探究T 型地铁换乘车站建筑设计及创新——以华南城西站为例

刘英男 LIU Ying-nan

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

1 研究背景及问题

地铁车站的换乘形式大体分三类：同台换乘，节点换乘（含十字、T 型、L 型）、站厅及通道换乘。“T”型节点换乘是一条线路的车站中部与一条线路的车站端部通过换乘设施连接。 一条线路A 可通过站台连通的换乘设施到另一条线路B 站台直接换乘；另外一条线路B 可通过站台到共用站厅再下到线路A站台换乘。这就需要在车站建筑设计时要科学合理地设计客流流线，减少客流相互交叉，站厅层公共区有足够的面积能满足超高峰小时客流的集散，车站站厅、站台层的楼扶梯、售检票机、出入口、换乘楼扶梯等部位的通行能力要相互匹配并保证通畅。站台要有足够宽度和楼扶梯的摆设能满足失火工况下的客流疏散。本文以设计的华南城西站为例，对以上问题进行探讨。

2 以华南城西站工程实例分析

2.1 华南城西站站址环境

华南城西站为6 号线一期工程由西至东的第二个车站，与规划的8 号线进行换乘，站位位于华南大道与同乐大道十字交叉路口，6 号线车站为2 层岛式车站，沿华南大道东西向敷设，8 号线车站为3 层岛式车站，沿同乐大道南北向敷设。两站呈“T”型节点换乘。

车站周边以仓储物流用地、教育用地和居住用地为主，目前车站东南侧已实现规划，东北侧及西侧尚未实现规划。

车站现状西南侧为空地，东南侧为华南城4 号广场（5F），西北侧为空地，东北侧为车世界（1F）。

华南大道为城市主要干道，呈东西走向，规划道路宽60m，双向八车道，道路中间设置绿化分隔带，两侧为非机动车道，同乐大道北侧规划道路宽67m，同乐大道南侧规划道路宽63m，同乐大道为双向八车道，以上两条道路均已实现规划。

2.2 华南城西站设计客流（表1）

表1 华南城西站高峰小时客流量统计表 （人/小时）

表2 华南城西站远期早高峰换乘客流表 （人/小时）

初期：（1633+37+31+785）×1.29=3207（人/小时）

近期：（1508+195+249+828）×1.29=3586（人/小时）

远期：（2666+360+363+1378）×1.29=6149（人/小时）

根据计算，本站控制客流为远期早高峰设计客流。

换乘客流：Q=（1350+693）×1.29=2635；

换乘比例=2635/6149=43%。

2.3 华南城西站站台宽度

岛式站台的侧站台宽度b1=（Q 上、下/L·ρ）+M，其中站台计算长度L 取114.08m，ρ 取0.5m2/人，M 取0.25m。

初期早高峰=[（1633+37）×1.29/12/114.08×0.5]+0.25=1.04m

初期晚高峰=[（26+1143）×1.29/12/114.08×0.5]+0.25=0.80m

近期早高峰=[（1508+195）×1.29/21/114.08×0.5]+0.25=0.71m

近期晚高峰=[（249+828）×1.29/21/114.08×0.5]+0.25=0.54m

远期早高峰=[（2666+360）×1.29/27/114.08×0.5]+0.25=0.88m

远期晚高峰=[（252+1866）×1.29/27/114.08×0.5]+0.25=0.69m

根据《地铁设计规范》，岛式站台的侧站台最小宽度b1 不应小于2.5m。

岛式站台宽度：Bd=2b1+n·z+t

其中b1 表示侧站台宽度，n 表示横向柱数，z 表示纵梁宽，t 表示每组扶梯与楼梯宽度之和（含和纵梁间所留空隙）。

车站站台宽度=2b1+z+t=2×2.5+2×0.9+5.7=12.5m，根据地铁集团技术要求，节点换乘站台宽度取14m。

2.4 车站换乘设施能力计算

远期高峰小时由8 号线换乘至6 号线客流：1350 人/小时

远期高峰小时由6 号线换乘至8 号线客流：693 人/小时

通过能力：3200 人/小时（1m 宽楼梯，双向混行）

超高峰系数：1.29

楼梯宽度：远期高峰小时换乘客流×超高峰系数/楼梯通过能力

＝（1350+693）×1.29/3200＝0.82m。

本站换乘T 型楼梯两翼设计宽度取3m，总宽度取6m，满足换乘需求。

2.5 公共区楼扶梯设置

6 节编组考虑中间换乘节点处设置一处无障碍电梯，两侧均匀布置2 组楼扶梯，站厅付费区采用“中间进，两端出”的方式布置进出站闸机，站台中间换乘节点处采用T型楼梯连通两线站台，6 号线换8 号线可通过换乘T 型楼梯实现M6-M8 台台换乘，8 号线换6 号线可通过8 号线楼扶梯升至站厅层后再到达6 号线站厅层通过6 号线楼扶梯实现M8-M6 换乘，形成单向循环，换乘流线不交叉。

楼扶梯摆设要满足失火工况下疏散要求，根据《地铁设计规范》失火工况疏散计算公式如下：

图1 系统总体设计方案

图2 地下三层平面示意图

其中Q1 表示超高峰时段一列车进站的断面流量，（取上下行方向中较大者）（人）；Q2 表示超高峰时段站台两侧候车乘客（人）；A1 表示一台自动扶梯通过能力〔人/（min.m）〕8190/60=137（人/ min）；A2 表示人行楼梯通过能力〔人/（min.m）〕3700/60=62（人/ min）；N 表示自动扶梯数量；B 表示人行楼梯总宽度（m）。

紧急疏散总人数：（通过计算远期客流为控制期客流）

一列车最大疏散人数Q1：6530×1.29÷27＝312（人）

超高峰时段站台两侧候车乘客人数Q2:

楼扶梯通过能力：

故本站站台设4 部1m 宽自动扶梯、2 部1.65m 宽楼梯，满足失火工况下疏散要求。

根据《地铁设计防火标准》失火工况疏散计算公式如下：T=（Q1+Q2）/0.9〔A1（N-1）+A2B〕≤4min

其中Q1、Q2、A1、A2、B 与上个公式表示的一样，不同的是N 表示用作疏散的自动扶梯的数量。

紧急疏散总人数：（通过计算远期客流为控制期客流）

一列车最大疏散人数Q1：6530×1.29÷27＝312（人）

超高峰时段站台两侧候车乘客人数Q2：

楼扶梯通过能力：

故本站站台设4 部1m 宽自动扶梯、2 部1.65m 宽楼梯，满足失火工况下疏散要求。

3 建筑设计中的技术创新

华南城西站的创新性主要体现在建筑风格和建筑材料上。首先，在建筑风格上打破了传统的风格，适当的加入了一些具有城市文化特色的元素，进而将地铁站打造成一个城市的地标。建筑师在设计建筑方案的时需要根据地铁车站所在区域的人文、建筑等信息琢磨并总结出项目区域建筑的风格和当地的人文特色。在此基础上，开展相关建筑方案的设计，并做好地铁站的布局规划，确保整个地铁站的建筑风格能和城市的基调相呼应同时也能彰显出整个城市的文化内涵。在进行设计方案时，创新性的运用revit 等BIM 软件，根据工程的实际情况建立BIM 三维模型，并根据现场情况多次修改反复论证建筑方案的合理性，提高了工作效率同时也大大减少了设计的成本，使车站的投资得到更有效的控制。其次，在建筑材料方面使用新型环保材料替换传统建筑材料。地铁车站一般都处于潮湿环境中，而传统建筑材料如果长时间处于高湿度的环境中，其表面会受到一定程度的腐蚀，进而会对建筑整体的稳定性产生一定的影响。不仅如此，传统建材多以塑料材质和混凝土为主，其中含有的很多化学物质随着分子的运动会扩散到地铁站周围的土壤中，会对土壤造成一定的污染，进而对地表的植被造成一定的损害。因此，运用新型的建材，一方面可以提高建筑整体的抗腐蚀能力，另一方面，新型建材都是可降解的，在使用的过程中不会对周围土壤造成污染。

4 结语

以三线换乘站、两线换乘站等众多T 型换乘车站设计经验总结来看，在设计时，站厅层要保证有足够的空间把超高峰小时客流在较短的时间内完成换乘和进出站，同时公共区楼扶梯要合理摆放，确保有科学的设计流线，保证乘降安全，疏导迅速，布置紧凑，便于管理，T 型换乘节点处要充分考虑预留与其他线路的衔接和换乘条件。BIM 等新技术的运用既提升了设计工作效率，也使车站的投资得到了有效控制，也为轨道交通地铁车站运用新技术设计提供了良好的借鉴意义。