浅析地铁标准站设计中常见问题与应对策略
——以苏州轨道交通工程6号线城际路站为例
2019-03-27
(中交(西安)铁道设计研究院有限公司 北京 100000)
地铁站作为轨道交通建筑的一种,即有轨道交通类建筑的特点,也融合了民用建筑设计的要求。在民用建筑设计中,建筑设计的的基本原则是,坚固,实用,美观。地铁站设计中依然要遵守民用建筑设计的基本原理与方法。
笔者以简单的内外划分,先罗列出地铁站设计的相关因素:
与内而言地铁站牵扯到专业数量较多,粗略统计涉及,线路、车辆、轨道、建筑、装修、地下区间、人防、地质、防水/地下结构、供变电、接触网、杂散电流、低压配电、给排水及消防、车站通风空调、隧道通风、气体灭火、管线、通信、信号、门禁、火灾自动报警、环境与设备监控、电梯与扶梯、站台门、综合监控、防淹门、自动售票等。
与外而言地铁站设计作为方便人民群众出行,缓解城市公共交通压力的重要方法之一,在建筑中要与多个城市管理部门沟通协调,主要涉及到规划局、消防局、水利局、质监局、防雷中心、轨道公司、电力公司、石油公司、铁路公司、人防院、市政院等。
上述内外不同相关因素在与地铁站设计交融时都会产生出各类问题,针对内外不同情况要采用不同的应对策略。
针对与内相关的因素,首先要找出这些专业中制约车站设计,对其影响较重的因素,对地铁站设计起到制约性较大的是车站线路、限界、结构、通风空调、给排水及消防、低压配电供电,线路。在地铁站设计中,线路设计的稳定是车站站位的上位条件,而限界专业确保了车辆安全驶出车站,与土建要预留出合适的间距,结构是建筑落地的安全庇护,因为要确保地下建筑中人生命安全,通风空调、电、水专业也至关重要。
针对与外相关的因素牵扯到的问题,与车站设计关系紧密的主要是规划局和消防局,规划局涉及到车站的征地范围、用地审批、与车站周边产权单位的协调关系等。消防局涉及到车站的核心要素安全问题,审核车站的消防疏散设计是否满足规范,配套措施是否完善。
在内外因素中依然有轻重之分,在车站设计中首先要满足与外因素的限制条件,在满足与外设计条件的同时,解决好与内设计的相关问题,如城际路站的小端4号出入口,在工可设计中采用的是合建,出入口在风亭之上爬出地面端,但因环控过风面积不足和影响出口外张家角站的车行出入口,在最终设计中采用了出入口与风亭分离的设计方法。
下面笔者结合自身设计的城际路站浅析下具体的问题及应对策略。
6号线沿城际路呈南北向布置,有效站台中心里程YDK1+405.000,为地下二层11m岛式站台车站,采用地下两层单柱双跨钢筋混凝土框架结构。车站总长度(含主体结构)为199m,标准段宽度(含主体结构)为19.7m,总建筑面积为12083.00m2。有效站台中心里程处顶板覆土为3.65m,有效站台中心里程处轨面埋深为16.80m。本站设置4个出入口,1个安全出入口及2组风亭,1组冷却塔。
在与外因素中,城际路站在规划部门的批示中已经提前预留好了轨交用地范围,位于城际路与济业路的四个象限,在工可设计阶段,车站的大端附属设置在在车站的东北侧,但规划中,东北侧是住宅用地,出于减少车站噪音等对住宅因素的干扰,方案调整为大端附属整体布置西南侧。城际路站,站位上有桥梁箱涵,布置中本可以挪动站位避开,但移动后站位又影响到西北侧张家角站的人性车行,固最终采用了在箱涵处车站结构局部降板。桥梁后期拆除由市政院恢复为箱涵的设计策略。同时车站的西南侧未来规划为商业建筑,其车行出入口的通道与车站的风亭位置冲突,本设计时可以考虑讲其布置在南侧但规划局未给用地红线,只能布置在轨交用地范围内,在车行出入口处做盖板加强。
在与内因素中,首先要保证车站内部人流的及时疏散,满足建筑防火设计要求。
城际路站站台至站厅紧急疏散能力验算
车站站台公共区的楼梯、自动扶梯、出入口通道,应满足在远期或客流控制期中超高峰小时最大客流量时,一列进站列车所载乘客及站台上的候车乘客能在4min内全部撤离站台,应能在6min内全部疏散至站厅公共区或其他安全区域的要求。事故疏散时间按下列公式计算:
T=(Q1+Q2)/0.9[A1(N-1)+A2B]≤4min
式中:Q1—远期或客流控制期超高峰小时一列进站列车的最大客流断面流量(人);Q2—远期或客流控制期超高峰小时站台上的最大候车乘客(人);A1—一台自动扶梯通过能力(人/min.m);A2—疏散楼梯通过能力(人/min.m);N—用作疏散的自动扶梯数量;B—疏散楼梯总宽度(m)。每组楼梯的宽度应按0.55m的整倍数计算。
本站早高峰客流为控制性客流且初期行车对数与近期对数相同,经过客流对比,本次疏散计算采用近期及远期早高峰客流进行计算,行车对数分别为14对和18对。
近期(2033年)疏散计算:
计算结果:T=(Q1+Q2)/0.9[A1(N-1)+A2B]=[6504×1.20/14+(2315+446)×1.20/14]/[8190/60×(2-1)×0.9+3700/60×3.85×0.9]
=2.36≤4min
远期(2048年)疏散计算:
计算结果:T=(Q1+Q2)/0.9[A1(N-1)+A2B]=[8592×1.20/18+(726+3158)×1.20/18]/[8190/60×(2-1)×0.9+3700/60×3.85×0.9]
=2.47≤4min
结论:城际路站台至站厅紧急疏散能力满足规范要求。
其次,在与各系统专业配合中,难点在于统筹协调好各专业之间的要求,设计中要兼顾不能顾此失彼,比如结构优化中提出,纵梁尽量下翻,有利于结构安全稳定,但是梁下翻影响环控过风面积,在设计中就要在这两专业中取得平衡,如城际路中小端层净高4.95m,大端层净高4.85m,站厅层顶纵梁下翻2m高,可同时满足两专业要求。再如设施房间布置在上下层,平面上都要尽量避开涉电房间等等。
综上所述可见地铁站作为百年大计工程,在实际设计中牵扯问题之多,互相影响之密集。面对设计中产生的复杂问题,要掌握理解各专业的基本原理,在设计中寻找关键制约点,对问题进行层层分析,全方位思考,统筹协调,平衡不同专业需求,只有这样才能做出功能更加合理,可实施性更强的设计方案。