关于提高地铁车站经济性的若干设计方案

魏成邦

[海峡（福建）交通工程设计有限公司，福建 福州 350000]

0 引言

地铁建设整体不仅建设工期和使用年限长而且造价高，尤其地下站是地铁投资增加的重灾区。因此在保证车站整体工程质量、贴合运营管理需求和服务乘客水平不降低的前提条件下，地铁设计需要考虑如何在既有的模块化设计理念的基础上进一步提高车站的经济性。以角江路站为例，通过对该车站从站位的选择到站内设备区布置的优化，系统性地进行建筑方案剖析，揭露提高车站经济性的若干优化布置。

1 车站总平面布置

1.1 站址站位选择

城市轨道交通是城市公共交通系统的一部分，它的服务对象需统筹考虑现状客流和远期规划客流，因此要求站位的选择要具备一定的前瞻性。合理的站位不仅要考虑站点所在区域地面建构筑物拆迁难度[1]、地下市政管线迁改难易程度、站点设计相关技术要求、现场施工难度等边界条件，还要充分贴合地方发展建设上位规划意向和最大限度满足整个城市轨道交通服务周期内城市居民通行需求。故站位的确定应能满足设计远期客流集散量和运营管理的需要，应具有良好的外部环境条件，最大限度地吸引乘客。结合上述站点选择要点，经充分分析所有限制因素并权衡各方案利弊得失之后，将角江路站设置于角江路与角美大道交叉路口，并跨交叉路口沿角美大道南北方向敷设。

1.2 出入口及风亭位置选择

在明确站位之后，对站点周边建构筑物和市政管线等进一步探查和资料收集，综合分析各设计边界条件明确车站出入口及风亭放置位置的选择。城市主次干道的道路交叉口位置地下敷设有通信、雨污水、电力等市政管线众多，特别是采用重力流的雨污水管，往往因管线埋深较大不能上跨车站，需要进行永久迁改到地铁车站范围外。不仅徒增工程造价还造成地下空间利用不充分。有效解决上述问题的方案是结合车站风亭埋深较浅而出入口埋深较深的特点，将大小里程端风亭同侧布置并将站位靠道路一侧布置。保证交叉口地下空间满足地铁设站要求的同时又能留出市政管网敷设空间，有效避免公共设施对周边地块的侵占。

角江路站地面建构筑物较少，周边均为待开发用地，仅在角美大道东侧现状存有一条人工景观河。从减少地铁对周边开发地块的侵占而导致降低地块商业价值角度考虑，本站风亭选择布置于临河侧的路边绿地内；从市政地下管线敷设和迁改角度考虑，将车站两端风亭同侧布置并将站位整体往人工河侧靠近。为了保证能够最大范围地吸引和方便周边客流进出地铁站，将车站四个出入口分别设置于角美大道和角江路交叉口四个象限内，通过对最大客流方向和出入口设置限制条件分析，进一步明确出入口开口具体朝向。

车站总图的合理布置从宏观角度上，实现最符合地方发展的需求和最小的建设成本的双重目标。综上所述，角江路站设置为地下二层岛式站台车站，站前设置单渡线。车站总长度为278.5m，站台宽度为13m，标准段宽度为21.7m，有效站台长度为118m，共设置3 组风亭组和4 个出入口。两端风亭均布置于角美大道东侧，4 个出入口平行于角美大道方向设置于路边绿化带内，具体布置如图1 所示。

2 车站设备管理用房布置

地铁同时具有地下空间开发利用和城市公共交通工具双重身份，因此地铁设计不但要解决地下空间内通风、采光等问题，同时还要有保证列车正常运行的安全性和可靠性的措施。它是一个系统性工程，需要满足多种功能需求。在社会分工合作的背景下，将各种需求进行梳理和分类，安排不同的专业解决不同的问题。具体分为通风空调、综合监控、通信、信号、动力照明等多个专业，各专业独立解决本专业问题又相互配合，合力实现地铁运行各项需求。为保证设备运行的可靠性，目前多数设备之间采用的是有线连接，这导致车站整个设备区管线数量多且复杂。为避免管线过多的相互穿插，造成走线空间不足和后期维护检修麻烦，目前地铁设备区房间布局均已采用系统性模块化设计[2]，即将同类别房间布置于同一区域。但因专业壁垒、运营管理需求等一些目前还无法克服的问题，各专业设备房间均单独设立房间，空间集成度不高。

为进一步提高车站设备管理用房布局设计，优化各专业设备管理用房大小和空间位置，利用BIM“可视化” “可协同设计”[3]技术特点，组织所有系统专业对角江路站的设备管理用房布局进行合并优化。在满足系统功能的前提下，对车站内系统专业设备管理用房全面梳理，对管理或专业相近的设备管理房功能模块进行整合，梳理出面积用于人员频繁工作或活动及地下商业商铺，充分提升地下空间利用率。本站设备区管线均采用上进线方案，房间布局已根据各房间使用需求进行功能分区，大致分为弱电房间区域、强电房间区域、机电房间区域和运营管理房间区域。

2.1 弱电房间区域

站内设备区相关房间有：专用通信设备室、民用通信设备室、公安通信设备室、ZYTX 设备室、信号设备室、综合监控设备室、AFC 设备室、电缆引入间、弱电井。综合考虑行车安全、地铁运营各部门产权划分和设备运营围护界面等因素，将其中专用通信设备室、综合监控设备、AFC 设备室进行整合为弱电综合设备室。整合后的设备房间要求设置于靠近车站控制室位置紧邻站长室。整合后房间占用面积相对原分开设置减少约40m2。

2.2 强电房间区域

根据整个线路供电布置需求，在本站设置牵引变电所，相关设备房间有0.4kV 开关柜室、控制室、35kV 开关柜室、整流变压器室、再生制动设备室和DC1 500V 开关柜室。充分考虑设备电缆走线和供电设备有关要求，将其中35kV 开关柜室与DC1 500V 开关柜室合并成一个房间。整合后房间占用面积相对原分开设置减少约30m2。

2.3 机电房间区域

照明配电室中的配电箱要求挂在墙上，仅需在配电箱前方保留1m 可开启空间即可。对空间的要求不高，单独设置成一个设备房间将造成一定程度上的面积浪费。利用照明配电室该设置特点，将站厅层设备大端照明配电室和环控电控室合并为环控照配室。在原环控电控室基础上结合配电箱放置需求将设备房间面积适当加大，并根据房间尺寸选择将配电箱挂于设备侧面或者背后墙上，与原环控机房内的开关柜共用检修通道。原照明配电室内的配电柜与环控电控室内的控制柜并列摆放。整合后房间占用面积相对原分开设置减少约30m2。本站设备小端环控电控室因综合考虑整个空间的利用而设置于车站附属内，为方便动照专业走线，环控机房与照明配电室没有合设。具体布置如图2 所示。

图2 照明配电室

车站环控机房设备布置，受车站附属设置方案影响很大，没有统一的合并标准，需要结合车站具体分析。房间优化大致方向主要有：（1）空调机房长度方向尽量垂直车站宽度方向布置，且整个车站宽度方向尽量全部给环控机房，以利于管线和设备布置，避免管线过多交叉，缩小机房面积。（2）冷水机房尽量与通风空调机房合设，且冷水机房有条件的尽量外挂，以共用设备检修空间和利用冷水机组上部空间布置部分小系统风机，以缩减机房规模。

2.4 运营管理房间区域

车站内站务室和会议室均为车站管理人员日常使用频率较高的房间，因此需尽量靠近车站控制室布置才更为合理。但是由于房间内部没有专业设备，所以房间布置限制条件少，往往因设备区整体布置需要，将会议室设置在远离车站控制室区域，造成使用上的不便。对比这两个房间，在功能上相对于会议室仅在开始期间使用，站务室使用的频率更高；在房间布置上站务室面积相对会议室要小很多。把两个房间分开设置将产生使用频率高的站务室空间狭小使用舒适性不高，会议室面积大却不经常使用空间浪费。综上所述，将站务室和会议室合并后房间更加宽阔、使用更加方便。合并后的房间内原站务室内的厨房灶台、洗菜盆等应靠房间角落布置使之与会议室屏幕和桌椅动线上相互独立避免交叉。

3 车站风道布置

活塞风道布置，车站两端活塞风道内风机长度最长，往往起到控制车站附属规模的作用。因此隧道风机的布置是否合理，很大程度上直接影响车站两端风亭附属规模。为了缩小规模最合理的是将左右两个风道内的风机、风阀错位布置。角江路站为进一步减少风道规模，将远离风亭一侧活塞风道内的风机及风阀设置于车站主体内，靠近风亭一侧风道内的风机及风阀则尽量靠近主体布置。通过综合考虑风机、风阀错位布置和利用主体空间布置的措施减少风道长度，进而减少车站规模降低造价。

设备大端新排风道布置，角江路站站前设有单渡线，按照常规布置应将新排风道与活塞风道合设于车站末端。该方案执行的结果是导致环控机房距离公共区长达114m。过长的设备区长度导致空调机组及送排风机沿程阻力过大，不满足《公共建筑节能设计标准》中第4.3.22 条规定的风道系统单位风量耗功率Ws 的限值要求[4]。同时过长的管线除了需要过高的风机风压外，考虑到现场施工，风管管道、法兰连接等自身的漏风等各种因素引起的管道漏风使各系统末端房间的风量及冷量达不到设计要求，甚至末端会出现无风现象。

为满足车站节能要求和改善车站通风效果，角江路站选择将环控机房向公共区方向移动，和将新排风道与活塞风道分开设置的方案。重新划分车站设备区功能区域，以位置调整后的环控机房为界，靠近公共区区域设置为地铁运营必要设备管理用房区域，远离公共区区域根据地铁运营要求布置相关房间。类似车站若站位所在区域有地下开发需求，则该区域可选择与相邻地块相结合共同开发利用，进一步提高车站经济性。

环控机房前移之后，若依旧采用单个环控机房常规布置，则受限于车站结构空间大小，在有限的空间内无法完成车站管综布置。需在另外一侧单独设置新风道和环控机房，设备区左右两侧新排风系统相互独立设置。为减少规模右侧新增新风道不考虑单独设置新风井，改为在排风道末端局部设置风道夹层，将左右两侧新风道贯通通过同一个新风井实现站内供风需求。为了满足车站消防疏散需求，左右两侧设备区分别设置直出地面的安全疏散楼梯，如图3 所示。

图3 环控机房

4 站台层配线另一侧空间利用

角江路站为带单渡线车站，站台层设备大端被单渡线切割为两块。在充分利用靠近有效站台部分区域外，加强对远离有效站台部分的利用。为保证各专业管线敷设合理，根据各设备用房与站台层公共区与站厅层设备区的联系紧密程度，综合考虑两块区域设备房间布置。因供电采用的设备中有很多是大型设备，体积大而且设备沉重。为了后期设备更换运输方便，将供电设备房间集中布置在站台层。将与车站其他设备房间联系较为紧密、连线较多的供电房间400V 开关柜室、站台门控制室、污水泵房、照明配电室、气瓶间、转换风室等靠近有效站台设备区内布置，将牵引变电所变电控制室、检修工具室、35kV 开关柜室、整流变电室和再生能源室布置于远离有效站台区域设备区内。为满足根据建筑设计防火规范[5]有关条文要求，在远离有效站台设备区内增设疏散楼梯，连接站厅层和站台层。

5 结论

综上所述，本文通过从站位选择到站内设备区优化布置等一系列措施的介绍，系统地阐述了车站提高经济性的若干设计方案。但上述内容仍然存在一些不足之处，所述内容仅为车站土建部分优化方案，具有很大的局限性。更深层次地提高经济性需要结合系统专业设备的升级、地铁运营维护管理水平的提高等多方面因素才能实现。希望通过本次对角江路站布置的分析，能引发地铁行业设计新思考，并在往后的设计过程中去粗存精，使得地铁“安全可靠、功能合理、经济适用、节能环保、技术先进”[6]的设计理念得到进一步的统一。