城市轨道交通土建工程培训课件 第三章地下铁道车站建筑设计.docx
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城市轨道交通土建工程培训课件第三章地下铁道车站建筑设计
第三章地下铁道车站建筑设计
ChapterTwoArchitectureDesignofMetroStation
本章学习目标：
通过本章学习：
1.了解地铁车站设计的一般原则，熟悉地铁车站的类型及不同的布置方式,明确地铁车站的建筑构成及各种设施的配备；
2.掌握地铁车站建筑设计的基本技能，能够根据给定的客流、车辆等已知条件确定地铁车站的主要几何参数和设施配置，并合理布置站厅、站台附属设施的位置及数量。
3.1概述Introduction
现代地铁车站发展趋势:
车站组成由单一功能向多功能方向发展,修建地铁车站是为了解决城市客运交通问题，随着物质文化水平提高，人们对交通环境提出了更高的要求，地铁车站向多功能方向发展。
如：
斯德哥尔摩地铁车站；巴黎某地铁车站等。
车站设备向高科技方向发展，设施日趋完善。
自动售检票系统、电力临近系统、环控、自动灭火系统现代化设施，对车站建筑设计提出了更高的要求，使地铁车站向现代化和高科技方向发展。
地下铁道与轻轨交通车站是地下铁道与轻轨的交通枢纽，其主要承担乘客上下车、候车、换乘和集散的作用，同时也是布置运营管理和技术设备的场所。
因此，车站是地下铁道与轻轨设计中技术要求最复杂的部位。
地铁与轻轨车站不仅结构功能复杂，而且技术要求难度也大，造价通常为同长度区间隧道的3~10倍。
因此，地下铁道与轻轨交通车站设计是一项十分重要的技术环节。
地铁与轻轨车站总体设计包括车站的位置及类型，出入口与地面之间的关系，站台的类型及尺寸，出入口的里面形式，站厅在车站中的安排及类型等。
总体设计中车站在线路中的位置，以及在线路中如何配置终点站、区域站、换乘站、中间站，都将影响乘客换乘的方便程度。
它通常应由城市交通部门根据城市各区、各点的客流量及多种因素来决定，需要对车站、站台、出入口、站厅设计的规律进行分析。
车站建筑一般包括供乘客使用、运营管理、技术设备和生活辅助4大部分。
（1）乘客使用空间：
在车站建筑组成中占有很重要的位置，它是车站中的主体部分，主要有地面出入口和站厅、地下中间站厅、售票厅、检票处、站台和通道、楼梯和自动扶梯等。
（2）运营管理用房：
是为保证车站具有正常运营条件和营业秩序而设置的办公用房，主要包括站长室、行车值班室、业务室、广播室、会议室、公安保卫、清扫员室等。
运营管理用房与乘客关系密切，一般布设在临近乘客使用空间的地方。
（3）技术设备用房：
是为保证列车正常运行，保证车站内具有良好环境条件及在事故灾害情况下能够及时排除灾情不可缺少的设备用房，主要包括环控室、变电所、综合控制室、防灾中心、通信机械室、信号机械室、自动售检票室、泵房、冷冻站、机房、配电以及上述设备用房所属的值班室、FAS、BAS、AFC室、工区用房、附属用房及设施等。
技术设备用房是维持整个车站正常运营的核心。
这些用房与乘客没有直接的联系，因此，一般可布设在离乘客较远的地方。
（4）辅助用房：
是为保证车站内部工作人员正常工作生活所设置的用房，是直接供站内工作人员使用的房屋，主要包括更衣室、休息室、茶水室、储藏室、盥洗间等。
这些用房均设在站内工作人员使用的区域内。
车站建筑设计原则力求简洁、明快、大方、易于识别，应体现现代交通建筑的特点，体现“以人为本”的设计思想，尽可能为城市增添新的具有现代城市建筑与交通建筑相结合的景观。
在进行建筑设计时应注意以下几方面的问题：
①车站站址的选择要满足城市规划、城市交通规划及轨道交通规划的要求，并综合考虑该地区的地下管线、工程地质、水文地质条件、地面建筑物的拆迁及改造的可能性等情况合理选定。
②车站总体设计要注意与周围环境的协调。
③车站的规模及布局要满足路网远期规划的要求。
车站是乘客候车、上下列车及列车停靠的场所，站台的长度、宽度及容量必须满足远期的旅客乘降和疏散要求。
车站客流集中，一般都与地面交通有较大的换乘，车站布局设计应有效地组织客流集散，力求换乘路径便捷，减小乘客在换乘时的步行距离。
④选择合适的车站形式。
因地制宜，结合地面物业布置车站各类设备的空间，减少用地面积及空间规模，降低造价。
⑤贯彻以人为本的思想。
车站需解决好通风、照明、卫生、防灾等问题，为乘客提供安全、快捷和舒适的环境。
3.2车站分类TypesofMetroStation
地铁与轻轨车站分类方法很多，根据所处的位置、埋深、运营性质、结构断面形式、站台形式等分成不同的类型。
3.2.1按车站所处的位置分类
①地下车站：
车站结构设置于地面以下的岩层或土层当中。
（1）空间封闭、狭长、结构类同
（2）站内噪声大
（3）站内温度大
（4）发生火灾后扑救困难
（5）机械通风、人工照明
（6）施工比较复杂
（7）节约城市用地
（8）有良好的防护功能
②地面车站：
车站结构设置于地面。
（1）车站简易，工程量小，布置灵活
（2）乘客进出车站方便
（3）可自然通风和天然采光，节约费用和能源
（4）安全疏散较易
（5）造价较低
③高架车站：
车站结构设置于地面高架桥上，如图2-1所示。
（1）有行车噪声干扰，根据情况采取封闭或不封闭隔离噪声
（2）有永久性的阴影区
（3）少占城市地面用地
（4）较地下车站施工简易
图3-1按车站所处的位置分类
3.2.2按车站埋深分类
地铁车站的埋深是指车站内轨顶面至地面的垂直距离。
一般认为，当该距离大于20m时为深埋车站，而小于20m的认为是浅埋车站，但这种划分的标准在设计规范当中并没有作出统一的规定。
地铁线路覆盖层一般应在2.5m以上，要在考虑防护要求、技术条件、投资及地质情况等因素基础上确定线路的埋置深度。
①浅埋车站：
车站结构顶板位于地面以下的深度较浅。
②深埋车站：
车站结构顶板位于地面以下的深度较深，一般设在地面以下稳定地层或坚固地层内，如图3-2所示。
图3-2按车站埋深分类
3.2.3按车站运营性质分类
图3-3车站运行分类标示图
①中间站：
也称一般站，仅供乘客上下车用，功能单一，是地铁最常见、数量最多的车站。
②区域站：
也称折返站，设在两种不同行车密度交界处的车站，除具有中间站的功能外，还能根据客流量大小，合理地组织列车运行。
区域站内设有折返线和折返设备，使列车在站内折返或停车。
图3-4整个地铁沿线车站运行分类标示图
③换乘站：
位于两条及两条以上线路交叉点上的车站，能够使乘客从一条线路转乘到另一条线路上的设备。
它除了配备供乘客上下车的站台、楼锑或电梯外，还要配备供乘客转乘的设备。
④联运站：
可以同时供—条停车较多的管内运输线及一条快车线用，是单向具有一条以上停车线的中间站。
一般在线路上每隔几个中间站便设—个联运站。
快车线
慢车线
图3-5联运站
⑤枢纽站：
位于线路分岔的地方，其中有一条是正线，可以再两个方向上接车和发车。
2号线
1号线
图3-5枢纽站
⑥起终点站：
是设在线路两端的车站，除了供乘客上下车外，还用于列车折返和停留，因此起终点站一般设有多股停车线。
城市的地铁路网中，不同车站类型的设置需要根据城市各个地区的功能和定位的不同而合理选择布置。
同时，车站的功能随着城市的发展和地铁线路的建设也是不断变化的。
比如，初期设置的中间站由于线路的扩展可能成为另外一条线路的起点，于是该车站就成为枢纽站。
在多条线路上，地铁车站的分类布置情况如图所示。
图3-6地铁车站的分类布置图
3.2.4按车站结构横断面形式分类
①矩形断面车站：
矩形断面是车站中常选的形式，一般用于浅埋车站。
车站可设计成单层、双层或多层；跨度可选用单跨、双跨和多跨。
②拱形断面车站：
拱形断面常用于深埋车站，有单拱、多跨连拱等形式。
单拱断面由于中部起拱，高度较高，两侧拱脚处相对较低，中间无柱，因此建筑空间显得高大宽敞，如建筑处理得当，常会得到理想的建筑艺术效果。
③圆形断面车站：
圆形断面用于深埋或盾构法施工的车站。
④其他类型的断面车站：
主要有马蹄形、椭圆形等断面形式的车站，如图3-7所示。
明挖法多采用箱形断面，盾构法则采用圆形断面，矿山法多采用马蹄形断面。
图3-7车站结构横断面
1~6—矩形断面；7、8—拱形断面；9~11—圆形断面；12~15—其他类型断面
3.2.5按站台形式分类
地铁车站站台形式多种多样，需要根据客流、线路布置条件、施工情况等进行综合分析，确定合理的车站布置形式。
地铁车站较为典型的车站站台布置形式按大类分为三类：
（1）岛式站台；
（2）侧式站台；（3）岛、侧混合式站台。
更细致的划分，则又可以划分为以下6种：
（1）岛式站台、
（2）平行相对式侧式站台、（3）平行错开式侧式站台、（4）上下重叠式侧式站台、（5）上下错开式侧站台、（6）岛、侧混合式站台。
图3-8车站站台布置形式
其中，岛式站台和侧式站台是较为常用的站台形式，同时随着大型及超大型地铁车站的出现，为了缓解客流、增加乘客使用空间，岛、侧混合式站台的应用也呈上升趋势。
①岛式站台车站：
站台位于上、下行线路之间。
车站具有站台利用率高、能灵活调剂客流、乘客使用方便等优点，一般常用于客流量较大的车站。
但这类车站常设有喇叭口，改建和扩建比较困难，如图3-9所示。
图3-9岛式站台车站示意图
②侧式站台车站：
站台位于上、下行线路的两侧。
侧式站台根据环境条件可布置成平行相对式、平行错开式、上下重叠式及上下错开式等形式。
侧式站台车站的站台利用宰、调剂客流、站台之间联系等方面不及岛式站台，因此侧式站台车站多用于客流量不大的车站及高架车站，如图3-10所示。
图3-10侧式站台车站示意图
当车站和区间都采用明挖法施工时，车站与区间的线间距相同，故无需设喇叭口，可减少土方工程量，改建和扩建时也比较容易。
③岛、侧混合式站台车站：
就是将岛式站台和侧式站台同设在一个车站内，乘客可同时在两侧的站台上、下车，也可适应列车中途折返的需要。
岛、侧混合式站台可布置成一岛一侧式或一岛两侧式，如图3-11所示。
图3-11岛、侧混合式站台示意图
（1）岛式站台和侧式站台比较，如表3-1。
表3-1岛式站台与侧式站台优缺点比较
岛式站台
侧式站台
站台使用
站台面积利用率高，可调节客流，乘客有乘错车的可能。
站台面积得用率低，不能调节客流，乘客不易乘错车。
站厅设置
站厅与站台需设在两个不同高度上，站厅跨过线路转产。
站厅与站台可以设在同一高度上，站厅可以不跨过线路轨道。
站内管理
管理集中，联系方便。
站厅分设时，管理分散，联系不方便。
乘客中途折返
乘客中途改变乘车方向比较方便。
乘客中途改变乘车方向不方便，需经过天桥或地道。
改扩建难易性
改建扩建时，延长车站很困难，技术复杂。
改建扩建时，延长车站比较容易。
站内空间
站厅、站台空间宽阔完整。
站厅分设时，空间分散，不及钪式车站宽阔。
喇叭口设置
需设喇叭口。
不设喇叭口。
造价
较高
较低。
随着城市交通拥堵问题的日趋严重，乘坐地铁的人员也越来越多，地铁车站的客流量的不断增加，单一的侧式或岛式站台站台难于满足乘客和换乘的多重功能，于是，出现了多种站台组合形式，下面介绍常用的几种。
I．同一水平双岛式车站
2条线路进入车站的部分设置于同一水平上，区间部分则立体交叉，车站可以做成单层，也可以做成多层（图3-12，图3-13）。
图3-12明挖单层换乘双岛式车站
图3-13盾构水平换乘站
2条线路设置于同一水平上的换乘站
II不同水平重叠式车站
为了充分利用地下车站立体空间，减小车站跨度，也可以将地下车站重叠布置。
（a）侧式-岛式车站
（a）侧式-侧式车站
（a）岛式-岛式车站
图3-142条线设置在不同水平重叠式车站
（1）上层为侧式，下层为岛式
该种站台布置时，上层为2个侧式站台，站台之间的部分作为乘客进出站的共用通道，下层设置一个岛式站台，如图3-14（a）。
此站台的特点是：
总宽度较大，全高较小，空间利用合理。
由于列车荷载直接作用在与地层接触的底板上，结构受力较为合理，建设投资较少。
（2）上下层均为侧式站台，如图3-14（b）
（3）上下层均为岛式站台，如图3-14（c）
3.3车站总平面布局及车站平面构成
PlanarSchemeandFormationofMetroStation
3.3.1车站总平面布局
车站建筑总平面布局设计是在根据路网设计和线路规划，确定地铁车站的方向和规模后，合理确定车站中心位置，并根据车站所在地周围的环境条件、城市有关部门对车站布局的要求，依据选定的车站类型，合理地布设出入口、通道、通风道等设施，以便乘客能够安全、迅速、方便地进、出车站。
同时还要处理好地铁车站、出入口及通道与城市建筑物、道路交通、地下过街道或天桥、绿地等的关系，使之相互协调统一。
影响车站建筑总平面布局的因素很多，在进行车站总平面布局时，要考虑以下几方面的问题：
1）地铁车站位置的确定
地铁车站一般设置在地下，只有少量郊区车站设置在地面或采用高架方式。
地铁车站位置通常应设置在客流量大的地点，如商业中心、文化娱乐中心及地面交通枢纽等地方，以便能最大限度地吸引客流和方便乘客。
在整个路网规划中，进行车站位置设计时，需要根据地铁沿程客流、城市规划、地面居民及商业区的布置情况，合理分配车站位置。
目前已建成的地铁车站间距是：
市区内的地铁车站间距为1.0~1.5km，郊区地铁车站的站间距为1.5~2.0km。
在车站总平面布局中，主要考虑在地铁车站的位置已经初步确定后，如何在车站选址地点，根据周围建筑及街区情况，充分发挥地铁车站作为过街通道、疏散地面客流的多重功能，合理确定车站的平面位置，为后期地铁的出入口、通风道等设施的设置、运营期间人员进出站创造方便条件。
一般车站按纵向位置分为跨路口、偏路口一侧、两路口之间3种设置方式，按横向位置分为道路红线内外2种位置，如图3-15所示的各种方案。
（1）跨十字路口设置方案，如图3-15（a）所示。
该方案车站跨主要路口的相交十字路口，并在路口各角都设有出入口，乘客从路口任何方向进入地铁均不需过地面，增加了乘客的安全，减少了路口处人、车交叉，与地面公交路线衔接好，方便乘客换乘。
北京地铁一、二期工程车站多采用这种站位。
（2）偏路口设置方案，如图3-15（b）所示。
车站偏路口设置时不易受路口地下管线的影响，减少了车站埋深和施工对路口交通的干扰以及地下管线的拆迁，降低了工程造价，方便乘客换乘。
在高寒地区，当地铁为高架线时，还可以减少地铁桥体阴影对路口交通安全的影响。
不足之处是乘客集中于车站的一端，降低地铁车站的使用效能，增加了运营管理上的困难。
上海地铁1号线一期工程的车站站位一般多设置于偏路口一侧。
（3）站位设于两路口之间的方案，如图3-15（c）所示。
当两路口都是主路口且相距较近（如小于400m）,横向公交线路及客流较多时，将车站设于两路口之间，以兼顾二者。
（4）贴近道路红线外侧设置站位方案，如图3-15（d）所示。
将车站建于道路红线外侧的建筑区内，可避免破坏路面和减少地下管线的拆迁，减少对地面交通的干扰，充分利用城市地面土地。
一般在地面道路外侧无较大的建筑或地下工程时采用。
此外，当道路红线外侧有空地或危旧房区改造时，与危旧房改造结合实施。
图3-15车站位置与路口关系图
对于大型突发客流集散点，如大型体育场等，一般只有突发性客流，地铁车站不宜靠得太近，防止集中客流对地铁车站的冲击，车站出入口距离体育场主出入口一般应在300m以上。
突发客流越大，该距离也应设置越大。
乘客到大型商业区购物时，一般不计较时间和步行的距离，因此地铁车站距商业区中心以不超过500m。
1）出入口位置的选定
地铁与轻轨车站出入口的主要作用是吸引和疏散客流，因此在选择出入口的位置时
注意以下几个方面的问题：
（1）出入口的位置一般都选在城市道路两侧、交叉路口及有大量客流的广场附近。
出入口宜分散均匀布置，出入口之间的距离应尽可能大些．使其能够最大限度的吸引客流，方便乘客进出车站。
（2）单独修建的出人口，其位置应符合城市规划部门的规划要求，一般都设在建筑红线以内。
如有困难不能建在建筑红线以内，应经城市规划部门的同意，再选定其他位置。
地面出入口的位置不应妨碍行人交通。
（3）出入口宜设在火车站、公共汽车站、电车站附近，便于乘客换车。
不宜设在客流的主要集散处，应尽量避免相互交叉和干扰，以减少出入口被堵塞的可能。
如北京地铁站在设置出入口时，地铁车站出入口设置，不仅考虑承担大量的换乘列车乘客的疏散需要，同时，还承担刚下列车乘客过街换成公交设施的需要。
为了避免相互交叉和干扰，地铁站出入口与公交换乘点的间距均在50m以上。
图3-16北京火车站地铁站出入口布置
（4）同时还应设在较明显的位置，并设置有地铁或轻轨特征的统—标志（如图3-17），以便乘客进行识别。
图3-17世界城市地铁标志举例
（5）出入口与地面建筑物之间的距离应满足防火距离的要求。
如有困难，不能满足防火距离要求时，应采取分离措施，加设防火墙、防火门窗。
同时，出入口也不应设在易燃、易爆、有污染源并挥发有害物质的建筑物附近。
（6）地铁与经轨的主要出入口应朝向地铁的主客流方向，如大型商场、大型公交车站、
大中型企业、大型文体中心、大的居住区等。
有条件时，出入口可以与附近的地下商场等建筑物相连通，方便乘客购物和进出车站。
比如柏林地铁车站，在车站出入口位置的选定方面很注意与城市道路、地面铁路及地面公交车站的联系。
车站不仅布设在火车站和电车站附近，有些还设在大楼内。
阿列克山及尔一泼拉茨地铁车站共有13个出入口，分别设置在两个百货商店、市郊火车站站台、毗邻的8条街道及街道中央的电车站上，乘客进、出地铁车站十分方便，如图3-18所示。
图3-9柏林地铁阿列克山及尔一泼拉茨地铁车站总平面及出入口系统图
1—上层车站；2一下层车站；3一商场；4一出入口
2）出入口与城市过街地道、天桥等相结合
当地铁车站出入口位于城市过街地道、天桥附近时，为了方便乘客、节约投资，可以将其进行合并一起修建。
这种合建的地铁车站出入口兼过街地道的位置，一般宜设在车站的端部，这样布置可以不致影响车站的管理和对站内客流路线的干扰。
从总的方面来看，与城市过街地道、天桥相结合的车站出入口，对城市建设和地铁运营都有利。
它不仅方便地铁乘客和城市过街客流，而且避免重复修建地下通道和地铁出入口的数量，节约了建设费用。
如图3-19，成都地铁会展中心站设置在天府大道的下面，车站出入口具有了乘客出入和人员过街的双重功能。
图3-19成都地铁会展中心车站出入口系统图
3）远、近期工程应统一规划、统一设计
在进行车站建筑总平面布局时，应根据车站远期发展需要，结合地区具体条件和实际情况，采取一次建成或分期实施的方式修建，做到既注意现状，又应符合远期发展要求。
如图3-20，成都地铁人民北路站是1#和6#线的换成点，在1号线修建时，需要预留连接点，以方便与6号线的换成。
图3-20成都地铁人民北路车站总平面图
3.3.2车站平面构成
地铁车站的平面基本由站厅、出入口、站台、辅助用房四部分组成，如图3-21所示。
（a）
（b）
图3-21车站平面组成示意图
地面站厅或出入口：
是地下铁道与地面的联络口，供乘客进、出车站用，还具有组织和分配人流的作用。
中间站厅：
立面位于站台与地面之间，一般在中二层部分，供售票、候车、小卖等用。
侧式站台埋深较浅时，无法设中间站厅，可设地面站厅或以出入口代替中间站厅的作用。
中间站厅地板下表面至站台面距离为2.85~2.90m，高出车顶20cm左右，净空为3m左右。
站台：
供乘客乘降，分散上、下车客流。
辅助用房：
为保证地下铁道正常运行，除设置供乘客乘降用的站台外，还应有高压配电、低压配电、变压器室、牵引变电室、风机室、广播室、主副值班室、继电器室、信号工区及驻站通讯引入室、仓库、厕所、污水泵房、服务人员休息室等辅助用房。
典型的车站总体布置举例，如图3-22所示。
图3-22站台平层面图
3.4车站建筑设计ArchitectureDesignofMetroStation
在进行车站建筑设计时，应做到功能合理、技术先进、使用方便、极大地体现对乘客的关怀，力争为乘客创造一个舒适、优美的环境和空间，设计时应贯彻实用、经济、美观的原则。
3.4.1车站设计原则
（1）合理组织人流路线，划分功能分区：
①乘客与站内人员路线分开；
②进、出站客流要尽量避免交叉和相互干扰；
③乘客购票、问讯及使用公用设施时，均不应妨碍客流通行；
④换乘客流与进、出站客流路线分开；
⑤当地铁与城市建筑物合建时，地铁客流应自成体系。
（2）车站宜设在直线段上；
（3）车站公用区应划分为付费区与非付费区；
（4）无障碍通行。
3.4.2车站规模
车站规模主要是指车站外形尺寸大小、层数及站房面积多少等。
车站规模主要根据本站远期预测高峰小时客流量、所处位置的重要性、站内设备和管理用房面积、列车编组长度及该地区远期发展现划等因素综合考虑确定。
其中客流量大小是一个重要因素。
一般来讲，城市中心区的客流量多于市区其他地方的客流量，市区的客流量多于郊区的客流量。
市中心区往往又是城市的政治、经济、文化中心，位置重要。
因此，车站的规模应有所区别。
车站规模—般分3个等级。
在大城市，车站规模按3个等级设置；在中等城市，可设2个等级。
车站规模等级适用范围，如表3-2所示。
表3-2车站规模等级适用范围
规模等级
适用范围
特级站
客流量大于5万人车站规模可列为特级站
一级站
客流量3~5万，适用于客流量大，地处市中心区的大型商贸中心、大型交通枢纽中心、大型集会广场、大型工业区及位置重要的政治中心地区
二级站
客流量1.5~3万，适用于客流量较大，地处较繁华的商业区、中型交通枢纽中心、大中型文体中心、大型公园及游乐场、较大的居住区及工业区
三级站
客流量小于1.5万，适用于客流量小，地处郊区各站
车站规模的大小，将直接影响地铁工程造价的高低。
规模太大，则不经济；规模太小，
又不能满足运营的需要和远期的发展，造成使用上的不便及改建、扩建上的困难。
因此，在
确定车站规模等级时，应慎重研究确定。
2.4.3站厅设计
（1）站厅层的功能
将出入口进入的乘客迅速安全方便地引导到站台乘车、或将下车的乘客同样引导至出入口出站。
站厅层是上、下车的过渡空间，乘客在站厅内需要办理上、下车的手续。
因此，站厅内需要设置售票、检票、问讯等为乘客服务的各种设施。
站厅层内设有地铁运营设备用房、管理用房，具有组织和分配人流的作用。
用房包括：
管理用房和设备用房，设备用房一般分设在车站的两端，并呈现一端大，一端小，中间为站厅公共区，用于客流均匀通向站台（或出站）。
管理用房：
站控室及站长室。
站控室一般设在站厅公共区的尽端、中部，且高出站厅公共区600mm，视野开阔，能观察站厅中运行管理情况。
站长室紧连站控室，合于快速应变情况。
设备用房：
占面积最大的是环控机房，其中包括冷冻机房、通风机房及环控电控室。
环控系统组成：
a.车站公共区域的环控系统，主要是站厅、站台的制冷送风（包括新风）回风系统；
b.车站的排风（排烟）系统；
c.站台层列车及车道产生的热量和废气的排热、排烟系统；
d.区间隧
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