优化地铁地下标准站土建规模的研究

姚新春

（中铁第四勘察设计院集团有限公司 湖北武汉 430063）

1 缩减地铁地下标准站规模的意义

1.1 地铁四大部分费用占比统计

无锡1、2号线四大部分费用占比统计见表1。

从表1可以看出，在整个地铁工程费用构成中，第一部分工程费用占比最大，超过50%以上；其次第二部分工程建设其他费用和第四部分专项费用占比也较大，基本上达到了15%～25%。

所以，成本控制的重点顺序是:第一部分＞第二部分＞第四部分＞第三部分，第一、第二和第四部分为成本控制的重点［1］。

表1 无锡1、2号线四大部分费用占比统计

1.2 第一部分工程费用中主要工程占比分析

工程费用中主要工程占比见表2。

表2 工程费用中主要工程占比统计

从表2可以看出，在第一部分工程费用中，车站和区间的费用占总造价的30%以上，占第一部分费用的55%左右，是控制工程费用的重点环节；设备部分供电占比较大，基本在6%以上。重点研究车站和区间的降造措施，对整个工程造价的控制起到关键作用。

1.3 成本控制重点内容

通过以上分析，按分项工程所占投资额度的比重大小来看，车站规模控制在整个投资中的控本降造作用重大。配线车站由于设置辅助线，土建规模严格受控，很难缩减；标准站可以通过优化设备用房布置，可有效缩减车站的建筑面积，从而有效降低投资［2］。下面以无锡地铁1、2号线设计为例，探索优化地下标准站面积的设计方法。

2 地下标准站的构成

分析优化的对象必须是稳定、可实施，且已经投入生产，经过一段时间试运营检验，各项功能表现良好的既有项目。对于正在设计或施工的项目，由于尚未经过生产运营检验，不能保证每一个部分都具备可靠性和可实施性，不宜作为参比对象。

无锡1、2号线试运营时间均在半年以上，且在试运营期间内各项指标均达到或超过预期目标，表现良好，可以作为4号线一期工程降造目标的参比对象。

本次选用分析优化的对象为6节B型车地下两层岛式标准车站（以下简称标准站）。该车站一般由公共区、设备区组成，分为地下两层。车站地下一层为站厅层，地下二层为站台层。降压变电所车站总长约196 m，牵引变电所车站总长约207 m，标准段宽 19.7 m［3］。

车站地下一层站厅层，车站设备用房分别布置在车站的两个端头，车站大里程端设置车控室、通信信号设备室、照明配电室、气瓶间、风道、AFC等房间；小里程端设置弱电设备机房、照明配电室等设备用房。中间为车站公共区，公共区分为付费区和非付费区，在站厅层付费区设置2组楼扶梯及一部L形楼梯和垂直电梯与站台层连通（见图1）。

图1 站厅层建筑平面布置（单位：mm）

车站地下二层站台层为岛式站台，站台宽度11 m，有效站台位于车站中部，两端布置设备用房。大里程端布置了公共厕所、污水泵房、照明配电室以及排热风室、变配电室等；小里程端布置了排热风室、照明配电间、清扫工具间等设备用房［4］（见图2）。

图2 站台层建筑平面布置（单位：mm）

3 地下标准站常见规模设计问题

经过对苏州、无锡、常州等地的通车及在建的标准站图纸进行分析、设计回访以及现场调研，发现导致地铁车站规模过大的主要问题主要是由以下几个方面导致的:

（1）机电设备设计与土建设计不同步。机电设备设计与土建设计周期不同步，导致机电、系统提资按照包容性设计，导致冗余量过大［5］。

（2）房间布置不合理。地铁车站中设备用房严格按照专业设置，空间利用不充分，富余大量空间未使用，同时导致增加不必要的检修空间。比如AFC设备室、通信设备室、综合监控设备室功能接近，但分别设置。房间内有大量未使用空间，若合并设置，可大大缩减其规模［6］。

（3）机电系统设计不合理。目前机电设计系统未根据全国各地的气候、客流特点采取针对性、创新性设计方案，导致增加不要的设备用房面积。例如在江浙一段冬暖夏凉、客流不大的城市，隧道活塞风采用单活塞就可满足隧道通风排烟需求，相对于双活塞系统，可节省建筑面积约300 m2［7］。

（4）部分运营用房设置不合理。运管用房是地铁设备区重要组成部分，运营公司应该根据实际的使用需求，严格控制房间数量及大小，整合不必要的房间设置［8］。

（5）部分设备用房由于建筑空间布局不合理，导致设备区吊装走道空间面积较大，造成空间使用率不高，部分区域工作人员基本不可达，造成了较多的无效消极空间［9］。

4 缩减地下标准站规模的技术措施

地下车站的规模控制是一个综合过程，不但包括车站长度、宽度、面积和埋深，也包括合理的开挖方式和围护结构形式，亦含内部结构截面选定、车站装修标准等［10］。为合理控制车站规模，针对上文发现的导致规模过大的一些问题，提出相应措施。

4.1 精细化设计方案，压缩系统设备富余量

根据上文分析可知，因为机电设备用房内的柜机尺寸存在一定的空间富余，例如无锡1、2号线环控电控室柜机尺寸均按照1 m预留，招标完成后发现，大部分柜机宽度仅800 mm，部分柜机仅为600 mm。若按照相应尺寸设计，可核减约7.98 m2。

按照精细化的设计思路及实际的使用需求，对无锡1、2号线设备用房重新设计发现:AFC票务室根据运营的功能需求，优化布置后，面积可核减约8.49 m2；信号设备室优化柜机尺寸及操作间距后，面积可核减约9.5 m2；照明配电室优化检修空间后核减2.2 m2；污水泵房按最小检修尺寸压缩宽度，可核减3.9 m2；屏蔽门设备室可核减2.2 m2；商用通信设备室可核减约17 m2。将0.4 kV开关柜单面按0.8 m进行土建预留，整合设备操作维护和运输通道，可压缩纵向长度约5.3 m。

4.2 合并同类型设备用房

标准站部分设备用房功能类似，具备合并设置条件。合并设置以后可大大节约检修空间及不合理的空间浪费。以综合监控设备室、AFC设备室、通信设备室三个房间为例，这三个房间合计建筑面积约80 m2，合并设置后，面积仅51 m2，总计核减面积约29 m2。

4.3 优化系统方案

针对无锡的客流、气候特点及1、2号线的实际运营情况，对机电系统提出优化。

（1）排热风机优化

基于以上国内现状、无锡城市特点及SES软件模拟结果，标准站可取消排热系统，排热风机与隧道风机合用采用双风机方案；非标准站仍维持三风机方案［11］。

（2）取消小新风机优化

车站大系统取消小新风机，通过控制送风、回风的差值来实现新风需求。在设备投资上节省小新风机的设备投资，同时减少大端站厅设备用房面积并节约相应的运行费用［12］。

（3）采用单活塞系统

根据无锡的行车对数及气温特点，将原双活塞系统改为单活塞系统。

根据以上优化设计方案，可节约隧道风机房、活塞风道、排风道等面积，总计可节约建筑面积约360 m2左右。

5 最终成果优化

5.1 站厅层优化

（1）综合管线布置，风道长度优化2.5 m，核减面积108 m2；单双活塞可优化约350 m2。

（2）优化电缆引入室布置，将其作为信号与信号设备及电源室套间，车站长度方向优化2.1 m，核减面积21.52 m2。

（3）取消预留高压细水雾机组，消防泵房核减面积22.06 m2。

（4）商用通信设备室核减面积13.86 m2。

（5）站长室与车控室核减，核减面积5.55 m2。由于规范调整，新站长室内增加部分设备柜机，若采用相同柜机数量布置，可减少约10 m2。

结合站厅层其他设备用房面积，共计核减设备区建筑面积约280 m2（见图3）。

5.2 站台层优化

（1）取消控制柜预留，优化设备摆放方式，变电所缩短5 m，供电用房总核减面49.43 m2。

（2）照明配电间取消预留EPS，优化为13.2 m2，核减面积6.8 m2。

（3）其他设备用房优化布置，核减面积59.6 m2。

站台层共计核减建筑面积210 m2（见图4）。

经过各设计单位与相关部门的共同努力，新线设计中将车站规模大大缩减，总计核减建筑面积约为490 m2。优化前后对比见表3。

表3 优化对比 m2

6 结论

综上所述，地铁工程是百年民生工程，投资巨大、回收期长，我们应该严格控制地铁投资，用最小的资金取得最佳的空间效果，压缩所有不必要的空间浪费。设计人员都应谨慎研究、探索各种在满足功能要求下最经济合理的设计方式，减少投资，造福于民。