北京地铁远期双线换乘站换乘形式分析

石广银

(中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133)

北京地铁远期双线换乘站换乘形式分析

石广银

(中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133)

随着城市轨道线网规划规模的不断发展，地铁换乘站的数量不断增加。在设计工作中同期或近期换乘站的设计较为深入细致，而线网规划远期换乘站的研究却不够深入，在建地铁站设置的位置及预留换乘形式直接影响着远期换乘站的设置及使用功能。本文分析了双线远期换乘的几种形式及特点，通过对北京地铁5号线蒲黄榆站由于规划相对滞后引起后期改造困难和既有卫星广场站先期站位未充分考虑车站换乘设置，致使后期换乘实施困难，使用功能被削弱的问题进行了简要分析，提出远期换乘站设计应从线网规划、站位选址、换乘节点预留等方面注意的事项。

北京地铁；远期换乘站；换乘形式；换乘节点

0 引言

近年来，地铁建设在国内得到了前所未有的发展，随着城市轨道交通网规划的不断发展，地铁线路中换乘车站的数量也将越来越多。由于地铁的建设周期较长，建设费用较高，按照城市轨道交通建设规划，远期换乘站不可避免，特别是在城市轨道交通刚刚起步的城市远期换乘车站的数量更为突出。目前，文献[1]对地铁建筑方案的特点及设计流程及方法进行了分析，文献[2-3]对于地铁换乘同期实施或近期实施的换乘站站位布置、换乘方案、换乘形式、换乘节点等均进行了深入研究，而对于线网规划过程中远期换乘站的深入设计研究却相对较少。随着地铁建设的快速发展，远期换乘站将是制约车站使用功能的重要因素，因此，在线网规划及近、远期地铁设计中，对远期换乘站必须予以高度重视，为远期线的站位及换乘形式留足条件。

由于远期换乘站中的远期站在实施过程中受控条件有诸多未知因素，远期站的站位及形式具有较大不确定性，这成为远期换乘站设计的难点。为保证远期站设计的合理性，提高车站的换乘功能，在线网规划及近期站设计过程中应综合研究分析远期车站布置的可能形式及相应的换乘形式，通过分析不同的站位及换乘形式，在近期站设计中预留充足的条件，确保远期车站的可实施性及功能性。目前，某些已建成换乘站的设置存在车站站位偏离路口，预留换乘通道接口宽度不足等诸多问题，使得后期设计车站时换乘功能较差，致使乘客在使用过程中的顺畅性、方便性上难以实现，更谈不上舒适性。本文着重分析了双线远期换乘站布置形式及换乘形式的特点，并对其进行了简要对比、分类总结，通过对北京地区建设过程中地铁5号线蒲黄榆站以及在建地铁卫星广场站与既有线换乘的工程衔接改造实例进行分析，总结了远期换乘站换乘节点预留形式及需注意的问题。为今后在远期地铁换乘站的设计中，综合分析考虑远期线的可实施性及功能性，提高远期换乘站的使用功能，为后续设计提供点滴经验积累。

1 地铁远期换乘站布置及换乘形式分类

目前，地铁远期换乘站主要根据近远期线路及站位的不同，车站布置形式、车站站型以及换乘形式有其各自的特点及应用范围[2]。

1.1 按近远期线路走向分类

根据地铁线网规划，近远期线路走向大致分为2类，即线路平行、线路呈现一定的角度(分别如图1和图2所示)。根据线路走向的不同，近远期站亦具有不同站位以及不同的换乘形式。

图1 近远期线路平行Fig.1 Long-term Metro line parallel to short-term Metro line

由于线路1与线路2平行或接近平行，车站站位设置于道路两侧，车站主体位置沿线路一致或接近设置(如图3—10所示)，为减小后期施工对先期工程的影响，在车站附属建筑设计时应综合分析远期站位的布置。1)先期车站在附属设施出入口、风亭设置时，应综合分析远期站实施时对先期站的影响。2)应尽量将风道设置于车站上侧，避免后期车站施工导致该站无法正常运营。3)在出入口设置时，应将上侧出入口宽度适当加宽，以满足后期双线使用要求；为满足车站下侧客流的需要，车站下侧可设置1个出入口，在端部实施“T”型通道，同时应将出入口人防段设置位置避开后期主体结构，避免后期土建破除量较大。4)当车站所在位置地质条件较差时，先期车站与远期车站主体之间应满足主体结构之间的土体加固空间，以减少对先期车站运营的影响。5)车站前后区间平面标高等应预留后期交叉条件，避免后期站轨面标高较低，实施为3层站，造成施工难度增加，车站规模增大。

图2 近远期线路成角度相交Fig.2 Long-term Metro line crossing short-term Metro line

由于线路1与线路2相交(如图11—16所示)，先期车站围护结构应预留好区间上穿或下穿条件；车站附属建筑设置，应预留好远期站附属设置的位置；同时，出入口通道应预留好与远期站结合使用的接口条件；通道宽度应满足远期两线使用。

1.2 近远期换乘站及换乘形式

根据近远期线路走向形式的不同，近远期站位设置及换乘形式亦不同。

1.2.1 线路平行远期换乘站位及换乘形式

当线路在车站位置接近平行时(如图1所示)，通常有如下4种换乘形式[3]，如图3—10所示。各换乘方式特点如表1所示。

1)本方式为“岛—岛”共用厅换乘(如图3和图4所示)。

图3 站位平行“岛—岛”换乘平面Fig.3 Plan of“island-island”transfer between parallel Metro stations

图4 站位平行“岛—岛”共用厅换乘剖面Fig.4 Profile of“island-island”concourse-sharing transfer between parallel Metro stations

表1各换乘方式特点
Table 1 Features of different transfer modes

换乘方式使用条件换乘流线预留工程优点及不足“岛—岛”共用厅换乘 地面为较开阔的路面，远期站线路及站位较为稳定，近远期车站接近平行设置 线路1站台换乘客流—站厅—线路2站台换乘客流仅在站厅层侧墙预留多处环框梁 预留土建工程量小，换乘距离短，对既有线运行影响较小“一岛两侧”共用厅及台换乘 地面为较开阔的路面，远期站线路及站位稳定，近远期车站接近平行设置 L1与R2同站台换乘，其余换乘方向需由站台—站厅—站台 在站厅及站台层侧墙预留多处环框梁，保证站台及站厅的通透性 可实现大客流短距离换乘，对既有线运行影响大，预留土建工程量较大，对远期线路及站位要求严格“岛—岛”通道换乘 地面为较开阔的路面，路面交通繁忙，道路中部管线众多，线路敷设于两侧站台—换乘通道—站台 换乘通道处侧墙预留环框梁，先期站应做好封堵，附属建筑对远期站位做好预留 远期线路及车站站位布置灵活，预留土建工程量小，对既有线运行影响较小，但换乘受通道的影响换乘功能较弱“侧式重叠台—台”通道换乘 地面为较窄的路面，路面交通繁忙，道路中部管线众多，线路敷设于两侧 R1与R2以及L1与L2的换乘均可由换乘通道直接实现台—台的换乘，而R1与L1以及R2与L2之间的换乘由各自站台层通过通道换乘 换乘通道处侧墙预留环框梁，先期站应做好封堵，附属建筑对远期站位做好预留 远期线路及车站站位布置灵活，预留土建工程量小，对既有线运行影响较小，大换乘客流可实现同台换乘，换乘受通道受外界条件影响，换乘距离较长

2)本方式为“一岛两侧”共用厅及台换乘[4](如图5和图6所示)。

图5 站位平行“一岛两侧”共用厅及台换乘平面Fig.5 Plan of“one island-two sides”concourse/platform sharing transfer between parallel Metro stations

图6 车站站位“一岛两侧”共用厅及台换乘剖面Fig.6 Profile of“one island-two sides”concourse/platform sharing transfer between parallel Metro stations

3)本方式为“岛—岛”通道换乘(如图7和图8所示)。

该形式站厅层付费区换乘客流、进出站客流存在一定的交叉，在有条件的前提下，应预留2处换乘通道接口，实行单向换乘，同时两站站厅层标高尽量保持一致，避免通道坡度过大。在换乘通道设置坡度时，应尽量将乘客换乘行进方向设置为下坡，且坡度不宜大于3%[5]，以提高换乘的舒适度，在无法避免较大高差时应设置上下行楼扶梯，另外受站位位置的影响，换乘通道较长时，若有条件应设置自动步道。

图7 站位平行“岛—岛”通道换乘平面图Fig.7 Plan of“island-island”passage transfer between parallel Metro stations

图8 站位平行“岛—岛”通道换乘剖面图Fig.8 Profile of“island-island”passage transfer between parallel Metro stations

4)本方式为“侧式重叠台—台”通道换乘(如图9和图10所示)。

图9 站位侧式叠摞平面图Fig.9 Plan of side stacked-passage transfer between parallel Metro stations

图10站位侧式重叠通道换乘剖面图Fig.10 Profile of side stacked-passage transfer between parallel Metro stations

站台层换乘客流、进出站客流存在一定的交叉，在有条件时，应将侧站台适当加宽，并在中部设置换乘专用楼扶梯。同时，在换乘通道内为双向换乘，由于预测客流存在诸多不确定性，在预留设计时应将换乘通道接口适当加宽[6-7]，在设置条件允许的情况下应设置双或多换乘通道，实现单向换乘，同时两站站厅层标高尽量保持一致，避免通道坡度过大。在换乘通道设置坡度时，应尽量将乘客换乘行进方向设置为下坡，且坡度不宜大于3%，以提高换乘的舒适度，在无法避免较大高差时应设上下行楼扶梯，另外受站位位置的影响，换乘通道较长时，若有条件应设置自动步道。

1.2.2 线路相交远期换乘站位及换乘形式

当线路在车站位置相交时(见图2)，通常有如下4种换乘形式，如图11—16所示。

1)本方式可实现“岛—岛”十字换乘和“岛—侧”换乘(见图11)。“岛—岛”十字换乘和“岛—侧”十字换乘各具有其自身特点，如表2所示。

图11 站位“十”字交叉共用厅平面Fig.11 Plan of concourse-sharing transfer between crossing Metro stations

表2 “岛—岛”和“岛—侧”十字换乘方式特点Table 2 Features of“island-island”and“side-side”transfer between crossing Metro stations

同时应注意该形式站厅层付费区换乘客流、进出站客流存在一定的交叉，在有条件的前提下，应将付费区适当加大，并在站厅层中部设置专用换乘楼扶梯，由于远期线路走向、车辆选型等存在一定的不确定性，在预留土建接口时应适当加大，避免后期土建限界等不满足要求。已建成北京地铁4号线菜市口站土建孔洞预留较小，致使在7号线设计时，换乘楼梯不满足2 300 mm 净高限界要求[5，8]，后期施工需对结构进行处理，以满足车站的使用功能，如图12所示。

2)本方式可实现“岛—岛”换乘，根据周边受控条件，通常分为“T”型交叉共用厅及“T”型通道换乘2种形式，其特点如表3所示。

图12 换乘节点局部处理图Fig.12 Local processing of transfer node

图13 站位“T”型交叉共用厅平面Fig.13 Plan of concourse-sharing transfer between“T”-shaped crossing Metro stations

图14 站位“T”型通道换乘平面Fig.14 Plan of passage transfer between“T”-shaped crossing Metro stations

表3 “T”型换乘方式特点Table 3 Features of transfer between“T”-shaped crossing Metro stations

2种形式的远期站客流均存在换乘客流较为集中的情况。同时，在客流组织上，为减小乘客对站台的冲击，将尽量将次换乘客流方向设置为“台—台”的换乘方向，将“台—厅—台”的换乘方式设置为主换乘客流方式。站厅层付费区换乘客流、进出站客流存在一定的交叉，在有条件的前提下，应将付费区适当加大，并在站厅层中部设置专用换乘楼扶梯。

3)“L”型换乘与“T”换乘形式特点相似，不同之处在于，“L”型换乘客流均集中于一端，对一端楼扶梯冲击较大，宜将车站楼扶梯布置为“一顺”布置[9]。

图15 站位“L”型交叉平面Fig.15 Plan of“L”-shaped crossing Metro stations

图16 站位“L”型通道换乘平面Fig.16 Plan of passage transfer between“L”-shaped crossing Metro stations

1.2.3 各种换乘形式的对比分析

各种换乘形式对比分析如表4所示。

2 地铁站与既有线换乘设置案例分析

2.1案例分析1

2.1.1 蒲黄榆站概况

北京地铁蒲黄榆站为5号线与14号线换乘站，5号线于2002年开工建设，该段线路为南北走向，14号线于2008年开工建设，该段线路为东西走向。5号线蒲黄榆站车站主体采用CRD工法，双层双跨结构。14号线区间下穿5号线蒲黄榆站车站主体，换乘采用双通道单向换乘，如图17所示。

表4车站预留换乘形式对比分析

Table 4 Comparison and contrast among different preserved transfer modes

车站形式换乘路由线路走向关系对已运营线路影响对远期线站位要求土建预留情况换乘功能岛—岛站台平行换乘岛—厅—岛接近平行较小线位走向及站位稳定站厅层侧墙预留多处环框梁共用厅，换乘功能好侧—侧站台平行换乘台—台+台—厅—台接近平行稍大线位走向及站位稳定站厅及站台层侧墙预留多处环框梁共用厅，中部共用站台换乘功能好岛—岛站台分离台—厅—换乘通道—台接近平行较小线位走向及站位灵活站厅层侧墙换乘通道处预留环框梁通道换乘，换乘功能稍弱侧—侧重叠站台，分离台—换乘通道—台接近平行较小线位走向及站位灵活站台层侧墙换乘通道处预留环框梁台—台通道换乘，换乘功能稍弱岛—岛站台“十”字交叉台—厅—台+台—台接近“十”字正交较大线位走向及站位稳定站厅层两侧预留环框梁+站台层预留孔洞，或先期站预留3层交叉结点共用厅，换乘功能好岛—侧站台“十”字交叉台—厅接近“十”字正交很大线位走向及站位稳定站厅层了预留车行空间，两侧预留环框梁远期端头厅，换乘及使用功能较弱岛—岛“T”型交叉台—厅—台+台—台接近“十”字正交较大线位走向及站位稳定车站端头公用厅两侧预留环框梁，或预留3层换乘结点共用厅，中部共用站台换乘功能较好岛—岛“T”型交叉通道换乘台—厅—台+台—台接近“十”字正交较小线位走向及站位灵活站厅层侧墙换乘通道处预留环框梁，并预留区间下穿条件通道换乘，换乘功能稍弱岛—岛“L”型共用厅换乘台—厅—台+台—台接近“十”字正交较大线位走向及站位稳定车站端头公用厅两侧预留环框梁+底板预留换乘楼梯孔洞，或预留换乘结点换乘集中于车站一端，使用功能较弱岛—岛“L”型通道换乘台—厅—台接近“十”字正交较小线位走向及站位灵活站厅层侧墙换乘通道处预留环框梁，并预留区间下穿条件通道换乘，换乘功能稍弱

(a)

(b)

2.1.2 存在的主要问题

线网规划滞后性，致使后期车站换乘节点实施难度增加。2002年北京地铁5号线蒲黄榆站实施时，车站线网规划尚不完善，至2008年北京地铁14号线在此设站进行换乘。由于5号线设站时没有线网规划，车站主体采用CRD工法，车站没有预留换乘实施条件，致使14号线换乘通道实施时在5号弧形侧墙开洞，实施期间对5号线运营存在一定的影响，同时换乘通道开洞对既有5号线车站结构存在一定的影响。在换乘通道实施时，为确保既有站结构安全，对主体开洞处进行加固，从经济效益分析，加固费用远超过先期预留孔洞费用；从社会影响分析，在既有站结构侧面开洞，严重影响了既有站的运营，致使改造时间长，影响面大。由此可见，城市线网规划对远期换乘站及换乘形式影响较大，因此必须做到地铁未建规划先行。

2.2 案例分析2

2.2.1 在建卫星广场站概况

在建地铁卫星广场站位于人民大街与卫星路交叉口，沿人民大街呈南北向布置，与既有轨道3号线卫星广场站(地下站)换乘。车站周边主要为高校、商圈及住宅。车站位于卫星广场下，与广场内雕塑以及沿卫星路下穿人民大街路同期施工(如图18所示)。

图18 卫星广场站总平面图Fig.18 Plan of Weixingguangchang station

2.2.2 既有轻轨3号线卫星广场站概况

既有轻轨3号线卫星广场站位于人民大街与卫星路交叉口西侧150 m处，沿卫星路南侧呈东西向设置(见图18)。车站在卫星路南侧设置2个出入口且其中一个位于付费区，另外，在车站北侧侧墙付费区和非付费区各预留一个4.2 m宽出入口，即仅有一个出入口可正常使用，由于人民大街下穿路的实施，北侧出入口无法实现。

2.2.3 车站换乘方案分析2.2.3.1 既有轻轨3号线卫星广场站存在的主要问题

经收集研究既有线图纸并多次现场勘察研究发现，既有卫星广场站在预留设计时存在如下问题：

1)车站站位设置远离路口，未充分考虑与在建地铁站的换乘，致使换乘方式必须采用通道换乘，且换乘通道超长。

2)车站北侧无出入口，虽预留出入口，但未考虑下穿路的实施，致使北侧出入口无法实施，车站对人民大街东侧客流吸引弱。

3)车站内部公共区偏小，付费区北侧预留接口仅为4.2 m，双向换乘功能降低。

2.2.3.2 换乘方案的比较分析

由于既有线站位偏离路口设置，在1号线站位布置时，综合分析3号线的不足，以及车站受周边建筑物、下穿路、雕塑及既有线间距等因素，车站无法实现“T”型或“L”型换乘。若1号线车站置于广场南侧或北侧，车站出入口受下穿路及既有线区间的控制，无法覆盖4个象限，同时，换乘通道更长。因此，将1号线车站站位跨路口设置以弥补3号线出入口不均匀设置，换乘通道的长度比偏离路口设置较短；同时，受控于车站广场原雕塑需进行原位还建，综合考虑结构受力，减少偏压，将雕塑基础置于车站中部，致使1号线车站东西站位相对固定，而不得不采取通道换乘方案。相反，若既有线站位靠近路口设置，同时在站厅及站台均预留好换乘接口，则1号线站位的设置将更加灵活，车站使用功能也将大大提升。

2.2.3.3 换乘方案的选择及对既有线改造

通过分析既有线车站对各象限吸引客流的不足，在站位选择上将车站跨路口设置，5个出入口分别位于车站的4个象限。由于雕塑基础与车站主体合建及周边建筑物的影响，车站位置只能位于广场中部，换乘通道长度无法进一步优化。

由于既有卫星广场站站位偏离交叉路口，同时受周边环境的影响，地铁卫星广场站采用车站双层下穿既有线区间通道换乘。由于通道长度超过170 m，中部增设紧急疏散通道[10]，高差为12.8 m。受下穿路与既有车站之间距离较小，换乘通道宽度最大为7 m，换乘通道内设置上下行扶梯+楼梯，经计算满足远期2041年预测客流1号线换乘3号线高峰3 311人/h及3号线换乘1号线高峰3 736人次/h的要求[5，8]。同时建议在通道内增设自动步道，提高换乘通道的服务功能，由于受高差影响，在通道楼梯内设置升降机，以满足无障碍换乘需求。

既有线公共区改造前，预留换乘通道接口距离楼梯仅2.1 m，且换乘通道接口宽度仅为4.2 m(见图19)，实现单通道的双向换乘客流交叉较多，同时楼梯处缓冲空间较小。为了改善换乘通道宽度不足，同时增加楼梯前部的缓冲空间，将换乘通道侧楼梯进行沿既有线车站镜像改造(见图20)，经过改造，换乘通道宽度增加至7 m，站内闸机进行重新调整，适当增加付费区面积。

图19 既有线改造前公共区平面图Fig.19 Existing public area before transformation

图20 既有线改造后公共区平面图Fig.20 Public area after transformation

换乘客流组织上，3号线换乘客流过扶梯由3号线站台层到达站厅层，然后进入换乘通道，换乘1号线(如图20虚线客流流向)；1号线换乘客流通过换乘通道进入3号线站厅层，然后经由两侧楼梯下至3号线站台，完成换乘。通过1号线站位及3号线公共区楼梯的调整，车站功能有了一定的提升，但由于前期工作考虑不周，其换乘功能大大减弱。若在线网规划中充分研究两线站位情况，先期预留工程量基本无增加，而后期改造费用大大增加，同时增加暗挖换乘通道的长度约170 m，土建造价增加较大，对既有车站改造过程中，车站无法正常运营，社会影响面较大，因此，对远期换乘站的深入研究尤为重要。

3 结论与建议

地铁在城市中起到的作用越来越重要，特别是线网规划中换乘节点的预留设置更是线网中的重要一环。本文着重分析了北京地区地质条件下双线地铁站几种常见预留换乘形式，并对比分析了几种形式的特点，其他地区应根据不同车站、区间工法及地质条件选取不同的预留模式。双线远期换乘站设计时应遵循以下几个原则：

1)预留换乘节点，应留足换乘楼梯孔洞等空间，以充满足远期的使用功能。

2)充分研究线网规划，稳定远期线路，为远期换乘站设计提供可靠依据。

3)充分研究车站周边环境及近远期车站的站位布置可能性，选择最优布置，注重近期车站功能，更要重视远期站功能。

4)根据车站站位布置形式、车站及区间施工工法选择最优换乘方式，采取多种预留形式，确保远期站设置的灵活性。

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AnalysisonTransferModesbetweenExistingDouble-trackMetroStationsofBeijingMetrowithLong-termMetroStations

SHI Guangyin
(ChinaRailwaySurveyandDesignInstituteCo.,Ltd.,Tianjin300133,China)

As the urban rail transit network continues to expand,the number of transfer Metro stations is increasing.The design of the Metro stations that transfer with the current or short-term Metro stations is in detail,however,due to the lagging of the plan of the Metro networks,the study on the Metro stations that transfer with long-term Metro stations is inadequate.The positions and preserved transfer modes of the current Metro stations have direct influence on the arrangement and functions of long-term transfer stations.In the paper,the types and features of double-track Metro stations that transfer with long-term Metro stations are discussed,and case study is made on Puhuangyu station and Weixingguangchang station of Beijing Metro.It is suggested that,in the design of long-term transfer Metro stations,special attention should be paid to such issues as Metro network planning,Metro station siting and transfer node preservation.

Beijing Metro; transfer station in long term; transfer type; transfer node

2013-07-01;

2013-11-21

石广银(1981—)，男，山东阳谷人，2008年毕业于西安建筑科技大学，岩土工程专业，硕士，工程师，现从事地下工程建筑结构方面的设计与科研工作。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.01.005

U 455

A

1672-741X(2014)01-0024-08