線站位不穩定條件下地鐵起點換乘站方案研究
——以佛山地鐵容桂站為例

劉立軍,張 林

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司城市軌道交通設計研究院,北京 100055)

軌道交通作為能夠極大緩解城市交通客流壓力、提升城市服務品質、改善環境質量、推動綠色發展的公共交通形式，得到各地政府和市民的廣泛認可和重視。隨著地方城市逐步加大軌道交通建設力度，各地軌道交通網絡不斷優化升級，在各種類型交通的互聯互通，改善軌道交通乘坐體驗的同時，極大地提升了軌道交通工程本身系統性的廣度和深度，增加了設計階段的不穩定因素，加重了設計難度。特別是那些外部控制條件不穩定、對工程建設影響極大，內部功能定位不明確、規劃建設線網不穩定的換乘車站尤其明顯[9-12]。

相對于常規地鐵換乘站較為穩定的線站位條件，方案研究的重點是協調車站與外部控制條件，以及車站本身流線功能設計。佛山地鐵容桂站的線位、站位以及配線條件無法在上序工作中完成，必須依靠下序的車站方案協同研究才能確定上序的線站位條件。這種類型的車站方案研究方法不同于傳統車站遞進式的研究方法，而是需要采用平行推理、層層深入、交叉比較的研究方法，對同類型的車站具有一定借鑒意義。

1 工程概況

容桂站為佛山市地鐵3號線與9號線的起點站和換乘站，其中3號線為本工程，9號線為2030年遠期規劃線路。3號線車站位于碧桂公路、廣珠高速、廣珠城際西側，桂洲大道以北的規劃地塊內，呈南北走向敷設于現狀道路下方，線站位和配線方案基本受控。規劃9號線車站沿規劃路東西向垂直3號線敷設，線站位和配線方案靈活多樣。

3號線車站全長392.0 m、標準段寬20.7 m，站臺寬度12 m。車站與遠期9號線進行無縫換乘，為9號線預留充足條件。近期車站共設2組低矮風亭。地鐵北端風亭位于規劃綠地內，地鐵南端風亭設置于寶華物流爛尾樓前。設3個出入口及1個消防疏散口。地鐵A號出入口位于規劃軌道交通用地內，與廣珠城際容桂站進行換乘；B號出入口位于規劃軌道交通用地內，與公交站進行換乘；C號出入口位于車站東北側，規劃商業地塊內。消防疏散口位于車站西側規劃商業地塊內。

2 車站外部控制性條件[7-8]

2.1 周邊用地規劃與現狀

車站位于廣珠城際、碧桂公路、廣珠高速西側，桂洲大道以北沿廣珠城際容桂站西側輔路呈南北走向敷設于現狀路下方。車站西南象限以商業金融用地為主，有寶華辦公樓及數家物流公司；車站西北象限為規劃居住用地；車站東側為城際容桂高架站、廣珠高速、碧桂公路以及規劃中的3號線停車場。碧桂公路、廣珠高速規劃道路寬130 m，南北走向，現狀道路為80 m寬，高架與輔路并行，交通繁忙。周邊現狀主要有公交站場和廣珠城際容桂站(已開通運營)，均平行位于車站東側。詳見圖1。

圖1 車站周邊現狀

2.2 周邊敏感性建筑

3號線車站位于城際容桂站與寶華爛尾樓之間33 m道路內，車站主體及附屬設站條件苛刻，可基本穩定3號線的車站位置以及附屬方案落實。詳見圖2。

圖2 3號線車站站位(左側為城際站、右側為寶華爛尾樓)

2.3 3號線下穿新有路立交公路橋

新有路立交橋位于3號線車站主體必經通道上，車站的停車線段下穿橋樁，需結合橋樁現狀選擇合適的停車線布置方案。詳見圖3。

圖3 新有路立交橋

2.4 遠期9號線下穿公路及城際鐵路橋

遠期規劃的9號線垂直于3號線以及廣珠高速、碧桂公路與城際高架橋。該控制條件基本不可協調，可作為確定控制因素影響車站方案。9號線作為起點站，其站位、配線的選擇應充分考慮橋樁的影響。詳見圖4、圖5。

圖4 廣珠高速、碧桂公路

圖5 城際高架橋

3 車站內部控制性條件介紹[7-8]

3.1 建設時序

3號線為近期實施的線路，9號線為2030年遠期規劃線，尚未納入建設規劃。3號線車站應重點研究近期合理的線站位方案，適當考慮遠期9號線的實施條件，避免因9號線線站位不穩定影響3號線方案。

3.2 3號線線路條件

3號線車站位于城際容桂站與寶華物流區之間的規劃道路下。作為起點站，根據行車專業要求需要設置站后停車線，站前單渡線。同時受線路走向和道路條件限制，車站出站后以半徑350 m的曲線進入桂洲大道，線站位穩定，可調整空間不大。詳見圖6。

圖6 3號線線站位示意

3.3 遠期9號線線路條件

本站作為9號線的起點站，垂直3號線敷設，線路出站后沿新有路與桂州大道之間的規劃道路向西延伸。由于是起點站，根據行車要求，車站需要設置折返線，停車線需要結合實際情況具體調整。

4 控制性條件分析[9-12]

(1)現狀城際容桂站、寶華辦公樓以及新有路立交3座建構筑物形成一個“口袋”將3號線車站主體、站后停車線、站前單渡線緊緊套住，并通過車站出站后的小半徑曲線，將3號線站位的口袋口緊緊扎牢。作為換乘車站，3號線只有線路埋深以及站臺形式兩項可以確認。

(2)9號線作為起點站，折返線與單渡線通常為車站的標準配置。但由于其為遠期規劃線路，且3號線車站東側的城際高架橋、高速公路屬于極難協調外部條件，因此行車專業基于外部協調的不可預測性，9號線的配線方案也無法確認。

(3)3、9號線均為起點站，則兩條線路的埋深關系無法從線站位的角度去研究，必須深入到具體的車站方案并得出最終的規模才能確定。

(4)3、9號線均為起點站，則兩線車站的站臺型式無法從線站位的角度去明確，必須結合外部控制條件、線路條件、行車組織、換乘流線等多方面進行研究，才有可能得出結論。

基于以上控制性條件分析，容桂站存在幾十種可能的換乘方案，如漫無目的一一比選，由于數量繁多且比選的基點不同，難以得出科學合理的方案。雖然本項目研究的是3號線車站方案，但如果直接對3號線車站進行研究，受到9號線不穩定因素的影響，是無法得出確定性結論的。因此需要首先穩定9號線。本站結合9號線多種可能性方案，采用平行推理、層層深入、交叉比較的研究方法。過程中需要對設計思路進行層層邏輯推理，每一步的研究結果并不一定能直接作為下一步的輸入條件，不能簡單地進行推薦方案和比較方案比選，為便于理解思路的推導過程本文以表格比較為主。

5 車站設計思路推導

5.1 折返線分析[1]

折返線的方案選擇對車站最終的方案確定至關重要，需要優先研究。

3號線為近期實施工程，9號線為遠期預留工程，兩座車站均為起點站，均設有折返線。通過對線路周邊條件的初步分析，3號線具備站后折返條件，站位條件穩定，站臺形式暫無法確定，僅為示意；9號線具備站后折返、站前折返兩種可能，對線站位影響較大，需分類研究。詳見表1。

本階段結論：站前折返9號線車站有效站臺距離3號線站臺明顯大于站后折返，且同口徑下，站前折返明挖規模大，協調難度大，因此推薦9號線采用行車功能較好的站后折返方案，考慮到下穿城際橋墩和快速路協調難度極大，站前折返方案也需要保留研究。

5.2 9號線站后折返線前提下方案分析

(1)9號線折返線的選擇[1-6]

9號線采用站后折返，折返線下穿城際以及高架快速路成為車站最重要的控制條件，由于既有城際以及高速公路僅預留了兩跨寬度較為合適的通道，根據外部控制條件分析，橋墩柱跨可滿足側式雙洞雙線和島式單洞單線的明挖區間通過。因此，需要明確島式站臺車站和側式站臺車站不同線路方案下折返線的優缺點，詳見表2

表1 9號線站后折返、站前折返方案比選

表2 9號線站后折返下島式站臺與側式站臺功能比選

本階段結論：9號線采用站后折返的條件下，側式方案的停車線折返長度和車站整體土建規模均優于島式車站，推薦9號線采用側式站臺敷設形式。

(2)9號線線路埋深研究[9-12]

結合建設時序以及建設規模，3號線優先采用二層(暫時未能明確站臺形式)，預留9號線一層或三層側式車站方案。詳見表3。

本階段結論：9號線采用站后折返的條件下，推薦9號線采用地下一層側式站臺敷設型式。

(3)概算比較[1]

作為起點站，近期3號線采用二層島式或二層側式，遠期9號線采用一層側式車站方案，功能相似，需重點進行投資比較。由于3號線采用島式和側式站臺形式其前后明挖主體范圍不同，為確保概算比較的真實性，車站概算比較需要包含前后明挖區間同口徑比較。詳見表4。

表3 9號線一層車站與三層車站方案比選

表4 3號線二層島式與二層側式概算比選

本階段結論：在9號線采用站后折返線的條件下，3號線采用二層島式站臺車站，9號線采用一層側式站臺車站，近遠期土建綜合投資較經濟，且僅預留土建接口，不需預留大量土建工程，換乘流線最短，車站施工對城際容桂站影響最小，綜合性能最好。

5.3 9號線站前折返線前提下方案分析[1-6]

9號線采用站前折返的線路條件下，經行車專業確定只能采用島式形式。考慮到9號線站前折返，則3號線、9號線關聯度較小，可只考慮3號線方案的優缺點。前面已經研究3號線二層島式優于二層側式。本次只需要研究3號線一層側式和二層島式即可(起點換乘站允許出現同時為二層車站的情況)。詳見表5。

表5 3號線一層側式與二層島式方案比選

本階段結論：在3號線采用站后折返、9號線采用站前折返的線路條件下，3號線推薦二層島式車站。

5.4 思路推導結果[9-12]

經過上述方案推導，9號線無論采用站前折返還是站后折返，3號線采用二層島式站臺形式都是最優選擇，因此需要在3號線采用二層島式條件下對9號線站前、站后折返方案進行分析研究。詳見表6。

表6 9號線一層側式與二層島式方案比選

綜上所述，最終推薦3號線采用站后折返二層島式站臺車站作為近期實施方案，站廳側墻預留9號線接口條件，不預留土建節點工程。9號線根據日后線網條件可采用站前折返雙層島式、站前折返雙層側式、站后折返單層側式、站后折返三層側式等多種車站方式，靈活多變。

6 車站建筑方案

6.1 推薦方案

3號線車站為地下二層島式站臺車站與地下一層側式站臺的9號線形成T形臺臺換乘。

近期3號線實施過程中可結合配線上方自然形成空間預留9號線設備用房，面積約為17 500 m2。既充分利用了3號線車站自然形成的建筑空間，又不額外增加投資。遠期9號線建設階段則僅需考慮必要的少量設備用房，同時近期土建方案不需要做預留。該方案近期土建總建筑面積17 000 m2，遠期土建總建筑面積約26 000 m2。拆遷方面近期需對新有路高架橋、遠期對9號線站位兩側2 000 m2廠房實行拆遷。如圖7、圖8所示。

圖7 推薦方案總平面

圖8 推薦方案透視流線

6.2 比較方案

3號線車站為地下一層側式站臺車站與地下二層島式站臺的9號線形成T形臺臺換乘。3號線結合配線條件規模較大，不預留9號線設備用房，空間利用不合理、面積約為14 600 m2。9號線車站存在大量無法利用的自然形成空間，空間利用極不合理，總建筑規模不經濟，遠期建筑面積28 600 m2。遠期9號線站位兩側廠房5 000 m2。站位比較方案如圖9所示。

圖9 比較方案總平面

6.3 方案比選小結

方案一與方案二均為T形換乘車站，換乘流線類似，區別在于3、9號線的建設時序，引起的單層與雙層工程近遠期實施的經濟性研究，由于9號線線位不確定，以近期預留接口條件不預留土建工程較優。由于兩線車站均含有折返線，基礎規模較大，考慮到一體化設計所具有的綜合優勢，將遠期的設備用房近期建設是最優的方案。因此最終推薦3號線采用站后折返二層側式站臺車站作為近期實施方案，預留9號線接口條件，不預留土建工程。

7 結語[9-12]

本站最大的設計難點是，常規設計中作為車站設計上序輸入條件的線站位需求變成車站方案需要輸出的設計結論。基于兩線起點換乘站的功能定位，其線路平面、縱斷面、配線、站臺形式的方案均出現了常規車站不可能出現的多種可能。通過簡單的控制因素排列組式的方案研究無法實現本站的設計目標，需要采用全新的研究方法，對這種多樣可能性進行梳理研究，才有可能得出理想的結論。本站設計從看似最不穩定的9號線配線方案入手，通過平行推理、層層深入、交叉比較的研究方法，將雜亂無章的各種方案以一定的邏輯關系予以組合排列，最終得出近、遠期規模最經濟，預留工程量最小，遠期換乘方案靈活性最大的包容性推薦方案。