劉菁華

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司,西安 710043)

1 研究背景

隨著我國軌道交通事業(yè)日益成熟的發(fā)展，鐵路客站在城市中的定位，已經(jīng)從傳統(tǒng)的獨立站點向系統(tǒng)化、綜合化蛻變。對鐵路沿線土地的綜合物業(yè)開發(fā)，能夠為市民提供更加便捷與完善的服務，整合城市和鐵路邊界處的共享資源，提升城市的整體空間品質(zhì)，取得社會效益及經(jīng)濟效益的雙贏。自2014年《國務院辦公廳關(guān)于支持鐵路建設(shè)實施土地綜合開發(fā)的意見》(國辦發(fā)[2014]37號)文件發(fā)布以來，湖北、福建、陜西、甘肅等省陸續(xù)出臺了支持鐵路沿線用地進行綜合開發(fā)的相關(guān)政策，為城市和鐵路的共贏發(fā)展提供了廣闊而堅實的平臺。

車站站前廣場及其下部空間的綜合開發(fā)，是對土地進行高效集約利用的一個重要方式。但是由于其制約因素廣、功能流線復雜、技術(shù)難度高、投資費用大等特點，目前國內(nèi)已立項并建成投入使用的實例并不多。本文深入分析了寶雞市南客站核心區(qū)站前廣場工程的建筑設(shè)計，力求為該類型的建筑空間開發(fā)設(shè)計提供切實的指導及深入的啟發(fā)，從而更好地推動鐵路沿線城市空間物業(yè)開發(fā)的發(fā)展。

2 工程概況

本工程位于寶雞市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，南側(cè)鄰西寶客專寶雞南站，北側(cè)接規(guī)劃市民廣場，東西側(cè)與城市主干道站前大道相連，是西寶客專寶雞南客站核心區(qū)的重點工程，站前綜合交通樞紐的核心要素[1]。

寶雞南站處于山前坡地，站房與站區(qū)北側(cè)既有城市主干道高新四路之間存在近十米高差。為了解決臺地帶來的突兀感并充分利用土地資源，城市設(shè)計引入兩個退臺式廣場并設(shè)置地下物業(yè)開發(fā)與東西側(cè)規(guī)劃道路相通，上級廣場與站房相接，功能為站前廣場，其下部開發(fā)功能為綜合交通樞紐；下級廣場與高新四路相連，主題為市民廣場，其下部開發(fā)功能為商業(yè)服務[2]，見圖1。

本工程的設(shè)計內(nèi)容為站前平臺及其下部各層的物業(yè)開發(fā)，包含大型綜合車場(面寬380 m，進深170 m，有屋蓋區(qū)域建筑面積5.34萬m2)、下穿隧道(雙孔雙向四車道，長400 m，建筑面積0.89萬m2)以及出屋面的建、構(gòu)筑物設(shè)計(建筑面積0.6萬m2)，總計6.83萬m2。

該工程屋面層為寶雞南站站前廣場，是站區(qū)功能及形象的延伸和重要組成部分。屋面層下方是車場層，為站區(qū)提供城市交通接駁服務，設(shè)置車行區(qū)、人行區(qū)、車輛停放區(qū)以及辦公管理用房區(qū)，服務的車輛類型包括各類非機動車以及微、小、輕、中、大型機動車(長12.0 m寬2.5 m高3.2 m)和公交車、出租車，辦公管理用房區(qū)包括公交調(diào)度、場區(qū)保潔、項目管理、游客服務、設(shè)備用房等，車場層設(shè)置數(shù)組樓梯、扶梯、電梯，可分別直達站前廣場和寶雞南站房。車場層下部為隧道層，將過境交通進行剝離。作為城市大型綜合立體交通樞紐，它成功地解決了大高差臺地帶來的人行不便、流線迂回等問題，實現(xiàn)了以人為本、分層集散、立體組織、無縫接駁的交通換乘理念[3]，見圖2。

圖2 站前廣場工程剖透視效果圖

3 技術(shù)難點

3.1 外環(huán)境復雜，多學科交叉

本工程外部制約因素眾多、涵蓋領(lǐng)域廣泛、學科交叉頻繁、技術(shù)銜接復雜。基地南側(cè)緊鄰高鐵站區(qū)，東、西、北側(cè)均與城市接駁，作為南客站核心區(qū)的樞紐節(jié)點，它肩負著城市規(guī)劃與鐵路系統(tǒng)在形象、空間、功能和交通上相互轉(zhuǎn)換過渡的重任[4]，需要分別完成與寶雞南站區(qū)、3條城市道路、1個城市廣場、1條跨線人行通道、1座匝道的平面和立體接駁，涉及城市設(shè)計、城市規(guī)劃、道路交通與基礎(chǔ)設(shè)施、建筑、構(gòu)造、市政、環(huán)藝、施工等多學科的技術(shù)解決及協(xié)調(diào)，見圖3。

圖3 工程系統(tǒng)設(shè)計分析

3.2 性質(zhì)特殊，無既有經(jīng)驗可循

空間形態(tài)方面，車場層整體處于挖方區(qū)，有屋蓋部分空間尺度巨大(面寬380 m，進深170 m)，南側(cè)整層高度、北側(cè)1/3層高處為擋土墻。

使用性質(zhì)方面，區(qū)別于常規(guī)車庫功能單一、行車體量小、接載人數(shù)少的特點，本工程的服務對象涵蓋了日常交通的所有類型，集微、小、輕、中、大型機動車，公交車，出租車，非機動車于一體，是一個復雜少見的平層綜合交通體系。多樣的車輛類型同時也帶來了大量的人流，使車場空間成為一個巨大的“屋蓋下人、車密集區(qū)”。大量的人、車流集散及交通換乘功能，需要盡可能開敞通透的視野及自由的行為引導，因而對空間的開放性和流動性提出了很高要求。

以上因素為工程的定性帶來困難，半地下、地下、室內(nèi)、室外、車庫、車站等似乎都不能準確定義其特征，既有設(shè)計規(guī)范更無法對號入座。

3.3 消防設(shè)計的挑戰(zhàn)

特殊的空間形態(tài)和使用功能，使得工程定性困難，也就意味著消防設(shè)計沒有既成依據(jù)可循。位于屋蓋下的車場空間，規(guī)模龐大，功能流線復雜，人車密集，自然采光及通風條件差，具有火災危險性的汽車數(shù)量眾多且分散，空間開敞度要求高，這些特征給設(shè)防標準、消防撲救、人員疏散、防火分隔、防排煙等方面均帶來了全新問題。

3.4 工程自身的技術(shù)復雜性

鐵路與城市之間坐標和高程系統(tǒng)的不對應，寶雞南站建設(shè)完畢留下的“凸”字形接口，公交及大巴的魚貫而入以及出租車、私家車、非機動車不同的行駛特點，站區(qū)與城市諸多管線的通路與安全[5]，對周邊自然條件在排煙及疏散方面的開發(fā)，屋面景觀的藝術(shù)性要求以及超重荷載對車場空間凈高的制約和優(yōu)化，下穿隧道的頂板和底板與城市3條主干道在功能空間和技術(shù)標準方面的統(tǒng)籌對接等[6]，均飽含難度，給設(shè)計思路和手法帶來了挑戰(zhàn)。

4 設(shè)計手法與創(chuàng)新

4.1 系統(tǒng)性設(shè)計觀——多維立體交通的創(chuàng)建

設(shè)計從對整體環(huán)境的研究著手，將本工程及其周邊的城市規(guī)劃、站區(qū)規(guī)劃作為一個系統(tǒng)進行分析和梳理[7]，以基地周邊的功能需求、技術(shù)標準、流線組織為前提，來規(guī)劃和設(shè)計工程內(nèi)部的諸多要素，建立了上(屋面層)、中(車場層)和下(隧道層)3個層面的立體交通接駁體系，以及各體系之間的有機聯(lián)系，從而實現(xiàn)了3個系統(tǒng)的融合與提升。

屋面層設(shè)置匝道與站前大道相接，用于解決消防車、貴賓車及上站車直達站房的需要[8]；將車場層設(shè)計為西進東出的單向流線，使得整體交通組織簡潔明晰；在車場層下部設(shè)計雙孔雙向下穿隧道與站前大道相接，使過境車流得到快速疏導，以盡量分擔車場內(nèi)的交通壓力；站前廣場與市民廣場之間設(shè)置景觀樓、扶梯組相通，其余界面盡量開敞，為車場層獲取最為有利的自然通風、采光條件，見圖4。

圖4 工程航拍實景

在基地內(nèi)部，注重系統(tǒng)與局部之間的辯證統(tǒng)一關(guān)系，將巨大屋蓋下的人、車密集區(qū)根據(jù)使用功能和交通類別劃定功能板塊，辦公管理用房設(shè)置于站房東西兩側(cè)的凹形空間內(nèi)，剩余的完整矩形空間提供給車場。車場空間內(nèi)，本著公共交通優(yōu)先的原則[9]，將體量最大、接載量最多、流動性最強的公交車場、出租車場、大中型客車場靠近站房設(shè)置，輕型車及以下的機動車和非機動車靠近北側(cè)市民廣場設(shè)置，靈活性強，服務范圍廣，見圖5。

圖5 車場空間設(shè)計

人行流線設(shè)計以安全便捷、與車行不交叉為原則[10]，在各交通板塊的落客島以及亞安全區(qū)的人行區(qū)域內(nèi)，均設(shè)置有直達站前廣場的樓梯、扶梯、電梯，在車場與寶雞南站房的連接處，也設(shè)置有樓梯、扶梯組可直達站房的出入口，為各種需求的乘客提供了多樣的選擇。

4.2 綠色理念——“半開敞集散空間”

本工程車場層南側(cè)密閉、北側(cè)半密閉，東西兩側(cè)與室外道路平接；屋蓋范圍巨大，造成車場中部及南部區(qū)域自然通風、采光、疏散條件惡劣。在對工程整體系統(tǒng)的深入研究之上，設(shè)計創(chuàng)造性地提出“半開敞集散空間”的概念，根據(jù)不同功能板塊的使用特點及空間位置采取不同的設(shè)計手法，將問題提煉成兩個層面。一方面盡可能利用周邊自然條件，將密閉的人工環(huán)境最大限度的“打開”：將與廣場東路和西路對應的場地東西兩側(cè)各20 m設(shè)置為露天空間；北側(cè)界面與市民廣場之間除設(shè)置必要的交通連接之外，其余部位全部開敞；在屋頂空間結(jié)合景觀效果設(shè)置數(shù)組自然排煙口及樓扶梯出口。以上措施為車場層爭取到室外資源的充分利用，使屋蓋下空間的大部分區(qū)域依靠自然條件即能達到采光、通風、排煙及人員疏散的要求，舒適節(jié)能，保障可靠。另一方面在位置不利的部分困難區(qū)域，根據(jù)不同位置的空間特點，進行針對性的技術(shù)補償，不僅有效地降低了工程投資，而且提高了空間的舒適度。

4.3 消防設(shè)計——亞安全區(qū)的引入

在“半開敞集散空間”概念的啟發(fā)下，提出了化整為零、分類對待、逐級分散的消防設(shè)計思路。

首先根據(jù)車場和辦公輔助用房區(qū)的不同使用特點分別確立設(shè)防標準；其次充分利用周邊自然條件，向車場平面范圍的東、西側(cè)和立體范圍的屋面、北側(cè)市民廣場等室外空間進行自然采光、通風及疏散；最后也是最富創(chuàng)造性的手法，是在車場內(nèi)引入兩條快速車行道，構(gòu)建為“亞安全區(qū)”[11]，使中部巨大區(qū)域內(nèi)的人員疏散和消防撲救問題豁然開朗。

這兩條快速車行道，一條位于中部偏北側(cè)區(qū)域，與站前大道相接；一條位于南側(cè)，與寶雞南站房地下層相鄰，并通至東西兩側(cè)露天行車區(qū)。這兩條車行道屬快速通道，具有如下特點：(1)行駛流線順暢，車速較快，即停即走，類似于城市交通隧道的特點；(2)空間形態(tài)呈線性，端部有自然光，疏散方向明確；(3)車道上車輛為行駛狀態(tài)，事故后可快速離開，若用防火構(gòu)造進行分隔反而影響疏散；(4)與其直接相通的人行區(qū)也具有類似特征。故將該兩條車行道及與其相通的人行區(qū)域定義為“亞安全區(qū)”，為人員安全疏散和消防撲救創(chuàng)造了有利的條件。

為了確保亞安全區(qū)的安全，將面向亞安全區(qū)的所有停車區(qū)、辦公輔助用房區(qū)、寶雞南站房均設(shè)置防火墻進行嚴密分隔，在人員主要流線出入口處設(shè)置耐火極限不低于3 h的特級防火卷簾。北側(cè)亞安全區(qū)一結(jié)合廣場景觀布局，設(shè)計了數(shù)組自然排煙口，除中部需要局部補充機械排煙外，絕大部分區(qū)域均采用自然排煙。人員疏散除可直達東、西兩側(cè)的露天空間外，還在亞安全區(qū)通道的1/3處各設(shè)置1部直通屋面的疏散樓梯間。南側(cè)亞安全區(qū)二由于緊鄰站房，為了突出站房的建筑形象，并維護屋面廣場人員高密度的集散需求，該區(qū)域屋蓋不設(shè)置出屋面的風口，屋蓋下空間采用機械排煙。亞安全區(qū)二除可直達東、西兩側(cè)的露天空間外，也設(shè)置有兩部疏散樓梯間可直達屋面，在中部的困難區(qū)域，可利用寶雞南站房外廊處設(shè)置的兩部樓梯間向屋面層站房外廊(半室外空間)疏散。通過以上各級措施的采用，為亞安全區(qū)的防御、疏散提供了可靠的保障，見圖6。

圖6 消防設(shè)計構(gòu)思

除亞安全區(qū)外，其余空間按照使用功能歸納為車場和辦公輔助用房兩大區(qū)域，共14個防火分區(qū)，并全部設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。車場區(qū)域的空間條件滿足《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》中單層、敞開式汽車庫的特征，故按該規(guī)定執(zhí)行，防火分類為Ⅰ類，耐火等級為一級，設(shè)計為7個防火分區(qū)，每個分區(qū)建筑面積不大于6 000 m2，分別設(shè)置至少1部直通屋面的疏散樓梯，并設(shè)置多個通向亞安全區(qū)及相鄰防火分區(qū)的安全出口，疏散距離按照不大于60 m控制[12]。

辦公輔助用房區(qū)由于采光、通風條件較差，且空間使用特點與車場區(qū)域有較大差別，故提高其設(shè)防標準，依據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中地下用房的標準執(zhí)行。設(shè)置為7個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)建筑面積不超過1 000 m2，各防火分區(qū)內(nèi)均設(shè)置不少于1個直通室外的安全出口，另外可通過甲級防火門向相鄰防火分區(qū)疏散。疏散距離按照單向不大于22 m，雙向不大于40 m設(shè)計[13]。

在排煙設(shè)計方面，本著充分利用室外自然資源的原則[14]，通過設(shè)置屋面排煙口、增大北側(cè)臺地的臨空面積、擴大東西兩側(cè)露天空間范圍、優(yōu)化梁柱截面等手法，盡量為車場內(nèi)部創(chuàng)造有利的自然采光、通風和排煙條件，以提高安全性、舒適性與經(jīng)濟性，見圖7、圖8。

圖7 車場西側(cè)實景

圖8 自然排煙口實景

通過優(yōu)化屋面景觀點位和結(jié)構(gòu)方案，將車場內(nèi)凈高最不利點控制在4.2 m，設(shè)置三橫兩縱消防車道，并與室外路網(wǎng)結(jié)合成環(huán)狀，為消防車撲救提供了便捷的路徑。

下穿隧道根據(jù)其空間形態(tài)及使用特點，定性為四類城市交通隧道，僅限通行非危險化學品等機動車[13]，在隧道1/3處各設(shè)置1個安全開口，為雙孔隧道之間提供互為疏散的條件。

本方案順利通過了消防性能化設(shè)計評估及評審[15]，得到消防主管部門及相關(guān)專家的一致好評。

4.4 空間建構(gòu)

4.4.1 誤差考量

本工程所連接的兩個系統(tǒng)，寶雞南站區(qū)是依據(jù)鐵路行業(yè)標準而設(shè)計，站前的城市規(guī)劃是因循寶雞市規(guī)劃和建設(shè)標準而執(zhí)行。根據(jù)多次實地聯(lián)測及校核，發(fā)現(xiàn)鐵路坐標與城市坐標的X、Y軸之間存在1.26°的誤差，水準高程之間存在71 mm的誤差。這與軸線通正、中心對稱的理想規(guī)劃發(fā)生了偏頗，為屋面板、匝道、城市道路、隧道在眾多交接處的無縫接駁也提出了更高的要求。為了將兩系統(tǒng)在平面和高程體系間的誤差消失于無形，以達成空間的整體美感及精準過渡，設(shè)計創(chuàng)造性地將軸線系統(tǒng)分別對應鐵路和城市系統(tǒng)設(shè)計為兩區(qū)。Ⅰ區(qū)與鐵路坐標方向一致，Ⅱ區(qū)Y軸與城市坐標方向統(tǒng)一，X軸以站前大道為界，南側(cè)區(qū)域與鐵路坐標方向相同，北側(cè)區(qū)域與城市坐標方向匹配。Y軸的角度順著人的行進方向被淡化，X軸的角度誤差出現(xiàn)在車場中部的不敏感地帶，并將該空間分成幾個單元，以弱化使用者對等腰梯形空間的感知[16]，見圖9、圖10。

圖9 平面體系構(gòu)建

圖10 分區(qū)交界處軸線定位(單位：mm)

以上設(shè)計，使本工程與車站和城市的交接處均為平行、整數(shù)相接，提高了接口的精確性，減小了施工難度，并兼顧了在站房處向南俯瞰城市，以及立足南方、向北仰望城市對景——寶雞南站均能取得良好的視覺效果。

在屋面與站房的銜接處，設(shè)計采取出挑的方式進行搭接，將出挑長度與覆土厚度在結(jié)構(gòu)計算中預留余量，以使鐵路和地方坐標、高程系統(tǒng)聯(lián)測結(jié)果中，受制于測繪技術(shù)和儀器限制仍可能存在的誤差在該范圍內(nèi)予以考慮，這樣對空間整體效果、結(jié)構(gòu)體系計算、施工補救難度等各方面都影響最小，避免了工程風險。

4.4.2 軸網(wǎng)生成

車場內(nèi)部諸多的功能板塊中，公交車和出租車是矛盾最為突出的元素[17]，8組公交在車場內(nèi)魚貫而入，數(shù)量眾多、體量龐大、載客量大、轉(zhuǎn)彎半徑大，為柱網(wǎng)構(gòu)建、凈高控制、客流疏導等方面的設(shè)計均帶來挑戰(zhàn)，它的空間需求及流線組織，是需要解決的首要問題。設(shè)計分析了大量公交場、站設(shè)計規(guī)范和資料，研究了公交車的行駛、轉(zhuǎn)彎、變道、?？?、錯車等眾多特點，用計算機模擬手段屢次驗證，并與公交公司的管理層及司機多次交流研討，綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全經(jīng)濟性，最終確立了港灣式最簡“U”形流線。將軸網(wǎng)單元設(shè)定為東西向12 m、南北向13.5 m，落客島寬度3 m，公交調(diào)度位于南側(cè)直面車場便于觀望的空間模式。

出租車的接載模式及流線組織，在經(jīng)歷了多次實例調(diào)研和方案比選優(yōu)化之后，設(shè)計摒棄了以往常規(guī)設(shè)計形式中，多島式布局造成的人車混流嚴重、矩陣式布局帶來的管理要求高、排隊等候限制多和蛇形排隊式造成的使用效率低、行駛難度大的弊端，將落客和上客流線改為多組進、出式，有效地提高了出租車的服務效率。

4.5 無縫接駁

4.5.1 站區(qū)接駁

在本工程與站區(qū)的交接處，存在諸多復雜的接口要素。鐵路投資范圍在緊鄰站房處形成一個“凸”形邊界，對于屋面層，站房的旅客平臺須通過車場屋面的搭建方能實現(xiàn)，除了準確的水平和豎向設(shè)計外，交界處的多種變形縫類型也需要進行針對性的處理。站房周邊需設(shè)置環(huán)形消防車道，其路徑及荷載對車場結(jié)構(gòu)及空間凈高影響重大。對于車場層的開發(fā)，需進行大面積挖方，其定位及施工拓寬范圍一方面應力求使空間得到最大限度的開發(fā)，一方面又要綜合考慮鐵路路基及沿線設(shè)施的避讓距離。通過對比分析，采取以路基擋墻墻背的內(nèi)摩擦角進行控制的方法以確保安全。

4.5.2 城市接駁

本工程與城市設(shè)計之間也存在諸多類型各異的接駁，對技術(shù)的綜合性提出了很高要求。在屋面層西側(cè)須結(jié)合消防車道撲救路徑，為上站匝道預留接口。為了站前廣場景觀形象的完美呈現(xiàn)，設(shè)計在上部美觀、結(jié)構(gòu)經(jīng)濟安全、下部舒適之間探究最佳平衡點，將整體覆土墊層在滿足屋面找坡、防水、排水、防根穿等構(gòu)造要求[18]的基礎(chǔ)上厚度盡量做小，樹木及坐凳均設(shè)置在結(jié)構(gòu)柱頂，種植處采取樹池或花池的形式，利用池高局部增加覆土厚度。對于車場開向屋面的自然排煙口及疏散出口，其形式也歷經(jīng)多次推敲和優(yōu)化，在下部排煙及疏散距離、排煙面積、結(jié)構(gòu)可行性與上部風亭及出入口高度、位置、防雨雪、防倒灌等條件下尋找最佳方案。此外，車場層東、西兩側(cè)擋土墻與站前大道的護坡的銜接與過渡，車場道路及隧道與3條城市道路在多個高程關(guān)系的連接，北側(cè)邊界與市民廣場景觀及其下部商業(yè)開發(fā)的協(xié)同設(shè)計，車場的熱力、給排水、強弱電管路與市政管廊的順利貫通等[19]，都需要通過綜合各學科的技術(shù)要素，在接駁處給予充分的預留條件及相匹配的技術(shù)設(shè)計，以使各個層面得以有機連續(xù)[20]，見圖11、圖12。

圖11 屋面景觀設(shè)計實景

圖12 自西向東仰望本工程實景

5 結(jié)語

本工程通過將站區(qū)與城市系統(tǒng)的有機融合、自然條件的充分開發(fā)利用、平層綜合交通體系的精煉組織、多標準防火分區(qū)消防方案的綜合設(shè)計、不同坐標及高程系統(tǒng)軸網(wǎng)的分區(qū)構(gòu)建、多接口部位的技術(shù)考量與解決等手法，成功地打造了一個綠色、安全、先進、經(jīng)濟的站前綜合交通樞紐體系，自建成以來贏得了社會各界的一致好評。

該工程的設(shè)計實踐，能夠為鐵路沿線城市空間的物業(yè)開發(fā)提供設(shè)計思路。首先，應將系統(tǒng)性設(shè)計觀作為貫穿設(shè)計全程的主導原則，將城市規(guī)劃和鐵路站區(qū)的整體有機性作為工程設(shè)計的前提，根據(jù)外部環(huán)境的發(fā)展肌理來確立場地的邊界要素、空間職能和流線布局等。其次，應注重對自然環(huán)境的開發(fā)和利用，通過對建筑邊界空間的多種開敞設(shè)計，可以為龐大的人工環(huán)境引入舒適安全的綠色能源，降低技術(shù)復雜度，縮減工程投資。再者，對于紛繁復雜的功能板塊和各式需求，應分清主次矛盾，根據(jù)區(qū)域特征進行分類對待，逐級消化，如本工程中的消防問題、坐標和高程系統(tǒng)的整合問題、各部位的接駁問題等，化繁為簡，化特殊為一般，從而為問題的解決打開突破口，使設(shè)計有據(jù)可依。最后，要解放思想，對于學科交叉問題和新型技術(shù)問題，應善于提煉出問題本質(zhì)和設(shè)計原理，在相似類型的傳統(tǒng)解決手法基礎(chǔ)之上進行創(chuàng)新，以使問題迎刃而解。