含存车线的广州地铁六号线元岗站建筑方案设计

1工程概况

广州地铁六号线元岗站位于广州市天源路,站后设折返线,兼作停车线(即存车线)之用,主要用于存放备用列车、临时存放故障列车及夜间线路和运行设备维修等用途。站点周边基本为文教等公共设施用地,西南侧为村镇发展用地及工业用地,西北侧主要为教育、军事、居住及体育用地。规划周边以教育科研用地为主,其余区域已进行开发建设,房屋较密集,多为2～6层的建筑物。该站线路沿天源路呈东西向布置,路段道路红线宽均为60m,走向较稳定。因天源路中有两处跨规划路的高架桥,因此站位主要沿路南侧敷设。

2工程设计条件分析

2.1设计特点

本工程为地下车站,站后设有折返线兼存车线,车站较长,站台长10m,线间距13m,线路中线距侧墙2.15m,这就决定了车站宽度仅为21.6m,造成整个空间呈狭长状。从建筑角度上考虑,要在一个狭长的空间里合理布置各类管理和设备用房是相当困难的,往往因设计不好而造成房间布置不合理或不实用,同时施工区域内市政管线较多,路段车流量也较大,设计时需考虑交通疏解及管线迁改对方案实施的影响。

2.2设计重点

本工程建筑方案设计重点需处理好以下几方面的问题,包括:车站站位与规划的关系,结合现场周边条件和周边区域的规划要求,合理布置出入口通道和风井风亭;处理好内部管理用房和设备用房的关系;处理好地下管线与车站平面布置、埋深及车站规模的关系;处理好车站规模与折返线、存车线的关系;尽量减少车站施工对交通疏解的影响。

2.3其它需考虑的问题包括合理控制车站规模,以减少房屋拆迁量,同时注意合理利用折返线上部明挖空间,本站为信号联锁站,设有牵引变电所,还要充分考虑人流过街等问题。

3建筑设计方案分析比较

3.1需考虑的矛盾和设计指导思想

⑴设计所面对的主要矛盾

地铁车站建筑方案设计受多方面因素的影响,根据以上对本工程特点和重点等方面的分析,可得出设计中需解决的主要矛盾是如何在一个狭长区域内设计合理的车站方案(含存车线),并控制工程总造价。其中应主要考虑存车线的问题,含有存车线的车站必定比普通车站要长,规模也相对更大,车站的规模和形式则直接影响工程造价。有关统计数据显示,轨道交通工程每1km造价约为4～8亿元人民币。设计人员在考虑建筑方案时必须兼顾其实施的可行性与造价的合理性,在满足乘客需求、运营管理及行车安全的前提下,最大限度地压缩车站规模,才能使车站设计体现出综合最优的效果。

⑵设计指导思想

普通的地铁车站设计可以在站厅层公共区两侧根据需要均匀设计设备管理用房,很易实现各专业管线走向流畅且运营时工作人员使用方便的目的。进行本工程建筑设计时,首先考虑周围环境及规划要求,布置车站平面、出入口及风亭的位置。其次,通过调整车站平面、站位和埋深,最大限度地吸引客流,减少建筑物拆迁量及地下构筑物和管线的迁移量,方便施工并尽量减少对地面交通的影响。在满足车站使用功能的前提下,合理布置车站的总平面,压缩规模和减小埋深,以降低乘客的乘降高度及工程造价,节约运营费用。前两个方面与其它车站设计是一样的,但从减小车站规模和降低造价而言,本工程则需通过尽量压缩站台起点至车站起点的距离且尽可能利用存车线上方的空间来加以实现。

3.2最初设计方案

设计的最初焦点是存车线上方的空间是回填或是利用,由于存车线区域地质围岩不具备暗挖施工条件,因此整个车站包括存车线必须明挖作业,就存车线段而言,假使开挖后再回填,其概算也大致等于把上方设为利用空间,相比之下选择回填还需增大结构顶板厚度,因此可考虑利用其上方空间作为车站设备用房,即使作为地下停车场或仓库也更为经济,经综合考虑决定对此空间作二次开发利用。

建筑方案采用两层设计,覆土控制在规划要求的3m线处,车站有效站台中心里程YAK24+015,起点YAK23+954.25,终点YAK25+297.7,总长343.45m,其中存车线长234.7m。本方案的优点在于环控负荷集中在一端,配电较方便,车站控制室和通信信号等房间集中布置,较为合理。但缺点也较明显,包括:①由于有效站台总长72m,其左端根据空调专业系统提供只设置活塞风及有关的设备用房,此设计中未能把车站左端的长度压缩至最短,较不经济;②车站公共区流线不顺畅,乘客需转身才能进出站;③由于车站需要设置牵引变电所,为了节省面积和便于设备运输,把牵引变电所设置在负2层两个岔线所形成的“子弹头”部位,车站管理用房设置在距离公共区较近的地段,这样就限制了负1层空调机房距离公共区较远,导致风管和冷冻水管走线过长,能耗损失过大;④尽管车站本身相对较大,但乘客使用的公共空间却相对较少。当然,如果单纯追求空间效果,可以把中间做成通透,即站厅层和站台层实现通视,整个建筑空间效果会改善许多,但此方案因受消防因素制约,最终未能采用。

3.3几个修改方案

通过对最初方案的评析,在此基础上重新进行调整,设计了3个参考方案(图略),分别介绍如下:

[方案1]此方案优化了左端设备用房布置,将低压设备用房与环控机房位置互调。其优点是环控机房距离公共区较近,大系统的通风空调管线行程较短,便于公共区及设备区送排风,同时可不穿越低压电房。缺点是通信信号用房与车控室、综合控制室、AFC等专业距离太远,与站厅和站台公共区也太远;车站变电所离负荷中心较远,电缆及桥架较长;站厅、站台层错位较大,空调开洞位置不够合理,导致地面风亭布置分散。

[方案2]此方案把环空机房调整到左侧。其优点是大系统的通风空调管线行程最短,同时不穿越任何设备区房间;环控负荷均布,便于公共区及设备区的送排风,风管较短。缺点是环控负荷大多数设在西端,而变电所设在东端,配电距离较长;地面风亭必须由2个增至4个,地面部分所占面积加大;由于该站为分站供冷,供往大系统的冷冻水管需穿越公共区。

[方案3]此方案把管理用房设置在左端。优点是大系统的通风空调管线行程最短,同时不穿越任何设备区房间;环控负荷集中在一端,配电较方便。缺点是系统空调房间、通风房间需穿越公共区,尺寸较大的风管需穿越公共区,设备管理用房集中在左端,而变电所设在东端,配电距离长,较多电缆需穿越公共区,势必需要增大层高。

3.4最终方案

由于以上3个调整方案均未能取得实质性的突破,本着使管理及设备用房布置更合理并尽可能利用存车线上方空间和尽量减小车站规模的原则,最终方案采取把左端活塞通风系统和右端机械风系统位置调换的方式,使车站长度由原来的343.45m减小至335m,同时优化了公共区的人流流线问题,如图3所示。以上讨论的各项问题在最终方案中基本都得到了解决,且为了便于交通疏解而将有效站台中心里程改为YAK24+004,说明相对以上各方案,最终方案具有明显的合理性和适用性,唯一不足的是空调管线较长的问题仍未得到很好的解决。

笔者曾对其它含折返线的车站建筑设计方案进行研究,发现虽设计条件大致类同,但没有一个车站方案设计能彻底解决所有问题。如广州地铁六号线天平架站设计,其大部分管理用房布置在距离公共区较远的地方,这样会让运营单位将来的使用不太方便,故元岗站最终未考虑按此方案进行调整。当然,若某些设计条件可以改变,则方案的设计与选择可能会变得更为容易,比如元岗站不设置牵引变电所或冷水机组等,往往设计时的限制条件越多,则考虑的问题就要更全面,综合权衡各方面才能作出比较理想的方案。

4结语

包含存车线(或折返线)的地铁车站方案设计仍是一个值得探讨和实践的课题,随着国内越来越多的城市兴建地铁项目,相信这种类型的地铁车站也会越来越多,因为存车线的存在使得设计过程中增加了不少限制条件,如何在多次修改设计过程中找出最佳的处理办法,以及如何多方考证推敲、抓住矛盾的弱点,设计相对合理的方案,笔者希望通过本文的设计实例,对今后同类设计起到一定的启发作用。