线站位不稳定条件下地铁起点换乘站方案研究——以佛山地铁容桂站为例

刘立军,张 林

(中铁工程设计咨询集团有限公司城市轨道交通设计研究院,北京 100055)

轨道交通作为能够极大缓解城市交通客流压力、提升城市服务品质、改善环境质量、推动绿色发展的公共交通形式，得到各地政府和市民的广泛认可和重视。随着地方城市逐步加大轨道交通建设力度，各地轨道交通网络不断优化升级，在各种类型交通的互联互通，改善轨道交通乘坐体验的同时，极大地提升了轨道交通工程本身系统性的广度和深度，增加了设计阶段的不稳定因素，加重了设计难度。特别是那些外部控制条件不稳定、对工程建设影响极大，内部功能定位不明确、规划建设线网不稳定的换乘车站尤其明显[9-12]。

相对于常规地铁换乘站较为稳定的线站位条件，方案研究的重点是协调车站与外部控制条件，以及车站本身流线功能设计。佛山地铁容桂站的线位、站位以及配线条件无法在上序工作中完成，必须依靠下序的车站方案协同研究才能确定上序的线站位条件。这种类型的车站方案研究方法不同于传统车站递进式的研究方法，而是需要采用平行推理、层层深入、交叉比较的研究方法，对同类型的车站具有一定借鉴意义。

1 工程概况

容桂站为佛山市地铁3号线与9号线的起点站和换乘站，其中3号线为本工程，9号线为2030年远期规划线路。3号线车站位于碧桂公路、广珠高速、广珠城际西侧，桂洲大道以北的规划地块内，呈南北走向敷设于现状道路下方，线站位和配线方案基本受控。规划9号线车站沿规划路东西向垂直3号线敷设，线站位和配线方案灵活多样。

3号线车站全长392.0 m、标准段宽20.7 m，站台宽度12 m。车站与远期9号线进行无缝换乘，为9号线预留充足条件。近期车站共设2组低矮风亭。地铁北端风亭位于规划绿地内，地铁南端风亭设置于宝华物流烂尾楼前。设3个出入口及1个消防疏散口。地铁A号出入口位于规划轨道交通用地内，与广珠城际容桂站进行换乘；B号出入口位于规划轨道交通用地内，与公交站进行换乘；C号出入口位于车站东北侧，规划商业地块内。消防疏散口位于车站西侧规划商业地块内。

2 车站外部控制性条件[7-8]

2.1 周边用地规划与现状

车站位于广珠城际、碧桂公路、广珠高速西侧，桂洲大道以北沿广珠城际容桂站西侧辅路呈南北走向敷设于现状路下方。车站西南象限以商业金融用地为主，有宝华办公楼及数家物流公司；车站西北象限为规划居住用地；车站东侧为城际容桂高架站、广珠高速、碧桂公路以及规划中的3号线停车场。碧桂公路、广珠高速规划道路宽130 m，南北走向，现状道路为80 m宽，高架与辅路并行，交通繁忙。周边现状主要有公交站场和广珠城际容桂站(已开通运营)，均平行位于车站东侧。详见图1。

图1 车站周边现状

2.2 周边敏感性建筑

3号线车站位于城际容桂站与宝华烂尾楼之间33 m道路内，车站主体及附属设站条件苛刻，可基本稳定3号线的车站位置以及附属方案落实。详见图2。

图2 3号线车站站位(左侧为城际站、右侧为宝华烂尾楼)

2.3 3号线下穿新有路立交公路桥

新有路立交桥位于3号线车站主体必经通道上，车站的停车线段下穿桥桩，需结合桥桩现状选择合适的停车线布置方案。详见图3。

图3 新有路立交桥

2.4 远期9号线下穿公路及城际铁路桥

远期规划的9号线垂直于3号线以及广珠高速、碧桂公路与城际高架桥。该控制条件基本不可协调，可作为确定控制因素影响车站方案。9号线作为起点站，其站位、配线的选择应充分考虑桥桩的影响。详见图4、图5。

图4 广珠高速、碧桂公路

图5 城际高架桥

3 车站内部控制性条件介绍[7-8]

3.1 建设时序

3号线为近期实施的线路，9号线为2030年远期规划线，尚未纳入建设规划。3号线车站应重点研究近期合理的线站位方案，适当考虑远期9号线的实施条件，避免因9号线线站位不稳定影响3号线方案。

3.2 3号线线路条件

3号线车站位于城际容桂站与宝华物流区之间的规划道路下。作为起点站，根据行车专业要求需要设置站后停车线，站前单渡线。同时受线路走向和道路条件限制，车站出站后以半径350 m的曲线进入桂洲大道，线站位稳定，可调整空间不大。详见图6。

图6 3号线线站位示意

3.3 远期9号线线路条件

本站作为9号线的起点站，垂直3号线敷设，线路出站后沿新有路与桂州大道之间的规划道路向西延伸。由于是起点站，根据行车要求，车站需要设置折返线，停车线需要结合实际情况具体调整。

4 控制性条件分析[9-12]

(1)现状城际容桂站、宝华办公楼以及新有路立交3座建构筑物形成一个“口袋”将3号线车站主体、站后停车线、站前单渡线紧紧套住，并通过车站出站后的小半径曲线，将3号线站位的口袋口紧紧扎牢。作为换乘车站，3号线只有线路埋深以及站台形式两项可以确认。

(2)9号线作为起点站，折返线与单渡线通常为车站的标准配置。但由于其为远期规划线路，且3号线车站东侧的城际高架桥、高速公路属于极难协调外部条件，因此行车专业基于外部协调的不可预测性，9号线的配线方案也无法确认。

(3)3、9号线均为起点站，则两条线路的埋深关系无法从线站位的角度去研究，必须深入到具体的车站方案并得出最终的规模才能确定。

(4)3、9号线均为起点站，则两线车站的站台型式无法从线站位的角度去明确，必须结合外部控制条件、线路条件、行车组织、换乘流线等多方面进行研究，才有可能得出结论。

基于以上控制性条件分析，容桂站存在几十种可能的换乘方案，如漫无目的一一比选，由于数量繁多且比选的基点不同，难以得出科学合理的方案。虽然本项目研究的是3号线车站方案，但如果直接对3号线车站进行研究，受到9号线不稳定因素的影响，是无法得出确定性结论的。因此需要首先稳定9号线。本站结合9号线多种可能性方案，采用平行推理、层层深入、交叉比较的研究方法。过程中需要对设计思路进行层层逻辑推理，每一步的研究结果并不一定能直接作为下一步的输入条件，不能简单地进行推荐方案和比较方案比选，为便于理解思路的推导过程本文以表格比较为主。

5 车站设计思路推导

5.1 折返线分析[1]

折返线的方案选择对车站最终的方案确定至关重要，需要优先研究。

3号线为近期实施工程，9号线为远期预留工程，两座车站均为起点站，均设有折返线。通过对线路周边条件的初步分析，3号线具备站后折返条件，站位条件稳定，站台形式暂无法确定，仅为示意；9号线具备站后折返、站前折返两种可能，对线站位影响较大，需分类研究。详见表1。

本阶段结论：站前折返9号线车站有效站台距离3号线站台明显大于站后折返，且同口径下，站前折返明挖规模大，协调难度大，因此推荐9号线采用行车功能较好的站后折返方案，考虑到下穿城际桥墩和快速路协调难度极大，站前折返方案也需要保留研究。

5.2 9号线站后折返线前提下方案分析

(1)9号线折返线的选择[1-6]

9号线采用站后折返，折返线下穿城际以及高架快速路成为车站最重要的控制条件，由于既有城际以及高速公路仅预留了两跨宽度较为合适的通道，根据外部控制条件分析，桥墩柱跨可满足侧式双洞双线和岛式单洞单线的明挖区间通过。因此，需要明确岛式站台车站和侧式站台车站不同线路方案下折返线的优缺点，详见表2

表1 9号线站后折返、站前折返方案比选

表2 9号线站后折返下岛式站台与侧式站台功能比选

本阶段结论：9号线采用站后折返的条件下，侧式方案的停车线折返长度和车站整体土建规模均优于岛式车站，推荐9号线采用侧式站台敷设形式。

(2)9号线线路埋深研究[9-12]

结合建设时序以及建设规模，3号线优先采用二层(暂时未能明确站台形式)，预留9号线一层或三层侧式车站方案。详见表3。

本阶段结论：9号线采用站后折返的条件下，推荐9号线采用地下一层侧式站台敷设型式。

(3)概算比较[1]

作为起点站，近期3号线采用二层岛式或二层侧式，远期9号线采用一层侧式车站方案，功能相似，需重点进行投资比较。由于3号线采用岛式和侧式站台形式其前后明挖主体范围不同，为确保概算比较的真实性，车站概算比较需要包含前后明挖区间同口径比较。详见表4。

表3 9号线一层车站与三层车站方案比选

表4 3号线二层岛式与二层侧式概算比选

本阶段结论：在9号线采用站后折返线的条件下，3号线采用二层岛式站台车站，9号线采用一层侧式站台车站，近远期土建综合投资较经济，且仅预留土建接口，不需预留大量土建工程，换乘流线最短，车站施工对城际容桂站影响最小，综合性能最好。

5.3 9号线站前折返线前提下方案分析[1-6]

9号线采用站前折返的线路条件下，经行车专业确定只能采用岛式形式。考虑到9号线站前折返，则3号线、9号线关联度较小，可只考虑3号线方案的优缺点。前面已经研究3号线二层岛式优于二层侧式。本次只需要研究3号线一层侧式和二层岛式即可(起点换乘站允许出现同时为二层车站的情况)。详见表5。

表5 3号线一层侧式与二层岛式方案比选

本阶段结论：在3号线采用站后折返、9号线采用站前折返的线路条件下，3号线推荐二层岛式车站。

5.4 思路推导结果[9-12]

经过上述方案推导，9号线无论采用站前折返还是站后折返，3号线采用二层岛式站台形式都是最优选择，因此需要在3号线采用二层岛式条件下对9号线站前、站后折返方案进行分析研究。详见表6。

表6 9号线一层侧式与二层岛式方案比选

综上所述，最终推荐3号线采用站后折返二层岛式站台车站作为近期实施方案，站厅侧墙预留9号线接口条件，不预留土建节点工程。9号线根据日后线网条件可采用站前折返双层岛式、站前折返双层侧式、站后折返单层侧式、站后折返三层侧式等多种车站方式，灵活多变。

6 车站建筑方案

6.1 推荐方案

3号线车站为地下二层岛式站台车站与地下一层侧式站台的9号线形成T形台台换乘。

近期3号线实施过程中可结合配线上方自然形成空间预留9号线设备用房，面积约为17 500 m2。既充分利用了3号线车站自然形成的建筑空间，又不额外增加投资。远期9号线建设阶段则仅需考虑必要的少量设备用房，同时近期土建方案不需要做预留。该方案近期土建总建筑面积17 000 m2，远期土建总建筑面积约26 000 m2。拆迁方面近期需对新有路高架桥、远期对9号线站位两侧2 000 m2厂房实行拆迁。如图7、图8所示。

图7 推荐方案总平面

图8 推荐方案透视流线

6.2 比较方案

3号线车站为地下一层侧式站台车站与地下二层岛式站台的9号线形成T形台台换乘。3号线结合配线条件规模较大，不预留9号线设备用房，空间利用不合理、面积约为14 600 m2。9号线车站存在大量无法利用的自然形成空间，空间利用极不合理，总建筑规模不经济，远期建筑面积28 600 m2。远期9号线站位两侧厂房5 000 m2。站位比较方案如图9所示。

图9 比较方案总平面

6.3 方案比选小结

方案一与方案二均为T形换乘车站，换乘流线类似，区别在于3、9号线的建设时序，引起的单层与双层工程近远期实施的经济性研究，由于9号线线位不确定，以近期预留接口条件不预留土建工程较优。由于两线车站均含有折返线，基础规模较大，考虑到一体化设计所具有的综合优势，将远期的设备用房近期建设是最优的方案。因此最终推荐3号线采用站后折返二层侧式站台车站作为近期实施方案，预留9号线接口条件，不预留土建工程。

7 结语[9-12]

本站最大的设计难点是，常规设计中作为车站设计上序输入条件的线站位需求变成车站方案需要输出的设计结论。基于两线起点换乘站的功能定位，其线路平面、纵断面、配线、站台形式的方案均出现了常规车站不可能出现的多种可能。通过简单的控制因素排列组式的方案研究无法实现本站的设计目标，需要采用全新的研究方法，对这种多样可能性进行梳理研究，才有可能得出理想的结论。本站设计从看似最不稳定的9号线配线方案入手，通过平行推理、层层深入、交叉比较的研究方法，将杂乱无章的各种方案以一定的逻辑关系予以组合排列，最终得出近、远期规模最经济，预留工程量最小，远期换乘方案灵活性最大的包容性推荐方案。