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(wèn)題,并以重慶四號(hào)線西延線嘉州路站為例提出端進(jìn)式車站的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案,并對(duì)端進(jìn)式車站方案優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,為城市軌道后繼的設(shè)計(jì)提供參照。
伴隨著我國(guó)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(shí)期,截至2022 年6 月,全國(guó)的軌道交通運(yùn)營(yíng)里程已達(dá)9607km。因?yàn)槠浒踩⒔?jīng)濟(jì)、便捷、準(zhǔn)時(shí)、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(guó)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(hào)線一期工程通車以來(lái),重慶軌道交通經(jīng)過(guò)三期建設(shè),截至目前,已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)2 條單軌線路、7 條地鐵線路,運(yùn)營(yíng)里程約500km,日均客運(yùn)量280.66 萬(wàn)乘次/日,日最高客運(yùn)量達(dá)373.93 萬(wàn)乘次/日,客運(yùn)強(qiáng)度達(dá)到0.9 萬(wàn)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(guò)1000 萬(wàn)人,在早晚高峰或節(jié)假日,依然面臨較大的堵車風(fēng)險(xiǎn)。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(lái)滿足日益增長(zhǎng)的軌道出行需求。這就對(duì)城市有限的土地資源以及工程投資帶來(lái)了更大的需求和挑戰(zhàn)。我們必須在傳統(tǒng)地鐵的設(shè)計(jì)形式基礎(chǔ)上,探索新的設(shè)計(jì)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(huì)效益。
基于以上的設(shè)計(jì)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(diǎn)及適用場(chǎng)景。
嘉州路站屬于重慶軌道交通4 號(hào)線西延伸段線路中的終點(diǎn)站,線路采用全地下敷設(shè)方式,采用As 車6輛編組,設(shè)計(jì)時(shí)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(hào)線西延與4 號(hào)線一期的承接點(diǎn),同時(shí)又是與3 號(hào)線唯一的換乘節(jié)點(diǎn),建成后將成為重要的軌道節(jié)點(diǎn)工程,對(duì)片區(qū)客流出行發(fā)揮重要作用。
(1)車站站前站后區(qū)間下穿既有3 號(hào)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(shí)施。
(3)與建成較久的既有3 號(hào)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(duì)三號(hào)線的客流沖擊。
(4)車站位于規(guī)劃成熟區(qū),無(wú)條件建設(shè)施工通道,為降低出渣成本同時(shí)保證建設(shè)效率,應(yīng)降低暗挖部分的出渣體量。
通過(guò)對(duì)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(duì)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(shí)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(hào)線嘉州路站在設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)國(guó)內(nèi)國(guó)外的諸多地鐵站案例進(jìn)行了對(duì)比分析,提出了重慶首例“端進(jìn)式”車站設(shè)計(jì)方案,這是為適應(yīng)特殊環(huán)境及要求而做出的設(shè)計(jì)探索。
以“端進(jìn)式”思路設(shè)計(jì)的嘉州路站由暗挖站臺(tái)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(wú)柱暗挖島式站臺(tái),站臺(tái)兩端設(shè)置樓扶梯組連接站臺(tái)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(guò)與風(fēng)井合建的管道與車站站臺(tái)相連,同時(shí)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(hào)線嘉州路站和4 號(hào)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
(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(shì)、工程投資、服務(wù)功能、周邊構(gòu)建筑物等多種因素。目前國(guó)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(duì)土地資源的豎向空間占用也越來(lái)越多。鑒于車站的埋深越深,會(huì)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(shí)降低了進(jìn)出站效率,對(duì)便捷出行的設(shè)計(jì)目標(biāo)造成了制約。在此大前提下,有必要突破設(shè)計(jì)固定思維,結(jié)合工程的實(shí)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(jì)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(tái)功能。相較于同站臺(tái)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(zhǎng)度可以減少約35 米,進(jìn)出站及換乘的時(shí)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(yíng)維護(hù),都需要投入大量的資金財(cái)力。目前全國(guó)近五十個(gè)城市開(kāi)通了軌道交通,但是,實(shí)際盈利的只有少數(shù)幾個(gè)城市,其余城市都需要不同程度的財(cái)政補(bǔ)貼,這也是國(guó)家對(duì)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(yíng)成本。從設(shè)計(jì)角度,有以下幾個(gè)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(shí)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(mǎi)土石方遠(yuǎn)距離運(yùn)輸至站點(diǎn)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(zhǎng)、更深的通道或者豎井進(jìn)行提升,附屬的土建投資會(huì)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(yíng)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(hào)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(tái)部分只能采取暗挖法實(shí)施。為了降低暗挖的成本,嘉州路站將傳統(tǒng)車站站廳、站臺(tái)、設(shè)備區(qū)化整為零,除必須暗挖實(shí)施的站臺(tái)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(lái),采用明挖法實(shí)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(duì)于整個(gè)車站的工程投資節(jié)約效果十分顯著。同時(shí)因?yàn)榘低隗w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(tái)公共區(qū)往往采用站廳站臺(tái)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(tái)。這種設(shè)計(jì)模式,經(jīng)過(guò)了多年的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐,技術(shù)成熟,進(jìn)出站效率較高,被全國(guó)各地的軌道交通地鐵車站廣泛運(yùn)用。但與此同時(shí),站臺(tái)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(duì)比,突破傳統(tǒng)車站廳臺(tái)上下重疊的思維定式,采用端頭廳車站的形式實(shí)施,最終有效解決了上述問(wèn)題,具體方案如下:
嘉州路站主體站臺(tái)部分為采用單層暗挖斷面,取消站臺(tái)中部公共區(qū)域的結(jié)構(gòu)柱,同時(shí)也取消中部區(qū)域的上下行樓扶梯,在站臺(tái)兩端設(shè)置運(yùn)輸能力強(qiáng)大的樓扶梯組通往站臺(tái)兩端的夾層站廳。該方案站臺(tái)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(jiǎn)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(yàn)。車站的公共空間,因無(wú)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(shí),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(huì)效益。嘉州路站主要采取了如下設(shè)計(jì)措施,來(lái)實(shí)現(xiàn)與3 號(hào)線車站、周邊地塊、非軌交通、市政實(shí)施的接駁:一是新建4 號(hào)線嘉州路站在既有3 號(hào)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(shí)具備進(jìn)出站安檢和換乘廳的雙重功能。4號(hào)線嘉州路站和3 號(hào)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(shí)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(hào)線站廳公共區(qū)的面積,可以有效緩建既有3 號(hào)線高峰小時(shí)的擁堵現(xiàn)狀;另一方面,有可以防止3、4 號(hào)線實(shí)現(xiàn)換乘后,換乘客流對(duì)3 號(hào)線帶來(lái)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(jià)值的同時(shí),提升軌道的服務(wù)價(jià)值;三是對(duì)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(shí)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(guò)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(guò)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(guò)注重與公交車站、過(guò)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(wú)縫接駁,從而實(shí)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(yàn)。
(1)本站設(shè)備用房從車站分離出來(lái)后采用明挖法施工,也具備常規(guī)明挖站面臨的通用問(wèn)題,即施工時(shí)存在噪音及揚(yáng)塵,施工期間對(duì)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(huì)局部占用機(jī)動(dòng)車道,短時(shí)間內(nèi)對(duì)地面交通組織帶來(lái)較大的挑戰(zhàn)。加之嘉州路站位于城市核心區(qū),上述問(wèn)題造成的影響會(huì)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(jì)和后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)帶來(lái)了一定的困難,同時(shí)管線也會(huì)因?yàn)槁酚砷L(zhǎng)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(duì)集中,在被化整為零拆分為多處布置后,車站運(yùn)營(yíng)時(shí)需要投入更多的人力資源。
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(jì),在遵循和發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)車站的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)時(shí),也應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況和軌道建設(shè)趨勢(shì),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(duì)嘉州路站方案的優(yōu)點(diǎn)和不足,進(jìn)行了較為全面的剖析介紹,希望能對(duì)后面的車站設(shè)計(jì)提供一定的借鑒。