地铁车站换乘组织方案研究

林聪

（广州地铁设计研究院股份有限公司，广东广州 510000）

0 引言

地铁换乘站指的是一个或者多个地铁站，可供乘客在不同路线之间，在不离开车站的情况下，进行跨线乘坐列车。在新时期，城市轨道交通工程的发展逐渐趋向网络化，在这种背景下，换乘车站的数量与日俱增，为解决站台乘客流拥堵问题，提升地铁线网的整体运行效率，需要深层次研究地铁车站换乘组织方案，为车站的稳定有序运营提供坚实保障。

1 工程概况

福州地铁5 号线金山站位于福州市仓山区金州南路与金祥路交叉路口，该站为2/5 号线T 型节点换乘站，2 号线车站为地下二层岛式车站，5 号线车站为地下三层岛式车站且站前设单渡线，2 号线是典型的先行实施车站。在2 号线金山站设计之初即预留了远期换乘节点的土建条件，为利用好换乘节点，故将5 号线设置为地下三层T 型车站，将5 号线与2 号线站厅及站台连通，以达到换乘功能最优。

2 地铁车站换乘方式设计及难点

2.1 换乘方式

该项目2 号线与5 号线主要的换乘方式为两种，一种是2 号线站厅层与5 号线站厅层付费区换乘。这种换乘方式，在设计过程中，因2 号线站厅层为负一层，5 号线站厅层可设置为负一层或者负二层，二者互通后才可实现站台换乘的目标。另一种方式是，建设负三层T 型换乘楼梯间，为2 号线与5 号线站台层联通提供相应的渠道。这两种换乘方式的建设形式不同，换乘效果也存在较大的差异性，需要结合工程的实际情况，对比这两种换乘方式的优势，有针对性地设计换乘组织方案[1]。

在建设该换乘节点的过程中，综合考虑了多种因素，如在高峰期换乘节点拥挤以及换乘时间长等问题，在此基础上，分别规划了这两种换乘方式的设计方案：

方案一，站厅层换乘阶段节点。为了给乘客提供良好的换乘体验感，在设计福州地铁2 号线负一层站厅与5 号线负二层站厅的过程中，需要对5 号线换乘节点的通高空间加以优化和改良，具体的优化方案如下：搭建一个无柱换乘通高中庭，该通高空间的高度为11.91m、长度为22.24m、宽度为34.3m，在该空间支持下，可将2 号线与5 号线的公共区域有机结合，从而为乘客提供更加优质的换乘服务。此外，为在车站内部营造出文化氛围，决定在换乘大厅安装一个LED 显示屏，用于地铁文化的宣传，该显示屏的高度和宽度分别为6.26m、19.7m，可实现理想的宣传展示效果。

方案二，T 型节点换乘。2 号线是地下两层站，5号线是地下三层站，因此换乘站的客流量较大，在高峰期极易出现换乘节点拥挤的情况，为有效减少乘客的换乘时间，在设计T 型换乘楼梯间的过程中，决定采用“2+1”模式引导部分乘客通过站厅进行换乘，即设置两组两扶加一楼换乘楼扶梯组，与此同时在站台层中间区域布设一部无障碍扶梯，使换乘效率最大化。将换乘客流科学分流后，可最大程度地减少换乘时间，使乘客获得愉悦的乘车体验。

2.2 设计难点

结合上述内容可知，在设计福州地铁5 号线金山站的过程中，主要有两种换乘方式，但要将这两种设计方案落到实处，面临着较大的困难和障碍，具体的设计难点体现在以下几方面：

其一，福州地铁2 号线已经完成了初期的地连墙施工，在5 号线地连墙施工过程中，需要与2 号线进行接驳，但这一施工环节出现了绕流的情况。由于2 号线的地连墙已经先行竣工，时间变长绕流混凝土的强度也会随之增长，高强度的绕流混凝土，使得2 号线与5 号线的地连墙接口处施工难度较大。

其二，5 号线施工过程中如何确保正在运营的2 号线不受影响。在5 号线施工过程中，采取分两期施工的形式，为解决2 号线附属问题，南侧基坑施工要先行实施，并且要分为两个施工节点，但就实际情况而言，南侧基坑与北侧基坑施工无法同步推进，导致基坑开挖工程出现了不对称的情况。此外在2 号线开通试运营的过程中，5 号线的基坑开挖作业尚未竣工。这些问题的存在给换乘车站的优化设计以及顺利施工，造成了严重的阻碍。

其三，该项目决定在换乘节点的南侧位置建设无柱中庭空间，由于该空间的规模较大，因此对南侧区域的抗拔能力提出了较高的要求，加之工程的整体结构及装修较为复杂，给方案实施造成了不小的困扰[2]。

针对上述设计难点，结合工程实际情况，采取针对性的解决措施，以确保换乘站的设计方案能够有效落实，从而为2 号线与5 号线的互通运营提供坚实保障。在解决设计难点的过程中，主要从以下几方面入手：

其一，对于2 号线与5 号线接口幅地连墙成槽问题，可借鉴弧石处理工艺。这种施工技术指的是，利用旋挖加冲击钻设备，击碎绕流混凝土，再使用方锤对成槽加以修复，通过这种方式实施接口幅地连墙作业，可有效解决地连墙接口幅施工难度大的问题。

其二，为确保5 号线施工期间不影响2 号线车站正常运营，可采用两侧基坑同步开挖，通过运营区域部分围蔽、控制水土压力、补强支撑措施等相关措施，避免在开挖过程中出现下沉、变形等问题，确保施工及运营安全。

其三，为提高两线换乘空间体验，打造大型无柱换乘中庭，通过优化结构设计方案，将抗压桩布设在底板位置，增强整体抗拔能力，并在荷载较大的位置设置扩底抗拔桩。在无柱中庭空间架构的顶板以及侧墙处，建设模板体系，以提高中庭架构的稳定性和安全性。

3 地铁车站换乘组织设计方案

3.1 换乘车站预留与提升

实践证明，即便科学合理地规划设计方案，在具体的实践过程中，依然会面临着诸多问题和挑战。在城市现代化发展过程中，换乘站的数量增加，能够为民众的日常出行提供极大的便利，但也面临预留和改造的问题。为保证换乘站能够发挥出应有的功能和作用，创造更大的经济价值，要做好前期的预留工作，确保前期的预留能够满足后续新线路的接入需求。因此，福州地铁轨道交通工程后续线网还需尝试建设新型的换乘站，以助力福州地铁轨道交通工程的可持续发展。

在规划换乘车站的预留问题时，要考虑到换乘空间的使用功能。权威调查研究表明，影响换乘空间功能有效发挥的因素有四种，分别是换乘距离、时间、流线以及换乘平衡。因此在设计地铁车站换乘组织方案的过程中，要基于这四项影响因素，综合设计换乘车站的预留以及提升条件。

首先，换乘距离。在设计线网的过程中，要站在统筹兼顾的角度，针对地铁枢纽的换乘问题，科学设计地铁车辆以及站台尺寸，确保二者具有适配性，避免因预留车站枢纽设计不科学，导致换乘功能协调性不佳。在规划换乘线路的过程中，为缩短换乘距离，要尽可能地避免设计过长的通道[3]。

其次，换乘时间。福州地铁轨道交通工程面临的主要问题是客流量较大导致换乘节点拥堵且无法快速疏通，想要解决这一问题，就要合理设计换乘车站的流线、通道以及进出站闸机，将换乘通道的步行距离尽可能地控制在300m 以内，步行时间要≤5min。

再次，换乘流线。在交通建筑的施工期间，流线是重难点设计要素，想要使流线更加科学合理，就要合理规划站内的各项设施，减少流线的交叉，以此为民众提供更加舒适、畅通的出行服务。在换乘车站的流线设计上，可利用公式（1）计算：

式（1）中：N 和b 分别代表通过站和终点站。

最后，平衡性。开展换乘枢纽的设计工作时，要确保双向换乘距离具备高度平衡性，该换乘车站的客流量较大，为减少乘客在换乘过程中对彼此的干扰，要控制好两个换乘方向的来回距离，严禁出现正方向换乘距离短，反方向换乘距离长的情况。

3.2 换乘客流通过能力模拟分析

福州地铁5 号线金山站在换乘节点设计过程中，采用人员动力学模型Legion 进行模拟仿真研究，对该换乘车站客流通过能力进行检验。检验超高峰1h 一列车进站后，列车内的所有乘客以及站台乘客是否能在6min 内有效疏散至公共区域。

结合换乘车站的各项参数进行测试，结果如表1所示。

表1 换乘客流通过能力模拟测试参数表

该项目在模拟测试换乘客流通过能力的过程中，结合换乘站的实际情况，制订了精细化的模拟测试方案以及流程，具体的模拟测试流程如下所示：

打开站台门—打开闸机口—1 台上行扶梯始终保持上行状态，2 台下行扶梯暂停运行。完成上述操作后，可正式展开模拟测试。经过模拟测试，得出以下测试结果。疏散时间：站台人员在252s 内完成疏散，符合6min 撤离站台的要求；车站内的全部乘客疏散总时间为309s，即6.2min，相较于规定要求还有一定的距离，但考虑到1 台上行扶梯正处于检修状态，且下行扶梯暂停运行，加之测试参数为超高峰期，因此该地铁换乘站的所有乘客以及工作人员，实际上可在规定时间内撤离到公共区域，满足国家规定疏散要求。由此可知，该地铁换乘站所设计的换乘方式具备可行性，在突发情况来临时，可在最大程度上保证乘客的生命财产安全[4]。

3.3 换乘空间设计与实施

在福州2 号线地铁车站与5 号线地铁车站换乘节点的设计施工中，基于重难点设计问题，采取先进的施工理念和施工工艺，能够确保施工质量和效率，同时能够满足换乘车站的空间设计要求，有助于项目的完美呈现。

首先，重点打造两线换乘空间。5 号线金山站与2号线采用T 型节点换乘，5 号线金山站为地下三层站，2 号线金山站为地下两层站，换乘客流占比较大，考虑到在高峰大客流时段易在换乘节点处造成拥堵及增加乘客换乘时间的情况，该站通过对称布置两组扶梯+一楼换乘楼扶梯组，并在中部设置一部无障碍电梯，进一步提升换乘效率，合理分流换乘客流并缩减乘客的换乘时间。另外为提升换乘乘客换乘体验，该站通过优化结构方案、合理布局等多方面考量，在原设计基础上扩大了换乘部分的通高空间，打造了一处空间尺寸为11.91m（高）×34.3m（纵向）×22.24m（横向）的无柱换乘通高中庭，该无柱中庭将更好地连接2、5 号线公共区，从而为乘客提供更好的换乘服务。同时，在换乘大厅设置6.26m（高）×19.7m（宽）LED显示屏，亦能更好地向乘客展示地铁文化，起到较好的宣传展示作用。

其次，无缝衔接两线换乘节点及装修风格。在换乘节点两侧非对称基坑的挖掘施工中，采用十字交叉施工法；在主体换乘端两侧基坑的施工中，提前考虑施工过程对正在运营车站的施工影响，通过降水以及设置板撑的方式，保持两侧基坑的稳定性。在建设自动伺服系统时，对支撑轴力展开24h 连续性检测，一旦发现支撑体系的受力状态存在异常情况，该系统会自动调节基坑支撑体系，使基坑更加安全稳定。此外，在确保施工安全的同时，两线装修应通过局部围挡的方式做到无缝衔接。

最后，充分利用地铁物业空间衔接周边地块。地铁金山站5 号线车站与相邻的榕心映月地块商业同期设计与建设，车站负一层空间通过下沉广场与榕心映月地块地下商业连通。榕心映月地块地面为商住、酒店公寓，地下两层为商业+停车。地铁5 号线金山站通过下沉广场将地铁负一层站厅、地铁负一层物业开发空间与榕心映月地块有机结合，合理利用地铁聚集性客流的便利条件，达到合作共赢的目的。

4 结语

综上所述，在福州地铁车站换乘组织方案的设计中，要以统筹全局的视角，超前考虑多方面因素，结合乘客对换乘距离以及时长的实际需求，科学规划组织方案，提升换乘车站的运营能力，更好地打造城市轨道线网，并为此后地铁换乘组织设计提供成功的案例参考，以此推动我国公共运输业的高质量发展。