吳美發(fā)

(同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院(集團(tuán))有限公司,上海 200092)

1 研究背景

根據(jù)2020年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報，全年鐵路完成客運量全社會營業(yè)性客運量比重達(dá)22.8%，較2019年增長2%，越來越多的旅客選擇鐵路出行。

鐵路站房是鐵路出行中最重要的交通轉(zhuǎn)換節(jié)點，隨著人們對出行環(huán)境要求的提高，對鐵路站房的布置形式也越來越關(guān)注。

1.1 鐵路站房一般布置

根據(jù)站房與場站的空間相對位置，鐵路站房的一般布置形式有線側(cè)式站房、線上式站房、線下式站房等。其中，線側(cè)式站房又分為線側(cè)平式站房和線側(cè)下式站房。

線側(cè)平式站房(圖1)：站房和站臺位于同一層，檢票后只需要走過檢票口大門，或是走過一個地道到對面的站臺上即可上車，許多縣級小站都這種情況，如江西南豐站。

圖1 線側(cè)平式車站布置

線側(cè)下式站房(圖2)：與車站廣場毗連的一層地面高程低于站臺面高程，而且其高差相差較大，車站擁有長長的天橋，一層候車廳基本就是1站臺的候車廳，二層候車廳卻是其余站臺的候車廳，國內(nèi)許多大中型車站采用的都是這種設(shè)計方案，如安徽六安站。

圖2 線側(cè)下式車站布置

線上式站房(圖3)：就是站房建在鐵路線之上，由于這種車站站臺成為站房的一部分，候車室建在鐵路線之上，也叫跨線式車站。很多大型車站采用的都是這種形式，如義烏高鐵站即將改造為這種形式。

圖3 線上式車站布置

線下式站房(圖4)：候車室位于鐵路線路下面。一般只有站臺層是高架層的時候，才會做線下式站房。一般這種車站規(guī)模不會特別大，整個車站的進(jìn)出流程相對簡單，如昆山南站。

圖4 線下式車站布置

對于普速鐵路而言，一般均采用地面式或路堤式，大多采用線側(cè)式和線上式站房，由于鐵路線路不是高架，以往設(shè)站時，均不采用線下式。

1.2 地下設(shè)站研究的必要性

我國的城市化水平已經(jīng)超過60%，處于城市加速階段，“城市病”開始出現(xiàn)[1-2]。作為目前未被充分利用的自然資源，地下空間的開發(fā)利用為解決城市脆弱性問題提供了新的途徑[3-4]。

位于中心城區(qū)的普速鐵路，一般采用線側(cè)式或線上式站房，占地面積較大，周邊開發(fā)也比較成熟，隨著鐵路旅客發(fā)送量的增加，站房改擴建難度非常大[5]；若改造為地下站房，則可以擴大站房空間滿足使用需求。因而，普速鐵路地下設(shè)站值得進(jìn)行深入研究和探討[6]。

2 普速鐵路地下設(shè)站的優(yōu)缺點分析

普速鐵路一般布置在地面層，常規(guī)采用線上式、線側(cè)下式和線側(cè)平式站房，接下來，就鐵路布置在地面層時地下設(shè)站與上述3種情形進(jìn)行比較分析。

2.1 乘客進(jìn)出站分析

線上式一般采用上進(jìn)下出；線側(cè)下式第一站臺采用平進(jìn)，其余站臺采用上進(jìn)，均采用下出；線側(cè)平式第一站臺采用平進(jìn)，其余站臺通過地道下進(jìn)，均采用下出；線下式(以下均指站臺為地面時的線下式，并非站臺為高架時的線下式)所有站臺均采用下進(jìn)下出。

從乘客進(jìn)站的便利性來看，由于第一站臺可以平進(jìn)，線側(cè)下式最優(yōu)，線側(cè)平式其次，而線下式與線上式相當(dāng)。

2.2 交通到發(fā)分析

線上式和線側(cè)下式靠近站房均有高架和地面兩處車道邊，一般高架為落客區(qū)，地面可布置公交或出租車接客區(qū)；線側(cè)平式進(jìn)站房只有一處車道邊，為地面層，一般用于落客，接客需要在專用場地內(nèi)完成；線下式通常也只有一處車道邊，位于地下層，用于落客，接客需要在專用場地內(nèi)完成[7]。

從交通到發(fā)便利性來說，線上式和線側(cè)下式最優(yōu)，線側(cè)平式和線下式相當(dāng)。

2.3 交通換乘分析

根據(jù)調(diào)查，對于鐵路主導(dǎo)型綜合客運樞紐，地鐵是鐵路出站客流選擇最多的換乘交通方式，能承擔(dān)30%以上的交通疏解量[8]。

地鐵位于地下，無論是采用線上式還是線側(cè)式，與地鐵均需要錯層換乘，換乘距離相對較遠(yuǎn)。而線下式進(jìn)出站均位于地下，可與地鐵形成無縫銜接[9]。

2.4 候車環(huán)境分析

與線上式和線側(cè)式相比，線下式候車位于地下，候車環(huán)境相對較差，需妥善處理通風(fēng)、采光等關(guān)系[10-12]。

2.5 與城市發(fā)展的關(guān)系

越來越多的城市患上了“城市病”，環(huán)境污染、交通擁堵、房價虛高、管理粗放、應(yīng)急遲緩等問題越來越突出，這些“城市病”給市民工作和生活帶來了許多不便，降低了人們的幸福感。

不管是線上式還是線側(cè)式車站，其建筑體量和占地面積均較大，而線下式站房位于地下，高出地面的建筑幾乎沒有或體量很小，可以釋放出大量的地面空間留給綠化，起到吸煙滯塵、凈化空氣和美化環(huán)境的作用[13]。因而，設(shè)置地下站房，進(jìn)行城市地下空間綜合開發(fā)利用是有效治理“城市病”的手段之一。

2.6 綜合對比

結(jié)合上述分析，線下式在乘客進(jìn)出站、交通到發(fā)、候車環(huán)境三方面，較常規(guī)的線側(cè)式和線上式差，但是交通換乘比較便利，地下空間利用程度高，與城市發(fā)展的趨勢也吻合，見表1。

表1 不同站房綜合對比

因此，線下式適用于火車站位于城市中心區(qū)，周邊開發(fā)比較成熟，無擴建空間，對生態(tài)環(huán)境、景觀及風(fēng)貌要求較高的情形，但同時要處理好幾個關(guān)鍵問題：地下設(shè)站帶來的交通組織困難、改善地下空間環(huán)境等。

3 案例分析

3.1 項目背景

3.1.1 嘉興站歷史

嘉興站位于嘉興市主城核心區(qū)，人民公園對面，距中共一大會議閉幕地南湖僅2 km；始建于1909年(清宣統(tǒng)元年)，是1921年中共一大代表在嘉興的第一站；當(dāng)年代表們從上海乘坐火車到嘉興，在嘉興站下車，經(jīng)宣公弄步行至渡口，然后乘船到南湖，開啟了中國革命紅船揚帆起航之路。

抗戰(zhàn)初期全站建筑毀于日軍炮火；1940年在日本占領(lǐng)下重建了嘉興站；1997年，在城東路與勤儉路交叉口新建嘉興站，1940年建的嘉興站目前改做公安派出所。

3.1.2 嘉興站現(xiàn)狀

嘉興站經(jīng)過二十多年的運營，存在以下突出問題。

(1)站房容量不足

嘉興站為滬杭線上客運站，是上海鐵路局管轄的二等站，現(xiàn)狀站房面積4 000 m2，為線側(cè)平式站房，旅客進(jìn)出站流線為“下進(jìn)下出”。既有站場規(guī)模為3臺5線，2018年嘉興站旅客發(fā)送量343萬人次，根據(jù)預(yù)測，2035年嘉興站旅客發(fā)送量為656萬人次，現(xiàn)有站房容量無法滿足不斷增長的客流需求。

(2)交通集散空間不足

現(xiàn)狀嘉興站僅有北廣場，在不到9 000 m2的空間內(nèi)，布置了22條線路的公交首末站、出租車候車區(qū)、社會車輛及非機動車停車場；各種交通方式用地面積不足，相互干擾，見圖5。

圖5 現(xiàn)狀嘉興站前廣場布置

(3)交通疏解通道不夠

站前唯一的疏散道路為城東路，交通進(jìn)出集中，樞紐交通與通過性的交通相互干擾。

(4)區(qū)域風(fēng)貌雜亂

火車站區(qū)域既包含了20世紀(jì)初的老火車站、部分民居，也包含了近20年新建的辦公樓、商業(yè)設(shè)施，風(fēng)貌雜亂，亟需整合提升。

3.1.3 項目改造目標(biāo)

(1)傳承歷史、提升風(fēng)貌：重走一大路嘉興段的起點，提升區(qū)域整體風(fēng)貌。

(2)滿足使用功能：站場及站房滿足遠(yuǎn)期需求。

(3)改善交通條件：擴大交通設(shè)施容量，改善交通秩序，便捷換乘。

3.2 項目改造思路及演變

3.2.1 場景恢復(fù)

以軌距1.435 m為基準(zhǔn)，通過不同歷史照片比對，推算出老站房的尺寸為寬25.2 m，高9.3 m，為了最大程度還原1921年時期歷史場景，決定對老站房采用1∶1復(fù)建，見圖6。

圖6 經(jīng)考證后的老站房(單位：m)

3.2.2 新老站房建筑關(guān)系

原尺寸復(fù)建的老站房，只能當(dāng)作展覽，旅游之類的使用。為了滿足使用需求，新建功能性的站房必然遠(yuǎn)遠(yuǎn)過這一尺寸，新老站房建筑之間如何協(xié)調(diào)統(tǒng)一，如何減少擴建對周邊的影響，是設(shè)計要重點解決的問題，研究過程中的方案見圖7。

圖7 研究過程中的方案

3.2.3 地下站房方案的提出

無論采用線上式還是線側(cè)式站房，都會帶來兩個問題：一是新老站房的比例難以協(xié)調(diào)；二是占地面積需進(jìn)一步擴大，進(jìn)而需要占用人民公園的用地，減少城市綠化面積，有必要開展采用線下式站房方案研究。既有嘉興站的軌道是布置在地面層的，若采用地下式站房方案，新老站房的協(xié)調(diào)以及車站占地面積擴大問題都可得到解決。

3.3 整體設(shè)計理念及布局

3.3.1 設(shè)計理念

嘉興站正對著有著百年歷史的人民公園，目前的嘉興站是1997年利用人民公園的用地修建而成，站前城東路的出現(xiàn)，將嘉興站與人民公園完全割裂開來。

結(jié)合地下設(shè)站的構(gòu)想，再進(jìn)一步，將站前市政路下穿廣場，使車行交通從廣場前剝離，人民公園就與嘉興站連為一體，在北廣場上布置櫸樹樹陣，最終實現(xiàn)項目目標(biāo)，打造森林中的火車站，見圖8。在增加城市綠地面積的前提下，實現(xiàn)火車站功能提升。

圖8 森林中火車站構(gòu)想圖

3.3.2 整體布局

除了保留的高層建筑外，整個火車站區(qū)域分為四大功能區(qū)(圖9)。

圖9 嘉興站區(qū)域總體布局

(1)北廣場及人民公園：連為一個整體，塑造為開放式的城市休閑公園。

(2)宣公弄片區(qū)：集紅色教育、旅游休閑等功能于一體的特色文化街區(qū)。

(3)站場及站房：地面復(fù)古站房供展覽、旅游等使用，具體功能位于地下新站房。

(4)南廣場：公園里的商業(yè)綜合體，換乘便捷的TOD片區(qū)。

3.4 地下車站交通組織

3.4.1 設(shè)計難點

嘉興站位于主城區(qū)，面臨北廣場用地局促、地下交通組織困難、周邊市政路網(wǎng)疏散能力差等一系列難題。

3.4.2 整體樞紐定位

結(jié)合規(guī)劃，本項目定位為鐵路主導(dǎo)型，集鐵路、地鐵、有軌電車、公交等交通方式于一體的綜合客運樞紐。

3.4.3 南北廣場交通定位及布局

(1)交通定位—以南為主、以北為輔

北廣場—服務(wù)局部片區(qū)，兼顧市內(nèi)連通；承擔(dān)輔助集散交通功能。

南廣場—服務(wù)市區(qū)及周邊縣市至樞紐的交通到發(fā)；承擔(dān)主要交通集散功能。

(2)交通布局

北廣場：滿足一般需求加特殊需求；保留了必需的落客、停車功能；公共交通方面，設(shè)置公交中途?？空?；考慮旅游服務(wù)功能，在人民公園西側(cè)布置了旅游大巴停車場。

南廣場：滿足全方位交通需求；除了常規(guī)的落客、停車、蓄車、接客功能外，地鐵站、有軌電車車站、公交首末站也均布置在南廣場。

由于兩個廣場差異化的交通布局，在嘉興站的兩側(cè)，布置2個地下步行社會通道，強化了南北廣場的交通聯(lián)系[14]。

面對北廣場用地局促的困難，采用立體集約進(jìn)行交通設(shè)施布局，如進(jìn)出車庫的通道直接騎在城東路隧道上方，形成了雙層隧道的獨特形式。另外，打破市政設(shè)施和房建分隔的壁壘，創(chuàng)新的利用城東路隧道上方空間布置社會車庫，最大程度地利用了站前空間[15]。

3.4.4 南北廣場交通組織

(1)落客層位的選擇

嘉興站的進(jìn)出站均位于B1層，若落客車道邊布置在B1層，會帶來兩個問題，一是車道邊與進(jìn)站口之間要留出必要的疏散空間，因而進(jìn)站距離較遠(yuǎn)；二是與有軌電車高程沖突(有軌電車在南北廣場均位于B1層)，進(jìn)出道路無法布設(shè)。因此，嘉興站的落客車道邊均選擇在B2層，為減少換乘距離，位置盡量靠近進(jìn)站口。

(2)北廣場—通過性隧道加地下逆時針環(huán)路

通過性交通由城東路隧道(B2層)通行，在隧道內(nèi)，設(shè)置港灣式中途?？空?圖10)，乘客落客后，經(jīng)樓梯至B1層步行進(jìn)站。

圖10 隧道內(nèi)布置公交中途停靠站

通過B1層和B2層的車庫聯(lián)絡(luò)通道，形成逆時針地下環(huán)路，串聯(lián)起N1車庫(遠(yuǎn)端車庫，B1層)、N2車庫(近端車庫，B2層)和落客平臺(B2層)，結(jié)合2個進(jìn)口和2個出口，實現(xiàn)各方向進(jìn)入北廣場落客、停車需求，北廣場地下一層交通流線見圖11，地下二層交通流線見圖12。

圖11 嘉興站北廣場地下一層流線

圖12 嘉興站北廣場地下二層流線

(3)南廣場—地下立體交叉

南廣場(各層布局見圖13)的主要交通集散層為B2層(圖14)，集中布置了地鐵站廳層、落客區(qū)、出租車蓄車接客區(qū)以及社會車庫，主要對外出行道路為紡工路(地面道路)。通過在紡工路兩側(cè)分別設(shè)置兩條定向匝道直通B2層，不僅實現(xiàn)了通過性交通與進(jìn)站交通的分離，也可以實現(xiàn)各個方向進(jìn)出南廣場交通樞紐[16]。

圖13 嘉興站南廣場各層布局

圖14 嘉興站南廣場地下二層

3.4.5 換乘分析

本項目實現(xiàn)了不同交通方式落客后2.5 min內(nèi)步行進(jìn)站；不同交通方式4.5 min內(nèi)完成換乘。特別是與地鐵的換乘極為便利，地鐵出站后1.5 min即可到達(dá)站房進(jìn)口，見圖15[17]。

圖15 嘉興站換乘分析

3.5 地下空間環(huán)境

為改善地下候車環(huán)境，除了軌道及站臺以下的區(qū)域外，新站房仍然超出廣場高程并設(shè)置屋頂，即采用下沉式站房，頂面及側(cè)面均設(shè)置大面積的玻璃幕墻，最大限度地引入自然光線，見圖16。

圖16 嘉興站剖面示意

結(jié)合采光設(shè)施，站房內(nèi)候車區(qū)域種植綠化，地下候車室布置見圖17。

圖17 嘉興站地下候車室布置

同時，南北廣場的中軸線上，均布置了中軸天窗，見圖18[18]。

圖18 通過天窗改善地下環(huán)境

針對性地采用了分層空調(diào)的氣流組織形式，包括送風(fēng)管、立式空調(diào)柜等，全面覆蓋整個站廳。

通過上述一系列措施，有效地改善了候車環(huán)境，克服了地下設(shè)站帶來的不利影響。

3.6 地下站房施工

3.6.1 施工難點

(1)地下通道多

一般站房采用下出的形式時，站臺及軌道下僅需設(shè)置一處出站通道；而嘉興站設(shè)置了4處地下通道，除了從站臺下出的通道、進(jìn)站通道外，其余兩處為聯(lián)系南北廣場的社會通道。

(2)施工干擾大

嘉興站施工時，采用停站不停線的形式，施工期間火車一直在正常運營，每天開行160對列車，高峰時期十幾分鐘一趟車，給站場施工帶來極大困難。

(3)出土數(shù)量大

由于站房及交通設(shè)施均位于地下，整個地下出土量就達(dá)到150萬m3，施工期間對運輸條件的要求非常高。

3.6.2 施工對策及交通組織

基于這一前提，通道采用鉆孔灌注樁維護(hù)明挖施工，分兩階段進(jìn)行，先施工南側(cè)通道，站臺及軌道恢復(fù)后，再開挖施工北側(cè)通道[19]。施工時間選擇在晚上十一點至凌晨兩三點的封鎖“天窗點”內(nèi)。

施工期間，為了保證出土的正常進(jìn)行，對周圍市政道路進(jìn)行臨時交通組織調(diào)整，勤儉路(城東路—紡工路段)禁止社會車輛通行，作為施工內(nèi)部道路使用，紡工路(勤儉路—甪里街)臨時改線，現(xiàn)狀道路僅供施工車輛通行，地下開挖施工現(xiàn)場見圖19。

圖19 嘉興站地下開挖施工現(xiàn)場

3.7 標(biāo)識指引系統(tǒng)

一般火車站進(jìn)站和出站均位于不同的層位，即出發(fā)及到達(dá)分開，標(biāo)識指引系統(tǒng)比較簡單，而嘉興站旅客進(jìn)出站均位于B1層，給標(biāo)識指引系統(tǒng)的設(shè)置帶來了很大的困難，通常一個節(jié)點所需指引的信息量很大，見圖20。

圖20 嘉興站典型標(biāo)識指引

針對這一問題，在常規(guī)指引的基礎(chǔ)上，在站內(nèi)增設(shè)多處火車站區(qū)域位置圖及游客信息顯示屏(圖21)，旅客可以隨身了解自身所處位置[20]。

圖21 火車站區(qū)域位置

3.8 運營管理

3.8.1 存在問題

通過10 d左右時間的運營，發(fā)現(xiàn)嘉興站還是存在一些問題，如很多車輛直接在地面輔道上落客，而不進(jìn)入地下落客平臺；非機動車隨意停放，而不是進(jìn)入指定的地下非機動車庫；很多旅客出站后還是習(xí)慣性地走到地面，而不是在B1層尋找出租、網(wǎng)約車和公交。主要是因為嘉興站作為一個地下站，其交通組織與常規(guī)的火車站有很大的不同，與當(dāng)?shù)孛癖姷某鲂辛?xí)慣有很大差別。

3.8.2 對策措施

下一步應(yīng)加強媒體宣傳，讓廣大駕乘人員了解嘉興站如何進(jìn)出，同時，進(jìn)一步完善標(biāo)志指引信息，明確機動車地下落客的位置，以及如何到達(dá)地下非機動車車庫，引導(dǎo)車輛入庫停車，最后，在地面輔道增設(shè)違停抓拍等監(jiān)控設(shè)施，通過管理手段規(guī)范駕乘人員行為。

4 結(jié)語

(1)嘉興站是全國第一個軌道及站臺位于地面層的線下式車站，站房及北廣場已于 2021年6月25日投入使用，南廣場還在施工中，其設(shè)計和建設(shè)為普速鐵路站房改擴建提供了一種新的思路。

(2)線下式站房具有與地鐵等交通方式換乘便利的優(yōu)點，特別適用于周邊開發(fā)成熟，而站房又亟需擴容改造的情形；地下設(shè)站可以釋放出大量的地面空間留給綠化，起到吸煙滯塵、凈化空氣和美化環(huán)境的作用。由地下設(shè)站帶動城市地下空間綜合開發(fā)利用，是有效治理“城市病”的手段之一。

(3)地下設(shè)站帶來的交通進(jìn)出困難，是需要重點解決的問題，需要采用立體化的交通組織來實現(xiàn)。通常需要將落客、接客與進(jìn)出站房的層位錯開，地下環(huán)路或地下立交均是較好的布置形式。

(4)地下設(shè)站需要解決候車環(huán)境的問題，可在頂面及側(cè)面設(shè)置玻璃幕墻，引入自然光線，結(jié)合通風(fēng)、室內(nèi)種植等形式來改善地下空間環(huán)境。

(5)與常規(guī)站房相比，地下設(shè)站時地下通道更多，施工受到既有鐵路的影響也更大，需結(jié)合周邊路網(wǎng)情況，做好施工期間臨時交通組織。

(6)地下設(shè)站時旅客進(jìn)出站均位于同一層位，標(biāo)識指引信息較常規(guī)火車站大，需結(jié)合區(qū)域位置圖及游客信息顯示屏等措施，加強對旅客的引導(dǎo)。

(7)地下站的交通組織與常規(guī)的火車站有很大的不同，落客停車一般均位于地下，與普通民眾的出行習(xí)慣有很大差別。應(yīng)加強媒體宣傳，完善標(biāo)志引導(dǎo)信息，結(jié)合地面設(shè)置違停抓拍等管理設(shè)施，引導(dǎo)車輛入庫停車。