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        關于端進式新型地鐵站 在山地城市運用的探索研究

        2023-04-05 14:17:22溫江豐譚勇孫濤
        中華建設 2023年4期
        關鍵詞:嘉州路站站廳

        溫江豐 譚勇 孫濤

        本文將結(jié)合城市軌道交通車站的建設現(xiàn)狀提出問題,并以重慶四號線西延線嘉州路站為例提出端進式車站的設計優(yōu)化方案,并對端進式車站方案優(yōu)缺點進行分析,為城市軌道后繼的設計提供參照。

        伴隨著我國城市化進程的不斷深入,城市軌道交通的建設也隨之進入高速時期,截至2022 年6 月,全國的軌道交通運營里程已達9607km。因為其安全、經(jīng)濟、便捷、準時、環(huán)保等特性,軌道交通已逐漸成為諸多市居民日常出行最為青睞的交通工具,軌道交通也因此分擔了較大的城市交通壓力。

        作為中國中西部地區(qū)唯一的直轄市山城重慶,自2005 年軌道交通2 號線一期工程通車以來,重慶軌道交通經(jīng)過三期建設,截至目前,已開通運營2 條單軌線路、7 條地鐵線路,運營里程約500km,日均客運量280.66 萬乘次/日,日最高客運量達373.93 萬乘次/日,客運強度達到0.9 萬乘次/公里·日。但由于重慶市人口基數(shù)龐大,常駐市區(qū)人口超過1000 萬人,在早晚高峰或節(jié)假日,依然面臨較大的堵車風險。為了緩解交通壓力,需要利用有限的城市地下空間,新建更多的軌道線路和車站來滿足日益增長的軌道出行需求。這就對城市有限的土地資源以及工程投資帶來了更大的需求和挑戰(zhàn)。我們必須在傳統(tǒng)地鐵的設計形式基礎上,探索新的設計形式,以期能夠節(jié)約土地資源,減少工程投資,提升車站的服務功能,創(chuàng)造更大的社會效益。

        基于以上的設計初衷,本文以重慶首座端進式車站嘉州路站作為案例進行剖析,探討這種新站型的車站的優(yōu)缺點及適用場景。

        一、嘉州路站的方案介紹

        1.站址環(huán)境及車站定位

        嘉州路站屬于重慶軌道交通4 號線西延伸段線路中的終點站,線路采用全地下敷設方式,采用As 車6輛編組,設計時速為100km/h。嘉州路站位于重慶渝北區(qū)新牌坊立交東南側(cè),沿紅錦大道南~北向敷設。車站毗鄰市人大政協(xié)等重要行政中心,又環(huán)繞多處商業(yè)中心和大型居住小區(qū),建筑密度大、客流密集;所在紅錦大道為核心城區(qū)城市交通干道,交通十分繁忙。與新牌坊行政、商業(yè)中心統(tǒng)籌布局的嘉州路站,作為4號線西延與4 號線一期的承接點,同時又是與3 號線唯一的換乘節(jié)點,建成后將成為重要的軌道節(jié)點工程,對片區(qū)客流出行發(fā)揮重要作用。

        2.車站控制性因素

        (1)車站站前站后區(qū)間下穿既有3 號線車站及多處高層建筑,車站埋深受限。

        (2)車站位于城市核心主干道下方,交通繁忙,車站主體附屬不能斷道實施。

        (3)與建成較久的既有3 號線換乘,需要選擇合理的換乘形式,保證換乘便捷,并盡可能控制換乘客流對三號線的客流沖擊。

        (4)車站位于規(guī)劃成熟區(qū),無條件建設施工通道,為降低出渣成本同時保證建設效率,應降低暗挖部分的出渣體量。

        3.車站方案簡介

        通過對嘉州路站站址、定位及控制性因素的分析可知,嘉州路站站址環(huán)境敏感,受限因素較多。為降低對及有建筑安全及道路使用的不利影響,車站主體需采用暗挖法實施;為保證進出站和換乘高效快捷,應降低車站埋深;為規(guī)避出渣困難節(jié)約工程投資,車站應減少暗挖體量。基于上述工程建設訴求,4 號線嘉州路站在設計時,對國內(nèi)國外的諸多地鐵站案例進行了對比分析,提出了重慶首例“端進式”車站設計方案,這是為適應特殊環(huán)境及要求而做出的設計探索。

        以“端進式”思路設計的嘉州路站由暗挖站臺及兩端夾層站廳、明挖兩層東側(cè)設備用房、明挖兩層南側(cè)站廳三部分組成。中部的15m 無柱暗挖島式站臺,站臺兩端設置樓扶梯組連接站臺兩端的夾層站廳;東側(cè)的外掛設備用房,集中布置了車站的設備用房,并通過與風井合建的管道與車站站臺相連,同時在負一層設置有交通廳,連接地面和周邊地下商業(yè);南側(cè)站廳則位于3 號線嘉州路站和4 號線嘉州路站主體之間,兼具進出站功能和換乘廳的作用。

        圖1 嘉州路站的剖視效果圖

        二、嘉州路站的優(yōu)缺點分析

        1.方案的優(yōu)化分析

        (1)優(yōu)化了車站埋深

        軌道車站的埋深,往往受制于地形地勢、工程投資、服務功能、周邊構(gòu)建筑物等多種因素。目前國內(nèi)軌道的建設現(xiàn)狀是:隨著核心城區(qū)線路的加密,車站也越埋越深,對土地資源的豎向空間占用也越來越多。鑒于車站的埋深越深,會導致出入口提升高度加大,土建和樓扶梯等設施設備投資增高,同時降低了進出站效率,對便捷出行的設計目標造成了制約。在此大前提下,有必要突破設計固定思維,結(jié)合工程的實際情況,優(yōu)化車站埋深。

        根據(jù)上述降低車站埋深的設計目標,嘉州路站主體部分采用單層暗挖斷面,該部分主要設置為站臺功能。相較于同站臺寬度的雙層暗挖斷面,其高度縮減約9 米,暗挖站的埋深同步提升約9 米。因埋深的優(yōu)化,車站出入口的長度可以減少約35 米,進出站及換乘的時間節(jié)省半分鐘以上,服務品質(zhì)得到了顯著的提升;最后節(jié)約了土地豎向空間的占用,可以明顯提升日益緊張的土地空間利用效率。

        (2)節(jié)約了工程投資

        城市軌道交通作為重大的民生工程,前期建設及后期運營維護,都需要投入大量的資金財力。目前全國近五十個城市開通了軌道交通,但是,實際盈利的只有少數(shù)幾個城市,其余城市都需要不同程度的財政補貼,這也是國家對軌道交通進行嚴格審批的主要原因之一。軌道車站的建設,應盡量降低建設和運營成本。從設計角度,有以下幾個原則可以明顯節(jié)約工程的投資:

        一是在有條件的情況下,應盡量采用明挖站形式。同等的建筑面積,暗挖功法的土建投資,大約是明挖功法的1.4 倍,二者相差懸殊。同時暗挖車站為了保障施工效率,常常需要花費大量的投資,建設額外的出渣通道,出渣通道用完后,還要花費資金夠買土石方遠距離運輸至站點處進行回填。

        二是應想辦法降低車站的埋深。深埋站附屬出入口、風道往往較淺埋站需要更長、更深的通道或者豎井進行提升,附屬的土建投資會成倍增加;深埋站較淺埋站還需要設置數(shù)量眾多的電扶梯,以滿足乘客進出站的需求,設備投資及后期運營維護投資花費不少。

        嘉州路站受制于區(qū)間下穿既有三號線車站和商業(yè)建筑基礎,和區(qū)間同標高的主體站臺部分只能采取暗挖法實施。為了降低暗挖的成本,嘉州路站將傳統(tǒng)車站站廳、站臺、設備區(qū)化整為零,除必須暗挖實施的站臺外,車站的南側(cè)站廳、外掛設備用房均從車站整體中剝離出來,采用明挖法實施,使得車站相較于傳統(tǒng)暗挖車站,暗挖部分的比例大幅下降,對于整個車站的工程投資節(jié)約效果十分顯著。同時因為暗挖體量大幅下降,暗挖部分的出渣量減少了三分之二,在不設置出渣通道的情況下,建設工期也可以得以保證,故車站取消了常規(guī)暗挖站標配的出渣通道,減少了大量的工程投資。車站由常規(guī)的雙層暗挖斷面優(yōu)化為單層暗挖斷面,車站埋深減少約9 米,車站的樓扶梯數(shù)量,出入口通道的土建規(guī)模都得到了優(yōu)化,工程投資得到了進一步的控制。

        (3)優(yōu)化了空間效果

        傳統(tǒng)車站站臺公共區(qū)往往采用站廳站臺上下重疊,公共區(qū)中部及兩端設置樓扶梯串聯(lián)站廳站臺。這種設計模式,經(jīng)過了多年的運營實踐,技術成熟,進出站效率較高,被全國各地的軌道交通地鐵車站廣泛運用。但與此同時,站臺公共區(qū)有效集散空間面積小、視野極不通透也成了此類車站難以解決的通病。嘉州路站做了大量的研究對比,突破傳統(tǒng)車站廳臺上下重疊的思維定式,采用端頭廳車站的形式實施,最終有效解決了上述問題,具體方案如下:

        嘉州路站主體站臺部分為采用單層暗挖斷面,取消站臺中部公共區(qū)域的結(jié)構(gòu)柱,同時也取消中部區(qū)域的上下行樓扶梯,在站臺兩端設置運輸能力強大的樓扶梯組通往站臺兩端的夾層站廳。該方案站臺乘客集散區(qū)有限面積可以增加30%以上,出站流線也更加清晰簡潔,有效地緩解了早晚高峰車站擁堵的情況,極大地改善了乘車環(huán)境及乘車體驗。車站的公共空間,因無結(jié)構(gòu)柱和樓扶梯的遮擋,層高富足,視野通暢,能有效改善在地下空間乘車的感官壓抑。與此同時,站廳公共區(qū)分散布置,為多處進站創(chuàng)造了條件,避免了集中一處售檢票、安檢進站的制約,服務半徑更大,服務功能也更好。

        (4)優(yōu)化了接駁品質(zhì)

        軌道與周邊地塊以及非軌交通的接駁,在世界范圍內(nèi)已經(jīng)有非常多優(yōu)秀的案例,如日本等地區(qū),軌道與周邊地塊進行了深度融合,創(chuàng)造了非常良好的社會效益。嘉州路站主要采取了如下設計措施,來實現(xiàn)與3 號線車站、周邊地塊、非軌交通、市政實施的接駁:一是新建4 號線嘉州路站在既有3 號線嘉州路站西南象限設置明挖雙層南側(cè)站廳,南側(cè)站廳為明挖地下兩層建筑,同時具備進出站安檢和換乘廳的雙重功能。4號線嘉州路站和3 號線嘉州路站之間,最終以換乘通道和換乘廳結(jié)合的形式實現(xiàn)付費區(qū)的便捷換乘。南側(cè)站廳建成后,一方面極大地拓展了3 號線站廳公共區(qū)的面積,可以有效緩建既有3 號線高峰小時的擁堵現(xiàn)狀;另一方面,有可以防止3、4 號線實現(xiàn)換乘后,換乘客流對3 號線帶來的客流沖擊;二是在車站出入口、南側(cè)站廳、東側(cè)外掛設備用房等多處預留與周邊地塊的接口條件,可形成以地鐵車站為核心的地下步行洄游系統(tǒng),在有效提升地塊價值的同時,提升軌道的服務價值;三是對車站出入口的設置進行深入調(diào)研。首先在走行距離上,控制地鐵出入口與地面公交車站換乘距離不超50m,實現(xiàn)軌道與非軌交通零距離換乘;其次將出入口與環(huán)形天橋橋面直接接駁,通過垂直電梯群將地面人行系統(tǒng)和軌道車站進行豎向串聯(lián);最后,預留與既有過街通道的接駁條件,打造以軌道為核心的便捷、連續(xù)的城市地下步行系統(tǒng)。通過注重與公交車站、過街通道、人行天橋、小汽車即停即走港灣等非軌道交通出行方式的無縫接駁,從而實現(xiàn)城市交通系統(tǒng)的大融合,極大地提升城市交通效率,增加市民的出行的便捷體驗。

        2.方案缺點分析

        (1)本站設備用房從車站分離出來后采用明挖法施工,也具備常規(guī)明挖站面臨的通用問題,即施工時存在噪音及揚塵,施工期間對城市景觀影響較大;明挖涉及大量的市政管線改遷,改遷協(xié)調(diào)困難且費用高昂;明挖施工會局部占用機動車道,短時間內(nèi)對地面交通組織帶來較大的挑戰(zhàn)。加之嘉州路站位于城市核心區(qū),上述問題造成的影響會被進一步放大。

        (2)車站的設備用房采用外掛形式集中布置,因車站的管線遠離車站主體,給設計和后期運營維護帶來了一定的困難,同時管線也會因為路由長度增加而導致工程投資增加。

        (3)車站的功能區(qū)集中布置,軌道管理維護人員相對集中,在被化整為零拆分為多處布置后,車站運營時需要投入更多的人力資源。

        三、結(jié)語

        總而言之,為了適應城市軌道交通的發(fā)展進程,軌道車站的設計,在遵循和發(fā)揚傳統(tǒng)車站的設計優(yōu)點時,也應結(jié)合工程的實際情況和軌道建設趨勢,本著安全、適用、經(jīng)濟、環(huán)保的原則,多做一些探索和創(chuàng)新。本文對嘉州路站方案的優(yōu)點和不足,進行了較為全面的剖析介紹,希望能對后面的車站設計提供一定的借鑒。

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