乌鲁木齐轨道交通国际机场站的建筑设计

宋 杰

（中铁上海设计院集团有限公司，200070，上海∥高级工程师）

城市轨道交通作为城市的交通骨干体系，必然会与城市对外交通体系（如机场、火车站、港口等）存在对接与换乘需求，由此形成了城市区域多主体综合交通枢纽，如航空与城轨综合枢纽、铁路与城轨综合枢纽等。根据两者布局关系，这些枢纽可以归纳为完全叠合式、半叠合式、脱离式等三种类型；根据建设时序关系又可分为合建、分建等类型。如上海虹桥枢纽站汇集了机场、高铁、磁浮、城市轨道交通、公路等于一体，采用整体规划、同期合建的完全叠合式布局，其代表了国内超大型综合枢纽的最高设计水准。成都、福州、昆明等城市由于机场已先期建设，后续城市轨道交通采用了分建、脱离式布局。

针对城市轨道交通与机场结合的枢纽站设计，文献［1-2］以上海虹桥枢纽为案例，对综合交通枢纽的规划布局设计做了相关研究；文献［3］总结了我国轨道交通机场线规划与运营的主要问题，提出了相关解决建议；文献［4］对大型综合交通枢纽的定义、分类、功能构成等进行了阐述；文献［5-7］对轨道交通各种换乘型式做了分析研究。

本文以乌鲁木齐市（以下简称乌市）轨道交通1、5号线国际机场站为案例，对城市轨道交通与机场相关结合设计做了分析和思考。

1 工程概况

乌鲁木齐地窝堡国际机场，是中国面向中亚、西亚和连接亚欧的国家门户枢纽机场，现有航站楼3座，2016年旅客吞吐量首次突破2 000万人次，是“一带一路”上的重要国际空港。

乌鲁木齐轨道交通线网规划（2011年版）由7条线路组成。其中1号线是线网中的主骨架线路，又是机场线，其南起三屯碑站，北到国际机场站，线路全长27.615 km，均为地下线，共设车站21座。1号线已于2015年开工建设，预计2017年底试运营。5号线为远期线路，连接主城区和三坪新区，并向昌吉延伸。两线均采用6A编组。

国际机场站位于机场T2航站楼南侧地面停车场下方，系轨道交通1号线工程的终点站，以及与远期5号线（中间站）的换乘站，同时又是与机场航站楼的接驳换乘站。本站以远期2042年早高峰的客流为控制值：上车客流7 597人/h，下车客流6 391人/h，1号线换 5号线客流 2 815人/h，5号线换1号线客流3 165人/h，超高峰系数为1.25。

乌鲁木齐国际机场站的重点研究内容为：

（1）从区域交通枢纽角度着眼，因地制宜合理选择车站总体布局及车站站型，尽量减少对机场运营现状的干扰。

（2）结合机场乘客特点，研究优化客流流线设计，提高换乘设施设计标准，做到轨道交通1、5号线之间，以及与机场航站楼、道路公交、出租车、社会车辆等各种交通型式之间的良好换乘接驳。

（3）本站作为乌市机场门户站，建筑设计应研究如何尽量做到开敞、大气，并充分体现新疆特有的人文与地理文化。

2 总体布局及车站站型选择

机场航站楼整体呈L型布局（见图1）：T1航站楼位于场区东北侧，其南侧为出租车蓄车场及绿地；T2航站楼位于正北侧，其南侧为T2地面停车场；T3航站楼位于西侧，其东侧为T3高架停车场；场区南侧为天缘酒店。场区内分布多组机场高架道路、落客平台及高架停车场等控制性建、构筑物，车站及区间设置条件较困难。

图1 乌鲁木齐地窝堡国际机场周边环境图

周边规划以交通设施用地为主，南侧天缘酒店所在的区域规划为商务用地。

2.1 总体布局分析及站位研究

（1）机场航站楼已运营多年，无法实现城市轨道交通与之合建或设置在航站楼下方的叠合式或“零距离换乘”布局方案，只有采用分建、脱离式布局，并设置专用通道与航站楼接驳。

（2）T1航站楼使用率较低，重点考虑车站与T2、T3航站楼之间接驳的便捷，同时T2、T3航站楼之间预留了轨道交通5号线线路穿越通道，因此站位设置在T2南侧、T3东侧所夹地块内最适合。经多方案比选排除，站位最终确定设置在T2地面停车场内（见图1），距离各航站楼均较近，且对机场运营干扰最少。

2.2 车站站型研究

本站为轨道交通1、5号线换乘站，站型选择主要考虑以下控制性因素：

（1）从城市轨道交通的线网线位关系看，1、5号线在机场片区基本平行布置，同时T2、T3航站楼之间预留了5号线线路穿越通道。

（2）1号线该车站为终点站，两端均设有配线；5号线为远期线中间站，由于线网的不稳定性，需兼顾以后调整为2号线接入机场设终点站的条件。

（3）本站1、5号线间换乘客流相对不大且较为均衡。

（4）1、5号线区间均需采用矿山法下穿多组高架桥、高架停车场独立基础群，土建实施难度较大，轨面宜尽量深埋。

由于以上制约因素，节点换乘方案与线路、场地条件不匹配，基本无法实施。平行换乘方案优先选择同台换乘（见图2）。其中，上、下叠岛方案无法设置配线，双岛四线方案无法兼顾2号线（终点站）设置配线的包容设计条件，因此这两种方案均被排除。本站最终选择一岛两侧同台换乘站型，同时为满足两端单洞双线大断面矿山法区间的下穿条件，采用地下三层站以压低轨面。为避免二次开挖对机场正常运营的影响，1、5两线车站工程同期实施。

图2 同台换乘各方案示意图

2.3 车站总平面布置

国际机场站总平面见图3。车站呈东西向布置于机场T2航站楼南侧地面停车场下方，1、5号线路均为5 m线间距侧式站台布置，1号线在北侧、5号线在南侧，整体呈一岛两侧同台换乘布局。1号线左线与5号线右线可实现反向同台换乘，其他方向经过站厅层换乘。

车站共设3个乘客用公共区出入口、5个疏散口及4组风亭。出入口均采用两段提升。1号出入口设置在T2航站楼前停车场绿化带内，服务北侧T1、T2航站楼的客流，并预留直通T2地下接驳通道的接口条件，与车站主体相接处分设1A、1B两个支口，兼做非付费区连通通道；2号出入口设置于车站西侧高架桥下方，服务T3航站楼方向的客流，并设置地下接驳通道及T2、T3航站楼间高架连廊，实现与航站楼接驳；3号出入口设置于东南侧，位于天缘酒店过街通道出口旁；无障碍电梯设置于1、2号出入口。各风亭、疏散口等地面附属建筑均布置在停车场分隔绿化带内。

图3 国际机场站总平面图

3 车站建筑设计特点

本站客流以与机场航站楼及5号线接驳换乘客流为主，携大件行李客流较多，故其建筑设计、流线及接驳设计等均需结合该特点采取针对性优化措施。

3.1 车站竖向建筑布置比选

本站为地下三层，由于位于地面停车场下方，场地条件和设备区疏散安全出口布置条件较好，竖向布置主要从厅-台楼扶梯布置灵活性、车站建筑效果等角度出发，对站厅层布置于地下一层（常规方案）和地下二层（设备层置顶方案）两种方案进行了比选，分别如图4、图5所示。

经比选分析，设备层置顶、地下二层为站厅层的方案具备以下优点：

（1）站台到站厅提升高度减少，楼扶梯布置更加均衡，站台层中部可设置剪刀梯，站台疏散点增加到4处，疏散距离和时间缩短，有利于应对机场大客流及安防、火灾事故等应急情况下的快速疏散。

图4 站厅层设于地下一层（常规方案）的竖向布置图

图5 站厅层设于地下二层（设备层置顶方案）的竖向布置图

（2）厅-台垂梯可增加到两组，有利于机场携大件行李旅客的通行。

（3）设备层置顶，可利用富裕面积做出中庭，站厅层局部可加大到结构净高12.3 m、建筑净高11.4 m，中庭内采用分叉高柱设计，营造出本站作为乌市门户枢纽站所需要的开敞大气的空间效果。

因此，本站竖向设计采用设备层置顶（设中庭）、地下二层为站厅层、地下三层为站台层的特色方案。

3.2 车站规模

车站主体外包尺寸为179.10 m×41.70 m×21.10 m（长×宽×高），有效站台长度中心处覆土2.50 m。车站总建筑面积为29 421.4 m2，其中，主体建筑面积为21 114.2 m2，附属建筑面积为8 307.2 m2。

3.3 设备层布置

设备层设置中庭（长51 m、宽17.4 m），布置了风道、环控机房、变电所、通信信号设备房等大部分的设备用房，以及少部分管理用房。其中：5号线主要设备房均按与1号线分线设置，远期预留设计，近期为无人区；新风道、部分管理用房等按资源共享设计。设备层平面图见图6。

3.4 站厅层布置及流线设计

站厅层平面图见图7所示。站厅左端为设备大端，布置了主要的管理用房；右端为小端，布置了2号出入口。两端均布置了风道及少部分设备房间。

站厅层中部为公共区，长101.3 m（其中付费区长62 m，非付费区分别长17 m、22.3 m），宽40.3 m。非付费区通过1A、1B两个支出入口实现连通。安检区布置在出入口通道内局部外扩空间。为便于机场携大件行李乘客的使用，车站适当提高扶梯、垂直电梯（以下简为“垂梯”）的设置数量及标准：中间岛式站台（1号线左线）布置两端各一楼一扶、中间双扶剪刀梯、两部垂梯；北侧侧式站台（1号线右线）布置三组一楼一扶、两部垂梯。

图6 设备层平面图

近期1号线进站客流主要来自于西侧2号出入口（设置了地铁与航站楼接驳通道）及1B号出入口，乘客从右侧闸机进站后可就近从中间岛式站台的三部下行扶梯下到站台层。出站客流从侧式站台上的三部上行扶梯上到站厅层，就近出闸机后主要从2号出入口和1A号出入口出站。客流流线较为顺畅便捷，交叉干扰较少。远期5号线运营后参考1号线流线相应布置。

图7 站厅层平面图

3.5 站台层布置及流线设计

站台层平面图见图8所示。本线采用6A编组，有效站台长度140 m。经客流计算，中间岛式站台宽度10 m，北侧1号线侧站台宽度6.95 m，均设全高屏蔽门系统。站台层中部为公共区，两端布置有公共区卫生间、工区用房、污水泵房、废水泵房等设备房间。南侧5号线侧式站台近期不实施，仅设置从站厅到站台的检修楼梯。

由于1号线上、下客分别在中间岛式站台和北侧侧式站台，客流流线便捷无交叉。远期5号线运营后参考1号线流线作相应布置，并在中间岛式站台实现与1号线反向同台换乘。

图8 站台层平面图

3.6 横剖面布置

横剖面上采用地下三层、三柱四跨布置，柱子设置在线路中间及岛式站台中间，侧式站台上不设柱。横向柱间距为11.05 m及9 m，采用大柱距以求空间开阔的建筑效果。以中庭处横剖面（见图9）为例，设备层层高5.6 m、净高4.8 m，站厅层层高7.3 m、净高3.4 m（中庭处净高11.4 m，采用分叉高柱），站台层层高7.1 m、净高3.2 m。

图9 中庭处横剖面图

3.7 车站装修设计亮点

由于本站采用中庭、高柱方案，装修设计以新疆地区代表性的天山雪莲为设计元素，通过提炼形成标准化花瓣造型，应用在中庭高柱上形成主轴线。中柱吊顶形成整个空间的视觉中心，简洁而极富时代感。中庭吊顶用铝合金方通、卤射灯布阵，做成星空意境的背景，进一步衬托雪莲花瓣造型主题（见图10、图11）。高空间侧墙采用镜面材料做成四面环形折扇墙面，以表现天山那纯洁高原雪山和清澈蓝天环顾仰视的意境。整体建筑效果宏大、开阔，极富艺术性。

图10 中庭高柱实景图

图11 站厅层装修效果图

4 车站与航站楼接驳交通研究

车站1号出入口临近机场大巴及出租车上下客区，2号出入口临近机场道路公交车站，互相之间换乘较为便捷。接驳设计的重点为车站与航站楼之间的接驳。设计中深入研究了航站楼的乘客流线现状，使城市轨道交通出入口与航站楼进出口客流流线、安检布置等相匹配，并做到“无缝接驳”、距离最短，避免出现人流与进出航站楼车流的交叉。同时，结合机场携带大件行李乘客较多的特点，尽量提高接驳通道宽度和接驳设施标准。

T1航站楼使用率较低，因此主要研究与T2、T3航站楼的接驳设计。T2航站楼为地上两层建筑，地面层为到达层，二层为出发层，地下室为设备层。T3航站楼为地上三层建筑，地面层（半地下室）为设备层，二层为到达层，三层为出发层。设计过程中对设置地下通道接入航站楼内、外部等各种可能的方案均作了大量的研究。但由于场地条件苛刻、乌市机场安保要求较高，地下通道接入航站楼内部或伸到航站楼外墙设楼扶梯爬出接驳等方案均被否决。结合机场集团提出的T2与T3航站楼间联络通道不完善的现状缺陷，最终形成了在T2与T3现有连接高架车道北侧增设两航站楼高架连廊，然后在轨道交通2号出入口设置地下接驳通道接入连廊内的实施方案（见图12）。接驳通道在现有场地条件下尽量做宽，其中：地下部分长度约120 m、净宽6 m；高架连廊部分长约291 m、净宽8 m。连廊采用钢结构加玻璃幕墙、遮阳帆布型式。同时，在1号出入口预留了以后直接接入T2航站楼的接口条件。

在接驳全路径上，竖向提升尽量多采用扶梯、垂梯。其中：车站站台到站厅考虑到客流较集中，布置了4部上行扶梯、3部下行扶梯、4部垂梯及5部楼梯；地下接驳通道到高架连廊间距离相对较长，可以稀释客流，布置了上行扶梯、下行扶梯、垂梯、楼梯各1部。高架连廊走行距离较长，内部设置双向各一组1.8 m宽自动步道。

图12 城市轨道交通与航站楼接驳方案

5 结语

本站既是乌市机场门户枢纽车站，又是国内首例采用设备层置顶、设置中庭等特色建筑设计的地下三层、平行同台换乘站。通过对其设计研究，有以下几点可供同行参考借鉴：

（1）城市轨道交通与机场接驳站宜尽量采用合建、叠合式布局。如不能同期实施，以本站为例，设计中存在控制性因素多、机场运营安保要求高、改造难度大、协调流程复杂等弊端，设站条件、接驳条件较差，很难实现“以人为本”、“零距离接驳”等设计理念。在总平面布局设计时应仔细梳理场区条件及各控制性因素，尽量使车站贴近航站楼布置，以减小接驳距离。

（2）分建、脱离式布局的机场接驳车站，与航站楼间应设置专门的接驳通道，做到“无缝接驳”并距离最短。城市轨道交通客流流线设计应与机场流线设计匹配，客流与车流不交叉，换乘便捷。设计应多做现场踏勘及调研，以研究和发现最佳的接驳路径。

（3）城市轨道交通平行同台换乘站站型的选择，应综合考虑线路条件、换乘便捷、车站与区间结构实施条件、工程造价等因素，经多方案比选确定。

（4）城市轨道交通机场站应充分考虑机场客流较多携大件行李的特点，接驳通道应尽量做宽，并相应提高自动扶梯、垂梯、人行步道等接驳设施的设置数量和标准。

（5）城市轨道交通机场站一般均为各城市门户枢纽站，属于城市形象工程之一，车站建筑设计应力求开敞、大气。本站建筑设计中通过多方案比选优化，提出了地下三层车站将设备层置顶，且设置中庭、分叉高柱等具有特色的建筑设计，以及颇富地域文化的装修设计，取得了良好的公共区大空间建筑效果。如辅以车站顶板做玻璃天窗引入自然光，则建筑效果更佳，但由于乌市安防要求高，未采用该做法。

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