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摘要：地铁是改善城市交通情况的重要方式，随着城市地铁的迅速发展，城市地铁设计及施工受周边条件、施工方法、工期等方面的限制因素越来越多，车站建筑结构形式已由最初的明挖逐步向暗挖、明暗结合的多元化方向发展。本文对暗挖地铁车站建筑设计方法进行了探讨，以期在地铁车站建筑设计过程中能够合理压缩车站规模，降低施工风险和施工成本。
关键词：暗挖；地铁车站；建筑设计；方法
1、暗挖车站建筑设计原则
现阶段，地铁已经成为最重要的公共交通方式之一，尤其为减小地面交通压力做出了不小的贡献。随着地铁工程技术的不断发展，地铁线路也越来越复杂，车站选址往往穿梭于繁华地带，所以采用明挖法修建地铁车站会对地面交通造成一定的影响，这就需要我们采取暗挖技术。暗挖车站设计时需注意的主要问题就是合理减小车站规模，但是需满足以下原则：
1.1安全性
地铁车站首先在满足结构安全的情况下，还必须满足相关的建筑安全，比如：楼扶梯、AFC的设置数量必须满足正常高峰客流、突发客流要求，避免出现客流拥挤现象；提供满足火灾状况下的乘客紧急疏散要求的设备数量，避免人员伤亡；满足工作人员消防需要的消防通道；火灾状况下提供足够的新风和排烟设施，完善的消防设施；满足出地面建筑的防火距离要求、卫生防疫要求、防淹要求。
1.2适用性
地铁车站建筑须在出入口处设置扶梯，并能够有序组织客流，减少客流交叉，为高峰期提供足够的运输能力，拥有紧急疏散设备，换乘车站还需考虑措施方便人们换乘地铁。这都是地铁建筑需要提供的基本功能，只有满足以上需求，地铁车站才能说是拥有适用性。
1.3舒适性
地铁车站设计以人为本，车站设计除完善楼扶梯、残疾人电梯、商业自助等设施外，还应给乘客提供舒适的感官设计，提供舒适的乘车环境。
2、暗挖车站的建筑结构型式、特点、适用条件
2.1采用暗挖车站的前提条件
随着科技的进步和建筑技术经验的积累，我总结出：如果地铁施工条件受到的环境因素影响较大，采用暗挖法是比较合适的。例如在市区内繁华地带，通常要减小地铁施工基坑开挖对路面交通以及周围环境的影响，减少拆迁量，为了应对此类情形，暗挖法是最合适的设计及施工方法。
2.2建筑结构型式、特点、适用条件
根据暗挖在车站中所占的比例，暗挖车站又可分为明、暗结合及全暗挖两种型式。不管采用何种型式，车站的总体布局应符合城市规划、城市交通规划、环境保护和城市景观的要求，妥善处理好与地面建筑、地下管线、地下构筑物之间的关系。
2.2.1明暗结合车站
有些地铁车站既不适合采用明挖法，也不适合完全采用暗挖法，所以，明暗结合施工方法的优势得以凸显出来。根据我国近几年轨道交通工程的发展趋势来看，明暗结合法在我国取得了不小的成就，为地铁车站建筑设计及施工做出了不小的贡献。明暗结合也有多种结合方式，通过对不同的地形条件进行分析及设计，也是有效解决目前的车站建筑暗挖方法选择的有效途径。
根据近年来的工程实践，明暗结合形式车站大致分为以下几种类型：（1）站台暗挖，站厅、设备管理区明挖车站，。这种车站形式虽然造价较高，使用功能运行管理也稍差，但其解决了交通问题，对地下管线的影响也非常小，特别适合在车流量非常大的城市主干道下的地铁车站。（2）半边明半边暗车站。采用这种形式的主要原因是全站如采用明挖法施工，交通疏解将满足不了要求。车站暗挖的半边置于道路下地质条件较好的地层中，另半边设于靠道路边的明挖区中，设备管理设于明挖中，明暗挖之间设联系通道。（3）两端明挖，中间暗挖车站。当车站横穿道路的交通不能中断，车站横穿的管线或构筑物不能迁改时采用这种方法，一般情况下，为节省投资降低施工风险，在满足功能的前提下，仅将站台部分暗挖通过。（4）中间明挖，两端或单端暗挖车站。车站场地狭小，车站中部具有明挖条件，两端进入建筑物或管线下不能明挖的，可以采用這种形式，一般两端暗挖为单层式，采用分离双洞形式，也可采用双连拱形式。
2.2.2全暗挖车站
当车站顶板覆土较大时，车站仍采用明挖法施工，工程造价就不一定合理，或者是路面交通繁忙，不允许中断交通进行明挖施工，且周边没有任何明挖施工场地，此时只能考虑全暗挖施工。全暗挖车站一般为双层车站，根据建筑结构型式可分为双柱三联拱、单柱双联拱、分离暗挖单拱三种。
3、缩减地铁车站规模设计方法
3.1系统功能设计
地铁车站涉及专业繁多，根据各系统功能要求能否合理组织房间布置，对车站规模及使用功能影响较大。根据有关数据统计，对车站规模影响较大的系统主要有通风空调系统、供电系统、综合管线。
3.1.1通风空调系统
（1）车站通风空调系统
车站通风空调小系统是指相对设备管理用房的空调系统。小系统有“全空气系统”、“风机盘管系统”、“VRV系统”三种。全空气系统：该系统的优势在于能够实现全新风的空调工况及通风工况。其缺点是需要设置较大的空调通风机房，占用宝贵的地下空间，增加土建费用；风机盘管系统：该系统由风机盘管加新风空调组成。该系统新风处理机及排烟风机所需的机房面积比全空气系统要小的多，有条件的甚至可以利用走道的吊顶空间而无需机房。因此，该系统有利于节省地下空间的面积；VRV系统：VRV系统室外机可设置在室外，不需在站内设置机房。但受工艺要求，该系统需要的冷媒管长度均应控制在100m内，在很大程度上限制了它在地铁中的使用。
各种实验数据表明，在新建地铁项目的小系统中全空气系统为首选；而对于改造项目，宜采用VRV系统；风机盘管系统只有在一年四季比较炎热的地区使用。在选定采用何种小系统外，为节省土建建筑面积，其关键在于优化功能房间组合，尽量减少小系统机房数量。 （2）空调冷源及水系统
空调冷源及水系统包括分站供冷、集中供冷两种。采用分站供冷，需要在车站内设置100m2左右的冷凍机房，地面设置冷却塔。若采用集中供冷则可以省略冷冻机房及冷却塔。车站空调冷源及水系统是采用集中供冷还是分站供冷，应视全线地面条件而定。总之，在方案设计阶段，首先应该根据车站具体情况选择通风空调系统。在拟定通风系统后，应尽量优化环控机房的布置，缩减车站规模。
3.1.2供电系统
供电系统在车站中所占比例比较大，但是这种系统具有相对稳定的特性，为了节省车站内部空间，可以优化方案进行房间整合，进行集中布置，节省规模，从而减小地铁车站规模，降低造价。
3.2综合管线的问题
综合管线是各专业设计中都要尤其注意的一点，只有在设计时充分考虑各专业管线间的空间位置关系及路径，合理布局、统筹规划才能确保建筑空间合理分布，保证管线安装及设备运输路由顺畅。尤其对于断面为拱形的暗挖车站，其综合管线设计对空间合理化利用的要求更高，管线分布是否合理决定了地铁车站是否能够有效节省空间、降低造价。
3.3车站规模控制
以近期6A编组，预留远期8A编组条件的车站为例，站台宽度取12m，有效站台计算长度为186m，一般降压变电所车站长度240m，混合牵引变电所车站260m，但地铁车站受地面建筑物、地下管线、地下构筑物影响，一些车站很难做到标准布置，车站长度受限，因此车站站台两端的设备管理用房，必要时可伸入有效站台计算长度内，但不宜超过半节车厢长度，如长度必须超过半节车厢长度时（ 不能超过一辆车的长度） ，侧站台设计宽度不应小于乘降区计算宽度加0.6m通行宽度，同时应设置不小于2.4m净宽的横向联络通道，用房端部距梯口的距离不小于8m。
地铁车站一般都设置区间人防隔断门。信号机安装在行车前方5m位置，人防门设置需满足完全开启后最突出边缘大于信号机至有效站台端部距离。若人防隔断门布置在小端，人防隔断门和有效站台的距离一般不小于7m，此距离控制车站小端规模。
3.4车站公共区布置
地铁作为交通建筑，乘客流线是否顺畅是评价其功能好坏的重要指标，这两条线特别注意对公共区的设计。在车站方案设计过程中，没有教条的应用客流预测成果，而是充分考虑远期不可预测客流的变化和各种突发客流，公共区布置除满足高峰客流要求外，还应满足事故发生是紧急疏散乘客的需要。
根据地铁运营经验，楼扶梯是乘客进出站瓶颈，如果设置不好，会严重影响乘客通行。因此，为适应将来可能出现的客流突然增加，并从公众设施人性化的理念出发，提高车站的服务水平，站厅层公共区标准布置长 117.9 m，设置四组楼扶梯，其中两侧两组设置上下行扶梯，中间两组分别设置上行扶梯和下行楼梯；付费区中部还有设有一部垂直电梯，供行动不便及携带大宗行李旅客使用。进出站闸机和售检票机等设备的布置充分考虑了站厅空间效果、客流量、客流流线、乘客使用频率等因素，为运营管理提供良好的条件。整条线路车站采用内嵌式自动售票机，扩大了非付费区的空间，避免了高峰时段买票乘客排队过长，造成拥堵，还方便了票务管理，提高使用效率。同时在非付费区还设置自动售卖机，方便乘客。
4、结束语
暗挖地铁车站能够有效降低施工成本，帮助我们减少繁华地带的地铁车站施工占地问题，减少对周围人们生活的影响，是我们应该支持的建筑方法。地铁在我国越来越重要，许多人出行已经离不开地铁，它方便了我们的日常生活，也有效地缓解了交通压力，我国应该继续支持地铁车站的技术发展，加大研究力度，争取在施工工艺与节约成本方面进一步提升。
参考文献：
[1]地铁车站设计主要原则及内部布局要素分析[J].韩晶晶.中国新技术新产品.2017（19）.
[2]暗挖地铁车站通风系统的布置与风道的设计研究[J].童利红，孙为东，孙俊利.隧道建设.2015（01）.
（作者单位：中铁第六勘察设计院集团有限公司1 中交第二公路勘察设计研究院有限公司轨道分院2）
关键词：暗挖；地铁车站；建筑设计；方法
1、暗挖车站建筑设计原则
现阶段，地铁已经成为最重要的公共交通方式之一，尤其为减小地面交通压力做出了不小的贡献。随着地铁工程技术的不断发展，地铁线路也越来越复杂，车站选址往往穿梭于繁华地带，所以采用明挖法修建地铁车站会对地面交通造成一定的影响，这就需要我们采取暗挖技术。暗挖车站设计时需注意的主要问题就是合理减小车站规模，但是需满足以下原则：
1.1安全性
地铁车站首先在满足结构安全的情况下，还必须满足相关的建筑安全，比如：楼扶梯、AFC的设置数量必须满足正常高峰客流、突发客流要求，避免出现客流拥挤现象；提供满足火灾状况下的乘客紧急疏散要求的设备数量，避免人员伤亡；满足工作人员消防需要的消防通道；火灾状况下提供足够的新风和排烟设施，完善的消防设施；满足出地面建筑的防火距离要求、卫生防疫要求、防淹要求。
1.2适用性
地铁车站建筑须在出入口处设置扶梯，并能够有序组织客流，减少客流交叉，为高峰期提供足够的运输能力，拥有紧急疏散设备，换乘车站还需考虑措施方便人们换乘地铁。这都是地铁建筑需要提供的基本功能，只有满足以上需求，地铁车站才能说是拥有适用性。
1.3舒适性
地铁车站设计以人为本，车站设计除完善楼扶梯、残疾人电梯、商业自助等设施外，还应给乘客提供舒适的感官设计，提供舒适的乘车环境。
2、暗挖车站的建筑结构型式、特点、适用条件
2.1采用暗挖车站的前提条件
随着科技的进步和建筑技术经验的积累，我总结出：如果地铁施工条件受到的环境因素影响较大，采用暗挖法是比较合适的。例如在市区内繁华地带，通常要减小地铁施工基坑开挖对路面交通以及周围环境的影响，减少拆迁量，为了应对此类情形，暗挖法是最合适的设计及施工方法。
2.2建筑结构型式、特点、适用条件
根据暗挖在车站中所占的比例，暗挖车站又可分为明、暗结合及全暗挖两种型式。不管采用何种型式，车站的总体布局应符合城市规划、城市交通规划、环境保护和城市景观的要求，妥善处理好与地面建筑、地下管线、地下构筑物之间的关系。
2.2.1明暗结合车站
有些地铁车站既不适合采用明挖法，也不适合完全采用暗挖法，所以，明暗结合施工方法的优势得以凸显出来。根据我国近几年轨道交通工程的发展趋势来看，明暗结合法在我国取得了不小的成就，为地铁车站建筑设计及施工做出了不小的贡献。明暗结合也有多种结合方式，通过对不同的地形条件进行分析及设计，也是有效解决目前的车站建筑暗挖方法选择的有效途径。
根据近年来的工程实践，明暗结合形式车站大致分为以下几种类型：（1）站台暗挖，站厅、设备管理区明挖车站，。这种车站形式虽然造价较高，使用功能运行管理也稍差，但其解决了交通问题，对地下管线的影响也非常小，特别适合在车流量非常大的城市主干道下的地铁车站。（2）半边明半边暗车站。采用这种形式的主要原因是全站如采用明挖法施工，交通疏解将满足不了要求。车站暗挖的半边置于道路下地质条件较好的地层中，另半边设于靠道路边的明挖区中，设备管理设于明挖中，明暗挖之间设联系通道。（3）两端明挖，中间暗挖车站。当车站横穿道路的交通不能中断，车站横穿的管线或构筑物不能迁改时采用这种方法，一般情况下，为节省投资降低施工风险，在满足功能的前提下，仅将站台部分暗挖通过。（4）中间明挖，两端或单端暗挖车站。车站场地狭小，车站中部具有明挖条件，两端进入建筑物或管线下不能明挖的，可以采用這种形式，一般两端暗挖为单层式，采用分离双洞形式，也可采用双连拱形式。
2.2.2全暗挖车站
当车站顶板覆土较大时，车站仍采用明挖法施工，工程造价就不一定合理，或者是路面交通繁忙，不允许中断交通进行明挖施工，且周边没有任何明挖施工场地，此时只能考虑全暗挖施工。全暗挖车站一般为双层车站，根据建筑结构型式可分为双柱三联拱、单柱双联拱、分离暗挖单拱三种。
3、缩减地铁车站规模设计方法
3.1系统功能设计
地铁车站涉及专业繁多，根据各系统功能要求能否合理组织房间布置，对车站规模及使用功能影响较大。根据有关数据统计，对车站规模影响较大的系统主要有通风空调系统、供电系统、综合管线。
3.1.1通风空调系统
（1）车站通风空调系统
车站通风空调小系统是指相对设备管理用房的空调系统。小系统有“全空气系统”、“风机盘管系统”、“VRV系统”三种。全空气系统：该系统的优势在于能够实现全新风的空调工况及通风工况。其缺点是需要设置较大的空调通风机房，占用宝贵的地下空间，增加土建费用；风机盘管系统：该系统由风机盘管加新风空调组成。该系统新风处理机及排烟风机所需的机房面积比全空气系统要小的多，有条件的甚至可以利用走道的吊顶空间而无需机房。因此，该系统有利于节省地下空间的面积；VRV系统：VRV系统室外机可设置在室外，不需在站内设置机房。但受工艺要求，该系统需要的冷媒管长度均应控制在100m内，在很大程度上限制了它在地铁中的使用。
各种实验数据表明，在新建地铁项目的小系统中全空气系统为首选；而对于改造项目，宜采用VRV系统；风机盘管系统只有在一年四季比较炎热的地区使用。在选定采用何种小系统外，为节省土建建筑面积，其关键在于优化功能房间组合，尽量减少小系统机房数量。 （2）空调冷源及水系统
空调冷源及水系统包括分站供冷、集中供冷两种。采用分站供冷，需要在车站内设置100m2左右的冷凍机房，地面设置冷却塔。若采用集中供冷则可以省略冷冻机房及冷却塔。车站空调冷源及水系统是采用集中供冷还是分站供冷，应视全线地面条件而定。总之，在方案设计阶段，首先应该根据车站具体情况选择通风空调系统。在拟定通风系统后，应尽量优化环控机房的布置，缩减车站规模。
3.1.2供电系统
供电系统在车站中所占比例比较大，但是这种系统具有相对稳定的特性，为了节省车站内部空间，可以优化方案进行房间整合，进行集中布置，节省规模，从而减小地铁车站规模，降低造价。
3.2综合管线的问题
综合管线是各专业设计中都要尤其注意的一点，只有在设计时充分考虑各专业管线间的空间位置关系及路径，合理布局、统筹规划才能确保建筑空间合理分布，保证管线安装及设备运输路由顺畅。尤其对于断面为拱形的暗挖车站，其综合管线设计对空间合理化利用的要求更高，管线分布是否合理决定了地铁车站是否能够有效节省空间、降低造价。
3.3车站规模控制
以近期6A编组，预留远期8A编组条件的车站为例，站台宽度取12m，有效站台计算长度为186m，一般降压变电所车站长度240m，混合牵引变电所车站260m，但地铁车站受地面建筑物、地下管线、地下构筑物影响，一些车站很难做到标准布置，车站长度受限，因此车站站台两端的设备管理用房，必要时可伸入有效站台计算长度内，但不宜超过半节车厢长度，如长度必须超过半节车厢长度时（ 不能超过一辆车的长度） ，侧站台设计宽度不应小于乘降区计算宽度加0.6m通行宽度，同时应设置不小于2.4m净宽的横向联络通道，用房端部距梯口的距离不小于8m。
地铁车站一般都设置区间人防隔断门。信号机安装在行车前方5m位置，人防门设置需满足完全开启后最突出边缘大于信号机至有效站台端部距离。若人防隔断门布置在小端，人防隔断门和有效站台的距离一般不小于7m，此距离控制车站小端规模。
3.4车站公共区布置
地铁作为交通建筑，乘客流线是否顺畅是评价其功能好坏的重要指标，这两条线特别注意对公共区的设计。在车站方案设计过程中，没有教条的应用客流预测成果，而是充分考虑远期不可预测客流的变化和各种突发客流，公共区布置除满足高峰客流要求外，还应满足事故发生是紧急疏散乘客的需要。
根据地铁运营经验，楼扶梯是乘客进出站瓶颈，如果设置不好，会严重影响乘客通行。因此，为适应将来可能出现的客流突然增加，并从公众设施人性化的理念出发，提高车站的服务水平，站厅层公共区标准布置长 117.9 m，设置四组楼扶梯，其中两侧两组设置上下行扶梯，中间两组分别设置上行扶梯和下行楼梯；付费区中部还有设有一部垂直电梯，供行动不便及携带大宗行李旅客使用。进出站闸机和售检票机等设备的布置充分考虑了站厅空间效果、客流量、客流流线、乘客使用频率等因素，为运营管理提供良好的条件。整条线路车站采用内嵌式自动售票机，扩大了非付费区的空间，避免了高峰时段买票乘客排队过长，造成拥堵，还方便了票务管理，提高使用效率。同时在非付费区还设置自动售卖机，方便乘客。
4、结束语
暗挖地铁车站能够有效降低施工成本，帮助我们减少繁华地带的地铁车站施工占地问题，减少对周围人们生活的影响，是我们应该支持的建筑方法。地铁在我国越来越重要，许多人出行已经离不开地铁，它方便了我们的日常生活，也有效地缓解了交通压力，我国应该继续支持地铁车站的技术发展，加大研究力度，争取在施工工艺与节约成本方面进一步提升。
参考文献：
[1]地铁车站设计主要原则及内部布局要素分析[J].韩晶晶.中国新技术新产品.2017（19）.
[2]暗挖地铁车站通风系统的布置与风道的设计研究[J].童利红，孙为东，孙俊利.隧道建设.2015（01）.
（作者单位：中铁第六勘察设计院集团有限公司1 中交第二公路勘察设计研究院有限公司轨道分院2）