山地城市地铁建筑设计重难点浅析

【摘 要】本文通过对重庆地铁六号线车站建筑设计研究与分析，理论联系实际，结合重庆市地域地形特色综合分析研究了山地城市地铁建筑设计中存在的重点及难点，针对暗挖、明挖、高架三种类型的代表性车站在设计过程中遇到的若干问题进行深入研究，归纳总结出了解决相应问题的可行性方法和技术措施。

【关键词】山地城市 地铁建筑设计 地域性

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一. 概述

作为山地城市的重庆，近年来随着城市化进程的加快，面对日益严峻的诸如建筑用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞等城市综合症，给人们居住生活带来很大影响，也制约着城市经济与社会的进一步发展，但是特殊的地形地貌使城市布局很难在平面上拓展和开发。因此重庆城市交通建设，正在从过去主要向四周扩展加快转变到城市交通体系空中、地面和地下三维发展轨道上来。尤其体现在现阶段大力发展的轨道交通新线建设上，已经从轻轨2、3号线以高架为主导，转向在主城区着力发掘地下空间。建成后的地下轨道交通设施，将与地面交通，高架桥等相辅相成，逐步完善三维轨道交通体系。

重庆地质地貌条件较为复杂，且地形高差起伏较大，地铁工程实施难度较大。以重庆地铁六号线为例，建筑设计范围涵盖了暗挖站、明挖站、地面站、高架站、车辆段、物业开发等几乎全部类型的地铁工程。其中比较能体现山地城市设计地域性的主要有以红土地为代表的受地形地貌控制的深埋暗挖站，以长生桥为代表的受道路高差、坡度影响的非标准明挖站，及以九曲河站为代表的单柱悬挑路中高架站。上述类型车站在以往地铁建设过程中较为少见，在设计过程中遇到诸多前所未有的新问题及困难，以下章节将针对各类型车站存在问题及相应解决方案展开详细论述。

二. 针对深埋暗挖站（红土地站）存在问题分析研究及解决方案

1、一般城市标准暗挖站设计情况

一般城市地下车站若受控于某些特殊因素（如特殊地段无法实施明挖等）需考虑设置为暗挖车站时，一般满足车站顶板覆土15米左右高度，轨面埋深一般在29米左右即可满足要求。乘客出地下一层站厅后在出入口通道内通过2段提升即可到达地面，虽便捷性不及明挖站，但车站疏散以及有盖出入口排烟等基本功能均满足规范要求。

2、红土地站设计情况及存在问题

重庆市轨道交通六号线沿线地形高低起伏，由于这种地形地貌的特殊性，线路纵断面设计起伏很大，许多车站的埋深均超越了通常意义上的暗挖车站的深度，站厅至地面的平均提升高度为32m左右，为“山城”地形条件下特有的地铁车站。深埋站尤其以六号线一期位于主城区的红土地站最具代表性。

图一 红土地站总平面图

红土地站位于规划洋河东路与五黄路交叉口，出入口沿五黄路东西向布置，受控于线网规划、地形地貌及线路条件控制，本站轨面埋深约为60米，设置为地下两层岛式暗挖车站，出入口到地面分四段提升。由于轨面埋深过深，远超过普通地下车站轨面埋深，引起出入口长度超长，各出入口自站厅至出入口口部开孔处长度均超过100米。根据《城市轨道交通技术规范GB50490-2009》要求：“当地下出入口通道长度超过100m时，应采取措施满足消防疏散要求。”

深埋地铁车站，在全国范围内应用的城市不多，规范也未对此做详细的阐述，可借鉴的经验较少。且本站位于主城老区，建设用地紧张，出入口（敞口）超长加设的疏散楼梯间及排烟机房出地面风亭位置协调困难，若按常规暗挖站标准进行设计，本站疏散距离、疏散能力及防排烟均存在问题。

3、解决方案

针对以上问题，我院在认真研读相关规范后，积极与消防部门沟通，完善了相应的消防措施，并根据消防局要求组织专家组进行了消防专题论证，最终取得了专家组及消防部门认可。相关措施如下（以本站1号出入口为例）：

图二 红土地站1号出入口平面图

（1）采用在超长通道1号口适当位置处设置支通道直通地面（规划部门要求设置地下出入口要有过街通道），通道分岔口处设防火卷帘加防火门分隔，平时卷帘门打开作为过街通道；当发生火灾时防火卷帘（特级复合）关闭，通过甲级防火门进行疏散。

（2）1号出入口主通道相比一般暗挖车站出入口通道，增设一部自动扶梯，共计3部扶梯在事故状态下参与疏散。

（3）1号出入口通道设置机械防排烟系统。

（4）6号线一期工程车站出入口通道宽度常规设置为6.5米，本站1号出入口宽度增加为7.2米，扩大疏散空间，增加通行能力。

（5）出入口用于疏散的自动扶梯供电方式采用两路电源，末端切换，负荷等级均为一级负荷，火灾时保证扶梯疏散功能正常运作。

（6）出入口排烟机房出地面风口由于用地紧张，出地面无条件设置，设计中通过采用加设排烟机房风道就近接入车站设备区排风井解决。三. 针对非标准明挖站（长生桥站）存在问题分析研究及解决方案

1、一般城市标准明挖站设计情况

一般城市地下站若位于路中时，一般设置为明挖两层车站，满足车站顶板覆土3米左右高度，轨面埋深一般在15米左右，即可满足要求。出地面一层站厅后在出入口通道内通过一部扶梯提升即可到达地面。

2、长生桥站设计情况及存在问题

六号线二期长生桥站位于通江大道和黄明路的交叉口，沿通江大道呈南北向布置。道路宽度约80米，站位周边设置条件较好，故设计考虑设置为明挖站。车站所在的通江大道路地势南高北低，车站南北两端地面高差约5米，且沿通江大道、黄明路两侧埋设有埋深5.6米的钢筋混凝土综合管沟。因此若按标准两层站设置，且保证地势较低端车站顶板不冒出地面。车站中心里程处顶板覆土将达7米左右，结构计算受力不均，设计难度较大。

图三 长生桥站总平面图

3、解决方案

针对以上问题，设计时结合该站特有地形地貌综合分析研究，积极与相关专业及市政规划部门沟通探讨，提出解决相应问题的可行性方法和技术措施如下：

车站起终点两端道路高差达5米，为保证地势较低端车站顶板不冒出地面，故车站标高按地势最低点控制，车站设置为地下二层（局部三层）明挖岛式车站，地下一层（局部）为设备层，地下二层为站厅层，地下三层为站台层。小里程端地势较高处设备区设置为三层，其余部位根据现状地形走势逐级降低，保证顶板覆土基本一致，结构受力基本均匀。且由于本站埋深较深，为减小规模，对设备用房合理压缩规模，优化平面布置，将车站长度控制在170米内。并将大里程端风道结合区间上方区域设置于路中绿化带，节省工程量，且减少了与地块的协调量。

图四 长生桥站纵剖面图

四. 针对单柱悬挑高架站（九曲河站）存在问题分析研究及解决方案

1、一般城市标准高架站设计情况

一般城市高架车站若设于路中绿化带中，基本按双柱悬挑设计，绿化带宽度一般为10米左右。车站平面布置为道路两侧进站兼顾过街模式，车站为三层高架站，在地面层设置变电所用房，二层为站厅层，站厅中间为公共区，两端为设备及管理用房。

2、九曲河站设计情况及存在问题

九曲河站位于渝北区礼嘉镇南部规划金通大道路中，呈南北向布置，规划金通大道规划红线宽度约45m，其中路中绿化带3m宽。站位处道路较窄，不能满足一般城市双柱悬挑设置条件。

图五 长生桥站纵剖面图

3、解决方案

针对以上问题，设计时结合重庆特有地质条件综合分析研究，积极与相关专业及市政规划部门沟通探讨，提出解决相应问题的可行性方法和技术措施如下：

鉴于重庆地区抗震设防烈度6度，地震加速度为0.05g，且地层多为砂岩或砂质泥岩，部分地区岩层出露地表，场地类别可达到I类，所以结构的地震响应小，抗震验算易于满足。一期路中高架站均可实现单柱悬挑方案。墩柱截面尺寸为2800mmx2200mm，可实现在路中绿化带中立置，满足市政规划要求。

车站平面布置为道路两侧进站兼顾过街模式，车站为三层高架站，地面层架空，仅在车站端头设置设备用房区疏散钢梯（经与市政规划部门沟通，若设置为牵引混合变电所车站时可在路侧外挂变电所用房）；二层为站厅层，站厅中间为公共区，两端为设备及管理用房；三层为站台层。车站设备用房及站台布置方式与一般城市标准高架站基本一致，满足规范要求。

图六 九曲河站横剖面图

五、结束语

山城重庆地质地貌条件复杂，类型多、实施难度大，本文通过对重庆地铁六号线以红土地为代表的受地形地貌控制的深埋暗挖站，以长生桥为代表的受道路高差、坡度影响的非标准明挖站，以九曲河站为代表的单柱悬挑路中高架站进行深入研究，针对三种类型车站设计过程中遇到的若干问题进行分析探讨，归纳总结出了解决相应问题的可行性方法和技术措施，对相似类型城市地铁设计有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 《地铁设计规范》（GB50157-2003）

[2] 《建筑设计防火规范》（GB50016－2006）

[3] 重庆地铁六号线超长出入口防灾设计专题研究 中铁第一勘察设计院集团有限公司 2009年

作者介绍：尹陇彪(1984.11-)，男，汉族，甘肃陇南人，助理工程师 ，中铁第一勘察设计院集团有限公司城建院从事城市地铁建筑设计研究工作