未預留換乘節點的車站換乘方案研究——以北京地鐵車公莊站為例

帥六妹, 李國清

(中鐵隧道勘測設計院有限公司, 天津　300133)

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未預留換乘節點的車站換乘方案研究——以北京地鐵車公莊站為例

帥六妹, 李國清

(中鐵隧道勘測設計院有限公司, 天津300133)

摘要:對修建較早的車站未預留換乘節點，研究新建車站與未預留換乘節點的車站進行換乘方案設計的合理性。以北京地鐵6號線一期工程車公莊站為例，通過對車公莊站與既有2號線車公莊站的換乘方案、換乘方式進行總結和分析，同時總結新建線路與建設較早的未預留換乘節點車站的幾種換乘方式，如“十”、“T”型方式換乘； 實踐證明采取“T”型換乘，新建車站下穿既有車站，設置3條換乘通道，實現單向換乘的方式較合理。為今后類似工程的換乘車站進行換乘設計提供指導和借鑒。

關鍵詞:地鐵； 未預留換乘節點； 既有站； 換乘站； 換乘方式； 車公莊站

0引言

隨著我國軌道交通的快速發展，城市軌道交通線網規劃逐漸完善，線網完善下的產物——換乘站越來越多，很多換乘站需與未預留換乘節點車站換乘，有的未預留換乘節點的車站建設時間比較早，經歷很長時間的運營，站內環境比較復雜，改造難度和施工風險都比較大，怎么與未預留換乘節點車站換乘，做到換乘合理及便捷、高效、舒適等要求，同時減少施工風險，降低造價，減小對運營的影響，已成為換乘站急需解決的問題。

目前，曹宗豪[1]通過對北京地鐵6號線幾個換乘站的研究，分析以人為本和適應現場條件的設計，提出平衡的設計方案。崇志國[2]通過對既有站原預留條件的分析，進行改造的設計方案，滿足換乘要求。文獻[3-5]分析了具體車站換乘方案設計，總結出各種換乘的優缺點。文獻[6]通過提出雙向同站臺換乘的概念闡述其換乘原理，指出同向同站臺換乘站和反向同站臺換乘站的確定是實現雙向同站臺換乘的首要問題，同時對實現雙向同站臺的換乘需重點考慮的因素和存在的問題進行分析。文獻[7]研究了換乘站單站同臺換乘和雙站同臺換乘的功能優劣和工程實施難易，提出可行性方案。文獻[8]總結了地鐵地下車站換乘形式合理選擇和設計中的要點，以及如何減少對安全運營的影響，并對今后地鐵換乘設計提出一些有價值的意見及建議。文獻[9]論述了地鐵車站常用的換乘方式以及適用條件、優點和缺點。文獻[10]結合南京地鐵新街口站換乘系統的實際情況，提出改進方案，同時結合仿真環境評價改進效果。目前行人仿真模擬在地鐵換乘站的應用及作用比較普遍[11-12]。但很少有對未預留換乘節點車站的換乘方案進行研究。對未預留換乘節點換乘車站的設計應高度重視，結合既有站的實際情況，提出切實可行的設計方案。

本文以北京地鐵6號線一期工程車公莊站為例，通過對車公莊站與既有2號線車公莊站的換乘方案、換乘方式進行總結和分析，總結新建線路與建設時序較早的北京地鐵2號線未預留換乘節點車站的幾種換乘思路，減少施工風險，降低造價，減小對運營的影響，以期給設計者提供參考和借鑒。

1工程概況

北京地鐵6號線是北京線網中的一條東西快線，線路全長約52 km，是貫穿東西的骨干線路，一期工程西起海淀區五路居站，東至朝陽區草房站，全部為地下線，長30.69 km。北京地鐵6號線是繼1號線之后的又一條重要東西線路。2號線是北京最重要的一環線路，修建于20世紀60—70年代，未考慮換乘預留，且經歷50多年的運行，車站站內情況復雜。新建車公莊站屬北京地鐵6號線一期工程，與既有地鐵2號線車公莊站換乘。

2周邊環境條件及建(構)筑物

2.1車站周邊環境

車公莊站位于車公莊大街與西二環交叉路口西側，車公莊大街與西二環路口東北角為福斯特汽車租賃公司和中國華力高科等平房及住宅樓(15層、16層)； 西北角為富通大廈(19層)和住宅樓(14層)； 西南角為北京市公安交通管理局(13層)和住宅樓(12層)； 東南角為梅蘭芳大劇院、光大國際中心和遠通維景國際大酒店等高層(見圖1)。路口南北向西二環官園橋坐落于既有2號線車公莊站主體結構頂板上方。車站附屬設計受周邊建筑物的影響較大，同時周邊建筑物級別較高，附屬建筑盡量遠離。

2.2地下管線及建(構)筑物

1)地下管線。車站站位附近管線均在道路下敷設，有雨污水、熱力、電力和通信等管線。其中，南北向蓋板河，位于車公莊大街與西二環輔路交叉路口西側道路下方，結構尺寸為5 500 mm×3 600 mm，為雙跨平頂直墻結構，中間為500 mm厚鋼筋混凝土隔墻，內底埋深8.45 m； 東西向熱力溝，位于車公莊大街路面下，東西走向，結構尺寸為4 400 mm×1 800 mm，結構內底埋深為8.4 m。上述管線截面尺寸大，埋深大，無法改移，對車站影響大。

2)既有地鐵2號線車公莊站。既有車公莊站結構總長211.20 m，寬22.30 m，高11.00 m，采用明挖法施工，為單層雙柱三跨結構，站臺寬度為13.1 m； 兩端設置夾層為雙層段，頂板覆土約為4.5 m； 車站設置4個出入口，西北、東南出入口已開通，東北、西南出入口未開通(見圖2)。兩端站廳面積小，空間急促，對車站換乘設計影響較大，故需對其進行改造。

3)西二環官園立交橋。官園橋沿西二環路設置，橋上車行道為雙向6車道； 全橋七跨，長173 m，寬26 m； 官園橋上部結構為2種體系，一、二、六、七跨為預制預應力鋼筋混凝土簡支體系，三、四、五跨為現澆預應力鋼筋混凝土連續體系； 官園橋基礎形式為擴大基礎，且位于既有車公莊站上方，對車站方案設計影響不大。車公莊站與官園橋位置關系如圖3所示。

圖1　周邊環境、地下管線、建(構)筑物平面圖

Fig. 1Plan view of relationship among the Metro station, surrounding environments, underground pipelines, buildings and structures

圖2　既有地鐵2號線車公莊站平面圖

Fig. 2Plan view of existing Chegongzhuang Station of Beijing Metro Line 2

圖3　既有地鐵2號線車公莊站與官園橋關系斷面圖

Fig. 3Cross-sectional view of relationship between Chegongzhuang Station of Beijing Metro Line 2 and Guanyuan Bridge

3換乘方案設計

3.1總平面圖設計

車公莊站受周邊環境、地下管線和周邊建(構)筑物的影響，工程實施風險較大，在方案設計階段，通過對地面環境的分析，受西二環東側交通設施、管線等的影響，在西二環東側不具備設置車站條件。西二環西側設站時，受地面交通等影響，不允許在道路中央采取明挖法施工。既有站存在某設施，不允許在道路中心采取暗挖法施工。車站在道路兩側采取暗挖施工，車站為雙層單跨分離島式車站，站臺寬度為2×8.75 m。車站全長195 m，共設2組風亭。受地面條件限制，車站設置2個出入口，2個電梯，3條換乘通道，為滿足消防要求，車站公共區設置2個緊急疏散口，如圖4所示。

圖4　地鐵2、6號線車公莊站總平面圖

Fig. 4Plan view of relationship between Beijing Metro Line 2 and Line 6 at Chegongzhuang Station

3.2換乘方案設計

既有2號線車公莊站為單層雙柱三跨結構，中間單層，兩端雙層，類似于端頭廳車站形式，雙層范圍很小，僅為公共區，兩端各設置2個出入口，車站運營時，僅開通2個出入口，另2個出入口未開通。為了實現6號線車公莊站與既有站的換乘，拉近換乘距離，通過分析既有站車站形式，既有站站臺寬度較寬，可通過既有站站臺開洞設置一條換乘通道至6號線車站站臺，實現站臺—站臺換乘，大大縮小換乘距離； 既有站南側站廳設置一條5 m換乘通道與6號線車站南側站廳連接，改造既有南側站廳售檢票系統； 既有站北側站廳設置一條6 m換乘通道與6號線車站北側站廳連接，改造既有北側站臺售檢票系統和既有站東北出入口、西北出入口，將既有售檢票挪至既有站東北出入口地下集散廳和西北出入口地面亭處。共設置3條換乘通道，實現單向循環換乘，如圖5所示。

圖5　地鐵車公莊站換乘關系平面圖

Fig. 5Transfer mode between Beijing Metro Line 6 and Line 2 at Chegongzhuang Station

4動態行人仿真模擬驗證

根據預測客流，同時結合實地對一個主要出入口一段時間內、進站后2個方向的上客比例，以及一段時間內、2個方向的出站比例，售票窗口、自動售票機的買票比例及買票交易的時間，每個站臺每個方向上的上客和下客分布比例，是否有單向人流系統，地鐵站周邊用地、交通的調查，以估計各個出入口的人流比例分布等情況進行分析，并增加預測客流的20%。對車公莊站2、6號線站廳、站臺、換乘通道等使用設施進行動態仿真模擬，6號線站廳、站臺靠近換乘通道處樓扶梯使用頻率較高，2號線站臺換乘通道樓梯有擁堵現象，因受既有站站臺寬度的限制，2號線站臺換乘通道樓梯不具備再加寬的條件，乘客僅在既有站站臺排隊少許便可完成換乘。車公莊站站廳和站臺空間利用率如圖6和圖7所示。

圖6　車公莊站站廳空間使用率圖

圖7　車公莊站站臺空間使用率圖

5與北京地鐵2號線換乘方案的總結

北京地鐵2號線車公莊站屬其中間站，該條線路是北京最重要的一環線路，修建時序較早，未預留換乘節點，經歷50多年的運行，站內情況復雜，改造難度較大，同時運營公司要求高； 既有2號線車站基本都是單層車站，兩端設置夾層為站廳，類似于端進式車站。北京地鐵6號線車公莊站與既有2號線車公莊站的換乘方式僅是整個線路換乘方式的一種，新建線路與既有2號線車站的換乘方式有很多種，通過實踐證明，有的換乘方式設計較為合理，可供類似工程借鑒。現將新建地鐵線路與既有2號線的換乘方式總結如下：

5.1“十”字交叉換乘

因既有站未預留換乘節點，此種換乘形式不同于一般站的“十”字換乘形式； 新建車站站廳設置4條換乘通道匯集為2條換乘通道至既有站站臺，既有站臺底板開洞，形成廳—臺換乘； 受下穿既有站、既有站底板開洞等風險，換乘通道寬度較窄，一般在3 m左右，致換乘通道易造成擁擠； 同時新建車站站臺采取單洞形式下穿既有站，施工風險大，新建車站站臺寬度小，站廳形成端頭廳，不貫通，使用不方便，該換乘方式逐漸不被采納。與既有站“十”字交叉換乘平面如圖8所示。

圖8　與既有站“十”字交叉換乘關系平面圖

5.2“T” 型換乘

因既有站未預留換乘節點，這種換乘方案會出現2種形式： 一種是新建車站下穿既有區間； 一種是新建區間下穿既有車站。

1)新建車站下穿既有區間。新建車站站廳設置2條換乘通道至既有站站臺，既有站底板開洞，形成廳—臺換乘； 受下穿既有站、既有站底板開洞等風險，既有站臺寬度限制，致既有站底板開洞樓梯寬度受限，一般為2.5～3.0 m，即使換乘通道可加寬，但為了與底板開洞樓梯匹配，換乘通道寬度設計一般為4～5 m； 新建車站站臺采取單洞形式下穿既有區間，施工風險大，新建車站站臺寬度小，站廳形成端頭廳，不貫通，使用不方便。新建車站下穿既有區間的“T”型換乘關系平面如圖9所示。

圖9　新建車站下穿既有區間的“T”型換乘關系平面圖

2)新建區間下穿既有車站。新建車站站廳設置2條換乘通道至既有站站廳或出入口，改造既有站站廳售檢票系統和出入口，新建換乘廳，設置售檢票系統； 同時從新建車站端頭設置1條換乘通道至既有站站臺中部，若新建車站線間距較大，可采取車公莊站換乘方式，若新建車站線間距較小，且既有站臺層高足夠，可進行既有站側墻開洞的形式，換乘通道跨既有軌道，至既有車站站臺，無需進行既有站底板開洞，大大減小施工風險。這樣設置3條換乘通道，形式單向換乘，換乘方便。新建區間下穿既有車站的“T”型換乘關系平面如圖10所示。

圖10　新建區間下穿既有車站的“T”型換乘關系平面圖

Fig. 10Plan of T-shaped transfer mode of new station undercrossing existing station

6結論與建議

北京地鐵2號線修建年代較久遠，運行近50多年，站內情況復雜，未預留換乘節點，改造難度較大，應充分分析既有站站內情況，選擇合理的換乘方式。實踐表明，設置3條換乘通道的換乘方案，效果較為明顯，客流交叉小，且比較順暢，值得設計者推廣于類似工程中。

由于受到既有站諸多因素的影響，換乘方案仍存在不足： 1)受既有站出入口寬度、工法的限制，換乘通道接入既有出入口時，換乘通道內服務水平低，例如無法設置自動扶梯等； 2)無障礙乘客換乘困難，無法設置無障礙垂直電梯； 3)受既有站站臺寬度的限制，既有站臺底部開洞大小有限，有的僅能設置滿足使用的樓梯，無法設置扶梯、無障礙垂直電梯； 4)由于有的車站線路建設時序較早，車站很多設備容量有限，需進行大量改造； 5)受換乘通道施工的影響，有一段時間內需將該既有站進行限流，甚至封站，對乘客使用造成影響。

通過對新建線路與北京地鐵2號線換乘方式的總結和分析，對目前正在進行建設地鐵的城市提出以下建議：

1)做好軌道交通線網規劃，明確線網中車站的換乘情況，預留好換乘站節點，避免因工程改造造成施工難度、施工風險加大，增加工程費用；

2)盡量預留多種換乘方式，給遠期換乘車站預留靈活的換乘方式；

3)仔細研究周邊環境及近遠期車站站位，選擇最優方案，預留好遠期站的實施條件；

4)做好客流預測，避免出現井噴式客流，造成換乘壓力過大。

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Transfer Scheme with No Roreserved Node:

A Case Study on Chegongzhuang Station of Beijing Metro

SHUAI Liumei, LI Guoqing

(ChinaRailwaySurveyandDesignInstituteCo.,Ltd.,Tianjin300133,China)

Abstract:In this paper, the transfer scheme between Chegongzhuang Station of Beijing Metro and existing Metro station with no reserved transfer node is proposed. The transfer modes, i.e. cross-shaped and T-shaped transfer modes, are summarized. It proves that the T-shaped transfer mode with 3 transfer galleries is optimum for a new Metro station undercrossing existing Metro station.

Keywords:Metro; no reserved transfer node; existing Metro station; transfer station; transfer mode; Chegongzhuang Station of Beijing Metro

中圖分類號：U 452.2

文獻標志碼：A

文章編號：1672-741X(2016)01-0066-05

DOI:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.01.010

作者簡介：第一 帥六妹(1983—)，女，江西奉新人，2006年畢業于華東交通大學，土木工程專業，本科，工程師，現從事城市規劃及建筑工作。E-mail: 343949648@qq.com。

收稿日期：2015-08-13; 修回日期： 2015-10-16