6地鐵車站
6.1 地鐵車站合理型式
6.1.1概述
1956年我國開始研究北京地鐵的建設(shè)問題。當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)政府派來了以謝苗諾夫?yàn)槭椎牡罔F專家組,因此,地鐵建設(shè)的模式完全是莫斯科地鐵的翻版,平均埋深在30M以上,車站型式以鋼筋混凝土的單層三拱塔柱式為主,并按此種建設(shè)模型在北京木樨地附近開挖了一座深達(dá)60M左右的試驗(yàn)豎井。而后中蘇關(guān)系惡化,撤走了專家組,北京地鐵的建設(shè)只能自力更生,立足于國內(nèi)技術(shù)力量和施工能力。所以,北京地鐵一期工程采用了二戰(zhàn)前西方修建地鐵的模式,即淺埋明挖的建設(shè)模式,大部分車站的覆土厚度約為2—3M左右,車站型式主要為單層三跨島式車站,局部為一層半(站廳),部分客流小的車站為單層側(cè)式站臺,管理和設(shè)備用房基本在地下。區(qū)間隧道為明挖雙跨矩形框架。此后,北京地鐵二期工程也是采用此種模式。此種車站形式結(jié)構(gòu)簡單,施工方便(因基坑淺),建設(shè)規(guī)模小,投資低,但使用和管理略有不便。
20世紀(jì)70年代修建的天津地鐵一號線為了節(jié)省投資,簡化施工,全線均采用淺埋明挖的建設(shè)模式,車站為單層多跨框架結(jié)構(gòu),并采用側(cè)式站臺,區(qū)間隧道為雙跨矩形框架結(jié)構(gòu)。設(shè)備和管理用房基本在地面。
1986年上海地鐵一號線正式啟動(dòng),無論是日本國際協(xié)力事業(yè)或上海地鐵公司所提出的工程可行性研究報(bào)告中都建議車站形式以雙層三跨島式為主,車站的負(fù)一層為站廳層,負(fù)二層為站臺層,因采用明挖法施工,所以頂部覆土厚一般為1叫M。這種車站形式,使用和管理都較單層式方便,但其建設(shè)規(guī)模大,投資高。上海一號線車站長度一般都在240M以上,寬度約22M左右,結(jié)構(gòu)高度約為12m左右。這種雙層式車站最早由新加坡地鐵提出,因新加坡為軟土,地面建筑物密集,區(qū)間隧道必須采用盾構(gòu)法施工,因此,區(qū)間隧道埋深較大。所以車站線路的埋深也必然加大,采用明挖法施工時(shí),基坑開挖較深,若采用單層式車站不僅要回填很厚的土方,而且也增加了結(jié)構(gòu)頂部荷載,因此,采用雙層式車站就順理成章。上海的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件與新加坡有相似之處,因此,采用這種車站形式亦是合理的。此后修建的上海地鐵2號線、廣州地鐵一號線、北京地鐵復(fù)八線等也都采用雙層車站形式。隨著城市車輛的急劇增加,地面交通流量增加,有的地段不允許中斷交通, 1986年后,北京出現(xiàn)了暗挖法施工區(qū)間與車站,從而地鐵結(jié)構(gòu)出現(xiàn)多跨拱式結(jié)構(gòu),使施工難度、工期、投資大為增加。
此外,還存在一個(gè)很大的難題,就是有折返線或停車線的車站,車站本身不存在什么問題,而是包含折返線或停車線地段采用什么形式的問題。如地層比較穩(wěn)定,地下水壓和水量都不大時(shí),可采用暗挖法施工,理所當(dāng)然,折返線或停車線地段可采用單層結(jié)構(gòu)。
如在不穩(wěn)定地層,為了減少施工的風(fēng)險(xiǎn),常與車站一起采用明挖法施工,必然也就采用雙層形式,這里就存在著折返線或停車線上面負(fù)一層的利用問題。如上海地鐵一號線徐家匯車站,在折返線上面的負(fù)一層用作為商場。廣州地鐵一號線芳村站,折返線上面的負(fù)一層則作為停車場。
最近施工的南京地鐵一號線和廣州地鐵二號線,其車站形式根據(jù)地物、地貌條件又有了新的發(fā)展。如南京地鐵一號線南京火車站,因?yàn)榈罔F車站需橫穿南京8股鐵道,其1/8股道是京滬直通線,任何時(shí)候都不允許中斷。因此,車站采用明挖法是絕不可能的,采用暗挖法在鐵路下修建雙層三跨車站(因客流量大)施工難度和風(fēng)險(xiǎn)太大,經(jīng)過多方案比較,決定車站兩端采用明挖法修建兩個(gè)獨(dú)立的帶站廳層的雙層結(jié)構(gòu),而穿越鐵路股道部分則采用暗挖法修建兩條帶側(cè)站臺的隧道,其間用橫向通道相連,形成又分又合的站臺層。這種車站形式既滿足了客流大的要求,又解決了穿越鐵路不能明挖的困難。困為兩條車站隧道的直徑相對來說不大,約8M左右,并有較大的凈距(等于或大于1倍洞徑),施工難度和風(fēng)險(xiǎn)相對較小,目前正在施工。廣州地鐵二號線的越秀公園站和江南新村站、北京地鐵五號線東四、崇文門等站因?yàn)轳R路不能中斷,也是采用這種結(jié)構(gòu)形式,廣州二號線的車站已順利建成,北京五號線正在施工,其運(yùn)營效果目前尚不能確定(因未通車),但對降低投資和減少對城市生活的影響,其效果是顯然的。
最近施工的一些地鐵線,在地物和地貌條件允許情況下,也有采用明挖單層側(cè)式站臺的車站,如需將設(shè)備和管理用房全置于地下,則車站寬度必然很大,除非可采用放坡明挖,否則其投資也不會低很多。
近幾年,由于城市范圍迅速擴(kuò)大,與城市副中心、衛(wèi)星城聯(lián)絡(luò)的要求,出現(xiàn)了一批中等運(yùn)量的地鐵和輕軌線路,如北京城市鐵路,上海辛閔線、明珠一期、大連、長春輕軌等工程。這些工程大都不在鬧市區(qū),沿線道路紅線又寬,或規(guī)則已留路基等條件,故線路敷設(shè)在地面和高架橋上,出現(xiàn)了各種地面、高架區(qū)間、車站結(jié)構(gòu)形式,并使工程造價(jià)大為降低。
6.1.2 合理車站型式的確定
地下鐵道是一種規(guī)模浩大的交通性公共建筑,地鐵車站是地下鐵道系統(tǒng)中一個(gè)很重要的組成部分,凡是乘坐地鐵的人必須經(jīng)過車站,因此它與乘客的關(guān)系是極為密切。同時(shí)地鐵運(yùn)營中的大部分技術(shù)設(shè)備和運(yùn)營管理系統(tǒng)都設(shè)在車站內(nèi),對保證地鐵安全運(yùn)營起著很關(guān)鍵作用,所以車站合理型式的確定,會直接影響到地鐵系統(tǒng)的功能、造價(jià)、服務(wù)水平、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
6.1.2.1 地鐵車站設(shè)計(jì)理念
隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人民生活水平得到很大的提高,乘客對出行的要求也越來越高,熱切期望發(fā)展快捷、安全、舒適、環(huán)保的地鐵,同時(shí)對地鐵管理也提出了更高的要求。在確定合理車站型式時(shí),首先要確定一個(gè)好的設(shè)計(jì)理念,因此,地鐵設(shè)計(jì)中提出了“公眾地鐵”,“綠色地鐵”,“人文地鐵”,“經(jīng)營地鐵”的理念。
(1) 公眾地鐵的理念——以人為本、創(chuàng)造良好、舒適的乘車環(huán)境、滿足普通乘客、老年人、殘疾人、孕婦、兒童等不同層次乘客的各種要求。
(2)綠色地鐵的理念——人與自然共生,創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)交通系統(tǒng),在預(yù)防噪音、振動(dòng)、有害物質(zhì)排放等生態(tài)、環(huán)保方面滿足乘客和沿線居民的要求。
(3)人文地鐵的理念——突出城市歷史、文化、藝術(shù)特色,融人文環(huán)境、地域歷史于車站設(shè)計(jì)之中,創(chuàng)造具有地域特色的交通建筑滿足乘客文化深層次的要求。
(4)經(jīng)營地鐵的理念——努力降低造價(jià)、降低運(yùn)營成本,并努力創(chuàng)造可經(jīng)營資源,增加地鐵運(yùn)營之外的收入,以降低地鐵票價(jià),吸引更多的乘客,滿足乘客的經(jīng)濟(jì)出行。
地鐵設(shè)計(jì)理念的提升是我國地鐵建設(shè)越來越人性化的體現(xiàn),經(jīng)營地鐵理念的提出是地鐵傳統(tǒng)管理模式的突破,是使我國地鐵建設(shè)事業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展道路的基礎(chǔ)。
6.1.2.2車站形式與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)
地鐵車站按照其所處位置不同有高架車站、地面車站、地下車站之分。高架車站、地面車站因其建筑體形龐大,對周圍環(huán)境影響很大,地下車站雖在地下,但其出入口、風(fēng)亭仍然在地面,因此車站的設(shè)計(jì)必須適應(yīng)地面環(huán)境,·與周圍環(huán)境融為一體,相互協(xié)調(diào)。有條件的地方還要考慮提升當(dāng)?shù)丨h(huán)境的品位。
在車站總平面布局時(shí),應(yīng)充分考慮城市規(guī)劃,城市交通規(guī)劃、周邊環(huán)境、車站功能、施工方法等因素的影響,妥善處理好地面交通、地下管線及地下構(gòu)筑物的關(guān)系,以維持和發(fā)展生態(tài)環(huán)境的需要。
地鐵出入口、風(fēng)井是車站的重要組成部分,也是車站中環(huán)境景觀最有影響的部分,尤其是在人流密集的繁華市區(qū),出入口、風(fēng)井、殘疾人電梯等地面建筑設(shè)計(jì)的成功與否,直接關(guān)系到城市景觀形象。
上海地鐵徐家匯站,廣州地鐵公園前站,南京地鐵新街口站等地處商業(yè)中心,其車站總體布局除滿足了地鐵車站功能要求外,又進(jìn)行了商業(yè)開發(fā),與地區(qū)商業(yè)中心遙相呼應(yīng),出入口、風(fēng)亭與周圍建筑物合建隔入了城市環(huán)境,又為乘客提供了方便;個(gè)別不合建的出入口、風(fēng)亭也因地制宜在造型上用現(xiàn)代處理手法,體現(xiàn)了時(shí)代氣息:北京地鐵天安門東站、西站出入口采用了古建筑形式,在紅墻的襯托下,古色古香,突出了民族風(fēng)格與現(xiàn)代建筑相協(xié)調(diào)的效果:北京地鐵西單站站位經(jīng)過多方案反復(fù)比選,確定在十字路東側(cè),為施工創(chuàng)造了方便,同時(shí),出入口與過街人行道合建,即方便乘客過街,又方便乘坐地鐵。該站出入口多處為敞口形式,沿街看不到地鐵出入口風(fēng)雨亭,使其對沿街景觀的影響降到了最低限度。
車站與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào),與地區(qū)開發(fā)相結(jié)合,為地鐵建設(shè)與周圍景觀帶來良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,使各方都得到“雙贏”的成果。
6.1.2.3 車站內(nèi)部環(huán)境及功能要求
車站內(nèi)部環(huán)境及功能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列原則進(jìn)行:
(1)地鐵車站空間是地鐵環(huán)境空間的延伸、繼續(xù)與發(fā)展。地下車站既與上部地區(qū)、街道、建筑、道路和空間環(huán)境相呼應(yīng),又要打破地下空間沉悶、壓抑、昏暗的感覺,力求創(chuàng)造出區(qū)別于地面、優(yōu)越于地面的地下空間環(huán)境。
(2)車站設(shè)計(jì)力求達(dá)到安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀,突出交通性建筑,滿足使用功能,方便乘客集散,為乘客創(chuàng)造舒適環(huán)境,確保安全,有利于運(yùn)營管理。
(3)在突出交通性建筑的特點(diǎn):速度、次序、安全、識別性的同時(shí),把車站設(shè)計(jì)成具有地域藝術(shù)風(fēng)格,簡潔、明快、舒適、富有時(shí)代感的地下交通城。
(4)正確處理好整條線各車站的共性與個(gè)性。既要相互呼應(yīng),形成一體,又要避免雷同,各具特色。其建筑技術(shù)、建筑構(gòu)造、建筑材料、設(shè)備等盡可能采用新的技術(shù)成果。
(5)充分利用城市的地下空間,提高城市活力,進(jìn)行城市三維空間的主體開發(fā),為地鐵創(chuàng)造可經(jīng)營資源,以增加地鐵收入。
目前各城市地鐵的車站建筑設(shè)計(jì)裝修、出入口、風(fēng)亭的設(shè)計(jì),逐步按照上面原則進(jìn)行實(shí)施,創(chuàng)降低地鐵造價(jià)及工程建設(shè)管理等若干問題的研究造了一批功能齊全、環(huán)境舒適、美觀大方的車站。
6.1.2.4 車站建筑總體設(shè)計(jì)
車站建筑總體設(shè)計(jì)要求如下:
(1)車站是地鐵乘客集散和乘車的場所,因此地鐵車站建筑和設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)地鐵交通功能的特點(diǎn)。
(2)車站總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足線路設(shè)計(jì)要求,便于乘客在地鐵和地面公共交通之間的換乘,同時(shí)與地面建筑規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在確定站址時(shí),應(yīng)對該地區(qū)的地下管線、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地面建筑的拆遷、改造的可能性、地下構(gòu)筑物之間的關(guān)系等作綜合考慮。應(yīng)盡量減少房屋拆遷、管線遷移和施工時(shí)對地面建筑物、地面交通及市民影響。
(3)車站規(guī)模應(yīng)根據(jù)近遠(yuǎn)期預(yù)測客流的集散量和車站本身行車管理、設(shè)備用房的需要確定。其站廳(公共區(qū))、站臺(公共區(qū))、出入口通道、樓梯口、自動(dòng)扶梯、售檢票機(jī)口等均要與該站客流通過能力相應(yīng),同時(shí)滿足事故緊急疏散客流的需要。
(4)設(shè)計(jì)客流按遠(yuǎn)期高峰小時(shí)的客流量,并考慮高峰小時(shí)內(nèi)客流的不均勻性,計(jì)入超高峰系數(shù)1.2 —1.4。一般按甲級、乙級、丙級站1.2—1.4,至于處于突發(fā)客流較大的車站視實(shí)際情況而定。
(5)車站防災(zāi)設(shè)計(jì)要滿足《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》第十二章及《地鐵快速軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》第八章之規(guī)定。車站若考慮平戰(zhàn)結(jié)合,能滿足按相應(yīng)防護(hù)等級進(jìn)行平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)條件。
(6)考慮與其他軌道線路的換乘位置。并選擇合理的換乘方式。換乘方式可采用站臺之間、站廳之間、通道換乘。對換乘站宜按一次規(guī)劃設(shè)計(jì),分期實(shí)施,留置切實(shí)可行的接口。換乘車站設(shè)計(jì)時(shí),換乘設(shè)計(jì)的通過能力需滿足遠(yuǎn)期換乘客流的需要。
(7)為降低地鐵造價(jià),;在滿足城市地下管線最小空間前提下,車站埋設(shè)深度盡量減少。必要時(shí)可將站廳分段設(shè)置。
(8)站廳、站臺、管理用房、服務(wù)用房根據(jù)專業(yè)用途、相互不干擾、方便管理、經(jīng)濟(jì)合理等要求,進(jìn)行總體布置,保證車站總體功能的發(fā)揮。
6.1.2.5 地鐵結(jié)構(gòu)與工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工方法的適應(yīng)性
地鐵結(jié)構(gòu)根據(jù)其線路位置不同,分為高架結(jié)構(gòu)、地面結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)。高架結(jié)構(gòu)、地面結(jié)構(gòu)與地層有關(guān)系的只是結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式,一般采用天然地基和樁基兩種,工程地質(zhì)應(yīng)對措施已有成熟的經(jīng)驗(yàn)。地下結(jié)構(gòu)則受工程地質(zhì)、水文地質(zhì)影響極大。
根據(jù)地層成因不同,有的屬松散地層,有的屬巖石地層。圍巖分類劃分為六類,不同地層,作用于地下結(jié)構(gòu)的地層壓力不同,也影響到施工方法不同,直接影響到地下結(jié)構(gòu)形式的選擇,一般情況下,埋深較淺,且在松散地層內(nèi)的地下車站采用明挖施工,結(jié)構(gòu)形式為單層或多層的單跨、多跨框架形式,埋深較大的地層中要充分利用圍巖成拱的條件,或加固地層人為制造成拱條件,發(fā)揮地層的承載拱作用,采用礦山法施工,將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成拱形或圓形。不同的結(jié)構(gòu)形式采用不同的施工方法來實(shí)現(xiàn),而施工方法反過來又影響結(jié)構(gòu)形式,兩者相互影響又相互這應(yīng),另一方面工程地質(zhì)、水文地質(zhì)也影響施工方法,所以結(jié)構(gòu)形式與施工方法、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)密不可分。施工方法根據(jù)線路埋深、地質(zhì)條件、當(dāng)?shù)丨h(huán)境來選擇,主要有明挖法、暗挖法兩大類。
明挖法有施工作業(yè)面多、速度快、工期短、易保證質(zhì)量、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。在地面交通和環(huán)境允許的地方,應(yīng)盡可能采用。明挖法又可分為明挖法順作法,蓋挖順作法,蓋挖逆作法,蓋挖半逆作法等,后3種方法又可統(tǒng)稱為明挖覆蓋施工法。
sMw工法在南京地鐵施工中有了新的突破,其基坑開挖深度已發(fā)展到17。6m,內(nèi)插的工字鋼可多次使用,從而使造價(jià)大大降低,據(jù)統(tǒng)計(jì),南京地鐵一期工程中,sMw樁造價(jià)已降到1100ji/m3,逆作法等,后三種方法又可統(tǒng)稱為明挖復(fù)蓋施工法。明挖法適用于埋深較淺的任何地層。 由于城市交通日益擁擠,地面交通十分緊張,如果明挖的施工方法受到很大限制,則可采用明挖復(fù)蓋法施工,以減少施工對交通和城市生活的干擾。
6.1 地鐵車站合理型式
6.1.1概述
1956年我國開始研究北京地鐵的建設(shè)問題。當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)政府派來了以謝苗諾夫?yàn)槭椎牡罔F專家組,因此,地鐵建設(shè)的模式完全是莫斯科地鐵的翻版,平均埋深在30M以上,車站型式以鋼筋混凝土的單層三拱塔柱式為主,并按此種建設(shè)模型在北京木樨地附近開挖了一座深達(dá)60M左右的試驗(yàn)豎井。而后中蘇關(guān)系惡化,撤走了專家組,北京地鐵的建設(shè)只能自力更生,立足于國內(nèi)技術(shù)力量和施工能力。所以,北京地鐵一期工程采用了二戰(zhàn)前西方修建地鐵的模式,即淺埋明挖的建設(shè)模式,大部分車站的覆土厚度約為2—3M左右,車站型式主要為單層三跨島式車站,局部為一層半(站廳),部分客流小的車站為單層側(cè)式站臺,管理和設(shè)備用房基本在地下。區(qū)間隧道為明挖雙跨矩形框架。此后,北京地鐵二期工程也是采用此種模式。此種車站形式結(jié)構(gòu)簡單,施工方便(因基坑淺),建設(shè)規(guī)模小,投資低,但使用和管理略有不便。
20世紀(jì)70年代修建的天津地鐵一號線為了節(jié)省投資,簡化施工,全線均采用淺埋明挖的建設(shè)模式,車站為單層多跨框架結(jié)構(gòu),并采用側(cè)式站臺,區(qū)間隧道為雙跨矩形框架結(jié)構(gòu)。設(shè)備和管理用房基本在地面。
1986年上海地鐵一號線正式啟動(dòng),無論是日本國際協(xié)力事業(yè)或上海地鐵公司所提出的工程可行性研究報(bào)告中都建議車站形式以雙層三跨島式為主,車站的負(fù)一層為站廳層,負(fù)二層為站臺層,因采用明挖法施工,所以頂部覆土厚一般為1叫M。這種車站形式,使用和管理都較單層式方便,但其建設(shè)規(guī)模大,投資高。上海一號線車站長度一般都在240M以上,寬度約22M左右,結(jié)構(gòu)高度約為12m左右。這種雙層式車站最早由新加坡地鐵提出,因新加坡為軟土,地面建筑物密集,區(qū)間隧道必須采用盾構(gòu)法施工,因此,區(qū)間隧道埋深較大。所以車站線路的埋深也必然加大,采用明挖法施工時(shí),基坑開挖較深,若采用單層式車站不僅要回填很厚的土方,而且也增加了結(jié)構(gòu)頂部荷載,因此,采用雙層式車站就順理成章。上海的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件與新加坡有相似之處,因此,采用這種車站形式亦是合理的。此后修建的上海地鐵2號線、廣州地鐵一號線、北京地鐵復(fù)八線等也都采用雙層車站形式。隨著城市車輛的急劇增加,地面交通流量增加,有的地段不允許中斷交通, 1986年后,北京出現(xiàn)了暗挖法施工區(qū)間與車站,從而地鐵結(jié)構(gòu)出現(xiàn)多跨拱式結(jié)構(gòu),使施工難度、工期、投資大為增加。
此外,還存在一個(gè)很大的難題,就是有折返線或停車線的車站,車站本身不存在什么問題,而是包含折返線或停車線地段采用什么形式的問題。如地層比較穩(wěn)定,地下水壓和水量都不大時(shí),可采用暗挖法施工,理所當(dāng)然,折返線或停車線地段可采用單層結(jié)構(gòu)。
如在不穩(wěn)定地層,為了減少施工的風(fēng)險(xiǎn),常與車站一起采用明挖法施工,必然也就采用雙層形式,這里就存在著折返線或停車線上面負(fù)一層的利用問題。如上海地鐵一號線徐家匯車站,在折返線上面的負(fù)一層用作為商場。廣州地鐵一號線芳村站,折返線上面的負(fù)一層則作為停車場。
最近施工的南京地鐵一號線和廣州地鐵二號線,其車站形式根據(jù)地物、地貌條件又有了新的發(fā)展。如南京地鐵一號線南京火車站,因?yàn)榈罔F車站需橫穿南京8股鐵道,其1/8股道是京滬直通線,任何時(shí)候都不允許中斷。因此,車站采用明挖法是絕不可能的,采用暗挖法在鐵路下修建雙層三跨車站(因客流量大)施工難度和風(fēng)險(xiǎn)太大,經(jīng)過多方案比較,決定車站兩端采用明挖法修建兩個(gè)獨(dú)立的帶站廳層的雙層結(jié)構(gòu),而穿越鐵路股道部分則采用暗挖法修建兩條帶側(cè)站臺的隧道,其間用橫向通道相連,形成又分又合的站臺層。這種車站形式既滿足了客流大的要求,又解決了穿越鐵路不能明挖的困難。困為兩條車站隧道的直徑相對來說不大,約8M左右,并有較大的凈距(等于或大于1倍洞徑),施工難度和風(fēng)險(xiǎn)相對較小,目前正在施工。廣州地鐵二號線的越秀公園站和江南新村站、北京地鐵五號線東四、崇文門等站因?yàn)轳R路不能中斷,也是采用這種結(jié)構(gòu)形式,廣州二號線的車站已順利建成,北京五號線正在施工,其運(yùn)營效果目前尚不能確定(因未通車),但對降低投資和減少對城市生活的影響,其效果是顯然的。
最近施工的一些地鐵線,在地物和地貌條件允許情況下,也有采用明挖單層側(cè)式站臺的車站,如需將設(shè)備和管理用房全置于地下,則車站寬度必然很大,除非可采用放坡明挖,否則其投資也不會低很多。
近幾年,由于城市范圍迅速擴(kuò)大,與城市副中心、衛(wèi)星城聯(lián)絡(luò)的要求,出現(xiàn)了一批中等運(yùn)量的地鐵和輕軌線路,如北京城市鐵路,上海辛閔線、明珠一期、大連、長春輕軌等工程。這些工程大都不在鬧市區(qū),沿線道路紅線又寬,或規(guī)則已留路基等條件,故線路敷設(shè)在地面和高架橋上,出現(xiàn)了各種地面、高架區(qū)間、車站結(jié)構(gòu)形式,并使工程造價(jià)大為降低。
6.1.2 合理車站型式的確定
地下鐵道是一種規(guī)模浩大的交通性公共建筑,地鐵車站是地下鐵道系統(tǒng)中一個(gè)很重要的組成部分,凡是乘坐地鐵的人必須經(jīng)過車站,因此它與乘客的關(guān)系是極為密切。同時(shí)地鐵運(yùn)營中的大部分技術(shù)設(shè)備和運(yùn)營管理系統(tǒng)都設(shè)在車站內(nèi),對保證地鐵安全運(yùn)營起著很關(guān)鍵作用,所以車站合理型式的確定,會直接影響到地鐵系統(tǒng)的功能、造價(jià)、服務(wù)水平、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
6.1.2.1 地鐵車站設(shè)計(jì)理念
隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人民生活水平得到很大的提高,乘客對出行的要求也越來越高,熱切期望發(fā)展快捷、安全、舒適、環(huán)保的地鐵,同時(shí)對地鐵管理也提出了更高的要求。在確定合理車站型式時(shí),首先要確定一個(gè)好的設(shè)計(jì)理念,因此,地鐵設(shè)計(jì)中提出了“公眾地鐵”,“綠色地鐵”,“人文地鐵”,“經(jīng)營地鐵”的理念。
(1) 公眾地鐵的理念——以人為本、創(chuàng)造良好、舒適的乘車環(huán)境、滿足普通乘客、老年人、殘疾人、孕婦、兒童等不同層次乘客的各種要求。
(2)綠色地鐵的理念——人與自然共生,創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)交通系統(tǒng),在預(yù)防噪音、振動(dòng)、有害物質(zhì)排放等生態(tài)、環(huán)保方面滿足乘客和沿線居民的要求。
(3)人文地鐵的理念——突出城市歷史、文化、藝術(shù)特色,融人文環(huán)境、地域歷史于車站設(shè)計(jì)之中,創(chuàng)造具有地域特色的交通建筑滿足乘客文化深層次的要求。
(4)經(jīng)營地鐵的理念——努力降低造價(jià)、降低運(yùn)營成本,并努力創(chuàng)造可經(jīng)營資源,增加地鐵運(yùn)營之外的收入,以降低地鐵票價(jià),吸引更多的乘客,滿足乘客的經(jīng)濟(jì)出行。
地鐵設(shè)計(jì)理念的提升是我國地鐵建設(shè)越來越人性化的體現(xiàn),經(jīng)營地鐵理念的提出是地鐵傳統(tǒng)管理模式的突破,是使我國地鐵建設(shè)事業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展道路的基礎(chǔ)。
6.1.2.2車站形式與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)
地鐵車站按照其所處位置不同有高架車站、地面車站、地下車站之分。高架車站、地面車站因其建筑體形龐大,對周圍環(huán)境影響很大,地下車站雖在地下,但其出入口、風(fēng)亭仍然在地面,因此車站的設(shè)計(jì)必須適應(yīng)地面環(huán)境,·與周圍環(huán)境融為一體,相互協(xié)調(diào)。有條件的地方還要考慮提升當(dāng)?shù)丨h(huán)境的品位。
在車站總平面布局時(shí),應(yīng)充分考慮城市規(guī)劃,城市交通規(guī)劃、周邊環(huán)境、車站功能、施工方法等因素的影響,妥善處理好地面交通、地下管線及地下構(gòu)筑物的關(guān)系,以維持和發(fā)展生態(tài)環(huán)境的需要。
地鐵出入口、風(fēng)井是車站的重要組成部分,也是車站中環(huán)境景觀最有影響的部分,尤其是在人流密集的繁華市區(qū),出入口、風(fēng)井、殘疾人電梯等地面建筑設(shè)計(jì)的成功與否,直接關(guān)系到城市景觀形象。
上海地鐵徐家匯站,廣州地鐵公園前站,南京地鐵新街口站等地處商業(yè)中心,其車站總體布局除滿足了地鐵車站功能要求外,又進(jìn)行了商業(yè)開發(fā),與地區(qū)商業(yè)中心遙相呼應(yīng),出入口、風(fēng)亭與周圍建筑物合建隔入了城市環(huán)境,又為乘客提供了方便;個(gè)別不合建的出入口、風(fēng)亭也因地制宜在造型上用現(xiàn)代處理手法,體現(xiàn)了時(shí)代氣息:北京地鐵天安門東站、西站出入口采用了古建筑形式,在紅墻的襯托下,古色古香,突出了民族風(fēng)格與現(xiàn)代建筑相協(xié)調(diào)的效果:北京地鐵西單站站位經(jīng)過多方案反復(fù)比選,確定在十字路東側(cè),為施工創(chuàng)造了方便,同時(shí),出入口與過街人行道合建,即方便乘客過街,又方便乘坐地鐵。該站出入口多處為敞口形式,沿街看不到地鐵出入口風(fēng)雨亭,使其對沿街景觀的影響降到了最低限度。
車站與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào),與地區(qū)開發(fā)相結(jié)合,為地鐵建設(shè)與周圍景觀帶來良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,使各方都得到“雙贏”的成果。
6.1.2.3 車站內(nèi)部環(huán)境及功能要求
車站內(nèi)部環(huán)境及功能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列原則進(jìn)行:
(1)地鐵車站空間是地鐵環(huán)境空間的延伸、繼續(xù)與發(fā)展。地下車站既與上部地區(qū)、街道、建筑、道路和空間環(huán)境相呼應(yīng),又要打破地下空間沉悶、壓抑、昏暗的感覺,力求創(chuàng)造出區(qū)別于地面、優(yōu)越于地面的地下空間環(huán)境。
(2)車站設(shè)計(jì)力求達(dá)到安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀,突出交通性建筑,滿足使用功能,方便乘客集散,為乘客創(chuàng)造舒適環(huán)境,確保安全,有利于運(yùn)營管理。
(3)在突出交通性建筑的特點(diǎn):速度、次序、安全、識別性的同時(shí),把車站設(shè)計(jì)成具有地域藝術(shù)風(fēng)格,簡潔、明快、舒適、富有時(shí)代感的地下交通城。
(4)正確處理好整條線各車站的共性與個(gè)性。既要相互呼應(yīng),形成一體,又要避免雷同,各具特色。其建筑技術(shù)、建筑構(gòu)造、建筑材料、設(shè)備等盡可能采用新的技術(shù)成果。
(5)充分利用城市的地下空間,提高城市活力,進(jìn)行城市三維空間的主體開發(fā),為地鐵創(chuàng)造可經(jīng)營資源,以增加地鐵收入。
目前各城市地鐵的車站建筑設(shè)計(jì)裝修、出入口、風(fēng)亭的設(shè)計(jì),逐步按照上面原則進(jìn)行實(shí)施,創(chuàng)降低地鐵造價(jià)及工程建設(shè)管理等若干問題的研究造了一批功能齊全、環(huán)境舒適、美觀大方的車站。
6.1.2.4 車站建筑總體設(shè)計(jì)
車站建筑總體設(shè)計(jì)要求如下:
(1)車站是地鐵乘客集散和乘車的場所,因此地鐵車站建筑和設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)地鐵交通功能的特點(diǎn)。
(2)車站總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足線路設(shè)計(jì)要求,便于乘客在地鐵和地面公共交通之間的換乘,同時(shí)與地面建筑規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在確定站址時(shí),應(yīng)對該地區(qū)的地下管線、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地面建筑的拆遷、改造的可能性、地下構(gòu)筑物之間的關(guān)系等作綜合考慮。應(yīng)盡量減少房屋拆遷、管線遷移和施工時(shí)對地面建筑物、地面交通及市民影響。
(3)車站規(guī)模應(yīng)根據(jù)近遠(yuǎn)期預(yù)測客流的集散量和車站本身行車管理、設(shè)備用房的需要確定。其站廳(公共區(qū))、站臺(公共區(qū))、出入口通道、樓梯口、自動(dòng)扶梯、售檢票機(jī)口等均要與該站客流通過能力相應(yīng),同時(shí)滿足事故緊急疏散客流的需要。
(4)設(shè)計(jì)客流按遠(yuǎn)期高峰小時(shí)的客流量,并考慮高峰小時(shí)內(nèi)客流的不均勻性,計(jì)入超高峰系數(shù)1.2 —1.4。一般按甲級、乙級、丙級站1.2—1.4,至于處于突發(fā)客流較大的車站視實(shí)際情況而定。
(5)車站防災(zāi)設(shè)計(jì)要滿足《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》第十二章及《地鐵快速軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》第八章之規(guī)定。車站若考慮平戰(zhàn)結(jié)合,能滿足按相應(yīng)防護(hù)等級進(jìn)行平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)條件。
(6)考慮與其他軌道線路的換乘位置。并選擇合理的換乘方式。換乘方式可采用站臺之間、站廳之間、通道換乘。對換乘站宜按一次規(guī)劃設(shè)計(jì),分期實(shí)施,留置切實(shí)可行的接口。換乘車站設(shè)計(jì)時(shí),換乘設(shè)計(jì)的通過能力需滿足遠(yuǎn)期換乘客流的需要。
(7)為降低地鐵造價(jià),;在滿足城市地下管線最小空間前提下,車站埋設(shè)深度盡量減少。必要時(shí)可將站廳分段設(shè)置。
(8)站廳、站臺、管理用房、服務(wù)用房根據(jù)專業(yè)用途、相互不干擾、方便管理、經(jīng)濟(jì)合理等要求,進(jìn)行總體布置,保證車站總體功能的發(fā)揮。
6.1.2.5 地鐵結(jié)構(gòu)與工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工方法的適應(yīng)性
地鐵結(jié)構(gòu)根據(jù)其線路位置不同,分為高架結(jié)構(gòu)、地面結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)。高架結(jié)構(gòu)、地面結(jié)構(gòu)與地層有關(guān)系的只是結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式,一般采用天然地基和樁基兩種,工程地質(zhì)應(yīng)對措施已有成熟的經(jīng)驗(yàn)。地下結(jié)構(gòu)則受工程地質(zhì)、水文地質(zhì)影響極大。
根據(jù)地層成因不同,有的屬松散地層,有的屬巖石地層。圍巖分類劃分為六類,不同地層,作用于地下結(jié)構(gòu)的地層壓力不同,也影響到施工方法不同,直接影響到地下結(jié)構(gòu)形式的選擇,一般情況下,埋深較淺,且在松散地層內(nèi)的地下車站采用明挖施工,結(jié)構(gòu)形式為單層或多層的單跨、多跨框架形式,埋深較大的地層中要充分利用圍巖成拱的條件,或加固地層人為制造成拱條件,發(fā)揮地層的承載拱作用,采用礦山法施工,將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成拱形或圓形。不同的結(jié)構(gòu)形式采用不同的施工方法來實(shí)現(xiàn),而施工方法反過來又影響結(jié)構(gòu)形式,兩者相互影響又相互這應(yīng),另一方面工程地質(zhì)、水文地質(zhì)也影響施工方法,所以結(jié)構(gòu)形式與施工方法、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)密不可分。施工方法根據(jù)線路埋深、地質(zhì)條件、當(dāng)?shù)丨h(huán)境來選擇,主要有明挖法、暗挖法兩大類。
明挖法有施工作業(yè)面多、速度快、工期短、易保證質(zhì)量、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。在地面交通和環(huán)境允許的地方,應(yīng)盡可能采用。明挖法又可分為明挖法順作法,蓋挖順作法,蓋挖逆作法,蓋挖半逆作法等,后3種方法又可統(tǒng)稱為明挖覆蓋施工法。
