北京地鐵呼家樓站換乘方案研究

崇志國

(北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，北京 100082)

北京地鐵呼家樓站換乘方案研究

崇志國

(北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，北京 100082)

呼家樓站是北京地鐵6號線與既有10號線換乘的車站，10號線車站在設(shè)計時為6號線的換乘預(yù)留了結(jié)構(gòu)條件。由于建設(shè)年代較早，6號線的線路走向和列車制式并不明確，既有車站規(guī)模小，換乘預(yù)留條件不足。6號線為8列編組，呼家樓站又是全線換乘客流最大的車站，6號線車站設(shè)計時通過分析研究以及客流模擬，對既有結(jié)構(gòu)進行改造實現(xiàn)擴容，同時增加換乘通道，形成“井”字形、“8節(jié)點”方便快捷的平層換乘車站。

地鐵；呼家樓站；換乘站；改造

1 工程概況

新建北京地鐵6號線是一條貫穿中心城的東西向軌道交通骨干線，西起海淀區(qū)五路站，東至通州區(qū)東小營，是北京地鐵“三環(huán)、四橫、五縱、七放射”中重要的“一橫”。既有的北京地鐵10號線是北京地鐵繼2號線以后的第二條環(huán)線，全線位于三環(huán)路至四環(huán)路間，為北京地鐵線網(wǎng)中非常重要的一條線路。10號線于2008年開通運營，是目前北京地鐵系統(tǒng)中最繁忙的線路。

新建地鐵6號線與既有地鐵10號線在呼家樓站實現(xiàn)換乘。

2 設(shè)計條件及分析

2.1 地上條件

東西向的朝陽北路、南北向的東三環(huán)北路均為城市主干道，規(guī)劃道路紅線寬80 m。該路段交通流量很大。車站站位所處路口四個象限均為高層住宅，均緊鄰道路紅線，車站附屬設(shè)置條件緊張。如圖1所示。

圖1 站位環(huán)境及既有車站總平面

2.2 地下管線及構(gòu)筑物

車站站位附近管線均在道路下敷設(shè)，有雨污水、熱力、電力等管線，其中控制性管線有：南北向的熱力溝(2 700 mm×2 300 mm)，溝內(nèi)底高程28.42 m；南北向的電力溝(2 000 mm×2 320 mm)，溝內(nèi)底高程29.04 m。兩條管線截面大，改移難度非常大，影響車站結(jié)構(gòu)。

京廣橋橋樁樁徑1.2 m，樁長29 m，車站設(shè)計時盡量避開橋區(qū)，保證安全距離(圖2)。

圖2 東三環(huán)道路斷面

2.3 既有車站概況

10號線呼家樓站是中間站，車站形式為雙層分離島式車站，站臺分別布置在京廣橋東西兩側(cè)輔路路下，車站為雙層暗挖車站，結(jié)構(gòu)凈寬10 m，站臺寬度為6.25 m(包括樓扶梯寬度)，側(cè)站臺寬度最小處為2.25 m(樓梯處)。每側(cè)站臺均設(shè)置2部上行扶梯和2部2.4 m樓梯與站廳聯(lián)系。分離的2個站廳、2個站臺分別由2條聯(lián)絡(luò)通道連接。站廳、站臺規(guī)模小，空間局促。如圖3、圖4所示。

圖3 10號線車站站廳平面

圖4 10號線車站站臺平面

10號線車站在設(shè)計時考慮了與6號線的換乘方式，為十字側(cè)島換乘。6號線站臺在10號線站臺之上，穿越10號線站廳，6號線站臺與10號線站廳相連實現(xiàn)換乘。10號線站廳中部結(jié)構(gòu)挑高，側(cè)墻上預(yù)留了8個單洞，洞寬8 m。為6號線車站預(yù)留的線間距為8.8 m，預(yù)留的側(cè)站臺寬度為4.15 m。預(yù)留換乘條件不足。如圖5、圖6所示。

圖5 10號線車站預(yù)留節(jié)點總平面、平面

圖6 10號線車站預(yù)留節(jié)點剖面

2.4 設(shè)計客流

6號線為8節(jié)B型車編組，既有10號線為6節(jié)B型車編組。高峰預(yù)測客流見表1、表2。10號線呼家樓站2037年換乘客流預(yù)測見圖7。

表1 6號線遠期早高峰預(yù)測客流 人/h

表2 10號線車站早高峰預(yù)測客流 人/h

圖7 呼家樓站2037年換乘客流預(yù)測(單位：人/h)

2.5 既有車站運能、設(shè)施能力分析

(1)運能分析

①10號線

10號線為6列B型車編組，運能為43 800人/h。

南向北運能分析：

南向北斷面客流為34 167人/h(24 405×1.4)，下車客流為6 446人/h(4 604×1.4)，上車客流12 323人/h(8 802×1.4)，凈增客流為5 877人/h(12 323-6 446)，34 167+5 877=40 044人/h<43 800人/h，運能滿足要求。

北向南運能分析：

北向南斷面客流為26 904人/h(19 217×1.4)，下車客流為6 542人/h(4 673×1.4)，上車客流7 517人/h(5 369×1.4)，凈增客流為975人/h(7 517-6 542)，26 904+975=27 879人/h<43 800人/h，運能滿足要求。

②6號線運能分析

6號線為8列B型車編組，運能為58 800人/h，最高斷面客流為49 104人/h，上車客流為6 093人/h，滿足運能要求。

(2)10號線樓扶梯能力分析

按照預(yù)留換乘關(guān)系，對10號線樓扶梯設(shè)施能力進行驗算。早高峰時，東向西行方向換乘客流大，因此以10號線北側(cè)樓梯進行驗算。6號線車站西行的換乘客流均由北側(cè)站臺通過10號線站臺至站廳的樓梯到達10號線站臺，兩部下行樓梯的有效通行寬度為4.8 m，該部分客流數(shù)為：11 513人/h(換乘客流10 667人/h+10號線進站846人/h)，需要樓梯寬度(樓梯通過能力按3 200人/h)：11 513/3 200≈3.6 m，因此10號線樓梯滿足客流需求。

3 換乘方案介紹

3.1在既有車站基礎(chǔ)上“最優(yōu)”的換乘方案(圖8、圖9)

圖8 車站總平面

圖9 車站縱剖面

6號線呼家樓站是全線客流最大的車站，車站設(shè)計客流為45 822人/h，其中換乘客流為23 947人/h，換乘量占總客流52%。既有10號線為6號線車站預(yù)留的是側(cè)式站臺，站臺寬度僅4.15 m。通過動態(tài)客流模擬顯示，若只利用節(jié)點來換乘，那么換乘節(jié)點處必定會出現(xiàn)擁堵。

6號線列車為8節(jié)編組，車站站臺長度為158 m，2個換乘節(jié)點之間長度為80 m，左右兩端距換乘節(jié)點距離較遠，因此每側(cè)站臺設(shè)置2條4.5 m寬換乘通道增加換乘，則每側(cè)站臺將形成4個換乘點，2節(jié)車廂對應(yīng)1個換乘點，換乘客流分散均勻(圖10)，緩解了換乘節(jié)點處的擁堵，同時也減少換乘客流與站臺候車客流的交織。換乘效果如圖11所示。

圖10 換乘流線及8個換乘節(jié)點示意

圖11 換乘效果

3.2 新建車站擴容及客流模擬驗證

(1)對既有線車站改造擴大站臺寬度

通過站臺寬度公式計算結(jié)果，6號線車站側(cè)站臺寬度為4 m，同時應(yīng)考慮站臺上存在兩股換乘或出站客流，因此側(cè)站臺寬度應(yīng)該滿足：

4 m+0.55 m(每股客流) ×2+0.2 m(裝修厚度)=5.3 m。利用10號線車站預(yù)留節(jié)點，6號線車站站臺寬度只能做到4.15 m。預(yù)留的8 m寬單洞四周為加強環(huán)梁，對加強梁間的中間支撐進行改造，由原來的4.3 m厚改造成1.8 m(圖12)，通過以往的經(jīng)驗工程可實施性強。改造后車站側(cè)站臺寬度為5.3 m，含樓扶梯處站臺寬度為8.75 m(圖13)。

圖12 既有站為6號線預(yù)留的兩個分離的單洞示意(側(cè)站臺寬度僅能做到4.15 m)

圖13 對既有線車站側(cè)墻加強梁改造后的剖面(側(cè)站臺寬度5.3 m)

(2)客流模擬驗證

通過動態(tài)客流模擬對改造后的車站客流進行模擬分析，驗證改造效果。經(jīng)過對既有線結(jié)構(gòu)的改造擴容，通過模擬實驗可見，6號線新建車站站臺、換乘通道、兩端站廳、站臺-站廳垂直交通設(shè)施、出入口滿足客流需要。

對10號線既有車站同時進行了模擬。由于10號線設(shè)計時提供的預(yù)測客流遠小于6號線預(yù)測換乘客流，模擬中驗證了6號線西向站臺通往10號線的樓梯頂端有排隊現(xiàn)象，但在可接受范圍內(nèi)。見圖14。

圖14 客流模擬成果

考慮已開通的運營線路存在實際客流比預(yù)測客流大的不確定性，因此考慮了增加臺到臺的換乘通道方案，避免既有車站豎向設(shè)施不足的問題。但此通道僅設(shè)置預(yù)留接口，作為將來后備能力儲備。如圖15、圖16所示。

圖15 臺-臺預(yù)留換乘通道總平面

圖16 北側(cè)臺-臺預(yù)留換乘通道平面(單位:mm)

4 結(jié)語

北京地鐵10號線車站在設(shè)計時為6號線的換乘預(yù)留了結(jié)構(gòu)條件，但由于建設(shè)年代較早， 6號線的線路走向和列車制式并不明確，因此既有車站預(yù)留規(guī)模偏小，換乘預(yù)留條件不足。由于6號線為8列編組，且呼家樓站是全線換乘客流最大的車站，因此既有站預(yù)留條件給換乘設(shè)計帶來很大困難，6號線車站設(shè)計時通過分析研究以及客流模擬，在對既有車站進行必要改造的基礎(chǔ)上，最終實現(xiàn)了減少客流對既有站客流的沖擊，實現(xiàn)了井字型、“8節(jié)點“平層換乘的方案，為類似的與既有站換乘設(shè)計提供參考。

[1] 韓靜.廈門市軌道交通1號線文灶站建筑方案設(shè)計[J].鐵道標準設(shè)計，2013(5)：123-126.

[2] 陸宗存，王琦.北京地鐵10號線一期工程車站選型總結(jié)與思考[J].鐵道標準設(shè)計，2008(12)：46-49.

[3] 王繼山.地鐵換乘車站型式淺析[J].鐵道標準設(shè)計，2009(10)：30-32．

[4] 羅雁云，董國鵬，陳薇萍.關(guān)于城市軌道交通換乘的幾點思考[J].城市軌道交通研究，2004(6)：14-16．

[5] 尹靜.西安地鐵2號線車站建筑設(shè)計分析[J].鐵道標準設(shè)計，2013(6):122-126.

[6] 吳昊靈，李慧軒.北京地鐵西直門站換乘流線優(yōu)化方案探究[J].城市軌道交通研究,2012(1):88.

[7] 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，2006．

[8] 常四鐵，葉青.鐵路客運綜合樞紐規(guī)劃與換乘系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計-以武昌火車站綜合交通樞紐規(guī)劃設(shè)計為例[J].城市規(guī)劃學(xué)刊，2009(7)：197-201．

[9] 何大海，常云濤.長春站綜合交通換乘樞紐規(guī)劃研究[J].交通世界，2011(16)：134-137．

[10] 童林旭.地下建筑學(xué)[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，1994．

[11] 劉學(xué)軍.城市軌道交通車站建筑設(shè)計思考[C]//第二屆城市軌道交通中青年專家論壇暨第十六屆地下鐵道學(xué)術(shù)交流會論文集，2005:144-146．

[12] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50490—2009 城市軌道交通技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

Research on Beijing Metro Hujialou transfer station program

Chong Zhi-guo

(Beijing General Municipal Engineering Design & Research institute co.， Ltd.， Beijing 100082， China)

Hujialou Station is a transfer station in Beijing metro system， where line 6 and existing Line 10 intersect. Structural conditions are reserved for transferring to line 6 when Line 10 is designed. Due to the construction in an earlier time， the line direction and train system of line 6 are not clearly determined， and the existing station is small in scale with limited condition for transfer. Line 6 is designed for 8 train and Hujialou station is the largest station in terms of transfer passenger flow. Based on the analysis， research， and simulation of passenger flow in the design of Line 6， it is decided to expand and upgrade the existing structures and provide additional transfer channels to construct a convenient and quick transfer station．

Metro; Hujialou station; Transfer station; Upgrade

2014-03-06；

：2014-04-01

崇志國(1979—)，男，工程師，2004年畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)建筑系。

1004-2954(2014)10-0105-04

U231+.4； U291.1+9

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.10.025