地下2层双线同站台换乘方案研究

刘淑燕

(广州地铁设计研究院股份有限公司， 广东 广州 510010)

0 引言

轨道交通作为一种运量较大、舒适快捷、低碳环保的公共交通方式，已成为越来越多城市的出行首选。当修建多于1条地铁线路时，一般会设置换乘车站。换乘车站的形式多种多样，主要有“T” “十” “L”型节点换乘、同站台换乘(在同一站台实现2条地铁线路的换乘)和通道换乘5种形式。由于同站台换乘形式方便快捷，且运营后换乘效果较好，换乘车站在有条件的情况下较多地选用此种形式。

目前，关于地铁同站台换乘车站设计的研究已取得了较多成果，文献[1-5]研究了同站台换乘车站的类型以及优缺点。文献[6]分析了轨道交通市区线与区域线的衔接，主要说明同站台换乘形式和其他换乘形式相比，在缩短旅客出行时间、换乘效率上具有明显优势。文献[7-8]研究了连续2个车站采用地下2层2个站台或地下3层2个站台叠合的同站台换乘形式，以达到较多比例的乘客可以实现同站台换乘。文献[9]在文献[7-8]的基础上增加了线路的分析。文献[10]提出了区间、联络通道及废水泵房的设置问题。文献[11]提出了单岛4线换乘存在线路设计复杂、车站体量大、造价高等问题。

以上研究都仅限于同层或者上下2层为叠合关系的同站台换乘形式，或者通过区间左右线的对调采用连续2个车站同站台换乘，以便于达到更多乘客同站台换乘。但连续同站台换乘无法实现时，同站台换乘比例会受到一定限制；同时，对同站台换乘车站结合区间的施工工法综合分析基本尚未涉及。鉴于此，本文总结目前地下2层双线同站台换乘地铁车站设计的缺点，通过调整中间线间距解决现有方案存在的问题，结合车站两侧区间工法选择和经济分析，设计出2层双线同站台换乘新方案，并通过实际案例进行验证，以期为类似的换乘车站设计提供参考。

1 现有地下2层双线同站台换乘方案分析

1.1 现有方案介绍

目前，同一层实现双线同站台换乘的形式一般是中间设置1条地铁线(图1中A号线)，两侧设置1条地铁线(图1中B号线)。A号线左右线布置在中间位置，B号线左右线布置在两侧，A号线左右线的中心线间距是5 m，左线乘客可同站台换乘B号线左线，右线乘客可同站台换乘B号线右线；若想实现A号线左线换乘至B号线右线或A号线右线换乘至B号线左线，则必须通过站厅层方可换乘。同时，由于A号线左右线间距为5 m，造成车站两侧的区间无法实施盾构，必须采用明挖法施工至线间距满足盾构施工的要求(目前普遍认为是9 m)。现有的其中一种设计方法是将A号线线间距小于9 m的区间采用明挖法施工，其余部分和B号线全部采用盾构施工，如图2所示；另一种设计方法是将A号线线间距小于9 m的区间全部采用明挖法施工，如图3所示。

图1 现有同站台换乘车站剖面图(单位： mm)

Fig. 1 Profile of existing transfer station with one platform (unit： mm)

图2 A号线线间距小于9 m的部分明挖、B号线区间采用盾构的设计方法示意图(单位： m)

图3 A号线区间线间距小于9 m的部分全部明挖的设计方法示意图(单位： m)

1.2 现有方案存在的缺陷

1.2.1 土建造价高且空间浪费大

现有地下2层双线同站台换乘方案存在明挖规模大、距离长、造价高等问题，易造成较大的空间浪费。如图2所示的方案中，A号线由于左右线间距较小，需采用明挖法施工至满足盾构法施工的位置；明挖段由于空间狭窄，仅能考虑设置隧道风机房或少量电房，使用效率低下。图3所示的方案中，将地铁自身功能需要的空间扣除后，剩余的明挖空间作为远期或者近期物业开发空间考虑，若物业开发无法达到预期效果,将造成空间和经济的浪费。

1.2.2 同站台换乘客流所占比例少

现有方案的换乘车站仅有一半客流可同站台换乘，其余均需要先通过楼扶梯上至站厅层，然后通过楼扶梯下至另一站台层进行换乘。

1.2.3 车站前后区间交叉多、施工风险大

一般情况下，车站前后区间分别会有2处平面交叉。由于现有方案仅能实现一半客流的同站台换乘，根据地铁车站客流资料，有可能需要将其中一条线路的左右线对调，以实现大客流方向同站台换乘。对调之后，区间联络通道无法在平面上实现左右线连通，需要设置竖向联络通道。采用明挖法施工会出现地面上无施工条件的情况，同时车站前后区间平面上将会出现3处平面交叉，施工风险大，如图4所示。

图4 现有换乘方案区间线路相对关系示意图(单位： mm)

Fig. 4 Sketch of relative relationship between line A and B in existing transfer scheme (unit: mm)

1.2.4 采用盾构法施工需采取相应措施

在地质条件较差的情况下，按照经验，一般线间距≤11 m时，左右线之间应考虑设置隔离桩方可进行盾构法施工。

2 同站台换乘新方案设计

2.1 新方案设计思路

为了解决现有换乘方案的缺陷，根据盾构法施工区间的要求，将中间线路的左右线间距扩大至9 m(满足盾构施工的最小线间距)或更大。为了使车站布置紧凑、经济合理，并将2条线之间的明挖空间用作房间布置或设置换乘站台，根据房间工艺要求及地铁设计规范[12]中要求的最小站台宽度，选择合理的线间距。

若采用9 m的线间距设计方案，由于线间距小于11 m，区间(尤其是在地质条件较差的情况下)应设置隔离桩，并且9 m的线间距在除掉建筑限界要求的宽度(2.15 m)之后剩余的宽度仅有4.7 m，若考虑设计走廊(1.5 m)和墙体结构(0.8 m)，宽度仅剩2.4 m,无法布置设备用房。若采用10 m的线间距设计方案，可用于布置设备用房的宽度为3.4 m,进深较小，房间使用不便。若采用11 m的线间距方案，可用于布置设备用房的宽度为4.4 m，可适当布置弱电室或冷水机房，或设置1个满足地铁规范的8 m宽的站台。若采用12 m的线间距设计方案，可用于布置设备用房的宽度为5.4 m，可布置强电室、弱电室、冷水机房等多种类型的地铁车站设备用房，同时也可以根据客流特征设置1个9 m宽的站台。

新方案将车站中间线路的线间距从5 m扩大至11、12 m甚至更大。其中11 m线间距对设备用房布置有所限制，布置8 m宽的站台相对较小，使用不便；同时，11 m线间距的车站相比于12 m线间距，车站总长度会有所增加。线间距大于12 m时，车站的宽度将进一步扩大，限制条件会更多。综上所述，新方案采用12 m线间距进行设计。

2.2 新方案介绍

根据以上思路分析，将中间线路的线间距由5 m扩大至12 m，即将现有方案中A号线左右线的中间位置扣除建筑限界和墙体结构后设置设备用房，如图5和图6所示。

图5 同站台换乘车站新方案平面图(设置设备用房)

Fig. 5 Plan of transfer station with one platform( with equipment room)

图6同站台换乘车站新方案剖面图(设置设备用房)(单位: mm)

Fig. 6 Profile of transfer station with one platform(with equipment room)(unit: mm)

也可将站台层线路布置的相对关系进行调整。将A号线和B号线的相对位置重新布置，即保持B号线左线、A号线左线不变，将A号线右线位置与B号线右线位置调换，并在A号线左线和B号线右线之间设置9 m宽的换乘站台，如图7和图8所示。该方案中，A号线左线可以同站台同时换乘B号线的左右线，B号线右线可以同站台同时换乘A号线左右线，仅有A号线右线和B号线左线的换乘客流需要通过站厅层才能换乘。整个车站设置3个站台，其中B号线左线和A号线左线、B号线右线和A号线右线分别组成正常上下车和两两换乘的站台；A号线左线和B号线右线组成的站台仅有换乘功能，中间换乘站台仅在两侧设置楼梯满足消防疏散要求，尽量将更多的空间留给换乘乘客。由于中间增加了换乘站台，车站站厅层的宽度相应增加，公共区范围加大，乘客使用空间包括换乘空间相应增加。但新方案由于增加了中间换乘站台，中间线路列车到达时，需要同时打开两侧车门进行换乘，会增加乘客换乘的出错率，需要做好导向设计。

图7 同站台换乘车站新方案平面图(设置换乘站台)

Fig. 7 Plan of transfer station with one platform (with transfer platform)

图8同站台换乘车站新方案剖面图(设置设备用房)(单位: mm)

Fig. 8 Profile of transfer station with one platform (with transfer platform)(unit: mm)

采用线间距为12 m的方案满足盾构法施工要求，能减少明挖的长度、节省造价、减少线路在区间的平面交叉点，如图9所示。

图9 新换乘方案区间线路相对关系示意图(单位： mm)

Fig. 9 Sketch of relative relationship between line A and B in new transfer scheme (unit: mm)

3 应用实例

3.1 电视塔站

电视塔站是佛山市轨道交通3号线和4号线的同站台换乘站，位于季华六路与朝安南路交叉口，沿季华六路东西向布置，季华六路已按照60 m宽规划道路实施。3号线由南侧转向东西向的季华六路然后再转向北，4号线沿季华六路敷设，两线在季华六路并行，需设置换乘车站。因两线建设时序相近，土建同步建设。电视塔站采用同站台换乘形式，60 m宽的道路能够满足较宽车站的设置要求。季华六路北侧为已经建好且无法拆迁的建(构)筑物，南侧为待开发地段及城中村改造地段。季华六路交通繁忙，南侧的待开发地段为车站实施过程中季华六路的交通疏解提供条件。

对中间线路左右线间距为5、9、12 m的3种方案，通过车站规模、造价等方面进行比较，比较范围为相同线路长度，包括车站和部分区间，详见表1。由表1可知，车站宽度较大时，公共区乘客使用空间增大，采用12 m线间距、中间设置设备用房的方案，具有综合造价低、供乘客使用的公共区面积最大、空间效果好等优点，因此采用本方案，其平面图如图10所示。

表1 佛山地铁电视塔站设计方案对比

图10佛山地铁电视塔站总平面图(单位: m)

Fig. 10 Plan of Dianshita Station of Foshan Metro (unit: m)

3.2 北滘新城站

北滘新城站是佛山市轨道交通3号线和广州市轨道交通7号线一期工程西延顺德段(以下简称7号线西延段)的同站台换乘车站，位于佛山顺德林上北路和诚德路交叉路口东北侧北滘公园范围内，林上北路被50 m宽的林上河分为上下2部分。3号线由东南转向林上北路，7号线西延段由东北转向林上北路；设置北滘新城站后，7号线西延段转向北，3号线继续沿林上北路敷设。两线是同期实施车站，且在林上北路并行。车站位置周边为公园、医院及居住区，车站占用部分公园及林上北路上行一侧道路，周边实施条件较好。车站实施过程中采用区域交通疏解解决道路通行问题。

从换乘的角度，车站考虑2个方案。方案1为3号线放置在中间，7号线西延段放置在两侧，将中间布置设备用房，如图5和图6所示。3号线和7号线为了实现大客流方向同站台换乘，7号线西延段在北滘新城站前后区间左右线互换。此方案最大同台换乘客流为总换乘客流的59.18%，其余换乘客流需从站厅层进行换乘。方案2将中间2个线路设置成3号线右线和7号线西延段右线，在3号线和7号线西延段2条线路之间设置9 m只换乘不进出站的站台，如图7和图8所示。根据换乘客流资料计算，该方案可以实现70%的换乘客流同站台换乘。

通过车站规模、造价、区间工法、换乘便利性等进行综合比较，详见表2。由表2可知，两方案造价基本相同，方案2换乘比例高，联络通道和区间疏散平台按标准设计，区间线路平面交叉仅有2处，减小了上下区间交叠所带来的施工及运营阶段的风险。因此，采用方案2，其总平面图如图11所示。

4 结论与讨论

1)本文根据现有地下2层双线同站台换乘方案存在的问题，设计了一种新的换乘方案。该方案通过扩大中间线路的线间距，中间线路左右线之间的空间可以考虑设置设备用房，在不改变换乘便捷性的前提下，加宽站厅公共区，增大乘客可使用区域；也可以考虑在中间线路左右线之间的空间设置换乘站台，扩大同站台换乘的比例，使乘客换乘更加便捷。通过实际案例分析，结合区间工法的选择，新的换乘方案可以减少综合造价，减少2条线路区间平面上的交叉情况，同时可以避免设置竖向联络通道、疏散平台以及区间管线，进而减少施工风险，方便运营维护。

表2 北滘新城站设计方案对比

图11 佛山地铁北滘新城站总平面图(单位: m)

2)地下2层双线同站台换乘车站本身标准段宽度较大，扩大线间距之后车站将变得更宽。因此，该方案一般适用于同期或建设期比较相近的2条地铁线路，并且2条线的线路敷设有条件并行，周边环境比较宽敞，能够满足车站实施时交通疏解、管线改迁需要的范围，也可以根据情况在交通难以疏解的地方采用盖挖法施工。此类换乘方案在道路特别狭窄的地段使用有一定局限性，下一步可以研究在狭窄地段采用叠线方式进行同站台换乘。

3)本文应用实例中，由于北滘新城站及其前后区间地质条件较差，有较深厚的淤泥层，建议在地质条件允许的情况下，在现方案的基础上将其中一条地铁线路的左右线进行对调，以便实现更多换乘客流同站台换乘。对调之后，联络通道、疏散平台及区间管线敷设等应进一步研究。