究對比，突破傳統(tǒng)車站廳臺上下重疊的思維定式，采用端頭廳車站的形式實施，最終有效解決了上述問題，具體方案如下：

嘉州路站主體站臺部分為采用單層暗挖斷面，取消站臺中部公共區(qū)域的結(jié)構(gòu)柱，同時也取消中部區(qū)域的上下行樓扶梯，在站臺兩端設(shè)置運(yùn)輸能力強(qiáng)大的樓扶梯組通往站臺兩端的夾層站廳。該方案站臺乘客集散區(qū)有限面積可以增加30%以上，出站流線也更加清晰簡潔，有效地緩解了早晚高峰車站擁堵的情況，極大地改善了乘車環(huán)境及乘車體驗。車站的公共空間，因無結(jié)構(gòu)柱和樓扶梯的遮擋，層高富足，視野通暢，能有效改善在地下空間乘車的感官壓抑。與此同時，站廳公共區(qū)分散布置，為多處進(jìn)站創(chuàng)造了條件，避免了集中一處售檢票、安檢進(jìn)站的制約，服務(wù)半徑更大，服務(wù)功能也更好。

（4）優(yōu)化了接駁品質(zhì)

軌道與周邊地塊以及非軌交通的接駁，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)有非常多優(yōu)秀的案例，如日本等地區(qū)，軌道與周邊地塊進(jìn)行了深度融合，創(chuàng)造了非常良好的社會效益。嘉州路站主要采取了如下設(shè)計措施，來實現(xiàn)與3 號線車站、周邊地塊、非軌交通、市政實施的接駁：一是新建4 號線嘉州路站在既有3 號線嘉州路站西南象限設(shè)置明挖雙層南側(cè)站廳，南側(cè)站廳為明挖地下兩層建筑，同時具備進(jìn)出站安檢和換乘廳的雙重功能。4號線嘉州路站和3 號線嘉州路站之間，最終以換乘通道和換乘廳結(jié)合的形式實現(xiàn)付費(fèi)區(qū)的便捷換乘。南側(cè)站廳建成后，一方面極大地拓展了3 號線站廳公共區(qū)的面積，可以有效緩建既有3 號線高峰小時的擁堵現(xiàn)狀；另一方面，有可以防止3、4 號線實現(xiàn)換乘后，換乘客流對3 號線帶來的客流沖擊；二是在車站出入口、南側(cè)站廳、東側(cè)外掛設(shè)備用房等多處預(yù)留與周邊地塊的接口條件，可形成以地鐵車站為核心的地下步行洄游系統(tǒng)，在有效提升地塊價值的同時，提升軌道的服務(wù)價值；三是對車站出入口的設(shè)置進(jìn)行深入調(diào)研。首先在走行距離上，控制地鐵出入口與地面公交車站換乘距離不超50m，實現(xiàn)軌道與非軌交通零距離換乘；其次將出入口與環(huán)形天橋橋面直接接駁，通過垂直電梯群將地面人行系統(tǒng)和軌道車站進(jìn)行豎向串聯(lián)；最后，預(yù)留與既有過街通道的接駁條件，打造以軌道為核心的便捷、連續(xù)的城市地下步行系統(tǒng)。通過注重與公交車站、過街通道、人行天橋、小汽車即停即走港灣等非軌道交通出行方式的無縫接駁，從而實現(xiàn)城市交通系統(tǒng)的大融合，極大地提升城市交通效率，增加市民的出行的便捷體驗。

2.方案缺點分析

（1）本站設(shè)備用房從車站分離出來后采用明挖法施工，也具備常規(guī)明挖站面臨的通用問題，即施工時存在噪音及揚(yáng)塵，施工期間對城市景觀影響較大；明挖涉及大量的市政管線改遷，改遷協(xié)調(diào)困難且費(fèi)用高昂；明挖施工會局部占用機(jī)動車道，短時間內(nèi)對地面交通組織帶來較大的挑戰(zhàn)。加之嘉州路站位于城市核心區(qū)，上述問題造成的影響會被進(jìn)一步放大。

（2）車站的設(shè)備用房采用外掛形式集中布置，因車站的管線遠(yuǎn)離車站主體，給設(shè)計和后期運(yùn)營維護(hù)帶來了一定的困難，同時管線也會因為路由長度增加而導(dǎo)致工程投資增加。

（3）車站的功能區(qū)集中布置，軌道管理維護(hù)人員相對集中，在被化整為零拆分為多處布置后，車站運(yùn)營時需要投入更多的人力資源。

三、結(jié)語

總而言之，為了適應(yīng)城市軌道交通的發(fā)展進(jìn)程，軌道車站的設(shè)計，在遵循和發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)車站的設(shè)計優(yōu)點時，也應(yīng)結(jié)合工程的實際情況和軌道建設(shè)趨勢，本著安全、適用、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的原則，多做一些探索和創(chuàng)新。本文對嘉州路站方案的優(yōu)點和不足，進(jìn)行了較為全面的剖析介紹，希望能對后面的車站設(shè)計提供一定的借鑒。