林聰

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

地鐵換乘站指的是一個或者多個地鐵站，可供乘客在不同路線之間，在不離開車站的情況下，進(jìn)行跨線乘坐列車。在新時(shí)期，城市軌道交通工程的發(fā)展逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化，在這種背景下，換乘車站的數(shù)量與日俱增，為解決站臺乘客流擁堵問題，提升地鐵線網(wǎng)的整體運(yùn)行效率，需要深層次研究地鐵車站換乘組織方案，為車站的穩(wěn)定有序運(yùn)營提供堅(jiān)實(shí)保障。

1 工程概況

福州地鐵5 號線金山站位于福州市倉山區(qū)金州南路與金祥路交叉路口，該站為2/5 號線T 型節(jié)點(diǎn)換乘站，2 號線車站為地下二層島式車站，5 號線車站為地下三層島式車站且站前設(shè)單渡線，2 號線是典型的先行實(shí)施車站。在2 號線金山站設(shè)計(jì)之初即預(yù)留了遠(yuǎn)期換乘節(jié)點(diǎn)的土建條件，為利用好換乘節(jié)點(diǎn)，故將5 號線設(shè)置為地下三層T 型車站，將5 號線與2 號線站廳及站臺連通，以達(dá)到換乘功能最優(yōu)。

2 地鐵車站換乘方式設(shè)計(jì)及難點(diǎn)

2.1 換乘方式

該項(xiàng)目2 號線與5 號線主要的換乘方式為兩種，一種是2 號線站廳層與5 號線站廳層付費(fèi)區(qū)換乘。這種換乘方式，在設(shè)計(jì)過程中，因2 號線站廳層為負(fù)一層，5 號線站廳層可設(shè)置為負(fù)一層或者負(fù)二層，二者互通后才可實(shí)現(xiàn)站臺換乘的目標(biāo)。另一種方式是，建設(shè)負(fù)三層T 型換乘樓梯間，為2 號線與5 號線站臺層聯(lián)通提供相應(yīng)的渠道。這兩種換乘方式的建設(shè)形式不同，換乘效果也存在較大的差異性，需要結(jié)合工程的實(shí)際情況，對比這兩種換乘方式的優(yōu)勢，有針對性地設(shè)計(jì)換乘組織方案[1]。

在建設(shè)該換乘節(jié)點(diǎn)的過程中，綜合考慮了多種因素，如在高峰期換乘節(jié)點(diǎn)擁擠以及換乘時(shí)間長等問題，在此基礎(chǔ)上，分別規(guī)劃了這兩種換乘方式的設(shè)計(jì)方案：

方案一，站廳層換乘階段節(jié)點(diǎn)。為了給乘客提供良好的換乘體驗(yàn)感，在設(shè)計(jì)福州地鐵2 號線負(fù)一層站廳與5 號線負(fù)二層站廳的過程中，需要對5 號線換乘節(jié)點(diǎn)的通高空間加以優(yōu)化和改良，具體的優(yōu)化方案如下：搭建一個無柱換乘通高中庭，該通高空間的高度為11.91m、長度為22.24m、寬度為34.3m，在該空間支持下，可將2 號線與5 號線的公共區(qū)域有機(jī)結(jié)合，從而為乘客提供更加優(yōu)質(zhì)的換乘服務(wù)。此外，為在車站內(nèi)部營造出文化氛圍，決定在換乘大廳安裝一個LED 顯示屏，用于地鐵文化的宣傳，該顯示屏的高度和寬度分別為6.26m、19.7m，可實(shí)現(xiàn)理想的宣傳展示效果。

方案二，T 型節(jié)點(diǎn)換乘。2 號線是地下兩層站，5號線是地下三層站，因此換乘站的客流量較大，在高峰期極易出現(xiàn)換乘節(jié)點(diǎn)擁擠的情況，為有效減少乘客的換乘時(shí)間，在設(shè)計(jì)T 型換乘樓梯間的過程中，決定采用“2+1”模式引導(dǎo)部分乘客通過站廳進(jìn)行換乘，即設(shè)置兩組兩扶加一樓換乘樓扶梯組，與此同時(shí)在站臺層中間區(qū)域布設(shè)一部無障礙扶梯，使換乘效率最大化。將換乘客流科學(xué)分流后，可最大程度地減少換乘時(shí)間，使乘客獲得愉悅的乘車體驗(yàn)。

2.2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

結(jié)合上述內(nèi)容可知，在設(shè)計(jì)福州地鐵5 號線金山站的過程中，主要有兩種換乘方式，但要將這兩種設(shè)計(jì)方案落到實(shí)處，面臨著較大的困難和障礙，具體的設(shè)計(jì)難點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾方面：

其一，福州地鐵2 號線已經(jīng)完成了初期的地連墻施工，在5 號線地連墻施工過程中，需要與2 號線進(jìn)行接駁，但這一施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)了繞流的情況。由于2 號線的地連墻已經(jīng)先行竣工，時(shí)間變長繞流混凝土的強(qiáng)度也會隨之增長，高強(qiáng)度的繞流混凝土，使得2 號線與5 號線的地連墻接口處施工難度較大。

其二，5 號線施工過程中如何確保正在運(yùn)營的2 號線不受影響。在5 號線施工過程中，采取分兩期施工的形式，為解決2 號線附屬問題，南側(cè)基坑施工要先行實(shí)施，并且要分為兩個施工節(jié)點(diǎn)，但就實(shí)際情況而言，南側(cè)基坑與北側(cè)基坑施工無法同步推進(jìn)，導(dǎo)致基坑開挖工程出現(xiàn)了不對稱的情況。此外在2 號線開通試運(yùn)營的過程中，5 號線的基坑開挖作業(yè)尚未竣工。這些問題的存在給換乘車站的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及順利施工，造成了嚴(yán)重的阻礙。

其三，該項(xiàng)目決定在換乘節(jié)點(diǎn)的南側(cè)位置建設(shè)無柱中庭空間，由于該空間的規(guī)模較大，因此對南側(cè)區(qū)域的抗拔能力提出了較高的要求，加之工程的整體結(jié)構(gòu)及裝修較為復(fù)雜，給方案實(shí)施造成了不小的困擾[2]。

針對上述設(shè)計(jì)難點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際情況，采取針對性的解決措施，以確保換乘站的設(shè)計(jì)方案能夠有效落實(shí)，從而為2 號線與5 號線的互通運(yùn)營提供堅(jiān)實(shí)保障。在解決設(shè)計(jì)難點(diǎn)的過程中，主要從以下幾方面入手：

其一，對于2 號線與5 號線接口幅地連墻成槽問題，可借鑒弧石處理工藝。這種施工技術(shù)指的是，利用旋挖加沖擊鉆設(shè)備，擊碎繞流混凝土，再使用方錘對成槽加以修復(fù)，通過這種方式實(shí)施接口幅地連墻作業(yè)，可有效解決地連墻接口幅施工難度大的問題。

其二，為確保5 號線施工期間不影響2 號線車站正常運(yùn)營，可采用兩側(cè)基坑同步開挖，通過運(yùn)營區(qū)域部分圍蔽、控制水土壓力、補(bǔ)強(qiáng)支撐措施等相關(guān)措施，避免在開挖過程中出現(xiàn)下沉、變形等問題，確保施工及運(yùn)營安全。

其三，為提高兩線換乘空間體驗(yàn)，打造大型無柱換乘中庭，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，將抗壓樁布設(shè)在底板位置，增強(qiáng)整體抗拔能力，并在荷載較大的位置設(shè)置擴(kuò)底抗拔樁。在無柱中庭空間架構(gòu)的頂板以及側(cè)墻處，建設(shè)模板體系，以提高中庭架構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

3 地鐵車站換乘組織設(shè)計(jì)方案

3.1 換乘車站預(yù)留與提升

實(shí)踐證明，即便科學(xué)合理地規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，在具體的實(shí)踐過程中，依然會面臨著諸多問題和挑戰(zhàn)。在城市現(xiàn)代化發(fā)展過程中，換乘站的數(shù)量增加，能夠?yàn)槊癖姷娜粘３鲂刑峁O大的便利，但也面臨預(yù)留和改造的問題。為保證換乘站能夠發(fā)揮出應(yīng)有的功能和作用，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，要做好前期的預(yù)留工作，確保前期的預(yù)留能夠滿足后續(xù)新線路的接入需求。因此，福州地鐵軌道交通工程后續(xù)線網(wǎng)還需嘗試建設(shè)新型的換乘站，以助力福州地鐵軌道交通工程的可持續(xù)發(fā)展。

在規(guī)劃換乘車站的預(yù)留問題時(shí)，要考慮到換乘空間的使用功能。權(quán)威調(diào)查研究表明，影響換乘空間功能有效發(fā)揮的因素有四種，分別是換乘距離、時(shí)間、流線以及換乘平衡。因此在設(shè)計(jì)地鐵車站換乘組織方案的過程中，要基于這四項(xiàng)影響因素，綜合設(shè)計(jì)換乘車站的預(yù)留以及提升條件。

首先，換乘距離。在設(shè)計(jì)線網(wǎng)的過程中，要站在統(tǒng)籌兼顧的角度，針對地鐵樞紐的換乘問題，科學(xué)設(shè)計(jì)地鐵車輛以及站臺尺寸，確保二者具有適配性，避免因預(yù)留車站樞紐設(shè)計(jì)不科學(xué)，導(dǎo)致?lián)Q乘功能協(xié)調(diào)性不佳。在規(guī)劃換乘線路的過程中，為縮短換乘距離，要盡可能地避免設(shè)計(jì)過長的通道[3]。

其次，換乘時(shí)間。福州地鐵軌道交通工程面臨的主要問題是客流量較大導(dǎo)致?lián)Q乘節(jié)點(diǎn)擁堵且無法快速疏通，想要解決這一問題，就要合理設(shè)計(jì)換乘車站的流線、通道以及進(jìn)出站閘機(jī)，將換乘通道的步行距離盡可能地控制在300m 以內(nèi)，步行時(shí)間要≤5min。

再次，換乘流線。在交通建筑的施工期間，流線是重難點(diǎn)設(shè)計(jì)要素，想要使流線更加科學(xué)合理，就要合理規(guī)劃站內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)施，減少流線的交叉，以此為民眾提供更加舒適、暢通的出行服務(wù)。在換乘車站的流線設(shè)計(jì)上，可利用公式（1）計(jì)算：

式（1）中：N 和b 分別代表通過站和終點(diǎn)站。

最后，平衡性。開展換乘樞紐的設(shè)計(jì)工作時(shí)，要確保雙向換乘距離具備高度平衡性，該換乘車站的客流量較大，為減少乘客在換乘過程中對彼此的干擾，要控制好兩個換乘方向的來回距離，嚴(yán)禁出現(xiàn)正方向換乘距離短，反方向換乘距離長的情況。

3.2 換乘客流通過能力模擬分析

福州地鐵5 號線金山站在換乘節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過程中，采用人員動力學(xué)模型Legion 進(jìn)行模擬仿真研究，對該換乘車站客流通過能力進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)超高峰1h 一列車進(jìn)站后，列車內(nèi)的所有乘客以及站臺乘客是否能在6min 內(nèi)有效疏散至公共區(qū)域。

結(jié)合換乘車站的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測試，結(jié)果如表1所示。

表1 換乘客流通過能力模擬測試參數(shù)表

該項(xiàng)目在模擬測試換乘客流通過能力的過程中，結(jié)合換乘站的實(shí)際情況，制訂了精細(xì)化的模擬測試方案以及流程，具體的模擬測試流程如下所示：

打開站臺門—打開閘機(jī)口—1 臺上行扶梯始終保持上行狀態(tài)，2 臺下行扶梯暫停運(yùn)行。完成上述操作后，可正式展開模擬測試。經(jīng)過模擬測試，得出以下測試結(jié)果。疏散時(shí)間：站臺人員在252s 內(nèi)完成疏散，符合6min 撤離站臺的要求；車站內(nèi)的全部乘客疏散總時(shí)間為309s，即6.2min，相較于規(guī)定要求還有一定的距離，但考慮到1 臺上行扶梯正處于檢修狀態(tài)，且下行扶梯暫停運(yùn)行，加之測試參數(shù)為超高峰期，因此該地鐵換乘站的所有乘客以及工作人員，實(shí)際上可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)撤離到公共區(qū)域，滿足國家規(guī)定疏散要求。由此可知，該地鐵換乘站所設(shè)計(jì)的換乘方式具備可行性，在突發(fā)情況來臨時(shí)，可在最大程度上保證乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全[4]。

3.3 換乘空間設(shè)計(jì)與實(shí)施

在福州2 號線地鐵車站與5 號線地鐵車站換乘節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)施工中，基于重難點(diǎn)設(shè)計(jì)問題，采取先進(jìn)的施工理念和施工工藝，能夠確保施工質(zhì)量和效率，同時(shí)能夠滿足換乘車站的空間設(shè)計(jì)要求，有助于項(xiàng)目的完美呈現(xiàn)。

首先，重點(diǎn)打造兩線換乘空間。5 號線金山站與2號線采用T 型節(jié)點(diǎn)換乘，5 號線金山站為地下三層站，2 號線金山站為地下兩層站，換乘客流占比較大，考慮到在高峰大客流時(shí)段易在換乘節(jié)點(diǎn)處造成擁堵及增加乘客換乘時(shí)間的情況，該站通過對稱布置兩組扶梯+一樓換乘樓扶梯組，并在中部設(shè)置一部無障礙電梯，進(jìn)一步提升換乘效率，合理分流換乘客流并縮減乘客的換乘時(shí)間。另外為提升換乘乘客換乘體驗(yàn)，該站通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案、合理布局等多方面考量，在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上擴(kuò)大了換乘部分的通高空間，打造了一處空間尺寸為11.91m（高）×34.3m（縱向）×22.24m（橫向）的無柱換乘通高中庭，該無柱中庭將更好地連接2、5 號線公共區(qū)，從而為乘客提供更好的換乘服務(wù)。同時(shí)，在換乘大廳設(shè)置6.26m（高）×19.7m（寬）LED顯示屏，亦能更好地向乘客展示地鐵文化，起到較好的宣傳展示作用。

其次，無縫銜接兩線換乘節(jié)點(diǎn)及裝修風(fēng)格。在換乘節(jié)點(diǎn)兩側(cè)非對稱基坑的挖掘施工中，采用十字交叉施工法；在主體換乘端兩側(cè)基坑的施工中，提前考慮施工過程對正在運(yùn)營車站的施工影響，通過降水以及設(shè)置板撐的方式，保持兩側(cè)基坑的穩(wěn)定性。在建設(shè)自動伺服系統(tǒng)時(shí)，對支撐軸力展開24h 連續(xù)性檢測，一旦發(fā)現(xiàn)支撐體系的受力狀態(tài)存在異常情況，該系統(tǒng)會自動調(diào)節(jié)基坑支撐體系，使基坑更加安全穩(wěn)定。此外，在確保施工安全的同時(shí)，兩線裝修應(yīng)通過局部圍擋的方式做到無縫銜接。

最后，充分利用地鐵物業(yè)空間銜接周邊地塊。地鐵金山站5 號線車站與相鄰的榕心映月地塊商業(yè)同期設(shè)計(jì)與建設(shè)，車站負(fù)一層空間通過下沉廣場與榕心映月地塊地下商業(yè)連通。榕心映月地塊地面為商住、酒店公寓，地下兩層為商業(yè)+停車。地鐵5 號線金山站通過下沉廣場將地鐵負(fù)一層站廳、地鐵負(fù)一層物業(yè)開發(fā)空間與榕心映月地塊有機(jī)結(jié)合，合理利用地鐵聚集性客流的便利條件，達(dá)到合作共贏的目的。

4 結(jié)語

綜上所述，在福州地鐵車站換乘組織方案的設(shè)計(jì)中，要以統(tǒng)籌全局的視角，超前考慮多方面因素，結(jié)合乘客對換乘距離以及時(shí)長的實(shí)際需求，科學(xué)規(guī)劃組織方案，提升換乘車站的運(yùn)營能力，更好地打造城市軌道線網(wǎng)，并為此后地鐵換乘組織設(shè)計(jì)提供成功的案例參考，以此推動我國公共運(yùn)輸業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。