基于规划视角的轨道交通车站设计方法研究
2023-01-31蒋时波
文/蒋时波
前言:与世界发达国家的城市轨道交通相比,我国的轨道交通建设起步较晚,自1965年北京一号线开工建设,中国正式迈入轨道交通建设阶段开始,其发展历程也仅经过了50余年。随着上世纪90年代上海、广州等一线城市的陆续加入,整个行业迎来了30余年的蓬勃发展期。与此同时,随着社会的飞速发展和城市化的持续推进,城市人口急剧膨胀,城市轨道交通的整体规模也逐渐增大。截至2022年,全国49座城市已建成275条共8904公里的城市轨道交通线路,多个城市的轨道交通客运量在城市综合交通量的占比突破了60%,是城市交通的绝对主力,城市发展与轨道交通发展同步进入了高质量发展的新阶段。为更好地使轨道交通建设融入城市发展,将工程建设与国土空间规划更紧密的衔接,探索基于国土空间规划视角下的轨道交通设计方法,对于提升规划设计标准、打造精品工程至关重要。
一、轨道交通车站设计与国土空间规划的关系
作为业内共识,民用建筑的规划建设流程是:规划部门下发规划条件;建设单位委托设计;设计单位执行规划条件;审报建设审批手续;意见反馈及落实。而轨道交通项目作为政府主导的公共产品,没有专属的用地红线,设计方案在项目立项、可行性研究、初步设计与施工图设计等不同阶段,可能会受到社会、经济、技术等多方面的影响而进行动态调整,规划条件也会随着影响因素的变化而逐步完善。因此轨道交通车站设计与国土空间规划的关系主要体现在规划选址、总平面设计、建筑设计等三个层面。规划选址方案的优劣,与片区乘客搭乘地铁的平均走行距离直接相关,是影响轨道交通客流覆盖能力的重要因素。好的规划选址能够最大限度地服务市民,大幅提高轨道交通在公共交通出行需求的占比,提升运营收入,从宏观层面落实规划诉求。总平面设计是规划选址方案的进一步细化落实环节,包括了站台形式的选择,换乘方案的选取及附属建筑方案的布局,是从中观层面实现规划选址方案的意图。建筑设计是对总平面设计的进一步延伸,包括了主体空间的流线、分区及消防设计,出入口设置的标准、数量、造型等。轨道交通车站与规划的关系是前后承接的线性关系,规划意图正是通过规划选址、总平面设计、建筑设计等三个阶段逐步落地实施的。
二、轨道交通车站规划选址的原则、方法及要点
(一)规划选址与城市轨道交通相关专项规划相协调
城市轨道交通线网规划作为城市国土空间总体规划的重要组成,是国土空间总体规划的重要专篇,是结合城市的发展趋势而编制的、统筹未来城市轨道交通发展格局和方向的重要指引。建设规划是对线网规划的进一步细化,是结合国家和地区的五年发展规划、在线网规划的框架体系下制定的实施性规划文件(立项依据)。线网规划与建设规划是城市轨道交通选址方案最重要的两项依据,车站选址与线网规划及近期建设规划相协调主要体现在线路走向、车站设置的数量、位置、换乘点选择应满足线网规划、建设规划的要求(即起终站点方案一致,线路路由走向一致,覆盖能力相近)。
(二)规划选址与国土空间规划相协调
车站规划选址需在满足线网规划及建设规划等上位规划的基础上,符合其所在区域的城乡规划相关要求,并与其他传统民用建筑一样,需满足国土空间总体规划、详细规划及相关专项规划的要求。车站规划选址应尽量选在生态保护红线、基本农田保护区等不适宜开发建设的区域之外,并尽量不设置在限建区。在现行国土空间体系框架内,以上区域的开发建设活动将受到极大制约,且选址在上述区域以外能够减少车站建成后长期无客流的情况产生。
(三)规划选址应符合历史文化遗产保护的要求
在规划选址时,应充分考虑对历史城区、历史文化街区、历史文化名镇、历史文化名村、历史风貌区、文物古迹、名木古树、历史建筑、传统风貌建筑、工业遗产等的保护。车站选址方案需满足历史文化遗产保护的相关要求,对于车站前后的区间隧道,也应尽量减少下穿,实现规划对建设活动可持续发展的要求。
(四)规划选址应靠近城市的居住及就业中心
车站规划选址应以人为本,合理覆盖市民的步行需求,尽量靠近乘客出行需求旺盛的中心区域。合理的轨道交通客流覆盖能够减少乘客的出行时间,增加乘客搭乘公共交通出行意愿,从源头上减少全社会的综合交通成本,实现绿色出行。在满足车站合理间距要求的前提下,需优先将车站布置在商业区,商住混合区或居住区(见图1)。
图1 选址与各类功能区的关系
(五)规划选址时应注意站间距合理适中
车站选址不应只考虑单个站点的具体需求,还应从中观层面考虑站点与站点之间的协调统筹。站点与站点的距离应结合城市发展、列车制式等多种因素合理确定,兼顾建设成本与出行覆盖效果。建议城市中心区和居民稠密地区车站间距宜为1公里,城市外围区宜为2公里。市域快线及城际铁路车站应根据具体时空目标及运行速度、线路定位等因素专题研究后确定。
(六)规划选址应与城市交通做好衔接
轨道交通作为城市综合交通的重要组成,需在城市综合交通体系的支持下才能发挥巨大作用,规划选址应与城市的现状交通设施及规划的交通设施做好衔接。规划选址需合理衔接非机动车衔接设施,配套解决常规公交衔接设施,整合出租车及 K+R (机动车临停接送区域)衔接设施,因地制宜设置P+R (轨道交通设施换乘停车场)衔接设施,重点是与周边各类区域的步行衔接。
三、轨道交通车站总平面设计的原则、方法与要点
(一)合理选择站台形式
站台是轨道交通车站最重要的区域之一,站台形式决定了车站的具体形态,影响车站的长度和宽度,进而影响开通后的运营功能。在总平面设计过程中,应根据行车及线路功能的需求,结合实际的工程条件选择合理的站台形式。
1. 岛式站台形式的选择。岛式车站空间利用率高,可以有效利用站台面积调剂客流,方便乘客使用,站厅及出入口也可灵活安排。缺点是线路设计为高架车站时的岛式站台规模一般较大且不易压缩。对于周边用地条件较为宽裕,双向客流条件较为均衡,不存在钟摆式客流特点的情况,建议选择岛式站台形式。
2. 侧式站台形式的选择。侧式车站不如岛式车站站台利用率高,对乘客换方向乘车也造成不方便,但由于站台设置在线路两侧,侧式车站的售检票区可以灵活的设置,车站两侧也可以结合空间开发统一利用。就高架车站而言,其车站设置的条件优于岛式车站,但对于二层以上深埋的地下车站,由于区间前后衔接的线间距距离过近,导致区间实施的难度和成本增加,应结合区间的工法,结合现场实际条件及远期规划条件合理选择。
3. 侧-岛结合站台形式的选择。侧-岛结合式车站兼具侧式车站和岛式车站的优点——空间利用率高,可以有效利用站台面积,使用方便以及在特定条件下可以减少车站规模。缺点是造价较高,运营管理复杂。故需要根据客流情况、投资造价的限额来合理确定,一般应用在平行换乘或设置了特殊配线的站点,主要以实现轨道交通节点功能为主。
(二)合理确定站台位置
合理的站台位置不仅影响其站点自身的使用条件,也很大程度影响其前后区间(采用隧道或桥梁)方案的合理性,在总平面设计过程中,应根据周边的现状交通,规划道路红线、水域及其他重要交通设施的条件合理安排。
1. 站台应尽量设置于交叉路口。城市交叉路口是分向客流较为均衡的位置,在一般规划条件下,总平面设计应尽量使站台设置在交叉路口,该设置方案能够较好地服务不同方向的客流(设置原则见图2),减少乘客搭乘轨道交通的步行距离,提高轨道交通的乘坐便利性。设置在交叉路口的轨道交通车站可以与现状地面交通形成天然立交,能较大程度减少客流对地面交通的干扰,提高城市的整体出行效率。但交叉路口往往存在管线及建构筑物多等不利因素,施工过程对于现状交通的影响也往往关系到方案的可行性,需结合具体情况妥善选择。
图2 站台设置在交叉路口
2. 站台应尽量与现状或规划道路红线平行设置。对于不能设置于交叉口的站点,且线路路由与现状或规划路的走向相同时,总平面设计应尽量使站台与道路红线平行设置,且以路中设置站台最为推荐(见图3),该设置方案可较好地平衡道路两侧的客流进出站距离。对于路中实施也较为困难的情况下,可考虑设置于路侧(见图4),利用地块建筑的规划退线或功能性绿地解决占地问题。
图3 站台设置在路中
图4 站台设置在路侧
3. 站台设置于地块中需同步考虑建设方案。在某些特定的情况下,线路走向会穿越规划地块,为保证客流覆盖与站间距合理,需结合地块设计方案,统筹协调好轨道交通的施工工序,减少反复开挖带来的工程浪费。对于设置在地块中的总平面方案,出入口的布置应以服务周边城市客流为主,兼顾地块内建筑物的联通和衔接。并应注意前后区间对其他地块的影响,利用绿化隔离带或区间绕行等方式(如图5)。
图5 总平面设置于地块中的情况
4. 站台设置应减少单边客流的影响。高速公路、江河水域等客观条件会影响车站对客流的覆盖,形成单边客流,总平面设计时应尽量使站台远离客流阻隔物,以便使覆盖更加均匀(见图6)。相对而言,对于车站附近有客流的发生点,如既有运营的轨道交通站点、高铁站点、地面有轨电车站点或其他大客流重要公共建筑,总平面设计中应尽量将有效站台靠近客流发生点,减少客流搭乘时步行的距离(见图7)。
图6 车站位于水域一侧
图7 站位于既有线路一侧
四、车站附属建筑的设计方法、原则与要点
车站附属建筑主要为出入口、风亭、冷却塔及安全疏散口等内容,其中出入口是乘客日常使用的主要设施,风亭及冷却塔是地铁专用设施,两种建筑的特定使用群体决定了各自建筑设计层面的不同设计策略与方法。对于出入口,应更倾向于乘客的可达性和易用性,强调其安全、舒适与美观;风亭及冷却塔等专用设施,应尽量远离乘客可达区域进行布置。
(一)出入口的设计
出入口的设计应以便于乘客使用为主要原则,各出入口宜分散布置,尽量设计为开口朝向与主客流方向一致(主客流方向是该出入口周边最大客流流入的方向)。出入口之间的距离应尽可能大,使得覆盖区域不重叠,增加车站的总客流覆盖能力。作为交通建筑,出入口需预留一定的客流集散空间,因此应尽量布置于道路红线以外且平行于城市道路设置。当出入口与道路垂直设置时,应进一步加大客流集散空间。在征拆困难或规划道路红线难以实施的情况下,经项目所在地规划部门允许,出入口也可设置于道路红线内,但需预留远期改造的土建条件。对于城市广场周边的出入口,应尽量与地面交通相结合,并做好防洪涝措施。
(二)过街通道的设置
过街通道应基于站址环境和客流需求合理设置,对于车站周边200米范围内已有市政过街设施的,车站出入口建设时应尽量与之衔接。对于车站周边无现状过街设施且道路红线大于40米的建成区,建议新建过街通道,并结合运营的条件尽量满足24小时过街功能。对于路中设置的车站,一般利用公共区非付费区实现过街功能,可不再设置24小时过街条件。因每日地铁运营期覆盖时段较长,对于非运营期无法实现过街的主干道,建议结合地面市政交通进行统筹配合,协调交管部门增设夜间灯控设备等综合措施。
(三)风亭的设计
车站每端需设置一组风亭(包括活塞风亭、排风亭以及新风亭),风亭的设计应尽量做到消隐设计,与周边环境及景观相融合,并不得侵入规划道路红线设置。当周边有敏感建筑时,风口的设置方向应尽量避开,且保持足够的环评距离。当用地条件允许时,风亭应尽量设计为低风亭,便于利用绿化进行遮挡。当与周边规划地块同步建设时,风亭地面部分尽量按合建方案考虑,实现集约化用地,减少建筑因风亭退线带来的不利影响。
(四)冷却塔的设计
冷却塔应优先选择地面设置,如此可减少工程量且更便于实施,该方案优点为车站综合投资低,缺点为对周边地块规划以及绿化环境影响大,有一定噪声影响。若周边城市环境要求较高,也可采用半下沉式或下沉式,此类做法较地面式增加了一定的工程量,且需考虑防洪涝措施,运营维护成本会相应增加。除地面冷却塔、下沉式冷却塔外,为减少占地规模和环境影响,还可考虑采用蒸发冷凝方案,将环控设备完全设置于地下,利用排风井进行排热。其主要特点是设备地面完全不可见,极大优化了景观,提升了城市环境品质,但工程投资及后期运维能耗均较大,需结合周边建设条件统筹考虑。
五、结束语
轨道交通的建设工程是一项极为繁复的系统性工程,专业多、视角多、影响方案的要素也较多。在国土空间规划的视角下,对各类规划要求的衔接和落实是车站设计的主要任务。好的车站设计方案是合理的线站位选址、适宜的总平面布置以及高品质的建筑设计。车站设计方案对规划需求的贯彻和实施,在提高工程可行性,增加人民的幸福感,提升项目的社会价值等方面起着至关重要的作用。本文讨论的方式方法仅从国土空间规划这单一视角探讨工程设计的方法问题,与其他热门轨道交通课题一样,仍需依靠每一位轨道交通建设参与者进一步的实践总结与再提升,以使得整个轨道交通设计理念体系的进一步迭代与成熟。
参考内容:
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[4]张毅媚,殷桂芬,欧阳梓.空间协同下新城轨道交通规划探索[J].交通与运输,2022(04):90-95.