中心城区复杂环境下方案设计研究

柏 林

(中铁(天津)隧道勘测设计院有限公司第一分院，天津 300133)

0 引言

北京地铁8号线二期工程南段线位周边用地大多为历史文化保护区。沿线拥有鼓楼、火德真君庙、后海、景山公园、皇城根遗址公园等著名的皇家园林及旅游景点，连接了王府井等繁华的商业街，是传统文化风貌的重要旅游地区和国内知名的商业区。周边环境十分复杂，外部控制因素较多，通过对其控制条件的分析，使本站的建筑结构方案的选择打破了地铁车站常规模式。车站的结构形式比较适合于周围的建筑条件，便于旅客的换乘，在某些方面具有独一性、创新性。

1 工程概况

地铁8号线二期工程南段是由一期工程(奥运支线)向南延伸。南段线路北起奥支线与10号线的换乘站——北土城站、知春路与北辰路交叉口，线路以地下线形式沿北辰路向南敷设，经过北三环安华桥后一直向南，经旧鼓楼大街向南至北二环的鼓楼桥，然后再继续向南延伸，沿旧鼓楼大街至地安门外大街，在地安门外大街与平安大街交叉口处折向东，经由南锣鼓巷至交道口南大街与平安大街交岔口后向南敷设，终点设置在中国美术馆西门。本段共设置6座地下车站:安华桥站、安德里北街站、鼓楼大街站、什刹海站、南锣鼓巷站、中国美术馆站。

南段线6座车站中有4座换乘车站，安华桥站远期与M12号线换乘，顾洛大街站与既有M2号线换乘，南锣鼓巷站和中国美术馆站与在建M6号线换乘。

2 工程技术

2．1 车站站位、站型确定

1)安华桥站。本站位于北辰路、旧鼓楼大街与北三环交叉口西侧，车站沿北辰路、旧鼓楼大街南北向布置。本站的站位、站型和工法应结合以下四点确定:a．最大程度降低对安华桥桥体(基础形式为浅基础)的影响，将车站主体跨三环主路的50 m范围内，车站采用单层暗挖+分离单洞的形式，同时两个侧站台(侧站台宽度3．5 m)之间采用净宽5 m的联络通道联系;b．根据三环路地势起伏的特点，同时结合减少对地下管线的改移工程量，车站两端采用暗挖双层岛式站台的形式;c．考虑车站北段区间采用矿山法施工、南段区间采用盾构法施工(提供盾构掉出的条件)，因此将车站两端15 m范围内采用明挖四层的形式;d．为充分利用车站北段绿化带的地下空间、降低车站的造价、缩短车站站体的长度，考虑将车站主要的设备及管理用房进行外挂设置。本站站位设置在安华桥桥桩西侧，两端采用暗挖双层+明挖三层，中间采用暗挖单层的结构形式下穿北三环主路。另外为了减小车站长度，在车站西北象限(中国科技馆)的绿地内外挂部分设备用房。故车站为地下两端双层，中间单层端进式岛式车站。

2)安德里北街站。车站位于安德里北街和鼓楼外大街十字交叉路口处，沿鼓楼外大街呈南北布置。本站的站位、站型和工法应结合以下两点确定:a．经过与交通部门的沟通及协调，在保证施工期间“占一还一”的原则，同意在旧鼓楼大街下方采用明挖法施工标准双层岛式站台的形式;b．车站西侧临近车站附近有一根1 500mm的电力管沟，经前期部分协调，改移费用较高(1．3亿元)，同时安德里北街道路下方管线密集，管线改移周期难以控制，改移费用较高，因此采用局部暗挖单层的形式。故本站为两端双层明挖、中间单层暗挖端进式车站。

3)鼓楼大街站。本站位于旧鼓楼大街与北二环路交叉口南侧，北临既有M2号线鼓楼大街站，根据北京市2020年线网规划要求，8号线鼓楼大街站与既有M2号线鼓楼大街站实现换乘。本站的站位、站型和工法应结合以下五点确定:a．结合东城区区政府旧鼓楼大街与北二环路东南角整体统一规划的要求，为降低8号线车站的施工难度，考虑本站采用明挖14 m站台岛式车站的形式;b．由于M2号线为明挖法施工的车站，车站顶板覆土厚度仅为3 m，因此8号线车站区间必须下穿既有线。同时，为降低两个车站之间的换乘距离，缩短乘客行走的时间，考虑将8号线车站在满足车站功能和保证2号线车站安全的情况下，将8号线车站端头与既有线2号线车站距离控制在65 m，因此考虑8号线车站为明挖三层;c．考虑两线换乘客流实现平层换乘，因此将8号线车站负一层设置站厅层、负二层设备层、负三层站台层;d．由于M2号线为1987年建设完成的，当时未考虑换乘和预留换乘空间。通过对8号线远期预测客流的计算，换乘客流占总客流的80%，为减少8号线换乘客流对M2号线站台的冲击和影响，考虑在8号线车站西北角和东北角各设置一个面积约1 200 m2的换乘厅，两条线通过6．5 m的换乘通道连接，实现双向换乘。由于2号线车站目前改造较为困难，因此在8号线车站站厅北端预留远期实现单向换乘的条件;e．由于车站站厅北端第一组楼、扶梯距离换乘通道较近，根据乘客的行为心理原则(行走就近原则)和客流仿真模拟，显示对北端第一组楼、扶梯远期会有一定的冲击和拥堵现象，因此考虑在车站东侧增加另一换乘通道路径，分流换乘客流，提高8号线站厅层三组楼扶梯的利用率(见图1)。

图1 鼓楼大街站换乘平面图

故车站主体结构为地下三层岛式，在车站北端东西两侧各设置一个地下换乘厅，改造2号线车站的西南、东南出入口通道为换乘通道并接入换乘厅，实现两站“厅—厅”换乘。换乘厅分为付费区和非付费区，其中非付费区设置两站共用的出入口。

4)什刹海站。什刹海站为北京地铁8号线二期中间车站，站位设置于地安门外大街路东侧一带商业门面房处，沿地安门外大街呈南北布置。本站的站型、站位和工法应结合以下四点确定:a．地安门外大街西侧为贞观年间火的真君庙(市级保护文物)、鼓楼西大街与地安门外大街交叉口东北角为明清时期的鼓楼(国家级保护文物)、横跨地安门外大街为1285年的万宁桥(市级保护文物)，根据北京市文物专家的要求，鼓楼大街站～什刹海站区间轨道的线路距离明清时期的鼓楼(国家级保护文物)不应小于50 m，同时要求什刹海站～南锣鼓巷站区间线路不能正穿万宁桥(市级保护文物)。结合上述周边情况和相关部门的要求，车站站位设置于地安门外大街东侧(拆迁地块内)，采用明挖法施工;b．地安门外大街规划路50m，现状道路宽15m，由于地域属文保区，道路红线很难实现规划，现状车流量大，交通繁忙，三车道(北向两车道，南向一车道)和两侧自行车道。经与交管部门协调，地安门外大街无法满足“占一还一”的原则，因此车站站位全部设置在拆迁地块内，可结合西城区旧城保护规划一体化开发;c．万宁桥河底与道路高差为3．5 m和河底淤泥层较厚，且什刹海站～南锣鼓巷站区间(盾构区间)需下穿大量平瓦房和高层商业，为保证区间的安全和减少运营线路对上方居民生活的影响，故车站采用明挖三层岛式站台的形式，将盾构区间深埋设置;d．考虑车站站厅层设置于负一层、设备层设置于负二层、站台层设置于负三层。故车站主体结构为地下三层岛式。

5)南锣鼓巷站。南锣鼓巷站为北京地铁8号线与6号线的换乘车站，站位设置于地安门东大街与南锣鼓巷交叉口北侧，沿地安门东大街东西向布置。本站的站型、站位和工法应结合以下两点确定:a．地安门东大街管线情况:污水管线、热力管、雨水管、电力管;道路情况:地安门东大街现状宽约30 m;古树情况:沿地安门大街沿街有大量需要保护的古树;保护性建筑物情况:沿地安门大街有文物保护单位4处;经与各个部门的沟通协调，管线改移和交通导改均无法实现，因此站位设置于地安门东大街北侧拆迁地块内，考虑与东城区拆迁地块实现“一体化”开发，综合利用旧城保护区地下空间;b．地安门东大街南侧为6号线车站，根据北京市2020年线网规划，6号线与8号线南锣鼓巷站实现换乘，考虑两个车站之间换乘的便捷性，两线采用同站台通道换乘的形式;故8号线车站为地下四层叠摞站台，车站负三层为左线站台层，负四层为右线站台层，分别与6号线左右线站台对应，在每层站台各设置一个换乘通道与6号线车站相连，实现同站台同标高换乘(见图2)。

6)中国美术馆站。本站位于美术馆东街、王府井大街、五四大街、东四西大街四条街十字交叉路口处，沿美术馆东街、王府井大街呈南北布置。6号线中国美术馆站及规划3号线车站均沿东四西大街东西向布置。本站的站型、站位和工法应结合以下两点确定:a．管线情况:路口东西南北向主要有热力管沟、电力管沟、雨水管沟、污水管沟埋深均较深;道路交通情况:现状车流量大，交通繁忙，经与各部门沟通协调，管线改移和交通导改均无法实现，因此车站主体采用全暗挖法施工;b．美术馆东街南北向热力管沟埋深约10．0 m(靠主路的西侧)，王府井大街南北向电力管沟埋深约11．6m(靠主路的东侧)，同时车站两侧为民航总局和华侨大厦(地下室空间贴道路红线)，考虑降低8号线和6号线轨面的埋深和车站施工期间降水的难度，将车站北端左线双层单跨(净宽12．0 m)设置于热力管线的东侧，右线区间下穿热力管线，车站南端双层单跨(净宽12．0 m)设置于电力管线的西侧，左线区间下穿电力管线，左线与右线站台错开设置;c．美术馆东街、王府井大街、五四大街、东四西大街四条街十字交叉路口处管线众多，考虑车站单层站台下穿十字路口联系左线、右线错开的站台，站台共享区约50 m;d．车站北端与南端高层较多，车站长度受到限制，因此考虑将车站主要的设备及管理用房去外挂于西北角绿化带内，外挂地下三层(负一层设备层、负二层站厅层、负三层设备层)(见图3)。

图2 南锣鼓巷站纵剖面图

图3 中国美术馆站纵剖面图

故8号线中国美术馆站为北端暗挖双层，中间暗挖单层，南端明挖三层车站，施工方法采用明、暗挖结合。8号线车站为端厅车站，为实现远期与3号线车站的通道换乘，在南北两个端厅付费区内分别预留与规划3号线的换乘通道接口。待3号线建成后，通过3号线站厅层付费区与6号线实现换乘。

2．2 规模控制

车站规模应以远期超高峰小时客流量为依据，并根据列车长度和限界要求，满足乘客乘降和集散安全以及车站运营要求，并综合考虑其所处的地理位置、地面交通情况、地下管线位置、车站性质以及远期发展规划等因素合理确定车站规模。车站超高峰系数根据车站规模、车站周围用地情况等所决定的客流性质不同分别取1．1 ～1．4。

为了有效控制工程造价，将对本线各车站进行规模和功能分析。

1)站台宽度:根据远期高峰小时客流量等综合因素计算确定。岛式站台最小宽度:8 m。地下车站侧站台最小宽度:2．5 m。高架车站侧站台最小宽度:2．5 m。

2)自动扶梯。车站出入口的提升高度大于6 m时，设上行自动扶梯。车站出入口的提升高度大于12 m时，设上、下行自动扶梯。站厅与站台高差超过6 m时，上、下行均应设自动扶梯。分期建设的自动扶梯应预留位置。

3)车站形式、站台形式及规模见表1。

3 非标准车站建筑设计重点

3．1 三层、四层车站

1)三层车站一般布置顺序为负一层站厅、负二层设备层、负三层站台层。2)公共区厅—台的楼扶梯在穿越设备层时应做好防火封堵(关键部位为楼扶梯穿越负二层时的梯下三角房)。3)公共区楼扶梯在中板开洞时应在楼扶梯两侧预留10 cm～15 cm的公共区装修安装尺寸(一般为干挂石材)。并且在穿越负二层楼扶梯两侧的二次墙体采用煤矸石实心砖砌筑，以满足承重要求。4)在有效控制车站规模的前提下应在设备大端、小端各设置一个上、下贯通并直出地面的消防专用通道。5)三层车站一般将变电所房间设置于负二层，以减小车站长度。在确定各层层高的时候应考虑负二层设置的电缆夹层。夹层范围内设备区走廊的净高应与两侧门洞高度协调得当，避免出现该处走廊在上方管线安装完成后与吊顶及两侧门体冲突。

表1 车站站台形式及规模

3．2 端进式车站

1)车站各个端厅在周边环境允许的前提下应尽量设置两个直通地面的出入口。2)公共区布置应在满足设备用房使用要求的前提下尽量加大公共区的面积(建议为2跨半的非付费区空间)。3)每个端厅直出地面的出入口应至少设置一个无障碍电梯，相应的每个端厅也设置一个站厅—站台的无障碍电梯。4)车站每个端厅设置的站厅—站台的公共区楼扶梯应考虑中间暗挖单层段的土体，保证下工作点距前方障碍物的距离大于8 m，条件允许的情况下应适当加大(建议为10 m)。5)单层暗挖段两个单洞，侧站台宽度建议做到至少净宽4．0 m。

3．3 异形车站

1)一般外挂均为大型的设备机房，故在设计过程中应充分考虑外挂部分设备用房与主体部分设备用房的管线连通路由，应在车站主体与外挂设备用房之间设置一条独立的管线通道(建议6 m×2．7 m)，满足强电电缆与弱电电缆分设与通道两侧，中间留有后期运营期间检修空间。

2)应在外挂部分设置直出地面的紧急疏散口。

3)外挂部分的设备用房应慎重选择，尽量避免出现管线连通路由的反复。以安华桥为例:开关柜室设置在站台层，变配电室设置在外挂部分，两个房间不同层，安华桥站本身又为端厅车站，故开关柜室内的电缆引入变配电室之后，需要将近200根电缆再重新进入车站主体部分，接入配电室及强电井。造成电缆路由反复性大，与其他管线交叉现象严重，同时增加投资。

4 结语

车站建筑方案应根据站位、车站形式、换乘方式、施工方法等的不同确定不同方案。

由于各站所处的环境不同，又有各自的特点，设计时要仔细研究制约因素，做大量细致的工作。通过调整站位、埋深、迁移或避开管线等，做出不同方案;比较换乘方式和施工方法，做出造价分析。在满足车站使用功能的前提下，选择客流流线短和经济合理的车站建筑方案，为在以后的初步设计中避免出现大的变动，按合理的造价有效地控制设计。

［1］GB 50157-2003，地铁设计规范［S］．

［2］施仲衡．地下铁道设计与施工［M］．西安:陕西科学技术出版社，1997．

［3］中国铁道协会，大连铁道学院．1999-2001城市轨道交通论文集［M］．北京:中国铁道出版社，2002．

［4］王 聪．地铁车站建筑设计的不足与创新［J］．城市轨道交通研究，2006(10):24-28．

［5］沈景炎．以轨道交通为骨架构筑城市客运综合枢纽［J］．都市轨道快轨交通，2004，17(3):19-23．