未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)的車站換乘方案研究——以北京地鐵車公莊站為例

帥六妹, 李國(guó)清

(中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司, 天津　300133)

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未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)的車站換乘方案研究——以北京地鐵車公莊站為例

帥六妹, 李國(guó)清

(中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司, 天津300133)

摘要:對(duì)修建較早的車站未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)，研究新建車站與未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)的車站進(jìn)行換乘方案設(shè)計(jì)的合理性。以北京地鐵6號(hào)線一期工程車公莊站為例，通過(guò)對(duì)車公莊站與既有2號(hào)線車公莊站的換乘方案、換乘方式進(jìn)行總結(jié)和分析，同時(shí)總結(jié)新建線路與建設(shè)較早的未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)車站的幾種換乘方式，如“十”、“T”型方式換乘； 實(shí)踐證明采取“T”型換乘，新建車站下穿既有車站，設(shè)置3條換乘通道，實(shí)現(xiàn)單向換乘的方式較合理。為今后類似工程的換乘車站進(jìn)行換乘設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)和借鑒。

關(guān)鍵詞:地鐵； 未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)； 既有站； 換乘站； 換乘方式； 車公莊站

0引言

隨著我國(guó)軌道交通的快速發(fā)展，城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃逐漸完善，線網(wǎng)完善下的產(chǎn)物——換乘站越來(lái)越多，很多換乘站需與未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)車站換乘，有的未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)的車站建設(shè)時(shí)間比較早，經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，站內(nèi)環(huán)境比較復(fù)雜，改造難度和施工風(fēng)險(xiǎn)都比較大，怎么與未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)車站換乘，做到換乘合理及便捷、高效、舒適等要求，同時(shí)減少施工風(fēng)險(xiǎn)，降低造價(jià)，減小對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響，已成為換乘站急需解決的問(wèn)題。

目前，曹宗豪[1]通過(guò)對(duì)北京地鐵6號(hào)線幾個(gè)換乘站的研究，分析以人為本和適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)條件的設(shè)計(jì)，提出平衡的設(shè)計(jì)方案。崇志國(guó)[2]通過(guò)對(duì)既有站原預(yù)留條件的分析，進(jìn)行改造的設(shè)計(jì)方案，滿足換乘要求。文獻(xiàn)[3-5]分析了具體車站換乘方案設(shè)計(jì)，總結(jié)出各種換乘的優(yōu)缺點(diǎn)。文獻(xiàn)[6]通過(guò)提出雙向同站臺(tái)換乘的概念闡述其換乘原理，指出同向同站臺(tái)換乘站和反向同站臺(tái)換乘站的確定是實(shí)現(xiàn)雙向同站臺(tái)換乘的首要問(wèn)題，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)雙向同站臺(tái)的換乘需重點(diǎn)考慮的因素和存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。文獻(xiàn)[7]研究了換乘站單站同臺(tái)換乘和雙站同臺(tái)換乘的功能優(yōu)劣和工程實(shí)施難易，提出可行性方案。文獻(xiàn)[8]總結(jié)了地鐵地下車站換乘形式合理選擇和設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，以及如何減少對(duì)安全運(yùn)營(yíng)的影響，并對(duì)今后地鐵換乘設(shè)計(jì)提出一些有價(jià)值的意見(jiàn)及建議。文獻(xiàn)[9]論述了地鐵車站常用的換乘方式以及適用條件、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。文獻(xiàn)[10]結(jié)合南京地鐵新街口站換乘系統(tǒng)的實(shí)際情況，提出改進(jìn)方案，同時(shí)結(jié)合仿真環(huán)境評(píng)價(jià)改進(jìn)效果。目前行人仿真模擬在地鐵換乘站的應(yīng)用及作用比較普遍[11-12]。但很少有對(duì)未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)車站的換乘方案進(jìn)行研究。對(duì)未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)換乘車站的設(shè)計(jì)應(yīng)高度重視，結(jié)合既有站的實(shí)際情況，提出切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案。

本文以北京地鐵6號(hào)線一期工程車公莊站為例，通過(guò)對(duì)車公莊站與既有2號(hào)線車公莊站的換乘方案、換乘方式進(jìn)行總結(jié)和分析，總結(jié)新建線路與建設(shè)時(shí)序較早的北京地鐵2號(hào)線未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)車站的幾種換乘思路，減少施工風(fēng)險(xiǎn)，降低造價(jià)，減小對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響，以期給設(shè)計(jì)者提供參考和借鑒。

1工程概況

北京地鐵6號(hào)線是北京線網(wǎng)中的一條東西快線，線路全長(zhǎng)約52 km，是貫穿東西的骨干線路，一期工程西起海淀區(qū)五路居站，東至朝陽(yáng)區(qū)草房站，全部為地下線，長(zhǎng)30.69 km。北京地鐵6號(hào)線是繼1號(hào)線之后的又一條重要東西線路。2號(hào)線是北京最重要的一環(huán)線路，修建于20世紀(jì)60—70年代，未考慮換乘預(yù)留，且經(jīng)歷50多年的運(yùn)行，車站站內(nèi)情況復(fù)雜。新建車公莊站屬北京地鐵6號(hào)線一期工程，與既有地鐵2號(hào)線車公莊站換乘。

2周邊環(huán)境條件及建(構(gòu))筑物

2.1車站周邊環(huán)境

車公莊站位于車公莊大街與西二環(huán)交叉路口西側(cè)，車公莊大街與西二環(huán)路口東北角為福斯特汽車租賃公司和中國(guó)華力高科等平房及住宅樓(15層、16層)； 西北角為富通大廈(19層)和住宅樓(14層)； 西南角為北京市公安交通管理局(13層)和住宅樓(12層)； 東南角為梅蘭芳大劇院、光大國(guó)際中心和遠(yuǎn)通維景國(guó)際大酒店等高層(見(jiàn)圖1)。路口南北向西二環(huán)官園橋坐落于既有2號(hào)線車公莊站主體結(jié)構(gòu)頂板上方。車站附屬設(shè)計(jì)受周邊建筑物的影響較大，同時(shí)周邊建筑物級(jí)別較高，附屬建筑盡量遠(yuǎn)離。

2.2地下管線及建(構(gòu))筑物

1)地下管線。車站站位附近管線均在道路下敷設(shè)，有雨污水、熱力、電力和通信等管線。其中，南北向蓋板河，位于車公莊大街與西二環(huán)輔路交叉路口西側(cè)道路下方，結(jié)構(gòu)尺寸為5 500 mm×3 600 mm，為雙跨平頂直墻結(jié)構(gòu)，中間為500 mm厚鋼筋混凝土隔墻，內(nèi)底埋深8.45 m； 東西向熱力溝，位于車公莊大街路面下，東西走向，結(jié)構(gòu)尺寸為4 400 mm×1 800 mm，結(jié)構(gòu)內(nèi)底埋深為8.4 m。上述管線截面尺寸大，埋深大，無(wú)法改移，對(duì)車站影響大。

2)既有地鐵2號(hào)線車公莊站。既有車公莊站結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)211.20 m，寬22.30 m，高11.00 m，采用明挖法施工，為單層雙柱三跨結(jié)構(gòu)，站臺(tái)寬度為13.1 m； 兩端設(shè)置夾層為雙層段，頂板覆土約為4.5 m； 車站設(shè)置4個(gè)出入口，西北、東南出入口已開(kāi)通，東北、西南出入口未開(kāi)通(見(jiàn)圖2)。兩端站廳面積小，空間急促，對(duì)車站換乘設(shè)計(jì)影響較大，故需對(duì)其進(jìn)行改造。

3)西二環(huán)官園立交橋。官園橋沿西二環(huán)路設(shè)置，橋上車行道為雙向6車道； 全橋七跨，長(zhǎng)173 m，寬26 m； 官園橋上部結(jié)構(gòu)為2種體系，一、二、六、七跨為預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支體系，三、四、五跨為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)體系； 官園橋基礎(chǔ)形式為擴(kuò)大基礎(chǔ)，且位于既有車公莊站上方，對(duì)車站方案設(shè)計(jì)影響不大。車公莊站與官園橋位置關(guān)系如圖3所示。

圖1　周邊環(huán)境、地下管線、建(構(gòu))筑物平面圖

Fig. 1Plan view of relationship among the Metro station, surrounding environments, underground pipelines, buildings and structures

圖2　既有地鐵2號(hào)線車公莊站平面圖

Fig. 2Plan view of existing Chegongzhuang Station of Beijing Metro Line 2

圖3　既有地鐵2號(hào)線車公莊站與官園橋關(guān)系斷面圖

Fig. 3Cross-sectional view of relationship between Chegongzhuang Station of Beijing Metro Line 2 and Guanyuan Bridge

3換乘方案設(shè)計(jì)

3.1總平面圖設(shè)計(jì)

車公莊站受周邊環(huán)境、地下管線和周邊建(構(gòu))筑物的影響，工程實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)較大，在方案設(shè)計(jì)階段，通過(guò)對(duì)地面環(huán)境的分析，受西二環(huán)東側(cè)交通設(shè)施、管線等的影響，在西二環(huán)東側(cè)不具備設(shè)置車站條件。西二環(huán)西側(cè)設(shè)站時(shí)，受地面交通等影響，不允許在道路中央采取明挖法施工。既有站存在某設(shè)施，不允許在道路中心采取暗挖法施工。車站在道路兩側(cè)采取暗挖施工，車站為雙層單跨分離島式車站，站臺(tái)寬度為2×8.75 m。車站全長(zhǎng)195 m，共設(shè)2組風(fēng)亭。受地面條件限制，車站設(shè)置2個(gè)出入口，2個(gè)電梯，3條換乘通道，為滿足消防要求，車站公共區(qū)設(shè)置2個(gè)緊急疏散口，如圖4所示。

圖4　地鐵2、6號(hào)線車公莊站總平面圖

Fig. 4Plan view of relationship between Beijing Metro Line 2 and Line 6 at Chegongzhuang Station

3.2換乘方案設(shè)計(jì)

既有2號(hào)線車公莊站為單層雙柱三跨結(jié)構(gòu)，中間單層，兩端雙層，類似于端頭廳車站形式，雙層范圍很小，僅為公共區(qū)，兩端各設(shè)置2個(gè)出入口，車站運(yùn)營(yíng)時(shí)，僅開(kāi)通2個(gè)出入口，另2個(gè)出入口未開(kāi)通。為了實(shí)現(xiàn)6號(hào)線車公莊站與既有站的換乘，拉近換乘距離，通過(guò)分析既有站車站形式，既有站站臺(tái)寬度較寬，可通過(guò)既有站站臺(tái)開(kāi)洞設(shè)置一條換乘通道至6號(hào)線車站站臺(tái)，實(shí)現(xiàn)站臺(tái)—站臺(tái)換乘，大大縮小換乘距離； 既有站南側(cè)站廳設(shè)置一條5 m換乘通道與6號(hào)線車站南側(cè)站廳連接，改造既有南側(cè)站廳售檢票系統(tǒng)； 既有站北側(cè)站廳設(shè)置一條6 m換乘通道與6號(hào)線車站北側(cè)站廳連接，改造既有北側(cè)站臺(tái)售檢票系統(tǒng)和既有站東北出入口、西北出入口，將既有售檢票挪至既有站東北出入口地下集散廳和西北出入口地面亭處。共設(shè)置3條換乘通道，實(shí)現(xiàn)單向循環(huán)換乘，如圖5所示。

圖5　地鐵車公莊站換乘關(guān)系平面圖

Fig. 5Transfer mode between Beijing Metro Line 6 and Line 2 at Chegongzhuang Station

4動(dòng)態(tài)行人仿真模擬驗(yàn)證

根據(jù)預(yù)測(cè)客流，同時(shí)結(jié)合實(shí)地對(duì)一個(gè)主要出入口一段時(shí)間內(nèi)、進(jìn)站后2個(gè)方向的上客比例，以及一段時(shí)間內(nèi)、2個(gè)方向的出站比例，售票窗口、自動(dòng)售票機(jī)的買票比例及買票交易的時(shí)間，每個(gè)站臺(tái)每個(gè)方向上的上客和下客分布比例，是否有單向人流系統(tǒng)，地鐵站周邊用地、交通的調(diào)查，以估計(jì)各個(gè)出入口的人流比例分布等情況進(jìn)行分析，并增加預(yù)測(cè)客流的20%。對(duì)車公莊站2、6號(hào)線站廳、站臺(tái)、換乘通道等使用設(shè)施進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真模擬，6號(hào)線站廳、站臺(tái)靠近換乘通道處樓扶梯使用頻率較高，2號(hào)線站臺(tái)換乘通道樓梯有擁堵現(xiàn)象，因受既有站站臺(tái)寬度的限制，2號(hào)線站臺(tái)換乘通道樓梯不具備再加寬的條件，乘客僅在既有站站臺(tái)排隊(duì)少許便可完成換乘。車公莊站站廳和站臺(tái)空間利用率如圖6和圖7所示。

圖6　車公莊站站廳空間使用率圖

圖7　車公莊站站臺(tái)空間使用率圖

5與北京地鐵2號(hào)線換乘方案的總結(jié)

北京地鐵2號(hào)線車公莊站屬其中間站，該條線路是北京最重要的一環(huán)線路，修建時(shí)序較早，未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)，經(jīng)歷50多年的運(yùn)行，站內(nèi)情況復(fù)雜，改造難度較大，同時(shí)運(yùn)營(yíng)公司要求高； 既有2號(hào)線車站基本都是單層車站，兩端設(shè)置夾層為站廳，類似于端進(jìn)式車站。北京地鐵6號(hào)線車公莊站與既有2號(hào)線車公莊站的換乘方式僅是整個(gè)線路換乘方式的一種，新建線路與既有2號(hào)線車站的換乘方式有很多種，通過(guò)實(shí)踐證明，有的換乘方式設(shè)計(jì)較為合理，可供類似工程借鑒?，F(xiàn)將新建地鐵線路與既有2號(hào)線的換乘方式總結(jié)如下：

5.1“十”字交叉換乘

因既有站未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)，此種換乘形式不同于一般站的“十”字換乘形式； 新建車站站廳設(shè)置4條換乘通道匯集為2條換乘通道至既有站站臺(tái)，既有站臺(tái)底板開(kāi)洞，形成廳—臺(tái)換乘； 受下穿既有站、既有站底板開(kāi)洞等風(fēng)險(xiǎn)，換乘通道寬度較窄，一般在3 m左右，致?lián)Q乘通道易造成擁擠； 同時(shí)新建車站站臺(tái)采取單洞形式下穿既有站，施工風(fēng)險(xiǎn)大，新建車站站臺(tái)寬度小，站廳形成端頭廳，不貫通，使用不方便，該換乘方式逐漸不被采納。與既有站“十”字交叉換乘平面如圖8所示。

圖8　與既有站“十”字交叉換乘關(guān)系平面圖

5.2“T” 型換乘

因既有站未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)，這種換乘方案會(huì)出現(xiàn)2種形式： 一種是新建車站下穿既有區(qū)間； 一種是新建區(qū)間下穿既有車站。

1)新建車站下穿既有區(qū)間。新建車站站廳設(shè)置2條換乘通道至既有站站臺(tái)，既有站底板開(kāi)洞，形成廳—臺(tái)換乘； 受下穿既有站、既有站底板開(kāi)洞等風(fēng)險(xiǎn)，既有站臺(tái)寬度限制，致既有站底板開(kāi)洞樓梯寬度受限，一般為2.5～3.0 m，即使換乘通道可加寬，但為了與底板開(kāi)洞樓梯匹配，換乘通道寬度設(shè)計(jì)一般為4～5 m； 新建車站站臺(tái)采取單洞形式下穿既有區(qū)間，施工風(fēng)險(xiǎn)大，新建車站站臺(tái)寬度小，站廳形成端頭廳，不貫通，使用不方便。新建車站下穿既有區(qū)間的“T”型換乘關(guān)系平面如圖9所示。

圖9　新建車站下穿既有區(qū)間的“T”型換乘關(guān)系平面圖

2)新建區(qū)間下穿既有車站。新建車站站廳設(shè)置2條換乘通道至既有站站廳或出入口，改造既有站站廳售檢票系統(tǒng)和出入口，新建換乘廳，設(shè)置售檢票系統(tǒng)； 同時(shí)從新建車站端頭設(shè)置1條換乘通道至既有站站臺(tái)中部，若新建車站線間距較大，可采取車公莊站換乘方式，若新建車站線間距較小，且既有站臺(tái)層高足夠，可進(jìn)行既有站側(cè)墻開(kāi)洞的形式，換乘通道跨既有軌道，至既有車站站臺(tái)，無(wú)需進(jìn)行既有站底板開(kāi)洞，大大減小施工風(fēng)險(xiǎn)。這樣設(shè)置3條換乘通道，形式單向換乘，換乘方便。新建區(qū)間下穿既有車站的“T”型換乘關(guān)系平面如圖10所示。

圖10　新建區(qū)間下穿既有車站的“T”型換乘關(guān)系平面圖

Fig. 10Plan of T-shaped transfer mode of new station undercrossing existing station

6結(jié)論與建議

北京地鐵2號(hào)線修建年代較久遠(yuǎn)，運(yùn)行近50多年，站內(nèi)情況復(fù)雜，未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)，改造難度較大，應(yīng)充分分析既有站站內(nèi)情況，選擇合理的換乘方式。實(shí)踐表明，設(shè)置3條換乘通道的換乘方案，效果較為明顯，客流交叉小，且比較順暢，值得設(shè)計(jì)者推廣于類似工程中。

由于受到既有站諸多因素的影響，換乘方案仍存在不足： 1)受既有站出入口寬度、工法的限制，換乘通道接入既有出入口時(shí)，換乘通道內(nèi)服務(wù)水平低，例如無(wú)法設(shè)置自動(dòng)扶梯等； 2)無(wú)障礙乘客換乘困難，無(wú)法設(shè)置無(wú)障礙垂直電梯； 3)受既有站站臺(tái)寬度的限制，既有站臺(tái)底部開(kāi)洞大小有限，有的僅能設(shè)置滿足使用的樓梯，無(wú)法設(shè)置扶梯、無(wú)障礙垂直電梯； 4)由于有的車站線路建設(shè)時(shí)序較早，車站很多設(shè)備容量有限，需進(jìn)行大量改造； 5)受換乘通道施工的影響，有一段時(shí)間內(nèi)需將該既有站進(jìn)行限流，甚至封站，對(duì)乘客使用造成影響。

通過(guò)對(duì)新建線路與北京地鐵2號(hào)線換乘方式的總結(jié)和分析，對(duì)目前正在進(jìn)行建設(shè)地鐵的城市提出以下建議：

1)做好軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，明確線網(wǎng)中車站的換乘情況，預(yù)留好換乘站節(jié)點(diǎn)，避免因工程改造造成施工難度、施工風(fēng)險(xiǎn)加大，增加工程費(fèi)用；

2)盡量預(yù)留多種換乘方式，給遠(yuǎn)期換乘車站預(yù)留靈活的換乘方式；

3)仔細(xì)研究周邊環(huán)境及近遠(yuǎn)期車站站位，選擇最優(yōu)方案，預(yù)留好遠(yuǎn)期站的實(shí)施條件；

4)做好客流預(yù)測(cè)，避免出現(xiàn)井噴式客流，造成換乘壓力過(guò)大。

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Transfer Scheme with No Roreserved Node:

A Case Study on Chegongzhuang Station of Beijing Metro

SHUAI Liumei, LI Guoqing

(ChinaRailwaySurveyandDesignInstituteCo.,Ltd.,Tianjin300133,China)

Abstract:In this paper, the transfer scheme between Chegongzhuang Station of Beijing Metro and existing Metro station with no reserved transfer node is proposed. The transfer modes, i.e. cross-shaped and T-shaped transfer modes, are summarized. It proves that the T-shaped transfer mode with 3 transfer galleries is optimum for a new Metro station undercrossing existing Metro station.

Keywords:Metro; no reserved transfer node; existing Metro station; transfer station; transfer mode; Chegongzhuang Station of Beijing Metro

中圖分類號(hào)：U 452.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-741X(2016)01-0066-05

DOI:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.01.010

作者簡(jiǎn)介：第一 帥六妹(1983—)，女，江西奉新人，2006年畢業(yè)于華東交通大學(xué)，土木工程專業(yè)，本科，工程師，現(xiàn)從事城市規(guī)劃及建筑工作。E-mail: 343949648@qq.com。

收稿日期：2015-08-13; 修回日期： 2015-10-16