铁路沿线城市空间物业开发研究——以宝鸡市南客站核心区站前广场工程为例

刘菁华

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

1 研究背景

随着我国轨道交通事业日益成熟的发展，铁路客站在城市中的定位，已经从传统的独立站点向系统化、综合化蜕变。对铁路沿线土地的综合物业开发，能够为市民提供更加便捷与完善的服务，整合城市和铁路边界处的共享资源，提升城市的整体空间品质，取得社会效益及经济效益的双赢。自2014年《国务院办公厅关于支持铁路建设实施土地综合开发的意见》(国办发[2014]37号)文件发布以来，湖北、福建、陕西、甘肃等省陆续出台了支持铁路沿线用地进行综合开发的相关政策，为城市和铁路的共赢发展提供了广阔而坚实的平台。

车站站前广场及其下部空间的综合开发，是对土地进行高效集约利用的一个重要方式。但是由于其制约因素广、功能流线复杂、技术难度高、投资费用大等特点，目前国内已立项并建成投入使用的实例并不多。本文深入分析了宝鸡市南客站核心区站前广场工程的建筑设计，力求为该类型的建筑空间开发设计提供切实的指导及深入的启发，从而更好地推动铁路沿线城市空间物业开发的发展。

2 工程概况

本工程位于宝鸡市高新技术产业开发区，南侧邻西宝客专宝鸡南站，北侧接规划市民广场，东西侧与城市主干道站前大道相连，是西宝客专宝鸡南客站核心区的重点工程，站前综合交通枢纽的核心要素[1]。

宝鸡南站处于山前坡地，站房与站区北侧既有城市主干道高新四路之间存在近十米高差。为了解决台地带来的突兀感并充分利用土地资源，城市设计引入两个退台式广场并设置地下物业开发与东西侧规划道路相通，上级广场与站房相接，功能为站前广场，其下部开发功能为综合交通枢纽；下级广场与高新四路相连，主题为市民广场，其下部开发功能为商业服务[2]，见图1。

本工程的设计内容为站前平台及其下部各层的物业开发，包含大型综合车场(面宽380 m，进深170 m，有屋盖区域建筑面积5.34万m2)、下穿隧道(双孔双向四车道，长400 m，建筑面积0.89万m2)以及出屋面的建、构筑物设计(建筑面积0.6万m2)，总计6.83万m2。

该工程屋面层为宝鸡南站站前广场，是站区功能及形象的延伸和重要组成部分。屋面层下方是车场层，为站区提供城市交通接驳服务，设置车行区、人行区、车辆停放区以及办公管理用房区，服务的车辆类型包括各类非机动车以及微、小、轻、中、大型机动车(长12.0 m宽2.5 m高3.2 m)和公交车、出租车，办公管理用房区包括公交调度、场区保洁、项目管理、游客服务、设备用房等，车场层设置数组楼梯、扶梯、电梯，可分别直达站前广场和宝鸡南站房。车场层下部为隧道层，将过境交通进行剥离。作为城市大型综合立体交通枢纽，它成功地解决了大高差台地带来的人行不便、流线迂回等问题，实现了以人为本、分层集散、立体组织、无缝接驳的交通换乘理念[3]，见图2。

图2 站前广场工程剖透视效果图

3 技术难点

3.1 外环境复杂，多学科交叉

本工程外部制约因素众多、涵盖领域广泛、学科交叉频繁、技术衔接复杂。基地南侧紧邻高铁站区，东、西、北侧均与城市接驳，作为南客站核心区的枢纽节点，它肩负着城市规划与铁路系统在形象、空间、功能和交通上相互转换过渡的重任[4]，需要分别完成与宝鸡南站区、3条城市道路、1个城市广场、1条跨线人行通道、1座匝道的平面和立体接驳，涉及城市设计、城市规划、道路交通与基础设施、建筑、构造、市政、环艺、施工等多学科的技术解决及协调，见图3。

图3 工程系统设计分析

3.2 性质特殊，无既有经验可循

空间形态方面，车场层整体处于挖方区，有屋盖部分空间尺度巨大(面宽380 m，进深170 m)，南侧整层高度、北侧1/3层高处为挡土墙。

使用性质方面，区别于常规车库功能单一、行车体量小、接载人数少的特点，本工程的服务对象涵盖了日常交通的所有类型，集微、小、轻、中、大型机动车，公交车，出租车，非机动车于一体，是一个复杂少见的平层综合交通体系。多样的车辆类型同时也带来了大量的人流，使车场空间成为一个巨大的“屋盖下人、车密集区”。大量的人、车流集散及交通换乘功能，需要尽可能开敞通透的视野及自由的行为引导，因而对空间的开放性和流动性提出了很高要求。

以上因素为工程的定性带来困难，半地下、地下、室内、室外、车库、车站等似乎都不能准确定义其特征，既有设计规范更无法对号入座。

3.3 消防设计的挑战

特殊的空间形态和使用功能，使得工程定性困难，也就意味着消防设计没有既成依据可循。位于屋盖下的车场空间，规模庞大，功能流线复杂，人车密集，自然采光及通风条件差，具有火灾危险性的汽车数量众多且分散，空间开敞度要求高，这些特征给设防标准、消防扑救、人员疏散、防火分隔、防排烟等方面均带来了全新问题。

3.4 工程自身的技术复杂性

铁路与城市之间坐标和高程系统的不对应，宝鸡南站建设完毕留下的“凸”字形接口，公交及大巴的鱼贯而入以及出租车、私家车、非机动车不同的行驶特点，站区与城市诸多管线的通路与安全[5]，对周边自然条件在排烟及疏散方面的开发，屋面景观的艺术性要求以及超重荷载对车场空间净高的制约和优化，下穿隧道的顶板和底板与城市3条主干道在功能空间和技术标准方面的统筹对接等[6]，均饱含难度，给设计思路和手法带来了挑战。

4 设计手法与创新

4.1 系统性设计观——多维立体交通的创建

设计从对整体环境的研究着手，将本工程及其周边的城市规划、站区规划作为一个系统进行分析和梳理[7]，以基地周边的功能需求、技术标准、流线组织为前提，来规划和设计工程内部的诸多要素，建立了上(屋面层)、中(车场层)和下(隧道层)3个层面的立体交通接驳体系，以及各体系之间的有机联系，从而实现了3个系统的融合与提升。

屋面层设置匝道与站前大道相接，用于解决消防车、贵宾车及上站车直达站房的需要[8]；将车场层设计为西进东出的单向流线，使得整体交通组织简洁明晰；在车场层下部设计双孔双向下穿隧道与站前大道相接，使过境车流得到快速疏导，以尽量分担车场内的交通压力；站前广场与市民广场之间设置景观楼、扶梯组相通，其余界面尽量开敞，为车场层获取最为有利的自然通风、采光条件，见图4。

图4 工程航拍实景

在基地内部，注重系统与局部之间的辩证统一关系，将巨大屋盖下的人、车密集区根据使用功能和交通类别划定功能板块，办公管理用房设置于站房东西两侧的凹形空间内，剩余的完整矩形空间提供给车场。车场空间内，本着公共交通优先的原则[9]，将体量最大、接载量最多、流动性最强的公交车场、出租车场、大中型客车场靠近站房设置，轻型车及以下的机动车和非机动车靠近北侧市民广场设置，灵活性强，服务范围广，见图5。

图5 车场空间设计

人行流线设计以安全便捷、与车行不交叉为原则[10]，在各交通板块的落客岛以及亚安全区的人行区域内，均设置有直达站前广场的楼梯、扶梯、电梯，在车场与宝鸡南站房的连接处，也设置有楼梯、扶梯组可直达站房的出入口，为各种需求的乘客提供了多样的选择。

4.2 绿色理念——“半开敞集散空间”

本工程车场层南侧密闭、北侧半密闭，东西两侧与室外道路平接；屋盖范围巨大，造成车场中部及南部区域自然通风、采光、疏散条件恶劣。在对工程整体系统的深入研究之上，设计创造性地提出“半开敞集散空间”的概念，根据不同功能板块的使用特点及空间位置采取不同的设计手法，将问题提炼成两个层面。一方面尽可能利用周边自然条件，将密闭的人工环境最大限度的“打开”：将与广场东路和西路对应的场地东西两侧各20 m设置为露天空间；北侧界面与市民广场之间除设置必要的交通连接之外，其余部位全部开敞；在屋顶空间结合景观效果设置数组自然排烟口及楼扶梯出口。以上措施为车场层争取到室外资源的充分利用，使屋盖下空间的大部分区域依靠自然条件即能达到采光、通风、排烟及人员疏散的要求，舒适节能，保障可靠。另一方面在位置不利的部分困难区域，根据不同位置的空间特点，进行针对性的技术补偿，不仅有效地降低了工程投资，而且提高了空间的舒适度。

4.3 消防设计——亚安全区的引入

在“半开敞集散空间”概念的启发下，提出了化整为零、分类对待、逐级分散的消防设计思路。

首先根据车场和办公辅助用房区的不同使用特点分别确立设防标准；其次充分利用周边自然条件，向车场平面范围的东、西侧和立体范围的屋面、北侧市民广场等室外空间进行自然采光、通风及疏散；最后也是最富创造性的手法，是在车场内引入两条快速车行道，构建为“亚安全区”[11]，使中部巨大区域内的人员疏散和消防扑救问题豁然开朗。

这两条快速车行道，一条位于中部偏北侧区域，与站前大道相接；一条位于南侧，与宝鸡南站房地下层相邻，并通至东西两侧露天行车区。这两条车行道属快速通道，具有如下特点：(1)行驶流线顺畅，车速较快，即停即走，类似于城市交通隧道的特点；(2)空间形态呈线性，端部有自然光，疏散方向明确；(3)车道上车辆为行驶状态，事故后可快速离开，若用防火构造进行分隔反而影响疏散；(4)与其直接相通的人行区也具有类似特征。故将该两条车行道及与其相通的人行区域定义为“亚安全区”，为人员安全疏散和消防扑救创造了有利的条件。

为了确保亚安全区的安全，将面向亚安全区的所有停车区、办公辅助用房区、宝鸡南站房均设置防火墙进行严密分隔，在人员主要流线出入口处设置耐火极限不低于3 h的特级防火卷帘。北侧亚安全区一结合广场景观布局，设计了数组自然排烟口，除中部需要局部补充机械排烟外，绝大部分区域均采用自然排烟。人员疏散除可直达东、西两侧的露天空间外，还在亚安全区通道的1/3处各设置1部直通屋面的疏散楼梯间。南侧亚安全区二由于紧邻站房，为了突出站房的建筑形象，并维护屋面广场人员高密度的集散需求，该区域屋盖不设置出屋面的风口，屋盖下空间采用机械排烟。亚安全区二除可直达东、西两侧的露天空间外，也设置有两部疏散楼梯间可直达屋面，在中部的困难区域，可利用宝鸡南站房外廊处设置的两部楼梯间向屋面层站房外廊(半室外空间)疏散。通过以上各级措施的采用，为亚安全区的防御、疏散提供了可靠的保障，见图6。

图6 消防设计构思

除亚安全区外，其余空间按照使用功能归纳为车场和办公辅助用房两大区域，共14个防火分区，并全部设置自动喷水灭火系统。车场区域的空间条件满足《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中单层、敞开式汽车库的特征，故按该规定执行，防火分类为Ⅰ类，耐火等级为一级，设计为7个防火分区，每个分区建筑面积不大于6 000 m2，分别设置至少1部直通屋面的疏散楼梯，并设置多个通向亚安全区及相邻防火分区的安全出口，疏散距离按照不大于60 m控制[12]。

办公辅助用房区由于采光、通风条件较差，且空间使用特点与车场区域有较大差别，故提高其设防标准，依据《建筑设计防火规范》中地下用房的标准执行。设置为7个防火分区，每个防火分区建筑面积不超过1 000 m2，各防火分区内均设置不少于1个直通室外的安全出口，另外可通过甲级防火门向相邻防火分区疏散。疏散距离按照单向不大于22 m，双向不大于40 m设计[13]。

在排烟设计方面，本着充分利用室外自然资源的原则[14]，通过设置屋面排烟口、增大北侧台地的临空面积、扩大东西两侧露天空间范围、优化梁柱截面等手法，尽量为车场内部创造有利的自然采光、通风和排烟条件，以提高安全性、舒适性与经济性，见图7、图8。

图7 车场西侧实景

图8 自然排烟口实景

通过优化屋面景观点位和结构方案，将车场内净高最不利点控制在4.2 m，设置三横两纵消防车道，并与室外路网结合成环状，为消防车扑救提供了便捷的路径。

下穿隧道根据其空间形态及使用特点，定性为四类城市交通隧道，仅限通行非危险化学品等机动车[13]，在隧道1/3处各设置1个安全开口，为双孔隧道之间提供互为疏散的条件。

本方案顺利通过了消防性能化设计评估及评审[15]，得到消防主管部门及相关专家的一致好评。

4.4 空间建构

4.4.1 误差考量

本工程所连接的两个系统，宝鸡南站区是依据铁路行业标准而设计，站前的城市规划是因循宝鸡市规划和建设标准而执行。根据多次实地联测及校核，发现铁路坐标与城市坐标的X、Y轴之间存在1.26°的误差，水准高程之间存在71 mm的误差。这与轴线通正、中心对称的理想规划发生了偏颇，为屋面板、匝道、城市道路、隧道在众多交接处的无缝接驳也提出了更高的要求。为了将两系统在平面和高程体系间的误差消失于无形，以达成空间的整体美感及精准过渡，设计创造性地将轴线系统分别对应铁路和城市系统设计为两区。Ⅰ区与铁路坐标方向一致，Ⅱ区Y轴与城市坐标方向统一，X轴以站前大道为界，南侧区域与铁路坐标方向相同，北侧区域与城市坐标方向匹配。Y轴的角度顺着人的行进方向被淡化，X轴的角度误差出现在车场中部的不敏感地带，并将该空间分成几个单元，以弱化使用者对等腰梯形空间的感知[16]，见图9、图10。

图9 平面体系构建

图10 分区交界处轴线定位(单位：mm)

以上设计，使本工程与车站和城市的交接处均为平行、整数相接，提高了接口的精确性，减小了施工难度，并兼顾了在站房处向南俯瞰城市，以及立足南方、向北仰望城市对景——宝鸡南站均能取得良好的视觉效果。

在屋面与站房的衔接处，设计采取出挑的方式进行搭接，将出挑长度与覆土厚度在结构计算中预留余量，以使铁路和地方坐标、高程系统联测结果中，受制于测绘技术和仪器限制仍可能存在的误差在该范围内予以考虑，这样对空间整体效果、结构体系计算、施工补救难度等各方面都影响最小，避免了工程风险。

4.4.2 轴网生成

车场内部诸多的功能板块中，公交车和出租车是矛盾最为突出的元素[17]，8组公交在车场内鱼贯而入，数量众多、体量庞大、载客量大、转弯半径大，为柱网构建、净高控制、客流疏导等方面的设计均带来挑战，它的空间需求及流线组织，是需要解决的首要问题。设计分析了大量公交场、站设计规范和资料，研究了公交车的行驶、转弯、变道、停靠、错车等众多特点，用计算机模拟手段屡次验证，并与公交公司的管理层及司机多次交流研讨，综合结构设计的安全经济性，最终确立了港湾式最简“U”形流线。将轴网单元设定为东西向12 m、南北向13.5 m，落客岛宽度3 m，公交调度位于南侧直面车场便于观望的空间模式。

出租车的接载模式及流线组织，在经历了多次实例调研和方案比选优化之后，设计摒弃了以往常规设计形式中，多岛式布局造成的人车混流严重、矩阵式布局带来的管理要求高、排队等候限制多和蛇形排队式造成的使用效率低、行驶难度大的弊端，将落客和上客流线改为多组进、出式，有效地提高了出租车的服务效率。

4.5 无缝接驳

4.5.1 站区接驳

在本工程与站区的交接处，存在诸多复杂的接口要素。铁路投资范围在紧邻站房处形成一个“凸”形边界，对于屋面层，站房的旅客平台须通过车场屋面的搭建方能实现，除了准确的水平和竖向设计外，交界处的多种变形缝类型也需要进行针对性的处理。站房周边需设置环形消防车道，其路径及荷载对车场结构及空间净高影响重大。对于车场层的开发，需进行大面积挖方，其定位及施工拓宽范围一方面应力求使空间得到最大限度的开发，一方面又要综合考虑铁路路基及沿线设施的避让距离。通过对比分析，采取以路基挡墙墙背的内摩擦角进行控制的方法以确保安全。

4.5.2 城市接驳

本工程与城市设计之间也存在诸多类型各异的接驳，对技术的综合性提出了很高要求。在屋面层西侧须结合消防车道扑救路径，为上站匝道预留接口。为了站前广场景观形象的完美呈现，设计在上部美观、结构经济安全、下部舒适之间探究最佳平衡点，将整体覆土垫层在满足屋面找坡、防水、排水、防根穿等构造要求[18]的基础上厚度尽量做小，树木及坐凳均设置在结构柱顶，种植处采取树池或花池的形式，利用池高局部增加覆土厚度。对于车场开向屋面的自然排烟口及疏散出口，其形式也历经多次推敲和优化，在下部排烟及疏散距离、排烟面积、结构可行性与上部风亭及出入口高度、位置、防雨雪、防倒灌等条件下寻找最佳方案。此外，车场层东、西两侧挡土墙与站前大道的护坡的衔接与过渡，车场道路及隧道与3条城市道路在多个高程关系的连接，北侧边界与市民广场景观及其下部商业开发的协同设计，车场的热力、给排水、强弱电管路与市政管廊的顺利贯通等[19]，都需要通过综合各学科的技术要素，在接驳处给予充分的预留条件及相匹配的技术设计，以使各个层面得以有机连续[20]，见图11、图12。

图11 屋面景观设计实景

图12 自西向东仰望本工程实景

5 结语

本工程通过将站区与城市系统的有机融合、自然条件的充分开发利用、平层综合交通体系的精炼组织、多标准防火分区消防方案的综合设计、不同坐标及高程系统轴网的分区构建、多接口部位的技术考量与解决等手法，成功地打造了一个绿色、安全、先进、经济的站前综合交通枢纽体系，自建成以来赢得了社会各界的一致好评。

该工程的设计实践，能够为铁路沿线城市空间的物业开发提供设计思路。首先，应将系统性设计观作为贯穿设计全程的主导原则，将城市规划和铁路站区的整体有机性作为工程设计的前提，根据外部环境的发展肌理来确立场地的边界要素、空间职能和流线布局等。其次，应注重对自然环境的开发和利用，通过对建筑边界空间的多种开敞设计，可以为庞大的人工环境引入舒适安全的绿色能源，降低技术复杂度，缩减工程投资。再者，对于纷繁复杂的功能板块和各式需求，应分清主次矛盾，根据区域特征进行分类对待，逐级消化，如本工程中的消防问题、坐标和高程系统的整合问题、各部位的接驳问题等，化繁为简，化特殊为一般，从而为问题的解决打开突破口，使设计有据可依。最后，要解放思想，对于学科交叉问题和新型技术问题，应善于提炼出问题本质和设计原理，在相似类型的传统解决手法基础之上进行创新，以使问题迎刃而解。