厦门北综合交通枢纽地铁预留工程改造设计

余玉梅

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都 610031)

1 厦门北地铁预留工程改造前概况

1.1 地铁1号、4号线车站站位及换乘关系

既有厦门北动车站房及南广场建设时，在其下方同步预留了地铁1号、4号线的土建工程。1号线车站南北向布置，站位设于国铁厦门北站动车站房地下出站通道下方，为地下1层侧式站台车站。4号线车站东西向布置，站位设于国铁厦门北站动车站房北落客平台正下方，为地下2层岛式站台车站。1号线轨道在上，4号线轨道在下，两线车站采用“T”型侧岛换乘(图1)。

图1 地铁预留工程与厦门北综合交通枢纽现状关系

1.2 改造前厦门北综合交通枢纽建设情况

直至改造设计启动前：国铁厦门北站动车站房、南广场已施工完成，并且已投入使用；国铁动车站房北侧进站落客平台已建成，但未投入使用；国铁动车站房北广场尚未建设；厦门北1号、4号线地铁站土建主体已建成。地铁车站南侧附属及区间已建成；原本规划与北广场同步建设的地铁车站北侧附属及区间尚未施工。

1.3 地铁预留工程与既有交通枢纽的换乘关系

改造前地铁通过设置于国铁地下出站通道内的出入口已实现与国铁的换乘。由于北广场未实施，地铁通过设置于北广场的出入口与北广场内公交车、长途车、BRT、社会车等换乘的原方案未实现(图2、图3)。

图2 厦门北地铁预留工程总平面

图3 厦门北地铁预留工程剖

2 引起本工程改造方案的主要原因

2007年厦门北动车站房及南广场包括其下方的地铁预留工程开工建设。2010年动车站房及南广场投运。北广场及下方地铁工程未建设。2015年确定在厦门北动车站北侧原北广场位置新建福厦高铁站。2012年、2015年分别启动地铁1号、4号线全线的设计工作。2015年初启动地铁预留土建工程的改造工作，其进度需保证2017年底地铁1号线全线开通、2023年福厦高铁及地铁4号线全线开通，其改造方案需同时满足厦门北综合交通枢纽扩建工程设计和地铁1号、4号线全线总体、系统的设计要求。

3 制约本工程改造方案的主要因素

3.1 预留4号线车站规模偏小

根据最新客流预测，厦门北站引入福厦高铁后，厦门北地铁站客流强度比原设计时采用的预测客流将大幅增加，至2040年将达日均13.7万人次。经过对4号线全线客流规模的详细研究，4号线由预留的B型车4辆编组改为B型车6辆编组。且根据4号线全线运营组织的需要，本站站后应增设单渡线。原4号线预留工程车站规模小，有效站台长度和宽度、安全疏散及各部位通过能力均不能满足客流需求，必须扩建。

3.2 4号线车站原址扩建实施风险极高

为减少废弃工程，同时为了更好地与北侧高铁站房衔接，经论证确定保留既有北落客平台主体结构。

4号线车站主体与落客平台承台桩基的关系。原4号线车站主体位于北落客平台正下方，落客平台柱墩承台桩基刚好贴紧车站主体两侧，其桩基长度为37～45 m，为摩擦桩。若将原车站主体加长，施工风险及施工难度极大。另外车站主体宽度无法增加(图4、图5)。

图4 原4号线主体、附属与落客平台承台桩基关系平面

图5 原4号线主体、附属与落客平台承台桩基关系剖面

北侧未建成的车站附属与落客平台承台桩基的关系。原设计风道为地下2层结构，从2组承台桩基之间穿过。原设计的通道下穿承台。原计划风道、通道施工完成后再实施承台及桥梁结构，但后来由于北广场一直未开工建设，而北落客平台已先期实施，现欲后实施风道及通道，基坑开挖对已建承台桩基影响极大。

综上所述，4号线车站必须另外选址重建。

4 改造方案与厦门北综合交通枢纽的关系

根据引入福厦高铁后厦门北综合交通枢纽整体设计方案，将位于2座国铁站房之间的原北落客平台加长，并向北拓宽与北侧福厦高铁站房衔接，其功能拓展为综合交通接驳换乘平台，既有动车站、福厦高铁站、地铁1号及4号线、BRT、公交车客流均可经由此平台换乘。在原4号线及原北落客平台北侧平行设置新地铁4号线车站，位于综合交通接驳换乘平台正下方。原4号线车站改造为1号线车站的一部分(图6)。

图6 改造方案地铁与厦门北综合交通枢纽的关系

5 改造方案介绍

改造方案的设计原则为：地铁1号、4号线设计及建设时间均早于高铁站房，应确保地铁能够顺利实施，同时尽量为高铁站房的实施预留好的条件；尤其是1号线建设工期紧迫，应尽量减小对1号线的影响，保证1号线按时通车；为应对高铁站房建成后的客流增长，地铁站厅站台有条件尽量做大；尽量减少废弃工程。

5.1 厦门北地铁预留工程总平面布置

新建的4号线车站：为14 m岛式站台车站，站后设置单渡线。为减小对北侧高铁站房的影响，其附属均为从主体东西两端顶出设置。车站公共区北侧预留2个接口与高铁站房连接方便换乘。原预留工程4号线车站主体改建为1号线车站的一部分。1号线车站：于原4号线车站东西两端增设2个直通室外的出入口；增设6座风井，分别位于原4号线车站东西两端及1号线车站最北端；增设5座安全出口。1号、4号线采用侧岛“T”字通道换乘(图7)。

5.2 建筑平面布局及客流组织

北侧新4号线有效站台长度由80 m增长至118 m，宽度由12 m增加至14 m，整体规模相应增加。公共区楼扶梯由原来的2组增加至4组，确保进出站与换乘客流通行顺畅，满足客流增长的需求。

原4号线车站地下1层改造为1号线站厅层的一部分，其地下2层一部分改造为设备管理用房，另一部分改造为办公用房。原4号线北侧墙打开4个连接通道与新4号线车站公共区连通，形成地铁1号、4号线共用公共区，可实现付费区方便换乘，非付费区畅通联系。新4号线车站岛式站台相比原车站向北平移了20 m，1号线侧式站台受工程条件的制约不能北移，维持原位置，故1号、4号线的换乘距离有所增长。原4号线公共区楼扶梯的功能转变为过轨楼扶梯。

新4号线车站公共区北侧预留2个通往福厦高铁车站的接口，未来可实现地铁与高铁的换乘。1号线车站南侧设置4个通往动车站出站通道的出入口，该部分已实施，实现了地铁与动车的换乘。新4号线与1号线于东西两侧各设置2个通往地面广场的出入口，动车站出站通道也可与地面广场直接联系，地面广场设楼扶梯与上方的综合交通接驳换乘平台联系，可实现地铁与多种交通方式的换乘(图8、图9)。

图8 厦门北地铁改造工程客流组织平面

图9 厦门北地铁改造工程客流组织剖面

5.3 防火设计

由于设计时序相隔10年之久，需对改造方案的防火设计重新调整，使其满足GB 50157-2013《地铁设计规范》、GB 51298-2018《地铁设计防火标准》、GB 50016-2014《建筑设计防火规范》等规范更新的要求。1号、4号线车站之间设置两道特级防火卷帘，由1号、4号线分别控制，其安全疏散各自独立考虑。1号线站厅、站台公共区设于同一层，采用防火分隔墙分隔，分隔墙上根据需要设置门洞，间距不小于10 m，门洞上部设挡烟垂壁。1号线站台公共区人员先疏散到站厅公共区，再经由6个出入口向其他区域疏散。其中东西两端2个出入口位于室外开敞空间，可直接疏散到安全区。另外4个出入口先疏散到动车站房出站通道北端，再继续向北疏散至动车站房与高铁站房之间的地面广场。地面广场上方开敞，为安全区(图10)。

图10 厦门北地铁改造工程1号线安全疏散分析

经过消防性能化评估，将动车站房出站通道设定为准安全区，并要求设置以下措施：将出站通道作为1个防火单元，控制该区域的可燃荷载，用防火墙、甲级防火门等设施与其他区域分隔，地铁通往该区域的出入口口部设置自动喷水灭火系统及挡烟垂壁；出站通道内装修采用不燃材料；出站通道内设置机械排烟系统、火灾自动报警系统、火灾应急广播等；在地铁通往出站通道的出入口口部设置侧向喷淋头和挡烟垂壁，防止地铁起火时烟气扩散至国铁出站通道(图11)。

图11 侧喷及挡烟垂壁设置

5.4 设备系统设计

根据全线设备系统设计及招标确定的设备选型，供电、常规机电、通信信号、综合监控及FASBAS等系统设计要求相比10年前均发生变化。设备管理用房的布置需重新调整。

原设计考虑1号、4号线车站设备管理用房资源共享，由于改造方案1号、4号线设备用房空间距离较远，且空间联系不便，资源共享未能实现。

另外供电制式由接触轨供电改为由接触网供电，需对部分车站及区间的限界尺寸进行改造。

6 总结与思考

铁路综合交通枢纽与地铁一体化设计、一体化施工已成为行业共识。一方面，国铁与地铁空间联系紧密，可实现高效、便捷的换乘；另一方面，又可避免因地铁工程二次建设对环境和已建枢纽造成影响，减小工程实施难度，节约工程投资。但若铁路综合交通枢纽的建设并非一次性建设完成，随着铁路客运需求的激增，其空间规模需拓展，其功能需提升、完善，与地铁的衔接方式可能发生变化。且与枢纽同步建设的仅为地铁局部预留土建工程，且此时地铁全线的客流规模、车辆选型、列车编组、供电制式、设备系统等各项总体和系统设计方案研究往往尚未开展。因此地铁预留工程存在较大的改造风险。地铁预留工程前期规划设计时必须考虑一定的前瞻性，尽量减少废弃工程。地铁车站的规模不宜过小，且应充分预留改扩建的条件。车站的各系统设计如轨道、限界、强弱电、常规机电等的设计应注意兼容性和包容性。