洛阳地铁1号线牡丹广场站线站位方案研究

2019-12-03刘重庆

铁路技术创新 2019年5期

刘重庆

（中国铁路设计集团有限公司，天津 300251）

我国是世界上城市轨道交通发展最迅速的国家之一。作为轨道交通系统设计的基础，线路设计在城市轨道交通建设工作中具有非常重要的地位。在相关研究中，欧阳全裕[1]强调了线站位研究在地铁设计中的重要性；GB 50157—2013《地铁设计规范》也对换乘线路作了“换乘车站应结合换乘方式，拟定线位、线间距、线路坡度及轨面高程”等相关规定[2]。分析洛阳地铁1号线牡丹广场站各换乘方式线站位方案的优缺点，通过研究比较，提出推荐方案。

1 项目概况

1.1 项目简介

洛阳地铁1号线项目覆盖洛阳市区北部（简称洛北地区）东西向主要客流走廊，是解决交通拥堵问题的重要通道，该线路符合该区域居民东西向出行的客流特点，对于挖掘洛北地区发展潜力具有重要作用。洛阳地铁1号线西起谷水站，东至杨湾站，依次沿中州西路、武汉路、西苑路、延安路、中州中路、中州东路敷设，串联涧西区、西工区、老城区、瀍河回族区。沿途经过规划谷水交通枢纽、人民医院、长途客运东站等客流集散点。

洛阳地铁1号线全长约22.4 km，为地下线敷设。设车站18座，平均站间距1.3 km。其中，武汉路站、王城公园站、解放路站、周王城广场站、青年宫站为地下三层站，其他车站均为地下二层站；与规划的地铁2、3、4号线各有1座换乘站。线路西端设红山车辆基地，接轨于谷水站；东端设瀍东停车场，接轨于杨湾站。

1.2 线站位影响因素

牡丹广场位于洛阳市涧西区西苑路与太原路交口西侧，广场长750 m、宽96 m，占地72 000 m2，呈带状东西走向，分西苑路为南北街道，具备良好的地下空间开发条件。根据洛阳市轨道交通线网规划，地铁1、3号线在牡丹广场站换乘，并在牡丹广场沿线规划建设地下街、地下车库等工程，各种地下设施在完善交通路网的同时，也带动区域经济进一步繁荣[3-7]。

牡丹广场站周边地块规划多为商业及医疗用地；现状呈带状东西走向，西高东低，分西苑路为南北街道，其规划示意见图1。在地下空间开发项目中，影响地铁1、3号线牡丹广场换乘站线站位方案的主要有牡丹广场地下商业、地下车库和太原路下穿隧道。牡丹广场拟实施方案的开发效果及范围见图2、图3。

2 线站位方案研究

立足牡丹广场地下空间开发背景，从地铁1、3号线换乘条件，以及换乘站与地下空间开发结合条件等角度，综合比选牡丹广场站线站位方案。

2.1 方案1：通道换乘（建设规划方案）

图1 牡丹广场规划示意图

图2 牡丹广场开发效果图

图3 牡丹广场开发范围示意图

地铁1号线沿西苑路斜向穿越牡丹广场，再转入延安路继续向东敷设；地铁3号线由太原路向南转入南昌路敷设。在广场东侧的西苑路、南昌路、太原路及延安路路口，设地下二层车站；在路口南昌路一侧，设地下三层车站，并形成通道换乘。该方案平面示意见图4。

方案1主要存在以下缺点：

（1）受太原路下穿通道影响，地铁1号线车站站厅采用端厅形式，地铁3号线换乘客流通过换乘通道进出1号线东端站厅，易导致地铁1号线客流不均匀。方案1分层布置示意见图5。

（2）地铁1、3号线车站部分与商业完全脱离，总体造价较高；地铁1号线车站仅通过左端厅通道与商业相接；地铁3号线车站客流与商业被太原路下穿通道分隔，无法充分利用人流优势，商业价值降低。车站与广场地下空间开发范围关系示意见图6。

（3）地铁3号线区间下穿1号线车站，该区间节点需要与车站同期建设，后期可能造成废弃。

图4 方案1平面示意图

图5 方案1分层布置示意图

图6 车站与广场地下空间开发范围关系示意图

（4）车站换乘距离过长，换乘功能差。

（5）地铁3号线车站出入口及附属对牡丹女子医院影响较大，协调困难。

基于以上问题，考虑调整地铁3号线路由，以便于线站位与牡丹广场地下空间开发有机结合。规划地铁3号线路由调整示意见图7。

如图7所示，规划地铁3号线自中州西路转入天津路后，沿天津路向南敷设至景华路路口，设天津路站，再转入牡丹广场。与地铁1号线平行换乘后，转入南昌路敷设至九都西路路口，设西苑公园站。期间，线路正穿一处规划居住地块和一处医疗用地（现状为洛轴13号生活区与第六人民医院综合楼）。根据资料，第六人民医院综合楼采用筏板基础（埋深约15.8 m），并使用桩径500 mm、桩长14 m的CFG桩进行地基处理。规划地铁3号线天津路站设计为地下三层站，破CFG桩后可控制区间结构与筏板基础距离在3 m以上。

规划地铁3号线按照优化后路由，与地铁1号线在牡丹广场地下形成平行换乘，主要考虑双岛四线、叠岛及平行岛换乘3种换乘方案。

2.2 方案2：双岛四线换乘

在牡丹广场中部设地铁1、3号线双岛四线换乘站，2条地铁线的左、右线共享一个14 m岛式站台，实现同方向客流同台换乘。对于内外侧线路不同，考虑2种同台换乘方案：地铁1号线采用大线间距外包3号线方案；地铁3号线采用大线间距外包1号线方案。方案2平面示意见图8。

图7 规划地铁3号线路由调整示意图

规划地铁3号线由天津路转入牡丹广场，与地铁1号线形成同台换乘，再由牡丹广场转向南昌路向南敷设，2条地铁线分别在广场东、西端各交叉2次。为满足结构立交关系和安全施工要求，地铁3号线在东、西端均采用R300 m曲线；地铁1号线在由牡丹广场转入延安路时，也采用R300 m曲线。方案2立交纵断面示意见图9。

方案2中，地铁1、3号线站台在一个平面，同方向线路相邻并行，中间设岛式站台，实现同方向客流同台换乘。由于2条地铁线在广场两端均有交叉，且交叉点距离车站端部较近，2条地铁线在大小里程端均采用21‰～29‰的纵坡拉开轨面净距。受地块内建筑物、太原路地下通道（规划底标高为144.2 m）限制，轨面埋深约25.5 m，为地下三层车站。因此，方案2存在以下缺点：

（1）站厅层位于地下二层，站台层位于地下三层，乘客进出站需通过商业层转换，客流流线不顺畅。

（2）地下一层为商业层，客流需通过地铁出入口的楼扶梯进入站厅，地下二层停车库与站厅层仅有1条通道连接，地铁与商业结合紧密度一般，不能高效为客流服务。

图8 方案2平面示意图

图9 方案2立交纵断面示意图

（3）车站宽49.0 m、深25.5 m，商业净高7.5 m，汽车库净高6.7 m，商业及汽车库空间浪费，工程规模大，挖方大、造价高。

（4）车站位于牡丹广场中心，对太原路交叉口客流吸引功能一般。

（5）小里程方向明挖区间影响主变电所实施。

（6）由于车站大小里程端的区间都存在立体交叉，R300 m曲线与大坡度28‰重叠段超过200 m，运营期间轮轨磨耗特别大，影响运营安全。

方案2车站与地下空间分层示意见图10，其地下空间明挖范围示意见图11。

由此可见，2种双岛四线换乘方案均不利于与牡丹广场地下空间开发项目结合，且线路条件相当。从线路平面上分析，规划地铁3号线线路路由较曲折，展线条件有限；若采用地铁3号线外包1号线，由天津路转向牡丹广场时，对第六人民医院地块切割相比于地铁1号线外包3号线更严重，因此排除该方案。

2.3 方案3：叠岛换乘

地铁3号线以R350 m曲线由天津路转入牡丹广场，地铁1号线由西苑路进入牡丹广场。2条地铁线在牡丹广场范围内设上下重叠的岛式车站，地铁1、3号线分别位于地下二、三层，乘客可通过楼扶梯进行换乘。方案3平面示意见图12。2条地铁线分别在广场东西两侧各交叉1次，方案3纵断面示意见图13。由于地铁1、3号线站台层高差为8 m，因此2条地铁线可采用相同坡度进出站，线路交叉处可保证轨面净距大于8 m；大里程方向为避免对太原路隧道造成影响，采用20‰的陡坡接入区间。

综合各方面考虑，方案3存在以下缺点：

（1）车站形式两端较宽，中间窄，形状不规则，不利于与商业结合，商业流线完全被车站打断，剩余部分无法形成连续较密集的商业区域，商业气氛不足。

（2）小里程方向明挖区间与主变电所位置冲突，导致主变电所难以实施。

图10 方案2车站与地下空间分层示意图

图11 方案2地下空间明挖范围示意图

图12 方案3平面示意图

图13 方案3纵断面示意图

（3）车站、区间明挖基坑范围大、深度深，工程风险及造价高。

（4）方案中站厅分别设置直通地铁1、3号线站台的楼扶梯，站厅至地铁1号线站台提升高度5.4 m，至地铁3号线站台提升高度13.4 m，而2条地铁线均为6B车辆编组形式，站厅站台公共区较短，无法合理布置各组楼扶梯。

方案3车站与地下空间分层示意见图14，地下空间明挖范围见图15。

2.4 方案4：平行岛换乘

地铁3号线以R350 m曲线由天津路转入牡丹广场；地铁1号线由西苑路进入牡丹广场。方案4平面示意见图16。2条地铁线在牡丹广场偏东一侧地下二层设平行岛式换乘站，乘客出站后，通过楼扶梯进入站厅层进行换乘。2条地铁线在广场西侧交叉，方案4纵断面示意见图17。地铁1号线小里程端采用20‰的下坡接入车站，拉开与地铁3号线轨面净距的同时，避免了对牡丹广场地下空间商业层的影响，大里程端以28‰的陡坡避让太原路下穿通道，接入区间。