高英林

(上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院,200235,上海∥教授級高級工程師)

城市軌道交通換乘站有無預(yù)留換乘條件對換乘方案的影響
——以上海軌道交通12號線工程為例

高英林

(上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院,200235,上海∥教授級高級工程師)

結(jié)合上海軌道交通12號線工程中的部分換乘車站的設(shè)計實(shí)際,總結(jié)歸納了有預(yù)留節(jié)點(diǎn)的換乘車站的換乘方案,并分析了采用多種換乘方式的優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)介紹了4座無預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)換乘車站均只設(shè)置通道換乘的具體原因。分析了有無預(yù)留換乘條件對換乘站換乘方案設(shè)置的影響,并對車站是否應(yīng)該預(yù)留換乘條件提出了建議。

城市軌道交通; 換乘站； 換乘方案; 換乘節(jié)點(diǎn)預(yù)留

Author′s address Shanghai Tunnel Engineering & Rail Transit Design and Research Institute,200235,Shanghai,China

隨著城市軌道交通線網(wǎng)逐步擴(kuò)展,換乘站的數(shù)量在逐步擴(kuò)展,對換乘車站換乘方案的研究也逐步開展。文獻(xiàn)[1]闡述了鄭州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃及鄭州軌道交通1號線換乘站設(shè)計情況,提出了不同型式換乘站的設(shè)計思路。文獻(xiàn)[2]以青島地鐵江蘇路站為例,從換乘形式角度,對3種換乘方案進(jìn)行了分析和比選。文獻(xiàn)[3]根據(jù)北京地鐵西直門車站的周邊環(huán)境條件,進(jìn)行多方案的比選和論證,通過設(shè)置單向換乘解決了西直門車站三線換乘的客流問題。文獻(xiàn)[4]對北京地鐵白石橋南站的“側(cè)-島”、“T形島-島”及“ L形島-島”3種典型換乘形式進(jìn)行了比較分析。文獻(xiàn)[5]以重慶軌道交通5號線、6號線和環(huán)線換乘的大型樞紐冉家壩站為例,針對單島四線和雙島四線兩種換乘方案進(jìn)行比選,推薦采用單島四線換乘方案,并提出“十字+同站臺”組合換乘的總體方案設(shè)計。文獻(xiàn)[6]通過分析國內(nèi)外不同的軌道交通換乘站,按平行交匯和相交交匯兩種線路相交形式分類,歸納出針對不同線路相交特點(diǎn)的換乘方式選擇意見,并對每種換乘方式進(jìn)行適用性分析及優(yōu)缺點(diǎn)評述。

在實(shí)際工程設(shè)計中,由于部分較早建設(shè)的車站未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn),對未來換乘方案設(shè)置造成了很大限制。文獻(xiàn)[7]介紹了北京地鐵車公莊站換乘方案中3條換乘通道的設(shè)計過程,指出該站未預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn),改造難度較大,選擇換乘方式時應(yīng)充分分析既有站站內(nèi)情況。

本文結(jié)合上海軌道交通12號線工程中的部分換乘車站的設(shè)計實(shí)際,分析有無預(yù)留換乘條件兩種情況下對換乘站換乘方式的影響,并對車站是否應(yīng)該預(yù)留換乘條件提出建議。

1 工程概況

1.1 線路概況

上海軌道交通12號線是上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的一條重要線路,線路走向以串聯(lián)城市東、西區(qū)域為主線,連接了城市主要交通樞紐、繁華商業(yè)區(qū)及居住區(qū),同時錨固了目前運(yùn)營狀態(tài)下的所有市區(qū)軌道交通線。本線與上海市軌道交通線網(wǎng)中既有的12條線路存在換乘關(guān)系,其中直接與網(wǎng)絡(luò)中已建成運(yùn)營的1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13號線實(shí)現(xiàn)換乘,同時在金海路站、申江路站、江浦公園站、桂林公園站、顧戴路站及七莘路站分別為9號線(在建)、19號線(規(guī)劃)、18號線(在建)、15號線(在建)、16號線(規(guī)劃)及其他預(yù)留的規(guī)劃線預(yù)留了換乘條件。

1.2 換乘站概況

上海軌道交通12號線共有19座換乘站(本線車站均為地下站),其中,換乘線路已開通的且預(yù)留換乘條件的車站有9座(見表1)。漢中路站與1號線的換乘節(jié)點(diǎn)、陜西南路站與1號線的換乘節(jié)點(diǎn)、龍漕路站與3號線的換乘節(jié)點(diǎn)、漕寶路站與1號線的換乘節(jié)點(diǎn)并未預(yù)留換乘條件。

表1 上海軌道交通12號線換乘站中換乘線路已開通且預(yù)留換乘條件的車站

2 與已預(yù)留換乘條件的運(yùn)營車站的換乘布置

2.1 地下站與高架站換乘

巨峰路站采用的是地下站與高架站換乘方式,如圖1所示。12號線巨峰路站為地下車站,站臺位于地下二層,6號線巨峰路站為高架車站,站臺位于地上三層。兩站間站臺中心距離較遠(yuǎn)且垂直高差也很大。為方便乘客換乘,設(shè)計時,一方面盡可能將12號線車站靠近6號線車站布置;另一方面結(jié)合地下、地上轉(zhuǎn)換特點(diǎn),在12號線巨峰路站地下一層(站廳層)直接連接換乘高架天橋,并通過設(shè)置多臺自動扶梯,將乘客從地下一層直接提升至地上二層(6號線高架站廳層),從感官上拉近了兩者之間的距離,達(dá)到了快速方便輸送換乘客流的目的,較好地滿足了換乘客流的需要。通過對6號線高架車站原有站廳進(jìn)行改造,使新增的付費(fèi)區(qū)換乘通道口位置盡可能地設(shè)置在靠近高架站臺的自動扶梯口處,減少了乘客的步行距離。通過上述“二點(diǎn)一線”加自動扶梯的方式,較好地完成了這一類型的換乘通道的設(shè)計。圖1為二線換乘巨峰路站站層圖。

圖1 二線換乘巨峰路站站層圖

2.2 兩地下站“十”字型換乘

12號線與4號線在大連路站形成“十”字型換乘,4號線大連路站本身為地下二層車站,在建設(shè)中已預(yù)留了地下三層的換乘節(jié)點(diǎn);與10號線在天潼路站形成“十”字型換乘,10號線天潼路站本身為地下二層車站,在建設(shè)中已預(yù)留了地下三層的換乘節(jié)點(diǎn);與8號線在曲阜路站形成“十”字型換乘,8號線曲阜路站本身為地下二層車站,在建設(shè)中已預(yù)留了地下三層的換乘節(jié)點(diǎn);與7號線在龍華中路站形成“十”字型換乘,7號線龍華中路站本身為地下二層車站,在建設(shè)中已預(yù)留了地下三層的換乘節(jié)點(diǎn)。

根據(jù)站臺布置情況,大連路站、曲阜路站、龍華中路站在常規(guī)的站廳換乘的基礎(chǔ)上增加了節(jié)點(diǎn)換乘方式。節(jié)點(diǎn)換乘可以使部分乘客通過節(jié)點(diǎn)換乘設(shè)施從下層站臺換乘至上層站臺,大大縮短了乘客換乘走行距離,而站廳換乘可以保證高峰客流時段采用單向客流疏導(dǎo)換乘,以避免出現(xiàn)換乘客流擁擠、對撞情況,從而確保乘客換乘安全有序。

站廳換乘+節(jié)點(diǎn)換乘的綜合換乘方式提供了兩組換乘路徑,以大連路站12號線換乘4號線為例,一組路徑是通過節(jié)點(diǎn)換乘設(shè)施直接從12號線站臺到達(dá)4號線站臺,另一組路徑是經(jīng)過12號線站臺上的樓扶梯到達(dá)站廳層,再經(jīng)過站廳樓扶梯到達(dá)4號線站臺。平峰時段兩組路徑均可通行,高峰時段兩條路徑單向通行,只允許某一方向的換乘客流使用特定路徑,這樣就避免了換乘客流在換乘通道內(nèi)的交織和對沖,提高了車站的換乘能力。圖2為二線換乘大連路站站層圖。

圖2 二線換乘大連路站站層圖

12號線天潼路站為側(cè)式站臺,設(shè)計時在兩個側(cè)式站臺均布置了直通10號線站臺的樓梯和自動扶梯,相當(dāng)于提供了節(jié)點(diǎn)換乘設(shè)施,當(dāng)高峰時段仍然可以使用站廳樓扶梯進(jìn)行單向換乘疏導(dǎo)客流。

2.3 兩地下站“T”型換乘

嘉善路站和大木橋路站采用“T”字型換乘形式。

12號線與9號線在嘉善路站形成“T”字型換乘,9號線嘉善路站為地下二層車站,在建設(shè)中已預(yù)留了地下三層的換乘節(jié)點(diǎn);12號線與4號線在大木橋路站形成“T”字型換乘,4號線大木橋路站為地下二層車站,在建設(shè)中已預(yù)留了地下三層的換乘節(jié)點(diǎn)。兩站在“T”字的交叉處均設(shè)置了節(jié)點(diǎn)換乘設(shè)施,同時設(shè)置了樓扶梯使乘客到達(dá)站廳層,從而確保乘客換乘的安全有序。圖3為二線換乘嘉善路站站層圖。

2.4 兩地下站“L”型換乘

12號線與10號線在陜西南路站形成“L”型換乘,10號線陜西南路站本身為地下二層車站,在10號線建設(shè)中已為12號線預(yù)留了地下三層地?fù)Q乘節(jié)點(diǎn)。在兩站L型交叉處設(shè)置了節(jié)點(diǎn)換乘設(shè)施使乘客可以通過節(jié)點(diǎn)換乘樓梯直接到達(dá)上層站臺,高峰時段則通過“臺—廳—臺”單向客流換乘,以避免換乘客流對沖,從而確保乘客的安全、有序地?fù)Q乘。圖4為二線換乘陜西南路站站層圖。

圖4 二線換乘陜西南路站站層圖

2.5 站外換乘

12號線在南京西路站與2、13號線采用“門”字型通道換乘,該節(jié)點(diǎn)換乘通道距離較長,且通道施工需結(jié)合周邊地塊地下空間同步建設(shè),故現(xiàn)階段換乘通道工程尚未實(shí)施。目前該站為站外換乘。

3 與未預(yù)留換乘條件的運(yùn)營車站的換乘設(shè)計要點(diǎn)

3.1 漢中路站換乘節(jié)點(diǎn)

漢中路站是12號線、13號線同步建設(shè)的換乘站,建成后通過通道與運(yùn)營已久的地鐵1號線漢中路站連接形成三線換乘。12號線車站沿長安路設(shè)置,呈東西走向,13號線穿越該地塊呈南北走向。12號線車站與13號線車站為“十”字型換乘,與1號線既有車站形成三角布置狀態(tài),其中12號線車站為地下四層、13號線車站為地下五層,三線換乘大廳布置在地下三層。

考慮到三線換乘客流量的因素,為了消除單一換乘通道內(nèi)的人流對沖現(xiàn)象,在初設(shè)階段,以預(yù)測的三線換乘客流量為依據(jù),采用仿真客流模擬軟件對可能出現(xiàn)的換乘擁堵點(diǎn)進(jìn)行了計算分析。經(jīng)多方案計算比較,最終將原方案中的直向通道調(diào)整為環(huán)向通道,使換乘客流由在一條換乘通道內(nèi)交織走行改為沿環(huán)向通道單向逆時針方向換乘,這樣就避免了人流的對沖,確保了換乘客流的有序行走。

方案更改后,本站1號線與12、13號線通過站廳層的環(huán)形通道換乘,12號線與13號線換乘則可通過節(jié)點(diǎn)換乘樓梯直接換乘;當(dāng)客流高峰來臨時,通過臨時單向換乘,可形成“臺—臺”和“臺—廳—臺”兩組單向換乘路徑,減少站廳內(nèi)的客流沖突。圖5為三線換乘漢中路站站層圖。

圖5 三線換乘漢中路站站層圖

3.2 陜西南路站換乘節(jié)點(diǎn)

12號線與1、10號線在陜西南路站采用“Z”字型換乘(見圖6),其中,12號線分別與1號線和10號線形成“L”型換乘。

圖6 三線換乘陜西南路站平面位置圖

本換乘節(jié)點(diǎn)的主要設(shè)計難點(diǎn)在于12號線車站與1號線車站之間的連接改造上。1號線是上海市的第一條軌道交通線路,迄今已運(yùn)營了20多年。12號線車站在陜西南路上與處在淮海路上的1號線車站形成“L”型換乘。由于原1號線建設(shè)時未預(yù)留任何換乘條件,導(dǎo)致本次換乘設(shè)置對其改造范圍較大,主要包括設(shè)備搬遷、設(shè)備用房和管理用房的調(diào)整、通道的拓寬、下一層側(cè)墻的開洞、中板封孔與開孔等,另外為盡可能地擴(kuò)大換乘通道的寬度。設(shè)計中還將原1號線車站圍護(hù)墻外側(cè)與路側(cè)“巴黎春天商場”地下室之間的約4 m多范圍內(nèi)的土體挖除,新增一個通道,并再與“巴黎春天商場”協(xié)商,置換其地下室空間約200 m2,設(shè)置了一個地下小“站廳”供1號出入口布置進(jìn)、出站閘機(jī),以確保1號出入口得以恢復(fù)。

本車站除了與1號線車站換乘改造問題外,還存在12號線車站西側(cè)地下一層與周邊商業(yè)地下空間連接的問題。由于變化較大,事先預(yù)留的門洞到最后實(shí)施階段都發(fā)生了很大的調(diào)整,導(dǎo)致后期地下一層側(cè)墻調(diào)整很多,出現(xiàn)新建工程直接面臨改造的局面。為此,設(shè)計時本著安全、可靠的原則,鑿除不需要的結(jié)構(gòu),盡量少利用原有結(jié)構(gòu),重新按新的門洞框架要求進(jìn)行設(shè)計與施工。

3.3 龍漕路站換乘節(jié)點(diǎn)

12號線龍漕路站為地下車站,站臺位于地下二層；3號線龍漕路站為高架車站,站臺位于地上二層。兩站間站臺中心距離較遠(yuǎn)且存在較大的垂直高差。

設(shè)計本著方便換乘宗旨,盡可能地縮短換乘距離。為此,設(shè)計時將12號線車站穿越3號線高架區(qū)間布置。該布置方式使得12號線車站基坑與高架區(qū)間樁基距離很近,且車站南側(cè)附屬基坑包裹了高架區(qū)間的一個樁基,導(dǎo)致其受力外部條件發(fā)生很大的變化。因此,首先考慮加固3號線高架橋樁基和承臺,通過新增樁基和擴(kuò)大原有承臺使其共同受力。在與高架橋相鄰段范圍地下車站基坑設(shè)計采用局部半逆筑法施工、MJS(全方位高壓噴射工藝)加固、頂板逆筑等技術(shù)措施來控制基坑的變形,從而保證運(yùn)營中的高架區(qū)間的安全。后期的附屬結(jié)構(gòu)基坑施工,在采取部分逆筑法施工的基礎(chǔ)上,把原有的一個基坑劃分為5個小坑,間隔施工,從縮小空間的角度來減少基坑開挖引起的土體隆起對高架橋基礎(chǔ)的影響。3號線高架車站改造方面,重點(diǎn)調(diào)整了地面站廳層的樓梯轉(zhuǎn)向,調(diào)整了部分設(shè)備用房、管理用房和側(cè)墻門洞。

3.4 漕寶路站換乘節(jié)點(diǎn)

12號線漕寶路站為地下四層的島式車站,與1號線漕寶路站形成“L”型換乘。受地面交通及地下管線等條件的限制,兩站之間的換乘距離較大。同時由于1號線漕寶路站相對較小,且早晚高峰客流量很大,導(dǎo)致乘客舒適度很低。因此,本次換乘節(jié)點(diǎn)的設(shè)計不但要確保換乘便捷,還必須改善1號線漕寶路站的候車條件。

為此,設(shè)計時經(jīng)多方案研究,確定采用大斷面矩形(內(nèi)徑6.0 m×3.0 m)頂管穿越曹溪路與1號線漕寶路站北站廳連接,再采用一個小斷面矩形(內(nèi)徑4.0 m×3.0 m)頂管沿1號線漕寶路站西側(cè)將其南、北兩分離站廳連接,這樣不但能有序引導(dǎo)客流換乘,還能彌補(bǔ)原先站廳不通的缺陷。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,本換乘節(jié)點(diǎn)最大的難點(diǎn)仍然是對原1號線漕寶路站的改造。根據(jù)設(shè)計方案首先需在原1號出入口南側(cè)新建一個出入口,隨后在已拆除的原1號出入口位置新建換乘連接小廳(施工階段的大小頂管接受與出發(fā)井),在南端(緊貼車站西側(cè))再新建一個連接小廳(施工階段為小矩形頂管接受井),通過二個頂管使其全部溝通。新建南、北連接廳基坑雖然不深(開挖深度小于10 m),但沿車站長度方向分別為46 m和30 m左右,如此大的挖土量會使原車站因側(cè)向卸載、摩阻力降低等因素導(dǎo)致變形,從而影響1號線車站的正常運(yùn)營。為此,設(shè)計時選用了剛度相對較大、施工質(zhì)量能夠保證的地下墻圍護(hù)+首道鋼筋混凝土支撐(二～三層為鋼支撐),并采用MJS工藝(主要是為了減少對相鄰車站的土體擠壓影響)對基坑內(nèi)外進(jìn)行加固。在對原車站側(cè)墻開門洞方面,設(shè)計時嚴(yán)格控制開洞寬度(主要是考慮盡量減小對原車站整體穩(wěn)定的影響),經(jīng)過計算,在新增的南、北連接廳內(nèi)各新開了2個寬度不大于4 m的門洞,并要求新增門洞位置盡可能避開中板樓梯孔的部位。通過施工單位的精心安排,整個施工過程處在完全受控狀態(tài),實(shí)測結(jié)果表明,原車站沉降控制在了5～7 mm、位移控制在了2～3 mm范圍之內(nèi),整個車站的整體性得到了保證。本換乘節(jié)點(diǎn)投入使用后得到了預(yù)期的效果。

4 不同換乘預(yù)留條件對換乘方式的影響

12號線工程中的9座換乘站預(yù)留了與既有線的換乘條件,除巨峰路站為地下與高架換乘、南京西路站為站外換乘外,其他車站均設(shè)置了節(jié)點(diǎn)換乘和站廳換乘兩種換乘方式,提供了“臺—臺”和“臺—廳—臺”兩組換乘通道,形成了多條換乘路徑；而漢中路站與1號線的換乘節(jié)點(diǎn)、陜西南路站與1號線的換乘節(jié)點(diǎn)、龍漕路站與3號線的換乘節(jié)點(diǎn)和漕寶路站與1號線的換乘節(jié)點(diǎn)等4個換乘節(jié)點(diǎn)未預(yù)留換乘條件。此后，這幾個未預(yù)留換乘條件的車站在設(shè)置換乘設(shè)施時,由于受周邊環(huán)境的限制,設(shè)置的均是通道換乘方式。但在進(jìn)行換乘通道設(shè)計時,同時又引起了其他結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。這表明車站設(shè)計時是否為后建線路預(yù)留換乘條件不僅對換乘站的換乘方式選擇影響較大,而且會對后建車站的設(shè)計施工帶來新的問題。

5 結(jié)論與建議

車站設(shè)計時是否為后建線路預(yù)留換乘條件對換乘站的換乘方案設(shè)置影響較大。當(dāng)有預(yù)留條件時,換乘站可在站廳換乘的基礎(chǔ)上按照實(shí)際情況增加節(jié)點(diǎn)換乘設(shè)施或直接采用自動扶梯或樓梯連接兩層站臺,兩線站臺、多組直通站廳樓扶梯及節(jié)點(diǎn)換乘設(shè)施可形成多條換乘路徑,有利于站臺乘客的快速疏散。當(dāng)無預(yù)留條件時,更多情況只能采用通道換乘方式,而且易帶來設(shè)計改動,同時簡單的通道換乘不利于乘客的快速換乘,必要時需設(shè)置較為復(fù)雜的換乘通道并采用客流引導(dǎo)措施才能滿足設(shè)計要求。

以上海軌道交通12號線工程為例，對有無預(yù)留換乘條件下?lián)Q乘站具體換乘方案進(jìn)行了介紹和分析,對目前正在進(jìn)行建設(shè)城市軌道交通的城市提出以下建議:

(1) 做好城市軌道交通線網(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),避免因創(chuàng)造新建站和既有站的換乘條件而引起的設(shè)計變更和工程改造。

(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。

[1] 王麗紅,畢紅雪.鄭州軌道交通1號線換乘站換乘方案研究[J].軌道交通裝備與技術(shù),2015(6):17-20.

[2] 喻敏.青島地鐵江蘇路站換乘方案研究[J].隧道建設(shè),2016,36(3):301-308.

[3] 于海霞.北京地鐵西直門車站換乘方案研究[J].都市快軌交通,2009,22(2):75-79.

[4] 亢躍華.北京地鐵白石橋南站換乘方案研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2009,(10):38-41.

[5] 邢彥林.城市軌道交通“十字+同站臺”換乘方案設(shè)計[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì),2012,34(4):87-91.

[6] 李鐵軍,辛夢陽.城市軌道交通換乘設(shè)計[J].交通與運(yùn)輸,2015,(12):134-137.

[7] 帥六妹,李國清.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[J].隧道建設(shè),2016,36(1):66-70.

Analysis on the Influence of Transfer Scheme of a Urban Rail Transit Transfer Station with or without Transfer Reservation——Taking Shanghai Rail Transit Line 12 as an Example

GAO Yingling

Combined with the design practice of some transfer stations on Shanghai urban rail transit line 12, the transfer schemes of transfer stations with reserved transfer nodes are summarized and concluded, the advantages of various transfer modes are analyzed. Then the paper explains specific reasons for 4 transfer stations that all selected channel transfer mode without reserved transfer nodes. The influence of the conditions with or without reservation on transfer scheme is analyzed, suggestios on whether stations should reserve transfer nodes or not are put forward.

urban rail transit; tansfer station; transfer scheme; transfer node reservation

U 231.4

10.16037/j.1007-869x.2017.01.033

2016-09-20)