探討復雜環境下非典型地鐵車站建筑設計

李衛超

（中鐵第六勘察設計院集團有限公司，天津 300308）

1 引言

一般而言，地鐵車站建筑空間主要包括站廳、站臺、公共區、設備區、出入口以及風道等，站臺形式主要以島式站臺、側式站臺和島側混合式站臺等形式為主，這種標準化的設計是目前國內地鐵車站建筑設計的主流形式。然而在復雜環境下，標準化的地鐵車站建筑格局無法實現，而非典型車站建筑設計的優勢在于可以在滿足地鐵車站建筑基本功能的基礎上，對地鐵車站各部分建筑進行重構，從而形成特殊形態的地鐵車站建筑格局[1]。非典型地鐵車站建筑在結構以及形式上往往具有創新性與突破性，因此，能更好地適應較為復雜的環境。

2 工程概況

某地鐵車站位于老城區，是4號線的中間站，也是4號線與1號線的換乘站。車站沿南北方向布置，位于歷史文化街區保護范圍，車站西南方向是基督教堂，屬于保護性文物建筑，西北側是醫院。車站周邊還有公園、中學等公共場所及建筑。

車站所處區域地下環境復雜，地質條件以花崗巖為主，少部分為素填土，同時，地下管網密集，有大量人防工程。此外，車站所處區域整體地勢為南高北低、東高西低，最大高差達20 m以上，地勢起伏變化較大，并且地下巖層硬度較高，整體施工難度較大。最為關鍵的是本車站軌面最大埋深達50 m，是本市埋深最大的地鐵車站。受車站周邊環境影響，車站位置無法進行調整，這使得地鐵車站建筑設計受到了極大的限制。

3 設計思路

1）車站所處區域處于歷史文化街區保護范圍，該區域內建筑物密度較大，以居民區為主，存在多座保護性建筑，整體施工環境較為復雜。此外，由于本車站埋深較大，因此，車站主體部分可采用暗挖法進行施工，這樣可以最大限度地保護地上建筑群，減小拆遷面積，避免對歷史文化街區造成破壞。

2）進行車站出入口、風亭等附屬建筑設計時，需要考慮換乘需求以及建筑工程量，可以嘗試適當提升高度，同時，合理控制站廳層高度[2]。

3）由于站臺層受豎向空間以及線路埋深等條件限制，與站廳層間高差較大，從控制風險角度而言，可以考慮采用分層開挖的方法。

4）地鐵車站建筑內部布局要合理，盡可能控制車站整體建筑規模，確保各暗挖斷面間結構凈距合理，從而有效控制施工風險。

5）雖然車站所處區域為歷史文化街區，但是地表建筑并非全部屬于保護性質的建筑，也存在部分功能退化、殘破不堪的居民建筑，因此，可以考慮將地表建筑改造工程與地鐵車站建筑設計相結合，統籌規劃，使其在整體風格上與歷史文化街區保持一致，從而達到傳承、延續歷史文化的目的。

4 設計方案

4.1 車站主體設計

考慮到本車站所處區域地表建筑群密集，周圍公共場所較多，地下管網復雜，同時，地質條件主要為花崗巖，施工場地相對有限，因此，在車站主體建筑設計上要充分考慮多種因素，不能按照標準化地鐵車站的建筑形式進行設計。從車站主體建筑功能角度而言，由于本車站為4號線與1號線的換乘站，因此，在車站主體建筑設計中要考慮換乘關系以及換乘的便捷性，彰顯“以人為本”的設計理念。

綜合上述因素，將本車站設計為站廳、站臺豎向分離的暗挖車站，站廳設計為標準化站廳，站臺設計為分離式島式站臺。4號線站廳與1號線站廳的標高保持一致，使換乘通道處于同一平面，實現平行換乘，從而提高換乘舒適度及換乘效率。同時，這種設計可以避免因換乘通道過長所造成的空間壓迫感，優化乘客體驗。廳臺間以車站兩端豎向通道與斜通道相連接，斜通道內設置提升高度為19 m的扶梯。而由于站廳標高提升，可解決本車站因埋深過大導致出入口通道過深過長問題，縮短乘客出入車站距離，從而節省乘車時間[3]。本車站主體建筑的設計既兼顧了車站所處區域的實際情況，同時，充分考慮了換乘的便捷性與舒適感，不僅使車站主體建筑與周圍環境相適應，也體現了人性化的設計理念。

4.2 車站出入口設計

地鐵車站出入口的基本特征表現在3個方面，分別是標識性、適應性與開放性。所謂標識性，即地鐵車站出入口必須具備鮮明特征，與周圍建筑存在明顯區別，乘客根據車站出入口外觀能夠快速識別出入口位置；適應性指的是車站出入口在整體風格上必須要與周邊環境、建筑相協調，不能將其作為一個單體考慮；開放性指的是車站出入口必須有效聯系地上空間與地下空間。基于地鐵車站出入口這3個方面的特征，設計師在設計時必須綜合考慮，在設計理念上要突出人性化，在設計風格上要彰顯地域化，同時要合理確定車站出入口的位置、數量和寬度。下面進行具體分析。

4.2.1 出入口位置

根據GB 51298—2018《地鐵設計防火標準》中強制性條文規定，每個站廳公共區應至少設置2個直通室外的安全出口。安全出口應分散布置，且相鄰2個安全出口之間的最小水平距離不應小于20 m。換乘車站共用1個站廳公共區時，站廳公共區的安全出口應按每條線不少于2個設置。且應滿足站廳公共區任一點至最近通道口的走行距離不超過50 m的要求。公共區的布置一般會按照總體要求全線統一，因此，出入口的間距位置往往在前期已經設定好了，而本項目屬于非典型地鐵車站，車站所處區域條件不允許按照標準化車站形式設計，經過綜合分析考慮，最終確定本站相鄰出入口間距設為75 m，公共區域至任意一個出入口的距離為37.5 m。

此外，規范規定車站出入口布置應與主客流方向相一致，且宜與過街天橋、過街地道、地下街、鄰近公共建筑物相結合或連通。考慮到本車站鄰近歷史文化街區，游客眾多，為有效疏散人流，決定在站廳內增設1條直接到達歷史文化街區的出入口，并且在出入口通道內部增設了1個接口，接口直通歷史文化街區內的商場內部。在車站外部出入口設計上，除歷史文化街區外，考慮到周邊還有醫院、中學與公園，人流量比較大，因此在靠近醫院、中學和公園的方向各設1個出入口。

4.2.2 出入口數量

根據GB 50490—2009《城市軌道交通技術規范》要求，車站出入口設置應滿足進出站客流和應急疏散需要，并設置不少于2個直通地面的出入口。一般來說，若車站埋深較小，則車站出入口數量至少為4個，部分郊區站點或者人流量較小的車站可以酌情減少1～2個；如果車站周圍存在高鐵站、火車站、汽車站、大型商業、醫院、公園等人流量較大的公共設施時，可以酌情增加出入口數量。本車站首先埋深較大，其次，周邊設有醫院、公園、學校以及歷史文化街區等人流量較大的公共活動空間，因此，設計5個出入口，以滿足人流集散要求。

4.2.3 出入口寬度

根據GB 50157—2013《地鐵設計規范》要求，車站每個出入口的寬度應按遠期或者客流控制期分項設計客流量乘以1.1～1.25不均勻系數計算確定。

一般來說，地鐵車站出入口寬度不小于2.4 m，大小則需要根據人流量進行計算，目前，關于地鐵車站出入口寬度尚無相應計算公式，因此，在本項目設計中參考GB 50016—2014《建筑設計防火規范》與GB 50098—2009《人民防空工程設計防火規范》中關于出入口樓梯的寬度進行計算：

式中，W為出入口寬度，m；A為車站建筑面積，m2；B為疏散人數換算系數，本項目中取0.56；D為每100人疏散寬度指標，m/100人，本項目中取0.75。

經過計算，本項目中在歷史文化街區、公園、醫院以及學校4個方向的車站出入口寬度設計為4.5 m，剩余1個出入口寬度設計為3.0 m。

4.3 風亭設計

4.3.1 風亭數量以及布置

地鐵車站風亭根據功能劃分主要有新風亭、排風亭以及活塞風亭3種，一般雙活塞系統常規地鐵車站需要設置1座新風亭、1座排風亭以及2座活塞風亭；而單活塞系統常規地鐵車站需要設置3種風亭各1座。本項目屬于雙活塞系統地鐵車站，因此，車站風亭設計為1座新風亭、1座排風亭以及2座活塞風亭。根據車站風亭的類型，主要將其劃分為低風亭、高風亭、與物業結合的風亭以及與車站出入口結合的風亭。在本項目中采用的是高風亭設計，將4座風亭分別布置于歷史文化街區、公園、醫院以及學校4個方向，其優勢在于占據空間較小，四面出風，適合人流量較大區域，并且還可以和低風亭結合使用，后期維護也較為便捷。

4.3.2 風亭外觀設計

風亭在功能上具有一定的特殊性，不適用互動式設計，因此，一般采用消隱式與強調式兩種設計手法對風亭進行處理。其中，以消隱式風亭最為常見，一般多用于低風亭處理，這主要是由于地鐵車站風亭作為車站地面附屬設施之一，可能會影響到地面交通、綠化，而且風格上也很難與周圍環境相協調，而消隱式設計多采用綠化帶等措施將風亭遮擋起來，以起到隱蔽效果。強調式風亭設計方法主要是對風亭外觀進行裝飾，使其獨立成景，與周圍環境、建筑有機融合，比如，在風亭表面增加燈光照明設備、表皮裝飾等，這種設計手法適用于高風亭。

在本項目中，由于風亭采用了高風亭設計，因此，運用強調式處理方法進行風亭外觀設計，將風亭外表裝飾為富有幾何美感的樹枝狀，并設置燈光照明設備，夜晚時風亭可以成為一道獨特的風景，同時能起到車站標識作用。

4.4 設備管理用房設計

由于本車站是4號線和1號線的換乘站，在設備管理用房設計上不同于標準化車站設備用房設計。一般來說，地鐵換乘站設備用房設計根據公共區換乘形式的區別主要有兩種模式：（1）兩線車站同期建設，共用站廳時的設備區設計，從整體結構上而言兩線設備區聯系較為緊密；（2）兩線車站各自獨立設計，站廳間以通道連接，這種換乘形式的車站設備區整體結構相對獨立。本站采用的是獨立站廳設計，有4號線與1號線2個站廳，因此，設備用房設計要按照2座車站獨立設計設備管理用房。車站設備管理用房具體配置見表1。

表1 車站設備管理用房配置

5 結語

綜上所述，復雜條件下的非典型地鐵車站建筑設計需要綜合考慮車站所處區域地表與地下空間的實際情況，在車站主體設計、出入口、風亭以及設備管理用房的設計上要與周圍環境相適應，也要兼顧建筑的功能性。