城市轨道交通换乘站有无预留换乘条件对换乘方案的影响——以上海轨道交通12号线工程为例

高英林

(上海市隧道工程轨道交通设计研究院,200235,上海∥教授级高级工程师)

城市轨道交通换乘站有无预留换乘条件对换乘方案的影响
——以上海轨道交通12号线工程为例

高英林

(上海市隧道工程轨道交通设计研究院,200235,上海∥教授级高级工程师)

结合上海轨道交通12号线工程中的部分换乘车站的设计实际,总结归纳了有预留节点的换乘车站的换乘方案,并分析了采用多种换乘方式的优点。详细介绍了4座无预留换乘节点换乘车站均只设置通道换乘的具体原因。分析了有无预留换乘条件对换乘站换乘方案设置的影响,并对车站是否应该预留换乘条件提出了建议。

城市轨道交通; 换乘站； 换乘方案; 换乘节点预留

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

随着城市轨道交通线网逐步扩展,换乘站的数量在逐步扩展,对换乘车站换乘方案的研究也逐步开展。文献[1]阐述了郑州市轨道交通线网规划及郑州轨道交通1号线换乘站设计情况,提出了不同型式换乘站的设计思路。文献[2]以青岛地铁江苏路站为例,从换乘形式角度,对3种换乘方案进行了分析和比选。文献[3]根据北京地铁西直门车站的周边环境条件,进行多方案的比选和论证,通过设置单向换乘解决了西直门车站三线换乘的客流问题。文献[4]对北京地铁白石桥南站的“侧-岛”、“T形岛-岛”及“ L形岛-岛”3种典型换乘形式进行了比较分析。文献[5]以重庆轨道交通5号线、6号线和环线换乘的大型枢纽冉家坝站为例,针对单岛四线和双岛四线两种换乘方案进行比选,推荐采用单岛四线换乘方案,并提出“十字+同站台”组合换乘的总体方案设计。文献[6]通过分析国内外不同的轨道交通换乘站,按平行交汇和相交交汇两种线路相交形式分类,归纳出针对不同线路相交特点的换乘方式选择意见,并对每种换乘方式进行适用性分析及优缺点评述。

在实际工程设计中,由于部分较早建设的车站未预留换乘节点,对未来换乘方案设置造成了很大限制。文献[7]介绍了北京地铁车公庄站换乘方案中3条换乘通道的设计过程,指出该站未预留换乘节点,改造难度较大,选择换乘方式时应充分分析既有站站内情况。

本文结合上海轨道交通12号线工程中的部分换乘车站的设计实际,分析有无预留换乘条件两种情况下对换乘站换乘方式的影响,并对车站是否应该预留换乘条件提出建议。

1 工程概况

1.1 线路概况

上海轨道交通12号线是上海市轨道交通网络中的一条重要线路,线路走向以串联城市东、西区域为主线,连接了城市主要交通枢纽、繁华商业区及居住区,同时锚固了目前运营状态下的所有市区轨道交通线。本线与上海市轨道交通线网中既有的12条线路存在换乘关系,其中直接与网络中已建成运营的1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13号线实现换乘,同时在金海路站、申江路站、江浦公园站、桂林公园站、顾戴路站及七莘路站分别为9号线(在建)、19号线(规划)、18号线(在建)、15号线(在建)、16号线(规划)及其他预留的规划线预留了换乘条件。

1.2 换乘站概况

上海轨道交通12号线共有19座换乘站(本线车站均为地下站),其中,换乘线路已开通的且预留换乘条件的车站有9座(见表1)。汉中路站与1号线的换乘节点、陕西南路站与1号线的换乘节点、龙漕路站与3号线的换乘节点、漕宝路站与1号线的换乘节点并未预留换乘条件。

表1 上海轨道交通12号线换乘站中换乘线路已开通且预留换乘条件的车站

2 与已预留换乘条件的运营车站的换乘布置

2.1 地下站与高架站换乘

巨峰路站采用的是地下站与高架站换乘方式,如图1所示。12号线巨峰路站为地下车站,站台位于地下二层,6号线巨峰路站为高架车站,站台位于地上三层。两站间站台中心距离较远且垂直高差也很大。为方便乘客换乘,设计时,一方面尽可能将12号线车站靠近6号线车站布置;另一方面结合地下、地上转换特点,在12号线巨峰路站地下一层(站厅层)直接连接换乘高架天桥,并通过设置多台自动扶梯,将乘客从地下一层直接提升至地上二层(6号线高架站厅层),从感官上拉近了两者之间的距离,达到了快速方便输送换乘客流的目的,较好地满足了换乘客流的需要。通过对6号线高架车站原有站厅进行改造,使新增的付费区换乘通道口位置尽可能地设置在靠近高架站台的自动扶梯口处,减少了乘客的步行距离。通过上述“二点一线”加自动扶梯的方式,较好地完成了这一类型的换乘通道的设计。图1为二线换乘巨峰路站站层图。

图1 二线换乘巨峰路站站层图

2.2 两地下站“十”字型换乘

12号线与4号线在大连路站形成“十”字型换乘,4号线大连路站本身为地下二层车站,在建设中已预留了地下三层的换乘节点;与10号线在天潼路站形成“十”字型换乘,10号线天潼路站本身为地下二层车站,在建设中已预留了地下三层的换乘节点;与8号线在曲阜路站形成“十”字型换乘,8号线曲阜路站本身为地下二层车站,在建设中已预留了地下三层的换乘节点;与7号线在龙华中路站形成“十”字型换乘,7号线龙华中路站本身为地下二层车站,在建设中已预留了地下三层的换乘节点。

根据站台布置情况,大连路站、曲阜路站、龙华中路站在常规的站厅换乘的基础上增加了节点换乘方式。节点换乘可以使部分乘客通过节点换乘设施从下层站台换乘至上层站台,大大缩短了乘客换乘走行距离,而站厅换乘可以保证高峰客流时段采用单向客流疏导换乘,以避免出现换乘客流拥挤、对撞情况,从而确保乘客换乘安全有序。

站厅换乘+节点换乘的综合换乘方式提供了两组换乘路径,以大连路站12号线换乘4号线为例,一组路径是通过节点换乘设施直接从12号线站台到达4号线站台,另一组路径是经过12号线站台上的楼扶梯到达站厅层,再经过站厅楼扶梯到达4号线站台。平峰时段两组路径均可通行,高峰时段两条路径单向通行,只允许某一方向的换乘客流使用特定路径,这样就避免了换乘客流在换乘通道内的交织和对冲,提高了车站的换乘能力。图2为二线换乘大连路站站层图。

图2 二线换乘大连路站站层图

12号线天潼路站为侧式站台,设计时在两个侧式站台均布置了直通10号线站台的楼梯和自动扶梯,相当于提供了节点换乘设施,当高峰时段仍然可以使用站厅楼扶梯进行单向换乘疏导客流。

2.3 两地下站“T”型换乘

嘉善路站和大木桥路站采用“T”字型换乘形式。

12号线与9号线在嘉善路站形成“T”字型换乘,9号线嘉善路站为地下二层车站,在建设中已预留了地下三层的换乘节点;12号线与4号线在大木桥路站形成“T”字型换乘,4号线大木桥路站为地下二层车站,在建设中已预留了地下三层的换乘节点。两站在“T”字的交叉处均设置了节点换乘设施,同时设置了楼扶梯使乘客到达站厅层,从而确保乘客换乘的安全有序。图3为二线换乘嘉善路站站层图。

2.4 两地下站“L”型换乘

12号线与10号线在陕西南路站形成“L”型换乘,10号线陕西南路站本身为地下二层车站,在10号线建设中已为12号线预留了地下三层地换乘节点。在两站L型交叉处设置了节点换乘设施使乘客可以通过节点换乘楼梯直接到达上层站台,高峰时段则通过“台—厅—台”单向客流换乘,以避免换乘客流对冲,从而确保乘客的安全、有序地换乘。图4为二线换乘陕西南路站站层图。

图4 二线换乘陕西南路站站层图

2.5 站外换乘

12号线在南京西路站与2、13号线采用“门”字型通道换乘,该节点换乘通道距离较长,且通道施工需结合周边地块地下空间同步建设,故现阶段换乘通道工程尚未实施。目前该站为站外换乘。

3 与未预留换乘条件的运营车站的换乘设计要点

3.1 汉中路站换乘节点

汉中路站是12号线、13号线同步建设的换乘站,建成后通过通道与运营已久的地铁1号线汉中路站连接形成三线换乘。12号线车站沿长安路设置,呈东西走向,13号线穿越该地块呈南北走向。12号线车站与13号线车站为“十”字型换乘,与1号线既有车站形成三角布置状态,其中12号线车站为地下四层、13号线车站为地下五层,三线换乘大厅布置在地下三层。

考虑到三线换乘客流量的因素,为了消除单一换乘通道内的人流对冲现象,在初设阶段,以预测的三线换乘客流量为依据,采用仿真客流模拟软件对可能出现的换乘拥堵点进行了计算分析。经多方案计算比较,最终将原方案中的直向通道调整为环向通道,使换乘客流由在一条换乘通道内交织走行改为沿环向通道单向逆时针方向换乘,这样就避免了人流的对冲,确保了换乘客流的有序行走。

方案更改后,本站1号线与12、13号线通过站厅层的环形通道换乘,12号线与13号线换乘则可通过节点换乘楼梯直接换乘;当客流高峰来临时,通过临时单向换乘,可形成“台—台”和“台—厅—台”两组单向换乘路径,减少站厅内的客流冲突。图5为三线换乘汉中路站站层图。

图5 三线换乘汉中路站站层图

3.2 陕西南路站换乘节点

12号线与1、10号线在陕西南路站采用“Z”字型换乘(见图6),其中,12号线分别与1号线和10号线形成“L”型换乘。

图6 三线换乘陕西南路站平面位置图

本换乘节点的主要设计难点在于12号线车站与1号线车站之间的连接改造上。1号线是上海市的第一条轨道交通线路,迄今已运营了20多年。12号线车站在陕西南路上与处在淮海路上的1号线车站形成“L”型换乘。由于原1号线建设时未预留任何换乘条件,导致本次换乘设置对其改造范围较大,主要包括设备搬迁、设备用房和管理用房的调整、通道的拓宽、下一层侧墙的开洞、中板封孔与开孔等,另外为尽可能地扩大换乘通道的宽度。设计中还将原1号线车站围护墙外侧与路侧“巴黎春天商场”地下室之间的约4 m多范围内的土体挖除,新增一个通道,并再与“巴黎春天商场”协商,置换其地下室空间约200 m2,设置了一个地下小“站厅”供1号出入口布置进、出站闸机,以确保1号出入口得以恢复。

本车站除了与1号线车站换乘改造问题外,还存在12号线车站西侧地下一层与周边商业地下空间连接的问题。由于变化较大,事先预留的门洞到最后实施阶段都发生了很大的调整,导致后期地下一层侧墙调整很多,出现新建工程直接面临改造的局面。为此,设计时本着安全、可靠的原则,凿除不需要的结构,尽量少利用原有结构,重新按新的门洞框架要求进行设计与施工。

3.3 龙漕路站换乘节点

12号线龙漕路站为地下车站,站台位于地下二层；3号线龙漕路站为高架车站,站台位于地上二层。两站间站台中心距离较远且存在较大的垂直高差。

设计本着方便换乘宗旨,尽可能地缩短换乘距离。为此,设计时将12号线车站穿越3号线高架区间布置。该布置方式使得12号线车站基坑与高架区间桩基距离很近,且车站南侧附属基坑包裹了高架区间的一个桩基,导致其受力外部条件发生很大的变化。因此,首先考虑加固3号线高架桥桩基和承台,通过新增桩基和扩大原有承台使其共同受力。在与高架桥相邻段范围地下车站基坑设计采用局部半逆筑法施工、MJS(全方位高压喷射工艺)加固、顶板逆筑等技术措施来控制基坑的变形,从而保证运营中的高架区间的安全。后期的附属结构基坑施工,在采取部分逆筑法施工的基础上,把原有的一个基坑划分为5个小坑,间隔施工,从缩小空间的角度来减少基坑开挖引起的土体隆起对高架桥基础的影响。3号线高架车站改造方面,重点调整了地面站厅层的楼梯转向,调整了部分设备用房、管理用房和侧墙门洞。

3.4 漕宝路站换乘节点

12号线漕宝路站为地下四层的岛式车站,与1号线漕宝路站形成“L”型换乘。受地面交通及地下管线等条件的限制,两站之间的换乘距离较大。同时由于1号线漕宝路站相对较小,且早晚高峰客流量很大,导致乘客舒适度很低。因此,本次换乘节点的设计不但要确保换乘便捷,还必须改善1号线漕宝路站的候车条件。

为此,设计时经多方案研究,确定采用大断面矩形(内径6.0 m×3.0 m)顶管穿越曹溪路与1号线漕宝路站北站厅连接,再采用一个小断面矩形(内径4.0 m×3.0 m)顶管沿1号线漕宝路站西侧将其南、北两分离站厅连接,这样不但能有序引导客流换乘,还能弥补原先站厅不通的缺陷。

在结构设计方面,本换乘节点最大的难点仍然是对原1号线漕宝路站的改造。根据设计方案首先需在原1号出入口南侧新建一个出入口,随后在已拆除的原1号出入口位置新建换乘连接小厅(施工阶段的大小顶管接受与出发井),在南端(紧贴车站西侧)再新建一个连接小厅(施工阶段为小矩形顶管接受井),通过二个顶管使其全部沟通。新建南、北连接厅基坑虽然不深(开挖深度小于10 m),但沿车站长度方向分别为46 m和30 m左右,如此大的挖土量会使原车站因侧向卸载、摩阻力降低等因素导致变形,从而影响1号线车站的正常运营。为此,设计时选用了刚度相对较大、施工质量能够保证的地下墙围护+首道钢筋混凝土支撑(二～三层为钢支撑),并采用MJS工艺(主要是为了减少对相邻车站的土体挤压影响)对基坑内外进行加固。在对原车站侧墙开门洞方面,设计时严格控制开洞宽度(主要是考虑尽量减小对原车站整体稳定的影响),经过计算,在新增的南、北连接厅内各新开了2个宽度不大于4 m的门洞,并要求新增门洞位置尽可能避开中板楼梯孔的部位。通过施工单位的精心安排,整个施工过程处在完全受控状态,实测结果表明,原车站沉降控制在了5～7 mm、位移控制在了2～3 mm范围之内,整个车站的整体性得到了保证。本换乘节点投入使用后得到了预期的效果。

4 不同换乘预留条件对换乘方式的影响

12号线工程中的9座换乘站预留了与既有线的换乘条件,除巨峰路站为地下与高架换乘、南京西路站为站外换乘外,其他车站均设置了节点换乘和站厅换乘两种换乘方式,提供了“台—台”和“台—厅—台”两组换乘通道,形成了多条换乘路径；而汉中路站与1号线的换乘节点、陕西南路站与1号线的换乘节点、龙漕路站与3号线的换乘节点和漕宝路站与1号线的换乘节点等4个换乘节点未预留换乘条件。此后，这几个未预留换乘条件的车站在设置换乘设施时,由于受周边环境的限制,设置的均是通道换乘方式。但在进行换乘通道设计时,同时又引起了其他结构设计问题。这表明车站设计时是否为后建线路预留换乘条件不仅对换乘站的换乘方式选择影响较大,而且会对后建车站的设计施工带来新的问题。

5 结论与建议

车站设计时是否为后建线路预留换乘条件对换乘站的换乘方案设置影响较大。当有预留条件时,换乘站可在站厅换乘的基础上按照实际情况增加节点换乘设施或直接采用自动扶梯或楼梯连接两层站台,两线站台、多组直通站厅楼扶梯及节点换乘设施可形成多条换乘路径,有利于站台乘客的快速疏散。当无预留条件时,更多情况只能采用通道换乘方式,而且易带来设计改动,同时简单的通道换乘不利于乘客的快速换乘,必要时需设置较为复杂的换乘通道并采用客流引导措施才能满足设计要求。

以上海轨道交通12号线工程为例，对有无预留换乘条件下换乘站具体换乘方案进行了介绍和分析,对目前正在进行建设城市轨道交通的城市提出以下建议:

(1) 做好城市轨道交通线网规划,明确线网中车站的换乘情况,预留好换乘站节点,避免因创造新建站和既有站的换乘条件而引起的设计变更和工程改造。

(2) 尽量预留多种换乘方式,给远期换乘车站预留灵活的换乘方式。

[1] 王丽红,毕红雪.郑州轨道交通1号线换乘站换乘方案研究[J].轨道交通装备与技术,2015(6):17-20.

[2] 喻敏.青岛地铁江苏路站换乘方案研究[J].隧道建设,2016,36(3):301-308.

[3] 于海霞.北京地铁西直门车站换乘方案研究[J].都市快轨交通,2009,22(2):75-79.

[4] 亢跃华.北京地铁白石桥南站换乘方案研究[J].铁道标准设计,2009,(10):38-41.

[5] 邢彦林.城市轨道交通“十字+同站台”换乘方案设计[J].铁道运输与经济,2012,34(4):87-91.

[6] 李铁军,辛梦阳.城市轨道交通换乘设计[J].交通与运输,2015,(12):134-137.

[7] 帅六妹,李国清.未预留换乘节点的车站换乘方案研究——以北京地铁车公庄站为例[J].隧道建设,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)