劉重慶

（中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，天津 300251）

我國(guó)是世界上城市軌道交通發(fā)展最迅速的國(guó)家之一。作為軌道交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，線路設(shè)計(jì)在城市軌道交通建設(shè)工作中具有非常重要的地位。在相關(guān)研究中，歐陽(yáng)全裕[1]強(qiáng)調(diào)了線站位研究在地鐵設(shè)計(jì)中的重要性；GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》也對(duì)換乘線路作了“換乘車站應(yīng)結(jié)合換乘方式，擬定線位、線間距、線路坡度及軌面高程”等相關(guān)規(guī)定[2]。分析洛陽(yáng)地鐵1號(hào)線牡丹廣場(chǎng)站各換乘方式線站位方案的優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)研究比較，提出推薦方案。

1 項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

洛陽(yáng)地鐵1號(hào)線項(xiàng)目覆蓋洛陽(yáng)市區(qū)北部（簡(jiǎn)稱洛北地區(qū)）東西向主要客流走廊，是解決交通擁堵問(wèn)題的重要通道，該線路符合該區(qū)域居民東西向出行的客流特點(diǎn)，對(duì)于挖掘洛北地區(qū)發(fā)展?jié)摿哂兄匾饔谩Ｂ尻?yáng)地鐵1號(hào)線西起谷水站，東至楊灣站，依次沿中州西路、武漢路、西苑路、延安路、中州中路、中州東路敷設(shè)，串聯(lián)澗西區(qū)、西工區(qū)、老城區(qū)、瀍河回族區(qū)。沿途經(jīng)過(guò)規(guī)劃谷水交通樞紐、人民醫(yī)院、長(zhǎng)途客運(yùn)東站等客流集散點(diǎn)。

洛陽(yáng)地鐵1號(hào)線全長(zhǎng)約22.4 km，為地下線敷設(shè)。設(shè)車站18座，平均站間距1.3 km。其中，武漢路站、王城公園站、解放路站、周王城廣場(chǎng)站、青年宮站為地下三層站，其他車站均為地下二層站；與規(guī)劃的地鐵2、3、4號(hào)線各有1座換乘站。線路西端設(shè)紅山車輛基地，接軌于谷水站；東端設(shè)瀍東停車場(chǎng)，接軌于楊灣站。

1.2 線站位影響因素

牡丹廣場(chǎng)位于洛陽(yáng)市澗西區(qū)西苑路與太原路交口西側(cè)，廣場(chǎng)長(zhǎng)750 m、寬96 m，占地72 000 m2，呈帶狀東西走向，分西苑路為南北街道，具備良好的地下空間開發(fā)條件。根據(jù)洛陽(yáng)市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，地鐵1、3號(hào)線在牡丹廣場(chǎng)站換乘，并在牡丹廣場(chǎng)沿線規(guī)劃建設(shè)地下街、地下車庫(kù)等工程，各種地下設(shè)施在完善交通路網(wǎng)的同時(shí)，也帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步繁榮[3-7]。

牡丹廣場(chǎng)站周邊地塊規(guī)劃多為商業(yè)及醫(yī)療用地；現(xiàn)狀呈帶狀東西走向，西高東低，分西苑路為南北街道，其規(guī)劃示意見圖1。在地下空間開發(fā)項(xiàng)目中，影響地鐵1、3號(hào)線牡丹廣場(chǎng)換乘站線站位方案的主要有牡丹廣場(chǎng)地下商業(yè)、地下車庫(kù)和太原路下穿隧道。牡丹廣場(chǎng)擬實(shí)施方案的開發(fā)效果及范圍見圖2、圖3。

2 線站位方案研究

立足牡丹廣場(chǎng)地下空間開發(fā)背景，從地鐵1、3號(hào)線換乘條件，以及換乘站與地下空間開發(fā)結(jié)合條件等角度，綜合比選牡丹廣場(chǎng)站線站位方案。

2.1 方案1：通道換乘（建設(shè)規(guī)劃方案）

圖1 牡丹廣場(chǎng)規(guī)劃示意圖

圖2 牡丹廣場(chǎng)開發(fā)效果圖

圖3 牡丹廣場(chǎng)開發(fā)范圍示意圖

地鐵1號(hào)線沿西苑路斜向穿越牡丹廣場(chǎng)，再轉(zhuǎn)入延安路繼續(xù)向東敷設(shè)；地鐵3號(hào)線由太原路向南轉(zhuǎn)入南昌路敷設(shè)。在廣場(chǎng)東側(cè)的西苑路、南昌路、太原路及延安路路口，設(shè)地下二層車站；在路口南昌路一側(cè)，設(shè)地下三層車站，并形成通道換乘。該方案平面示意見圖4。

方案1主要存在以下缺點(diǎn)：

（1）受太原路下穿通道影響，地鐵1號(hào)線車站站廳采用端廳形式，地鐵3號(hào)線換乘客流通過(guò)換乘通道進(jìn)出1號(hào)線東端站廳，易導(dǎo)致地鐵1號(hào)線客流不均勻。方案1分層布置示意見圖5。

（2）地鐵1、3號(hào)線車站部分與商業(yè)完全脫離，總體造價(jià)較高；地鐵1號(hào)線車站僅通過(guò)左端廳通道與商業(yè)相接；地鐵3號(hào)線車站客流與商業(yè)被太原路下穿通道分隔，無(wú)法充分利用人流優(yōu)勢(shì)，商業(yè)價(jià)值降低。車站與廣場(chǎng)地下空間開發(fā)范圍關(guān)系示意見圖6。

（3）地鐵3號(hào)線區(qū)間下穿1號(hào)線車站，該區(qū)間節(jié)點(diǎn)需要與車站同期建設(shè)，后期可能造成廢棄。

圖4 方案1平面示意圖

圖5 方案1分層布置示意圖

圖6 車站與廣場(chǎng)地下空間開發(fā)范圍關(guān)系示意圖

（4）車站換乘距離過(guò)長(zhǎng)，換乘功能差。

（5）地鐵3號(hào)線車站出入口及附屬對(duì)牡丹女子醫(yī)院影響較大，協(xié)調(diào)困難。

基于以上問(wèn)題，考慮調(diào)整地鐵3號(hào)線路由，以便于線站位與牡丹廣場(chǎng)地下空間開發(fā)有機(jī)結(jié)合。規(guī)劃地鐵3號(hào)線路由調(diào)整示意見圖7。

如圖7所示，規(guī)劃地鐵3號(hào)線自中州西路轉(zhuǎn)入天津路后，沿天津路向南敷設(shè)至景華路路口，設(shè)天津路站，再轉(zhuǎn)入牡丹廣場(chǎng)。與地鐵1號(hào)線平行換乘后，轉(zhuǎn)入南昌路敷設(shè)至九都西路路口，設(shè)西苑公園站。期間，線路正穿一處規(guī)劃居住地塊和一處醫(yī)療用地（現(xiàn)狀為洛軸13號(hào)生活區(qū)與第六人民醫(yī)院綜合樓）。根據(jù)資料，第六人民醫(yī)院綜合樓采用筏板基礎(chǔ)（埋深約15.8 m），并使用樁徑500 mm、樁長(zhǎng)14 m的CFG樁進(jìn)行地基處理。規(guī)劃地鐵3號(hào)線天津路站設(shè)計(jì)為地下三層站，破CFG樁后可控制區(qū)間結(jié)構(gòu)與筏板基礎(chǔ)距離在3 m以上。

規(guī)劃地鐵3號(hào)線按照優(yōu)化后路由，與地鐵1號(hào)線在牡丹廣場(chǎng)地下形成平行換乘，主要考慮雙島四線、疊島及平行島換乘3種換乘方案。

2.2 方案2：雙島四線換乘

在牡丹廣場(chǎng)中部設(shè)地鐵1、3號(hào)線雙島四線換乘站，2條地鐵線的左、右線共享一個(gè)14 m島式站臺(tái)，實(shí)現(xiàn)同方向客流同臺(tái)換乘。對(duì)于內(nèi)外側(cè)線路不同，考慮2種同臺(tái)換乘方案：地鐵1號(hào)線采用大線間距外包3號(hào)線方案；地鐵3號(hào)線采用大線間距外包1號(hào)線方案。方案2平面示意見圖8。

圖7 規(guī)劃地鐵3號(hào)線路由調(diào)整示意圖

規(guī)劃地鐵3號(hào)線由天津路轉(zhuǎn)入牡丹廣場(chǎng)，與地鐵1號(hào)線形成同臺(tái)換乘，再由牡丹廣場(chǎng)轉(zhuǎn)向南昌路向南敷設(shè)，2條地鐵線分別在廣場(chǎng)東、西端各交叉2次。為滿足結(jié)構(gòu)立交關(guān)系和安全施工要求，地鐵3號(hào)線在東、西端均采用R300 m曲線；地鐵1號(hào)線在由牡丹廣場(chǎng)轉(zhuǎn)入延安路時(shí)，也采用R300 m曲線。方案2立交縱斷面示意見圖9。

方案2中，地鐵1、3號(hào)線站臺(tái)在一個(gè)平面，同方向線路相鄰并行，中間設(shè)島式站臺(tái)，實(shí)現(xiàn)同方向客流同臺(tái)換乘。由于2條地鐵線在廣場(chǎng)兩端均有交叉，且交叉點(diǎn)距離車站端部較近，2條地鐵線在大小里程端均采用21‰～29‰的縱坡拉開軌面凈距。受地塊內(nèi)建筑物、太原路地下通道（規(guī)劃底標(biāo)高為144.2 m）限制，軌面埋深約25.5 m，為地下三層車站。因此，方案2存在以下缺點(diǎn)：

（1）站廳層位于地下二層，站臺(tái)層位于地下三層，乘客進(jìn)出站需通過(guò)商業(yè)層轉(zhuǎn)換，客流流線不順暢。

（2）地下一層為商業(yè)層，客流需通過(guò)地鐵出入口的樓扶梯進(jìn)入站廳，地下二層停車庫(kù)與站廳層僅有1條通道連接，地鐵與商業(yè)結(jié)合緊密度一般，不能高效為客流服務(wù)。

圖8 方案2平面示意圖

圖9 方案2立交縱斷面示意圖

（3）車站寬49.0 m、深25.5 m，商業(yè)凈高7.5 m，汽車庫(kù)凈高6.7 m，商業(yè)及汽車庫(kù)空間浪費(fèi)，工程規(guī)模大，挖方大、造價(jià)高。

（4）車站位于牡丹廣場(chǎng)中心，對(duì)太原路交叉口客流吸引功能一般。

（5）小里程方向明挖區(qū)間影響主變電所實(shí)施。

（6）由于車站大小里程端的區(qū)間都存在立體交叉，R300 m曲線與大坡度28‰重疊段超過(guò)200 m，運(yùn)營(yíng)期間輪軌磨耗特別大，影響運(yùn)營(yíng)安全。

方案2車站與地下空間分層示意見圖10，其地下空間明挖范圍示意見圖11。

由此可見，2種雙島四線換乘方案均不利于與牡丹廣場(chǎng)地下空間開發(fā)項(xiàng)目結(jié)合，且線路條件相當(dāng)。從線路平面上分析，規(guī)劃地鐵3號(hào)線線路路由較曲折，展線條件有限；若采用地鐵3號(hào)線外包1號(hào)線，由天津路轉(zhuǎn)向牡丹廣場(chǎng)時(shí)，對(duì)第六人民醫(yī)院地塊切割相比于地鐵1號(hào)線外包3號(hào)線更嚴(yán)重，因此排除該方案。

2.3 方案3：疊島換乘

地鐵3號(hào)線以R350 m曲線由天津路轉(zhuǎn)入牡丹廣場(chǎng)，地鐵1號(hào)線由西苑路進(jìn)入牡丹廣場(chǎng)。2條地鐵線在牡丹廣場(chǎng)范圍內(nèi)設(shè)上下重疊的島式車站，地鐵1、3號(hào)線分別位于地下二、三層，乘客可通過(guò)樓扶梯進(jìn)行換乘。方案3平面示意見圖12。2條地鐵線分別在廣場(chǎng)東西兩側(cè)各交叉1次，方案3縱斷面示意見圖13。由于地鐵1、3號(hào)線站臺(tái)層高差為8 m，因此2條地鐵線可采用相同坡度進(jìn)出站，線路交叉處可保證軌面凈距大于8 m；大里程方向?yàn)楸苊鈱?duì)太原路隧道造成影響，采用20‰的陡坡接入?yún)^(qū)間。

綜合各方面考慮，方案3存在以下缺點(diǎn)：

（1）車站形式兩端較寬，中間窄，形狀不規(guī)則，不利于與商業(yè)結(jié)合，商業(yè)流線完全被車站打斷，剩余部分無(wú)法形成連續(xù)較密集的商業(yè)區(qū)域，商業(yè)氣氛不足。

（2）小里程方向明挖區(qū)間與主變電所位置沖突，導(dǎo)致主變電所難以實(shí)施。

圖10 方案2車站與地下空間分層示意圖

圖11 方案2地下空間明挖范圍示意圖

圖12 方案3平面示意圖

圖13 方案3縱斷面示意圖

（3）車站、區(qū)間明挖基坑范圍大、深度深，工程風(fēng)險(xiǎn)及造價(jià)高。

（4）方案中站廳分別設(shè)置直通地鐵1、3號(hào)線站臺(tái)的樓扶梯，站廳至地鐵1號(hào)線站臺(tái)提升高度5.4 m，至地鐵3號(hào)線站臺(tái)提升高度13.4 m，而2條地鐵線均為6B車輛編組形式，站廳站臺(tái)公共區(qū)較短，無(wú)法合理布置各組樓扶梯。

方案3車站與地下空間分層示意見圖14，地下空間明挖范圍見圖15。

2.4 方案4：平行島換乘

地鐵3號(hào)線以R350 m曲線由天津路轉(zhuǎn)入牡丹廣場(chǎng)；地鐵1號(hào)線由西苑路進(jìn)入牡丹廣場(chǎng)。方案4平面示意見圖16。2條地鐵線在牡丹廣場(chǎng)偏東一側(cè)地下二層設(shè)平行島式換乘站，乘客出站后，通過(guò)樓扶梯進(jìn)入站廳層進(jìn)行換乘。2條地鐵線在廣場(chǎng)西側(cè)交叉，方案4縱斷面示意見圖17。地鐵1號(hào)線小里程端采用20‰的下坡接入車站，拉開與地鐵3號(hào)線軌面凈距的同時(shí)，避免了對(duì)牡丹廣場(chǎng)地下空間商業(yè)層的影響，大里程端以28‰的陡坡避讓太原路下穿通道，接入?yún)^(qū)間。

圖14 方案3車站與地下空間分層示意圖

圖15 方案3地下空間明挖范圍示意圖

綜合各方面考慮，方案4主要有以下特點(diǎn)：

（1）車站布置于牡丹廣場(chǎng)東端，廣場(chǎng)西側(cè)可實(shí)現(xiàn)大面積商業(yè)開發(fā)，同時(shí)車站對(duì)太原路交叉口客流吸引功能好。

（2）車站形狀規(guī)則，商業(yè)和汽車庫(kù)外掛地鐵車站布置。各部分相對(duì)獨(dú)立，層高均可按最小層高布置，整體方案規(guī)模較小。

（3）站廳布置較小設(shè)備用房，其余空間均用于商業(yè)，可使商業(yè)與站廳無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)樞紐的一體化、集約化功能。

（4）相比于通道換乘、疊島換乘方案，本方案基坑開挖難度??；相比于雙島四線換乘方案，本方案基坑深度淺、挖方小，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

方案4地下空間分層示意見圖18，牡丹廣場(chǎng)地下空間內(nèi)，車站站廳、站臺(tái)層明挖范圍見圖19、圖20。

圖16 方案4平面示意圖

圖17 方案4縱斷面示意圖

圖18 方案4地下空間分層示意圖

圖19 方案4站廳層明挖范圍示意圖

圖20 方案4站臺(tái)層明挖范圍示意圖

3 最優(yōu)方案推薦

綜合以上4個(gè)方案，對(duì)牡丹廣場(chǎng)站局部線站位進(jìn)行對(duì)比（見表1）。

綜合對(duì)比牡丹廣場(chǎng)站線站位所有方案，結(jié)合其工程難度及可實(shí)施性，發(fā)現(xiàn)方案4可實(shí)施性強(qiáng)、換乘較便利、運(yùn)營(yíng)條件較好，故將方案4作為推薦方案。

4 結(jié)論

伴隨著城市的不斷發(fā)展和地鐵網(wǎng)絡(luò)的逐步構(gòu)建，出現(xiàn)了考慮各方面因素進(jìn)行兩線換乘方式論證的問(wèn)題[8-10]。以洛陽(yáng)地鐵1號(hào)線牡丹廣場(chǎng)站為例，提出兩線換乘方式的線站位論證，換乘方式的選擇要充分考慮換乘便捷性、與地下空間開發(fā)結(jié)合性、工程難度、可實(shí)施性、運(yùn)營(yíng)條件等因素，得出最優(yōu)方案。

表1 牡丹廣場(chǎng)站局部線站位對(duì)比