李曉峰，區(qū)楊蔭，農(nóng)承尚

(1.南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530029；2.廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣東 廣州 510010；3.廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

綠色設(shè)計(jì)也稱生態(tài)設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)。在項(xiàng)目建設(shè)的整個(gè)生命周期內(nèi)，著重考慮環(huán)境屬性并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在保證工程質(zhì)量和施工安全的前提下，遵循資源節(jié)約和循環(huán)利用的原則，通過技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)步和科學(xué)合理的管理手段，在項(xiàng)目建設(shè)過程中最大程度地達(dá)到低消耗、低污染的施工目標(biāo)，并實(shí)現(xiàn)“節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境”的生態(tài)化建筑施工目標(biāo)。

南寧軌道交通3號(hào)線青秀山站為超深埋明暗挖結(jié)合施工的車站，車站工程技術(shù)難度高，土建規(guī)模大。在確保質(zhì)量與安全的前提下，考慮其環(huán)境屬性，將綠色設(shè)計(jì)的理念融入車站設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)用探索。

1 工程概況

青秀山站位于青秀山風(fēng)景區(qū)西門處。該車站受限于周邊環(huán)境及線路條件，為最大埋深達(dá)57 m的超深埋車站。車站總長約185 m，由明挖站廳及暗挖站廳組成。青秀山站車站明挖站廳為地下三層，站臺(tái)為層深埋暗挖法施工。

2 站位設(shè)置綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1 站位設(shè)置

南寧軌道交通3號(hào)線的線站位選擇過程，亦是與沿線規(guī)劃緊密結(jié)合、實(shí)時(shí)互動(dòng)的過程。青秀山風(fēng)景區(qū)是南寧市著名的AAAAA級(jí)風(fēng)景區(qū)，該站周邊建(構(gòu))筑密集、控制因素多、

地勢變化復(fù)雜，同時(shí)區(qū)間需下穿邕江，該站的選址是全線的重難點(diǎn)。

選線設(shè)計(jì)過程中將青秀山站及相鄰區(qū)間作為整體統(tǒng)一研究(站址環(huán)境見圖1)，進(jìn)行多方案整體比較后，最終確定將站位設(shè)置于青秀山風(fēng)景區(qū)西側(cè)，對(duì)風(fēng)景區(qū)的自然環(huán)境、景觀效果的影響小，體現(xiàn)了車站與自然環(huán)境的融合與和諧。同時(shí)，站位周邊臨近居民小區(qū)、餐飲商業(yè)區(qū)，客流吸引效果好。

圖1 青秀山站站址環(huán)境圖

此外，乘客在地鐵出站后即為青秀山風(fēng)景區(qū)西大門，對(duì)于前往青秀山風(fēng)景區(qū)的游客及市民極為便利，亦對(duì)大眾選擇公共交通、低碳環(huán)保和綠色出行，起到了積極的引導(dǎo)和鼓勵(lì)作用，降低了私家車前往風(fēng)景區(qū)的使用率。

2.2 線路優(yōu)化

線路設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合地形地勢、地質(zhì)條件，選擇合適的車站軌面標(biāo)高，遵循“高站位、低區(qū)間”的設(shè)計(jì)原則，優(yōu)先采用節(jié)能坡設(shè)計(jì)。通過將青秀山站站位標(biāo)高進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，低處位于南寧市博物館—青秀山站區(qū)間中部，形成了“V”字形坡。列車自南寧市博物館向青秀山站行進(jìn)，進(jìn)入青秀山站前需爬坡，借助爬坡的阻力，可進(jìn)行動(dòng)能與列車勢能的轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存，制動(dòng)時(shí)間縮短，發(fā)熱減少，并減少了環(huán)控能量。

線路在進(jìn)出車站區(qū)段采用了節(jié)能坡設(shè)計(jì)，可有效達(dá)到節(jié)省牽引耗電量和節(jié)能減耗的目的。同時(shí)，節(jié)能坡的設(shè)置亦延長了地鐵車輛加減速系統(tǒng)的使用壽命，節(jié)約了日常車輛維修費(fèi)用等運(yùn)營資源，實(shí)現(xiàn)了地鐵的綠色可持續(xù)發(fā)展。

3 車站建筑方案綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 車站建筑方案設(shè)計(jì)

青秀山風(fēng)景區(qū)地勢較高，但線路自青秀山引出后，需下穿邕江，該情況決定了車站軌面埋深接近50 m。

3.1.1 車站主體方案及內(nèi)部布置

常規(guī)地鐵車站的站廳、站臺(tái)均考慮明挖修建，若青秀山站采用此種形式，明挖深埋車站的土方開挖量、工程材料及資源投入將極高。針對(duì)該情況，考慮采用明暗挖結(jié)合的形式，即明挖地下三層站廳層+暗挖分離島式站臺(tái)的方案。該方案設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：(1)采用地下三層的明挖站廳，減少了站廳層埋深，提高了乘客的服務(wù)水平；(2)站臺(tái)層采用暗挖，從根源上控制了車站的規(guī)模，最大限度減少全明挖車站的規(guī)模，大大降低了土方開挖量，節(jié)省了大量工程材料及資源。

對(duì)于車站建筑內(nèi)部方案的設(shè)計(jì)，亦從綠色建造角度，進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)優(yōu)化：

(1)將車站暗挖施工所需的臨時(shí)豎井，設(shè)置為永久結(jié)構(gòu)，作為車站通風(fēng)所需風(fēng)井，進(jìn)行綜合利用設(shè)計(jì)。

(2)與通風(fēng)空調(diào)專業(yè)深入?yún)f(xié)調(diào)配合，通過合理布置排風(fēng)道及設(shè)備用房，減小通風(fēng)系統(tǒng)的管路長度以達(dá)到節(jié)能效果。

(3)通過對(duì)車站活塞風(fēng)井的合理設(shè)計(jì)，并結(jié)合線路及車站條件，避免了設(shè)置青秀山站—南寧市博物館站區(qū)間中間風(fēng)井，節(jié)省了在邕江邊建造一個(gè)區(qū)間中間風(fēng)井近4 000萬的投資。

(4)通過對(duì)火災(zāi)場景及疏散場景的性能化模擬研究，論證了車站設(shè)計(jì)可以保證車站內(nèi)人員能夠在煙氣發(fā)展到人體耐受極限條件之前疏散至安全區(qū)域，達(dá)到消防安全設(shè)計(jì)目標(biāo)。

(5)青秀山站埋深較深，如采用常規(guī)的多次提升的扶梯方案，每段扶梯均需要設(shè)置上下水平段，且上下扶梯中間還需要5 m左右的緩沖平臺(tái)?，F(xiàn)考慮采用一次提升的方案，站臺(tái)至站廳共設(shè)置5臺(tái)提升高度約26.3 m的公共交通重載型自動(dòng)扶梯，扶梯段水平投影長度縮短16 m以上，從而減少了土建規(guī)模，節(jié)省了造價(jià)。

3.1.2 車站附屬建筑依山勢優(yōu)化設(shè)計(jì)

青秀山站車站地勢高差大，車站附屬建筑位于山坡一側(cè)，同時(shí)車站位于青秀山風(fēng)景區(qū)范圍。設(shè)計(jì)考慮車站附屬建筑依山勢而建，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，將車站附屬功能結(jié)構(gòu)有機(jī)地融入周邊環(huán)境，從而使得車站功能與周邊環(huán)境達(dá)到了和諧平衡的狀態(tài)，生態(tài)與地鐵功能合一[1]。

首次采用了山體側(cè)高風(fēng)亭的方案，將風(fēng)亭出風(fēng)口融入邊坡綠化中，并設(shè)置綠化平臺(tái)，使得平臺(tái)與山坡一側(cè)立體停車場風(fēng)格協(xié)調(diào)匹配。在邊坡側(cè)設(shè)計(jì)出入口，出入口隱入邊坡綠化中。對(duì)于出地面的垂直電梯及1號(hào)緊急疏散口，采用半埋式設(shè)計(jì)，減少出地面建筑的體量，從而減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。對(duì)于高風(fēng)亭，設(shè)計(jì)有民族風(fēng)情特色的掛壁，使得附屬建筑高風(fēng)亭能更好地融入周邊環(huán)境。詳見圖2。

3.2 裝配式技術(shù)的應(yīng)用

裝配式輕質(zhì)隔墻首次應(yīng)用在南寧軌道交通建設(shè)中，體現(xiàn)節(jié)能、節(jié)土、輕質(zhì)、保護(hù)環(huán)境的特點(diǎn)。裝配式輕質(zhì)隔墻可減少濕作業(yè)施工，提高了車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工效率。該隔墻具有防火、輕質(zhì)、環(huán)保、防潮、施工便利等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)亦能實(shí)現(xiàn)二次使用。

車站出入口為鋼結(jié)構(gòu)骨架加鋁板及玻璃幕墻裝修風(fēng)格，采用構(gòu)件分塊工廠標(biāo)準(zhǔn)件焊接制作，現(xiàn)場拼裝的裝配式工藝，3 d即可完成標(biāo)準(zhǔn)出入口鋼結(jié)構(gòu)安裝。而常規(guī)出入口鋼結(jié)構(gòu)安裝方式，工期長達(dá)一個(gè)半月。車站出入口裝配化設(shè)計(jì)，既保證工程質(zhì)量，又大大提高安裝效率，節(jié)約了人力物力，同時(shí)減少了出入口施工時(shí)對(duì)周邊環(huán)境的影響。

車站內(nèi)部采用模塊化的裝修材料進(jìn)行裝修，施工便捷、標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)亦有美觀、耐用、易維護(hù)的特點(diǎn)。模塊化安裝減少了工人現(xiàn)場拼接的環(huán)節(jié)，減少了吊桿的使用。同時(shí)，模塊化安裝亦減少了常規(guī)裝修施工過程的粉塵、噪音的產(chǎn)生，為施工工人提供較為友好的施工作業(yè)環(huán)境。

3.3 車站綠化設(shè)計(jì)

地鐵車站為特殊的地下空間。地下空間的綠色設(shè)計(jì)，可從場地設(shè)計(jì)、室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)等多個(gè)方面開展[2]。

(1)站內(nèi)綠化

在車站建筑設(shè)計(jì)過程中，提出了站內(nèi)綠化設(shè)計(jì)的理念，即在車站公共區(qū)進(jìn)行裝修設(shè)計(jì)時(shí)，在站內(nèi)公共區(qū)布置各種景觀綠植。景觀綠植不僅凈化空氣，還可吸附有害浮塵，同時(shí)增加空氣濕度。站內(nèi)綠化設(shè)計(jì)，提高了站內(nèi)空氣質(zhì)量，亦對(duì)車站內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行了一定美化，有利于消除乘客視覺疲勞，提高乘客舒適度和滿意度，將綠色環(huán)保與服務(wù)乘客有機(jī)結(jié)合。

(2)站外綠化

對(duì)于車站附屬建筑外側(cè)綠化，提出了垂直綠化的理念，并考慮青秀山風(fēng)景區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)，將站外綠化與周邊環(huán)境相結(jié)合。通過在附屬建筑外墻設(shè)置綠植，對(duì)車站外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定美化，將附屬建筑融入山坡綠化景觀之中。

3.4 人性化設(shè)計(jì)

為提升對(duì)乘客的服務(wù)水平，給人們提供健康、適用、高效的使用空間，青秀山站采用了多方面的人性化設(shè)計(jì)。

(1)車站內(nèi)設(shè)置了母嬰室，體現(xiàn)關(guān)愛母嬰健康，保障婦女兒童合法權(quán)益，為婦女與兒童提供健康、適用及高效的人性化公共服務(wù)。

(2)車站內(nèi)考慮無障礙設(shè)計(jì)并與站外周邊無縫銜接，方便廣大有障礙人士、老年人、婦女、兒童等弱勢群體乘坐地鐵參與社會(huì)生活。

(3)針對(duì)大埋深車站，站臺(tái)至站廳采用一次提升方案，共設(shè)置5臺(tái)提升高度約為26.3 m的公共交通重載型自動(dòng)扶梯，給乘客更好的出行體驗(yàn)。

(4)南寧市電動(dòng)自行車出行占所有出行方式的首位，約為36%。針對(duì)這一特殊情況，專門進(jìn)行了交通接駁的專題研究。在車站外設(shè)置了電動(dòng)車專門放置區(qū)域，方便電動(dòng)自行車及共享單車的停放。同時(shí)，亦調(diào)整了公交站點(diǎn)分布，設(shè)置出租車泊位，實(shí)現(xiàn)全公共出行方式與軌道交通的接駁，使地鐵與南寧市民出行“最后一公里”無縫銜接。

(5)車站于道路兩側(cè)均設(shè)置出入口，方便道路兩側(cè)的乘客進(jìn)站，最大范圍地服務(wù)周邊群眾。

3.5 BIM技術(shù)的應(yīng)用

車站建筑設(shè)計(jì)采用了BIM技術(shù)(見圖3)。BIM技術(shù)的加入，可以使得原有的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法具有先進(jìn)的參數(shù)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)以及三維可視設(shè)計(jì)[3]。

圖3 青秀山站BIM模型圖

通過BIM技術(shù)，還可以節(jié)省各專業(yè)協(xié)調(diào)配合的資源，通過可視化設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)等，利用BIM模型在空間上協(xié)調(diào)建筑物的各類設(shè)備系統(tǒng)，確保施工圖與建筑物相符，消除施工障礙，減少了沖突碰撞導(dǎo)致的返工，減少了資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)綠色智能建造。

同時(shí)，BIM集成的建筑信息數(shù)據(jù)庫，有助于車站建筑后期運(yùn)營維護(hù)管理，能夠?yàn)楸Ｐ薹?wù)的快速響應(yīng)、降低運(yùn)營維護(hù)成本提供數(shù)據(jù)支撐。

4 車站結(jié)構(gòu)方案綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用

4.1 車站周邊建筑物環(huán)境保護(hù)

青秀山站位于鳳嶺南路與青山路交叉口東側(cè)約180 m，站位北側(cè)為八角樓及金匯如意坊等低層餐飲商業(yè)建筑。車站周邊主要建筑物有英華青山立交、秀山花園小區(qū)、青秀山風(fēng)景區(qū)西門區(qū)停車場和景區(qū)管委會(huì)、金匯如意坊樓，場地周邊亦存在大量地下管線。

青秀山站基坑周邊地層上部主要是人工填土、素填土，下部是粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖。粉砂質(zhì)泥巖具有遇水軟化的特性，屬中等膨脹土。

車站施工需進(jìn)行深基坑開挖，同時(shí)需對(duì)地層進(jìn)行大規(guī)模降水作業(yè)，以上施工作業(yè)均會(huì)對(duì)車站周邊建筑物及管線產(chǎn)生一定影響。

以保護(hù)環(huán)境和減少對(duì)周邊居民生活的影響為出發(fā)點(diǎn)，車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮了對(duì)建筑物及環(huán)境的保護(hù)措施。

4.1.1 監(jiān)測項(xiàng)目針對(duì)性設(shè)計(jì)及施工監(jiān)測要求

根據(jù)基坑特點(diǎn)考慮監(jiān)測范圍，以從基坑邊緣向外1～3倍開挖深度范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物、地下管線等作為監(jiān)測對(duì)象。要求施工前應(yīng)對(duì)周邊的建筑物進(jìn)行第三方鑒定，獲知既有建(構(gòu))筑物結(jié)構(gòu)狀態(tài)；規(guī)定了各特殊情況(例如變形超過控制值、場地條件變化較大、出現(xiàn)危險(xiǎn)事故征兆)下的監(jiān)測要求。同時(shí)，要求施工監(jiān)測及時(shí)反饋數(shù)據(jù)，與設(shè)計(jì)密切配合，實(shí)現(xiàn)信息化施工。

4.1.2 通過三維建模進(jìn)行數(shù)值分析

模擬降水作業(yè)對(duì)地層變形及周邊建(構(gòu))筑物沉降的影響，確保降水施工對(duì)周邊環(huán)境的影響可控。同時(shí)，車站降水作業(yè)要求采用自動(dòng)水位監(jiān)測技術(shù)，使用自動(dòng)啟停泵，精密控制水量。

4.1.3 采用明暗挖結(jié)合的形式

大大減少了車站明挖規(guī)模，避免了大規(guī)模遷改車站周邊管線，節(jié)省了管線遷改的費(fèi)用。

4.1.4 對(duì)距基坑較近的建筑物采用保護(hù)及加固措施

(1)金匯如意坊等低層餐飲商業(yè)建筑為地上1～3層結(jié)構(gòu)，車站距離金匯如意坊7.0 m，采用加強(qiáng)監(jiān)測、跟蹤注漿的保護(hù)方案；英華青山立交工程，采用鉆孔灌注樁支護(hù)，車站施工時(shí)重點(diǎn)監(jiān)測。

(2)青秀山管委會(huì)為框架1～3層結(jié)構(gòu)，獨(dú)立基礎(chǔ)，距離車站9 m，場地平整時(shí)采用樁錨結(jié)構(gòu)進(jìn)行邊坡支護(hù)，同時(shí)對(duì)建筑進(jìn)行地面跟蹤注漿加固。

(3)青秀山風(fēng)景區(qū)西門處停車場改建工程，框架3層，為獨(dú)立基礎(chǔ)，距離車站11 m，施工要對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測。

對(duì)建筑物保護(hù)的注漿加固保護(hù)措施，以跟蹤注漿為主，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，實(shí)時(shí)判斷、精確調(diào)整，以確定是否進(jìn)行注漿加固。

4.1.5 全外包防水設(shè)計(jì)

通過精心計(jì)算及設(shè)計(jì)，青秀山站明挖地下結(jié)構(gòu)及暗挖結(jié)構(gòu)可抵擋深埋車站的高水壓，車站防水考慮全外包防水。全外包防水的設(shè)計(jì)，避免了地下結(jié)構(gòu)的排水設(shè)計(jì)對(duì)地下水的影響，避免了地下水抽排對(duì)水資源的浪費(fèi)。

4.2 結(jié)構(gòu)材料優(yōu)化選擇

青秀山車站結(jié)構(gòu)體量規(guī)模較大，設(shè)計(jì)之初，建筑材料的選用即考慮了綠色環(huán)保以及可持續(xù)性。

(1)車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大規(guī)模采用高強(qiáng)度鋼筋代替低強(qiáng)度鋼筋。在結(jié)構(gòu)中應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋，可減少鋼材總使用量，從而減少鋼材生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的各種污染及二氧化碳的排放，真正起到綠色環(huán)保的作用。

(2)車站永久結(jié)構(gòu)均要求采用高性能混凝土。高性能混凝土優(yōu)先以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途要求，對(duì)耐久性、工作適用性進(jìn)行保證，并兼顧了經(jīng)濟(jì)性。采用高性能混凝土，能提高車站結(jié)構(gòu)混凝土耐久性能，延長結(jié)構(gòu)使用壽命，減少對(duì)結(jié)構(gòu)后期維護(hù)的資源使用。

(3)優(yōu)先選用綠色建材。車站防水材料、混凝土添加劑等均要求無毒無污染，以減少對(duì)周邊地層地下水的污染。

5 結(jié)語

(1)基于地鐵車站特性、建筑空間特性，在地鐵車站建設(shè)的過程中，可在車站站位設(shè)置、建筑功能布局、結(jié)構(gòu)形式等多個(gè)方面，引入綠色設(shè)計(jì)理念并應(yīng)用于地鐵車站的設(shè)計(jì)。

(2)綠色設(shè)計(jì)理念在地鐵車站設(shè)計(jì)中得以應(yīng)用，使得工程與環(huán)境更加融合協(xié)調(diào)，減少工程對(duì)環(huán)境的影響與破壞，節(jié)約和循環(huán)利用能源，做到以人為本并提高地鐵車站的服務(wù)水平，同時(shí)提升了軌道交通工程在建筑行業(yè)的綠色建造水平。

(3)通過BIM技術(shù)的應(yīng)用和材料的優(yōu)化選擇，為綠色設(shè)計(jì)提供了有效支持。