李阿萌

(國家鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院)，710043,西安//工程師)

在城市軌道交通建設(shè)中，常因線網(wǎng)調(diào)整導(dǎo)致很多前期建設(shè)或已運營的標準站需調(diào)整為換乘站以滿足客流需求。換乘站改造和換乘模式研究目前已成為學(xué)術(shù)界研究的熱點問題。文獻[1]通過對北京地鐵3個換乘車站的分析，認為若車站前期未預(yù)留換乘條件，則后期改造的投資規(guī)模和改造難度都會較大，故建議在線網(wǎng)可研階段對該因素進行考慮。文獻[2]認為，需結(jié)合杭州地鐵市民中心站既有車站特點以及新增客流特征，合理利用土建條件對該站進行適度改造。文獻[3]對西安地鐵南稍門站的改造進行了分析，建議對預(yù)留換乘條件的車站盡可能選擇靈活性較強的改造方案。文獻[4-5]借助了客流仿真模擬手段，其目的是使改造方案能夠?qū)崿F(xiàn)乘客便捷換乘。但相關(guān)研究主要集中于地下車站，而對于建設(shè)較早或位于城市外圍的一些高架車站，隨著線網(wǎng)調(diào)整改為換乘站后，如何對原有車站進行合理改造，以達到與地下車站便捷換乘的目的，有待進一步研究。

1 高架站與地下站換乘改造案例分析

高架站與地下站換乘改造的典型案例有上海軌道交通巨峰路站和北京地鐵大屯路東站等，此類車站通常會改造成通道換乘形式。

位于上海市浦東新區(qū)的巨峰路站為上海軌道交通12號線與6號線的換乘站。該站為新建地下二層島式車站與6號線既有高架車站換乘。由于兩站的垂直高差較大，故在12號線巨峰路站站廳層設(shè)計多臺自動扶梯，將乘客從地下一層直接提升至地上二層；并通過對6號線高架車站原有站廳進行改造，使新增的付費區(qū)換乘通道口位置盡可能地設(shè)置在靠近高架站臺的自動扶梯口處，減少了乘客的步行距離。

北京地鐵大屯路東站為地鐵15號線和已運營的5號線的換乘站。其中，15號線大屯路東站為地下二層島式車站，5號線大屯路東站為地上三層側(cè)式車站。5號線大屯路東站設(shè)計之初，并未考慮換乘因素，站臺寬度僅3.4 m。這兩站的換乘通過一條新建的“空中連廊”實現(xiàn)，兩站形成“L”型通道換乘關(guān)系。對原車站的改造包括站臺加寬、新建鋼結(jié)構(gòu)換乘平臺等。對于高架站的換乘改造一般涉及到站廳改造，對車站運營影響較大。

本文結(jié)合西安地鐵雙寨站的實際情況，探討換乘改造方案，以期對已運營車站影響降到最低。

2 西安地鐵雙寨站概況

2. 1 線網(wǎng)規(guī)劃

按照西安地鐵最新版線網(wǎng)規(guī)劃，西安地鐵14號線與3號線在雙寨站換乘。3號線雙寨站為已建成車站，并已于2016年11月開通運營。由于上版線網(wǎng)規(guī)劃未考慮此站換乘，因此3號線雙寨站未預(yù)留換乘接口。3號線雙寨站為高架車站，14號線雙寨站為地下車站(見圖1)。

圖1 雙寨站站位示意圖

2. 2 雙寨站周邊主要影響建構(gòu)筑物

14號線雙寨站所在區(qū)域?qū)儆谖靼彩袊H港務(wù)區(qū)，周邊現(xiàn)狀為荒地或農(nóng)田，規(guī)劃用地主要是商業(yè)用地、居住用地和綠地。周邊主要影響建筑物為既有3號線高架站及區(qū)間橋梁，橋下距地面約15.0 m，橋樁間距為53.5 m。方案設(shè)計時需要考慮安全距離，施工時應(yīng)對臨近的3號線高架站、區(qū)間的樁基礎(chǔ)與地面上部的墩柱及附近的建筑物加強監(jiān)測。

在車站站位范圍內(nèi)，對車站起到控制性作用的是南北向港務(wù)西路東西兩側(cè)的綜合管廊。建議既有綜合管廊由車站主體上方通過，兩者共板。

2. 3 設(shè)計客流

雙寨站遠期2046年早高峰的設(shè)計客流量為13 187人次/h，換乘客流量為3 732人次/h，其中14號線換乘3號線的客流量為2 682人次/h，3號線換乘14號線的客流量為1 050人次/h，換乘比例為28.3%[7]。

3 雙寨站換乘方案研究

通過分析14號線雙寨站的邊界條件，認為車站設(shè)計需著重考慮站位設(shè)置、兩線換乘方式、換乘客流組織及3號線高架站的改造等因素。

3. 1 站位設(shè)置

站位設(shè)置需考慮：①由于港務(wù)西路(寬70 m)和向東路(寬120 m)道路紅線均較寬，因此出入口設(shè)置需滿足各個象限客流方便進出站；②本站是港務(wù)區(qū)換乘3號線進入市區(qū)的重要換乘站，需將完善換乘功能作為重點考慮因素?；谝陨蟽牲c，可將站位設(shè)置在跨路口位置。

車站為地下二層島式站臺車站，站臺寬度為13 m，站臺長度為118 m，車站總長約496.87 m，總建筑面積約35 509.30 m2。車站4個象限內(nèi)均設(shè)置出入口，車站共設(shè)置3組風亭，并且在地下一層?xùn)|側(cè)配線上預(yù)留空間。

3. 2 換乘方案

兩線之間為地下站與高架站換乘，兩線軌道高程相差近17.92 m,而3號線建設(shè)時未預(yù)留換乘條件，因此須對3號線車站部分進行改造。14號線站位在保證3號線結(jié)構(gòu)安全的前提下，應(yīng)盡可能縮短與3號線的換乘距離。

原本按照便捷換乘思路，通過在14號線雙寨站中部付費區(qū)設(shè)置換乘通道，在換乘通道設(shè)置樓扶梯直達地上二層，然后接入正在運營的3號線雙寨站的站廳層，實現(xiàn)付費區(qū)換乘。但是，如果采用該方案需對3號線雙寨站南側(cè)設(shè)備用房進行較大規(guī)模改造，且換入客流沒有緩沖空間，這樣可能會造成原3號線雙寨站站廳的擁堵。因此，考慮采用通道換乘結(jié)合地面換乘廳的形式，這樣在保證足夠的換乘空間條件下，可最大程度地減小對3號線雙寨站的影響。

既有3號線雙寨站位于港務(wù)西路北側(cè)，十字路口西北角規(guī)劃為五星級酒店。鑒于設(shè)置地面換乘廳體量較大，對酒店的景觀有一定影響，因此地面換乘廳設(shè)置于東北角。按照該換乘方案，需要拆除3號線雙寨站東側(cè)的樓扶梯及電梯，設(shè)置地面換乘廳。按照該換乘方案，需占用25 m寬綠化帶，因此集散廣場與地塊未來規(guī)劃居住區(qū)應(yīng)綜合進行建設(shè)。

在換乘廳內(nèi)設(shè)置樓扶梯，并加設(shè)電梯。換乘廳面積為1 628 m2，承擔換乘功能并兼顧地鐵客流進出站功能，3號線西側(cè)設(shè)置進出站廳。拆除既有3號線雙寨高架站內(nèi)現(xiàn)有的閘機及售票機，使其成為一個完整的付費區(qū)空間。在14號線雙寨站站廳層中部設(shè)置10 m寬換乘通道，連接至地面換乘廳，并通過地面換乘廳內(nèi)的樓扶梯組通向連接3號線的天橋(見圖2)。

圖2 雙寨站換乘通道客流組織流線圖

在換乘廳設(shè)計2部14號線換乘3號線的上行自動扶梯。根據(jù)預(yù)測客流，遠期超高峰進出站客流及換乘客流合計約7 042人次/h。按照樓扶梯的通行能力進行計算[8]，設(shè)計的換乘廳空間及樓扶梯數(shù)量遠遠滿足遠期高峰客流需求?？紤]到3號線東側(cè)天橋凈寬為5.5 m，在改造后將承擔進站功能和換乘功能，按1 m寬通道雙向混行的通過能力為4 000人次/h進行計算，得到天橋的通行能力為22 000人次/h，因此通道寬度滿足遠期客流需求。

3. 3 既有3號線改造方案

既有3號線高架站公共區(qū)空間較小，側(cè)站臺最窄處只有3.54 m。兩側(cè)進站形式采用T型，即一側(cè)樓梯、一側(cè)一樓一扶。設(shè)計方案考慮將高架站的非付費區(qū)均外置，高架站內(nèi)站廳層及兩側(cè)天橋均轉(zhuǎn)為付費區(qū)。

進站廳及換乘廳施工時，保留3號線西側(cè)進站樓扶梯及垂直電梯，拆除3號線東側(cè)天橋的南側(cè)部分，保留北側(cè)2.2 m寬樓梯的進出站功能。經(jīng)計算，改造期間可以滿足進出站功能。待南側(cè)進站廳和換乘廳施工完畢后拆除兩端的北側(cè)樓扶梯(見圖3)。

圖3 西安地鐵3號線改造示意圖

換乘廳采用自然通風的方式。通過在換乘廳設(shè)置照明配電室及電纜井，通過14號線主體供電滿足換乘廳低壓配電需求。綜合監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、FAS(火災(zāi)報警系統(tǒng))、BAS(環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng))及給排水系統(tǒng)統(tǒng)一由14號線控制管理，所有系統(tǒng)的改造設(shè)計、施工、安裝、調(diào)試及投入運營等方案亦需結(jié)合車站的實際情況進行綜合考慮及統(tǒng)籌安排。改造3號線進出站樓扶梯及新建換乘廳，配備6部自動扶梯及2部垂直電梯，土建及設(shè)備造價合計約2 360萬元。

4 客流模擬驗證

為驗證換乘改造方案的合理性，尤其是換乘客流與設(shè)施的能力匹配程度，本文采用Legion軟件對雙寨站換乘方案進行模擬，如圖4所示。通過圖中超高峰時刻的最大客流密度可以看出：14號線雙寨站規(guī)模適中，換乘通道和新建換乘廳的客流密度適中，未出現(xiàn)擁堵情況，表明換乘改造方案較為合理。

圖4 雙寨站超高峰時刻最大客流密度圖

5 結(jié)語

本文以西安地鐵雙寨站為例，探討新建地下站與未預(yù)留條件的既有高架站的換乘方案，更多情況是采用通道換乘方式，采用通道換乘方式易帶來對既有車站較大規(guī)模的改造。但也應(yīng)充分分析客流特征及周邊環(huán)境條件，必要時可設(shè)置較為復(fù)雜的換乘通道，并采用客流引導(dǎo)措施滿足設(shè)計要求。需充分保證扶梯設(shè)施的數(shù)量，以最大程度地改善乘客的換乘感受。

城市軌道交通線網(wǎng)的穩(wěn)定性，對具體工程而言影響很大。早期建設(shè)的線路考慮換乘條件越充分，后期建設(shè)的難度和投資就越少。因此，一方面應(yīng)結(jié)合線網(wǎng)及建設(shè)規(guī)劃，對換乘站進行深入研究，這樣有利于確保線網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)性和可實施性；盡量減少標準車站被動地改造成換乘站，造成工程的重復(fù)建設(shè)及換乘功能的不合理等現(xiàn)象。另一方面，研究換乘站的節(jié)點預(yù)留模式時，應(yīng)盡可能選擇靈活性較強的方案,以便應(yīng)對未來的不確定性。