6．1 地铁车站合理型式
6.1.1概述
1956年我国开始研究北京地铁的建设问题。当时苏联政府派来了以谢苗诺夫为首的地铁专家组，因此，地铁建设的模式完全是莫斯科地铁的翻版，平均埋深在30M以上，车站型式以钢筋混凝土的单层三拱塔柱式为主，并按此种建设模型在北京木樨地附近开挖了一座深达60M左右的试验竖井。而后中苏关系恶化，撤走了专家组，北京地铁的建设只能自力更生，立足于国内技术力量和施工能力。所以，北京地铁一期工程采用了二战前西方修建地铁的模式，即浅埋明挖的建设模式，大部分车站的覆土厚度约为2—3M左右，车站型式主要为单层三跨岛式车站，局部为一层半(站厅)，部分客流小的车站为单层侧式站台，管理和设备用房基本在地下。区间隧道为明挖双跨矩形框架。此后，北京地铁二期工程也是采用此种模式。此种车站形式结构简单，施工方便(因基坑浅)，建设规模小，投资低，但使用和管理略有不便。
20世纪70年代修建的天津地铁一号线为了节省投资，简化施工，全线均采用浅埋明挖的建设模式，车站为单层多跨框架结构，并采用侧式站台，区间隧道为双跨矩形框架结构。设备和管理用房基本在地面。
1986年上海地铁一号线正式启动，无论是日本国际协力事业或上海地铁公司所提出的工程可行性研究报告中都建议车站形式以双层三跨岛式为主，车站的负一层为站厅层，负二层为站台层，因采用明挖法施工，所以顶部覆土厚一般为1叫M。这种车站形式，使用和管理都较单层式方便，但其建设规模大，投资高。上海一号线车站长度一般都在240M以上，宽度约22M左右，结构高度约为12m左右。这种双层式车站最早由新加坡地铁提出，因新加坡为软土，地面建筑物密集，区间隧道必须采用盾构法施工，因此，区间隧道埋深较大。所以车站线路的埋深也必然加大，采用明挖法施工时，基坑开挖较深，若采用单层式车站不仅要回填很厚的土方，而且也增加了结构顶部荷载，因此，采用双层式车站就顺理成章。上海的工程地质和水文地质条件与新加坡有相似之处，因此，采用这种车站形式亦是合理的。此后修建的上海地铁2号线、广州地铁一号线、北京地铁复八线等也都采用双层车站形式。随着城市车辆的急剧增加，地面交通流量增加，有的地段不允许中断交通， 1986年后，北京出现了暗挖法施工区间与车站，从而地铁结构出现多跨拱式结构，使施工难度、工期、投资大为增加。
此外，还存在一个很大的难题，就是有折返线或停车线的车站，车站本身不存在什么问题，而是包含折返线或停车线地段采用什么形式的问题。如地层比较稳定，地下水压和水量都不大时，可采用暗挖法施工，理所当然，折返线或停车线地段可采用单层结构。
如在不稳定地层，为了减少施工的风险，常与车站一起采用明挖法施工，必然也就采用双层形式，这里就存在着折返线或停车线上面负一层的利用问题。如上海地铁一号线徐家汇车站，在折返线上面的负一层用作为商场。广州地铁一号线芳村站，折返线上面的负一层则作为停车场。
最近施工的南京地铁一号线和广州地铁二号线，其车站形式根据地物、地貌条件又有了新的发展。如南京地铁一号线南京火车站，因为地铁车站需横穿南京8股铁道，其1／8股道是京沪直通线，任何时候都不允许中断。因此，车站采用明挖法是绝不可能的，采用暗挖法在铁路下修建双层三跨车站(因客流量大)施工难度和风险太大，经过多方案比较，决定车站两端采用明挖法修建两个独立的带站厅层的双层结构，而穿越铁路股道部分则采用暗挖法修建两条带侧站台的隧道，其间用横向通道相连，形成又分又合的站台层。这种车站形式既满足了客流大的要求，又解决了穿越铁路不能明挖的困难。困为两条车站隧道的直径相对来说不大，约8M左右，并有较大的净距(等于或大于1倍洞径)，施工难度和风险相对较小，目前正在施工。广州地铁二号线的越秀公园站和江南新村站、北京地铁五号线东四、崇文门等站因为马路不能中断，也是采用这种结构形式，广州二号线的车站已顺利建成，北京五号线正在施工，其运营效果目前尚不能确定(因未通车)，但对降低投资和减少对城市生活的影响，其效果是显然的。
最近施工的一些地铁线，在地物和地貌条件允许情况下，也有采用明挖单层侧式站台的车站，如需将设备和管理用房全置于地下，则车站宽度必然很大，除非可采用放坡明挖，否则其投资也不会低很多。
近几年，由于城市范围迅速扩大，与城市副中心、卫星城联络的要求，出现了一批中等运量的地铁和轻轨线路，如北京城市铁路，上海辛闵线、明珠一期、大连、长春轻轨等工程。这些工程大都不在闹市区，沿线道路红线又宽，或规则已留路基等条件，故线路敷设在地面和高架桥上，出现了各种地面、高架区间、车站结构形式，并使工程造价大为降低。
6．1．2 合理车站型式的确定
地下铁道是一种规模浩大的交通性公共建筑，地铁车站是地下铁道系统中一个很重要的组成部分，凡是乘坐地铁的人必须经过车站，因此它与乘客的关系是极为密切。同时地铁运营中的大部分技术设备和运营管理系统都设在车站内，对保证地铁安全运营起着很关键作用，所以车站合理型式的确定，会直接影响到地铁系统的功能、造价、服务水平、社会效益和经济效益。
6．1．2．1 地铁车站设计理念
随着国民经济的迅速发展，人民生活水平得到很大的提高，乘客对出行的要求也越来越高，热切期望发展快捷、安全、舒适、环保的地铁，同时对地铁管理也提出了更高的要求。在确定合理车站型式时，首先要确定一个好的设计理念，因此，地铁设计中提出了“公众地铁”，“绿色地铁”，“人文地铁”，“经营地铁”的理念。
(1) 公众地铁的理念——以人为本、创造良好、舒适的乘车环境、满足普通乘客、老年人、残疾人、孕妇、儿童等不同层次乘客的各种要求。
(2)绿色地铁的理念——人与自然共生，创造可持续发展的生态交通系统，在预防噪音、振动、有害物质排放等生态、环保方面满足乘客和沿线居民的要求。
(3)人文地铁的理念——突出城市历史、文化、艺术特色，融人文环境、地域历史于车站设计之中，创造具有地域特色的交通建筑满足乘客文化深层次的要求。
(4)经营地铁的理念——努力降低造价、降低运营成本，并努力创造可经营资源，增加地铁运营之外的收入，以降低地铁票价，吸引更多的乘客，满足乘客的经济出行。
地铁设计理念的提升是我国地铁建设越来越人性化的体现，经营地铁理念的提出是地铁传统管理模式的突破，是使我国地铁建设事业走上可持续发展道路的基础。
6.1.2.2车站形式与周围环境的协调
地铁车站按照其所处位置不同有高架车站、地面车站、地下车站之分。高架车站、地面车站因其建筑体形庞大，对周围环境影响很大，地下车站虽在地下，但其出入口、风亭仍然在地面，因此车站的设计必须适应地面环境，·与周围环境融为一体，相互协调。有条件的地方还要考虑提升当地环境的品位。
在车站总平面布局时，应充分考虑城市规划，城市交通规划、周边环境、车站功能、施工方法等因素的影响，妥善处理好地面交通、地下管线及地下构筑物的关系，以维持和发展生态环境的需要。
地铁出入口、风井是车站的重要组成部分，也是车站中环境景观最有影响的部分，尤其是在人流密集的繁华市区，出入口、风井、残疾人电梯等地面建筑设计的成功与否，直接关系到城市景观形象。
上海地铁徐家汇站，广州地铁公园前站，南京地铁新街口站等地处商业中心，其车站总体布局除满足了地铁车站功能要求外，又进行了商业开发，与地区商业中心遥相呼应，出入口、风亭与周围建筑物合建隔入了城市环境，又为乘客提供了方便；个别不合建的出入口、风亭也因地制宜在造型上用现代处理手法，体现了时代气息：北京地铁天安门东站、西站出入口采用了古建筑形式，在红墙的衬托下，古色古香，突出了民族风格与现代建筑相协调的效果：北京地铁西单站站位经过多方案反复比选，确定在十字路东侧，为施工创造了方便，同时，出入口与过街人行道合建，即方便乘客过街，又方便乘坐地铁。该站出入口多处为敞口形式，沿街看不到地铁出入口风雨亭，使其对沿街景观的影响降到了最低限度。
车站与周围环境的协调，与地区开发相结合，为地铁建设与周围景观带来良好的社会效益和经济效益，使各方都得到“双赢”的成果。
6．1．2．3 车站内部环境及功能要求
车站内部环境及功能设计应遵循下列原则进行：
(1)地铁车站空间是地铁环境空间的延伸、继续与发展。地下车站既与上部地区、街道、建筑、道路和空间环境相呼应，又要打破地下空间沉闷、压抑、昏暗的感觉，力求创造出区别于地面、优越于地面的地下空间环境。
(2)车站设计力求达到安全、实用、经济、美观，突出交通性建筑，满足使用功能，方便乘客集散，为乘客创造舒适环境，确保安全，有利于运营管理。
(3)在突出交通性建筑的特点：速度、次序、安全、识别性的同时，把车站设计成具有地域艺术风格，简洁、明快、舒适、富有时代感的地下交通城。
(4)正确处理好整条线各车站的共性与个性。既要相互呼应，形成一体，又要避免雷同，各具特色。其建筑技术、建筑构造、建筑材料、设备等尽可能采用新的技术成果。
(5)充分利用城市的地下空间，提高城市活力，进行城市三维空间的主体开发，为地铁创造可经营资源，以增加地铁收入。
目前各城市地铁的车站建筑设计装修、出入口、风亭的设计，逐步按照上面原则进行实施，创降低地铁造价及工程建设管理等若干问题的研究造了一批功能齐全、环境舒适、美观大方的车站。
6．1．2．4 车站建筑总体设计
车站建筑总体设计要求如下：
(1)车站是地铁乘客集散和乘车的场所，因此地铁车站建筑和设计应体现地铁交通功能的特点。
(2)车站总体设计应满足线路设计要求，便于乘客在地铁和地面公共交通之间的换乘，同时与地面建筑规划相协调。在确定站址时，应对该地区的地下管线、工程地质、水文地质条件、地面建筑的拆迁、改造的可能性、地下构筑物之间的关系等作综合考虑。应尽量减少房屋拆迁、管线迁移和施工时对地面建筑物、地面交通及市民影响。
(3)车站规模应根据近远期预测客流的集散量和车站本身行车管理、设备用房的需要确定。其站厅(公共区)、站台(公共区)、出入口通道、楼梯口、自动扶梯、售检票机口等均要与该站客流通过能力相应，同时满足事故紧急疏散客流的需要。
(4)设计客流按远期高峰小时的客流量，并考虑高峰小时内客流的不均匀性，计入超高峰系数1．2 —1．4。一般按甲级、乙级、丙级站1．2—1．4，至于处于突发客流较大的车站视实际情况而定。
(5)车站防灾设计要满足《地下铁道设计规范》第十二章及《地铁快速轨道交通工程项目建设标准》第八章之规定。车站若考虑平战结合，能满足按相应防护等级进行平战转换设计条件。
(6)考虑与其他轨道线路的换乘位置。并选择合理的换乘方式。换乘方式可采用站台之间、站厅之间、通道换乘。对换乘站宜按一次规划设计，分期实施，留置切实可行的接口。换乘车站设计时，换乘设计的通过能力需满足远期换乘客流的需要。
(7)为降低地铁造价，；在满足城市地下管线最小空间前提下，车站埋设深度尽量减少。必要时可将站厅分段设置。
(8)站厅、站台、管理用房、服务用房根据专业用途、相互不干扰、方便管理、经济合理等要求，进行总体布置，保证车站总体功能的发挥。
6．1．2．5 地铁结构与工程地质、水文地质、施工方法的适应性
地铁结构根据其线路位置不同，分为高架结构、地面结构和地下结构。高架结构、地面结构与地层有关系的只是结构基础形式，一般采用天然地基和桩基两种，工程地质应对措施已有成熟的经验。地下结构则受工程地质、水文地质影响极大。
根据地层成因不同，有的属松散地层，有的属岩石地层。围岩分类划分为六类，不同地层，作用于地下结构的地层压力不同，也影响到施工方法不同，直接影响到地下结构形式的选择，一般情况下，埋深较浅，且在松散地层内的地下车站采用明挖施工，结构形式为单层或多层的单跨、多跨框架形式，埋深较大的地层中要充分利用围岩成拱的条件，或加固地层人为制造成拱条件，发挥地层的承载拱作用，采用矿山法施工，将结构设计成拱形或圆形。不同的结构形式采用不同的施工方法来实现，而施工方法反过来又影响结构形式，两者相互影响又相互这应，另一方面工程地质、水文地质也影响施工方法，所以结构形式与施工方法、工程地质、水文地质密不可分。施工方法根据线路埋深、地质条件、当地环境来选择，主要有明挖法、暗挖法两大类。
明挖法有施工作业面多、速度快、工期短、易保证质量、工程造价低等优点。在地面交通和环境允许的地方，应尽可能采用。明挖法又可分为明挖法顺作法，盖挖顺作法，盖挖逆作法，盖挖半逆作法等，后3种方法又可统称为明挖覆盖施工法。
sMw工法在南京地铁施工中有了新的突破，其基坑开挖深度已发展到17。6m，内插的工字钢可多次使用，从而使造价大大降低，据统计，南京地铁一期工程中，sMw桩造价已降到1100ji／m3，逆作法等，后三种方法又可统称为明挖复盖施工法。明挖法适用于埋深较浅的任何地层。 由于城市交通日益拥挤，地面交通十分紧张，如果明挖的施工方法受到很大限制，则可采用明挖复盖法施工，以减少施工对交通和城市生活的干扰。
