摘 要 对国内第一个单边侧式车站———4 号线南浦大桥站线路选线方案、总体布置、单体设计及车站设计的难点、创新技术作了较详尽的分析,在此基础上,从建筑设计等方面对单边侧式车站的新发展作了初探。
1 车站总体设计
1. 1 线路选线方案
上海轨道交通4 号线是联系全市路网中其他轨道交通线路的纽带,并与地铁1 号线、2 号线构成“申”字型城市轨道交通基本网络。南浦大桥站是4号线工程中比较特殊的车站。
4 号线工程经黄浦区的线路走向共有三个方案,即:南浦大桥方案、海潮路方案和普育东路方案。其中南浦大桥方案与其他两个方案相比:线路短而顺直,行车条件好;设站条件理想,可与公交枢纽衔接;线路沿道路设置,避免与地块的矛盾;本论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供工程投资小,实施容易。但选择该方案的前提条件是线路能否穿越南浦大桥转盘引桥和新地大厦两处桩基间狭窄的通道,并在该处设站。
根据现状,这两处通道的宽度仅在15～20 m 之间,线路上下行线采用水平布置方案是不可行的。要想穿越,线路只得采用上、下行线重叠的布置方案;车站则采用三层单边侧式站台的型式,并将车站设于新地大厦和南浦大桥转盘引桥之间、中山南二路北侧。为了减少车站的埋深,车站两端两隧道的净距仅为2 m 左右,出站后,通过采用不同的纵坡使两线净距尽快增大,以减小施工难度。这一设计方案使得区间线路在不影响高架桥和建筑物桩基的前提下,能够成功穿越上述两处狭窄的通道,但同时也给车站设计带来很大的困难。
1. 2 车站总体布置
经过反复比选,本站定位于南浦大桥转盘引桥和国货路之间、中山南路北侧的街坊内。因车站的东北侧(即南浦大桥转盘引桥下) 为大型公交枢纽中心,此处设有7 条常规公交线及18 条公交专线,是一个大型的公交枢纽点,客流集散量大。本论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供车站设于此与地面公交衔接便捷,方便乘客换乘;车站主体所处地块是黄浦区住宅区及旧城改造区,车站建成后,将为该地区的居民出行带来极大的方便。 #p#分页标题#e#
根据本站客流特点及地面建筑限制,车站共设4 个出入口。由于该地区受南浦大桥下匝道、中山南路巨大车流量影响,行人过街比较困难,因此,2 、3号出入口穿越中山南路、位于路南侧;1 、4 号出入口位于中山南路北侧。其中,2 号出入口设于南浦大桥转盘引桥下的公交集散点附近,使轨道交通与地面公交的客流实现最便捷的换乘,但目前该出入口受用地性质及中山南路下«2 400 (埋深6. 8 m) 雨水管限制,还处于方案比选阶段;3 号出入口位于中山南路、沪军营路交叉口西南角,该出入口同样受雨水管及地面拆迁工作的限制,目前暂按预留考虑;1 、4号出入口与车站西端的风井组合建造,并按规划要求与旧区改造地块相结合,以减少对地面景观的影响。
根据车站功能要求、设备用房布置及地面环境情况,在车站东、西两端(中山南路北侧) 各设两组风亭,每组风亭均由2 个活塞风亭及新、排风亭组成,且都按高风亭来考虑;同时,根据车站的平面布置,车站的冷却塔及热泵机组就近设于4 号出入口附近。
2 车站单体设计
由于本站的型式(即三层单边侧式站台) 及埋深主要受线路走向和区间隧道施工工艺的限制,因此在车站建筑设计时,主要考虑在上述限制条件下如何合理地安排车站各功能分区及组织客流,并有效地控制车站规模,节约造价。由于这种单边侧式车站在国内还属首创,无先例可以借鉴,因此,在车站设计的过程中,对许多技术疑点和难题只能通过方案比选和与其他工种的反复协调,才取得较为合理的方案。设计主要的难点有:
(1) 由于是地下三层车站,因此车站规模势必增加,因此必须想方设法在长度和宽度方向尽量压缩车站的规模;
(2) 在满足盾构施工工艺的要求下,如何尽量减小车站埋深;
(3) 由于车站为单边侧式车站,因此如何合理进行楼、扶梯的布置,使客流组织在竖向及平面方向都能顺畅、无交叉(见图1) 。
2. 1 站台层(下三层)
根据线路平、纵断面布置,车站下三层为下行线侧站台。站台宽度由轨行区、候车区及设备管理用房区组成,其中轨行区根据行车限界控制为3. 82m。候车区由柱内站台区域及柱外站台区组成,柱内站台区域根据远期高峰小时下行线上、本#p#分页标题#e#论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供下客流量计算,同时满足乘客上、下列车及候车活动的需要,柱内站台净宽取2. 78 m ;柱外站台主要布置了楼、扶梯,并利用楼、扶梯下部分的空间布置了降压变电所、公共无线等主要设备用房,柱外站台宽度主要根据降压变电所平面布置需要,经协调压缩净宽取7. 30 m。由于车站为地下三层结构,埋深达21. 5m ,为降低结构施工难度的风险,使车站地下墙齐平,根据下三层柱外站台这一净宽,最终确定了整个车站的宽度为14. 5 m。
站台有效长度为142 m ,有效长度以内为公共区(候车区) ,以外为设备管理用区,经多次协调优化,车站总长度为177. 9 m。公共区两端及中间布置有楼、扶梯,由于车站站厅层位于下一层,下三层站台至站厅提升高度约12. 9 m ,根据《地铁设计规范》要求应设上、下自动扶梯,同时,为满足火灾情况下人员的疏散要求,还必须设置人行楼梯一部。综合上述要求,同时考虑尽可能地减小本站宽度,因此在布置楼扶梯时,将自动扶梯与人行楼梯纵列布置,即有效站台两端布置两组自动扶梯,每组各由一部上行和下行自动扶梯组成;有效站台中部布置一组剪刀式人行楼梯,总宽度5 m ,可分别到达下二层站台及下一层站厅,兼顾了下二层站台的上客量及疏散客流的要求。此种布置形式可避免自动扶梯与人行楼梯并列设置造成车站宽度的增加,亦可使下三层站台的楼扶梯在提升高度较大的情况下,得到比较均匀的布置,充分满足站台层正常客流的进、出站需要及紧急情况下人员的疏散要求。
受区间盾构上、下重叠推进2 m 净距的要求限制,下三层站台净高为6. 18 m。因此,在平面布置时,充分考虑到利用这一高度,将车站的降压变电所、控制室等净高要求较高的房间布置于楼、扶梯下部的空间中;将屏蔽门管理室、维修区、公共无线等一些可能的用房也布置于这一空间内。这样就改变了常规的将降压变电所这一重要设备用房设于有效站台之外或站厅层的做法,使其不再成为控制车站长度的因素,也使得车站的长度得到最大化的压缩,从而减小了车站规模。
站台有效长度以外为设备及管理用房区。由于上、下行区间上下重叠,下三层下行线的活塞风无法像常规车站一样从车行区顶部开孔,因此如何有效地进行重叠区间的事故机械风及车站两端活塞风的组织与排放,是本站设计的一个重点与难点问题。本论文由 上海论文网 #p#分页标题#e#www.zhonghualw.com 整理提供为了使下一至下三层车站外挂的附属结构体量统一,在设计中采用的方法是将下二、下三层站台端部的活塞风从车站端部的侧墙侧向排出,再经由同侧的附属风道排出地面。其中下二、下三层的区间通风机房布置形式相似,并利用附属结构中间楼板所开的风孔解决上下两台事故风机的互为备用问题,下一层则利用附属结构部分作为新、排风道,并将新、排风孔与下二层的活塞风孔错位布置,形成组合式地面高风井。这种设计形式可以有效地利用车站的三层空间解决环控两大主要系统的布置问题,将平面布置立体化,通过各层不同的功能布局与定位,使得车站长度不再受某点控制,而是综合各层的布置,确定一个最合理也是最经济的规模。同时,三层外挂附属结构的外形统一也使得结构施工更加简便,并节约了围护工程费用。
2. 2 站台层(下二层)
车站下二层为上行线侧站台,其规模与下三层基本相同,其中轨行区为3. 82 m ,柱内站台净宽为2. 78 m ,柱外站台净宽为7. 30 m ,总宽度14. 5 m。下二层侧站台同样分为公共区与设备管理用房区,其布置原理及形式与下三层站台基本相同。本论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供由于下二层站台至站厅的提升高度较小,因此公共区两端各布置一部上行自动扶梯,与下三层两部穿越下二层楼板的上、下行自动扶梯并列设置,满足远期高峰小时下客量的需要,而上客量主要通过前述的公共区中部由下三层通至下一层的一组楼梯解决。对于自动扶梯下部的空间,主要考虑为了压缩站厅层设备区的规模,而将一些可能的管理用房(如更衣、茶水房等) 设于其中。
站台两端的设备用房主要有通信、信号房及男、女厕所等,此种布局可以充分利用侧站台的端部空间,并使站厅层的设备用房尽量地压缩,从而使原本可能成为控制车站长度的站厅层布置可以达到最合理的布局,最终减小车站规模。
2. 3 站厅层(下一层)
站厅层是乘客进出站的主要场所,由两端设备管理用房区及中间的公共区组成。
公共区由非付费区及付费区组成。非付费区位于公共区两端,是一条位于公共区南侧4. 6 m 宽的通道;付费区位于公共区中部北侧,与非付费区之间通过一排纵列布置的进、出站闸机分隔。付费区内两端布置了由下三、下二层至站厅的两组自动扶梯,每组由两部上行自动扶梯及一部下行自动扶梯组成,中间为下三、下二层站台至站厅的剪刀形楼梯一组。 #p#分页标题#e#
为了压缩车站规模,将工艺上可能的房间尽量布置于站台层,站厅层仅布置一些必需的设备管理用房,如车控室、站长室、车票分类、消防泵房、环控机房等。
2. 4 客流组织
进站乘客通过1、2、4 号出入口进入站厅公共区,由2、4 号出入口旁的售票机买票后从进站闸机进入站厅付费区。其中,至下三层(下行线) 的乘客可选择由付费区两端的下行自动扶梯或中间的楼梯下行,至下二层(上行线) 的乘客则由中间的楼梯下行本论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供;出站乘客可分别由下三及下二层的上行自动扶梯上至站厅层,再经出站闸机进入非付费区,并选择所需的出入口到达地面。紧急疏散情况下,车站的自动扶梯与楼梯均可作为疏散客流使用,但需考虑一部自动扶梯故障的可能及紧急情况下的安全系数。
3 结语
上海轨道交通4 号线二期工程已于2005 年底顺利实现了“C”字运营,受2004 年董家渡过江点事故的影响,南浦大桥站不在本次运营范围之内,因此目前还无法对该车站的实际使用情况进行分析。目前,国内有相当一部分轨道交通设计在遇到类似难题时,也对单边侧式车站的方案进行研究,且其设计思路与南浦大桥站基本相同,从而证明本站的设计指导思想是正确的。
在今后此类车站的设计中,仍有一些可以优化的地方,如:目前控制车站宽度的降压变电所还有进一步优化布置的可能;楼扶梯的布置也应与结构更好地配合,以减小其设计难度和施工风险等。
