轨道交通北客站（北广场）站枢纽换乘型式设计与研究摘要：西安地铁4号线、机场线、地铁2号线在国铁北客站交汇，形成大型综合枢节点。
通过对4号线线路走向研究、比选，提出了北广场设站推荐线路，推荐合理的枢纽换乘方案。
提出了4号线与机场线“同站台”换乘的总体方案；同时对北客站（北广场）与2号线地铁换乘方案进行了研究。
为后续类似枢纽工程设计提供指导及借鉴。
关键词：轨道交通；枢纽；换乘方案；同站台换乘；1、概况西安北站位于西安市城区北部中轴线上，分别距市中心钟楼约12km、行政中心3km、西安咸阳国际机场20km，是国内大型枢纽站之一，设18站台34线，南北分别规划站房及站前广场[1]。
是西安重要门户和交通枢纽。
2011年1月，西安北南站房及南广场投入运营，地铁2号线在南站房下南北向敷设设站，与国铁出站大厅共用，并与2011年9月运营。
2 西安北站与轨道交通接驳存在问题西安北站是中国第一、亚洲最大的火车站，年旅客发送量达到8260万人，旅客最高聚集人数1.8万人[2]。
站点规划中主要存在三个主要问题：1）地铁线网中，只有与运营的地铁2号线与北客站接驳，2号线站点匹配“国铁集散式疏散”[3-4]能力一般。
2）2号线在站厅偏南设置，随着高铁北站房的启用，北广场客流通过2号线换乘地铁路径约460m,对北广场的客流服务便捷性降低[1]，乘客体验感差。
3）2号线在行政中心站可实现与四号线的换乘，进而通过4号线换乘机场线。
但是行政中心至北客站区间乘客，须在2号线北客站下车后，必须出站后再行换乘，出行不便捷，运营服务水平较低。
因此针对轨道交通与国铁之间的大换乘量需求，引入新的线路、站点衔接国铁,是解决枢纽换乘型式的关键[1]，深入、系统的研究换乘设计，设计出设施能力充足、换乘便捷和舒适安全的换乘车站十分必要[5]。
3控制条件分析3.1规划条件西安北站南广场已建成运营，地下空间以出租、长途、社会停车功能为主，北广场后期规划出租、社会停车场、有轨电车及地下商业空间。
3.2地质条件站点范围地质从上至下分别为杂填土、粉细砂、砂层，地下水位约9～11m。
4 换乘方式分类2个站之间的换乘可以分为付费区换乘、非付费区换乘两种类型[6]，关键是如何合理组织和运用[7],分为以下几种型式：5 4号线与机场线型式研究5.1换乘方案研究王仲林、史海鸥针对天河公园站研究分析了单岛、双岛、一岛两侧站台型式，利用Legion软件分析，提出一岛两侧型式方对改善地铁客流组织十分有利[8]。
张浩提出在规划轨道交通之间枢纽换乘时，可采用同台换乘等效率更高的方式[9]。
结合4号线草滩车辆段、机场城际站点布设。
针对4号线与机场城际线换乘型式提出“同站台型”和“节点型”换乘两个思路，共提出了3个线路研究方案。
方案一：北广场东西向布置站点方案，4号线与机场线“同站台单向”“一岛两侧”换乘。
4号线从元朔路站引出向北，沿明光路下穿高铁股道，向东引入北广场设站。
出入段线从北广场接草滩车辆段。
如图1所示。
图1 方案一线路示意图方案特点：该方案4号线线路条件顺直，需要穿越高铁股道区，切割北客站西北角建筑。
但是出入段线约2.3km。
机场线、4号线、出入段线共6线在需在站前交叉分离，线路展线长度制约站位，车站无法设置在北广场正下方，需要偏东设置。
方案基本合理。
方案二：北广场东西向布置站点方案，4号线与机场线“同站台”“双岛四线”换乘。
4号线正线从元朔路引出后，主线引入北广场设站，支线引入草滩车辆段方向，其中主线在北广场与机场城际实现“双岛四线”换乘方案，支线设置站点与机场城际二次换乘后，引入尚稷路站。
出入段线从尚稷路站接草滩车辆段。
如图2所示。
图2 方案二线路示意图方案特点：该方案4号线线路条件顺直，主线、支线需要穿越高铁股道区，主线切割北客站西北角建筑。
虽然出入段线仅0.67km，但是4号线线路总长增加0.97km，增设2座车站，工程投资增加。
机场线、4号线、共4线在需在站前交叉分离，线路展线长度不制约站位，车站可设置在北广场正下方。
方案基本合理，但是投资较高，增加了后期运营管理难度。
方案三：4号线与机场线在北广场“T型”节点布置方案。
4号线从元朔路站引出向北下穿北绕城高速，再向东北方向斜穿绕城高速北侧地块，在南广场西侧路口设站。
之后线路向北转向北客站，下穿北客站站房后，在北广场设站，之后线路继续沿文景路北段向北行进，在与尚稷路路口向西转向尚稷路，在尚稷路与尚宏路路口设终点站尚稷路站，出入段线从尚稷路站接草滩车辆段。
如图3所示。
图3 方案三线路示意图方案特点：该方案4号线线路增加2处350m半径曲线，多处切割地块。
且需要下床已运营北客站站台及雨棚区，下穿站房“零”沉降控制标准高，施工难度大。
虽然出入段线仅0.67km，但是4号线线路总长增加1.17km。
增设2座车站，工程投资增加，方案基本可行，但是高铁站房下施工作业风险极大，不尽合理。
5.2方案比选方案三按照标准“T”型节点型换乘方案设计，灵活预留机场线实施条件，但是曲线较多，运营条件差，下穿高铁站房，站台、道床、钢结构雨棚沉降控制标准高，难以满足。
且在砂层中施工风险极大，不宜采用。
方案二按照“双岛四线”“同站台”换乘方案设计，换乘功能好，但是主线、支线从元朔路引出，引起元朔路站投资增加，四线同时下穿高铁股道区，实施难度增加。
因此，综合考虑投资、实施难度，换乘功能，方案一是理想的换乘方案。
6 北客站（北广场）站总体布局综合考虑四号线、机场线、出入段线展线长度敷设条件，相邻区间制约条件。
确定四号线设置在北广场南侧，机场线设置在北侧，设置成“一岛两侧[10]”型式车站。
经分析2号地铁区间隧道埋设深度，研究了四号线、机场线上跨和下穿2号线区间的两种方案（如图4所示），下穿2号线区间设置，车站基坑达到40m。
降水难度大，对高铁的保护难以保证，施工风险极大，推荐上跨2号线区间设站方案更合理，且减小车站对地面广场景观的影响[10]。
北客站（北广场）站总平面图如图5所示。
图4 四号线、机场线上跨及下穿2号线断面示意图图5 北客站（北广场）站总平面图7 北客站（北广场）站与2号线换乘型式研究7.1换乘方案研究2号线地铁车站设置在南广场站房下方，地铁站厅重心偏南，距离北站房南北长度460m[1]。
2号线北客站出行旅客换乘要换乘机场线去机场方向，必须从2号线出站，走形460m进入北广场购票换乘，对运营来讲容易引起投诉。
或者在2号线行政中心站提前换乘至4号线，再通过北广场换乘机场线。
对乘客要求较高。
为了解决2号线乘客换乘机场线最后“460m”。
提出了“架空廊桥”和“暗挖”通道两个思路。
“暗挖通道”方案即在北客站（北广场）站厅付费区设置连接2号线地铁站台的“特殊”通道，砂层中施工风险高，且长度超过100m[11-12]，在高铁站台区不具备设置消防疏散口条件，消防疏散问题难以解决,乘客体验感差。
“架空廊桥”方案，由于在不破坏国铁站厅原有消防设计的条件下，利用北站房预留的地下通道设置物理隔离，划分付费区连接廊桥通道，非付费区通道，连接至2号线地铁出站厅，相比“暗挖通道”降低了施工风险，消防问题相对简单，更具有可实施性，是最佳理想方案。
如图6所示。
图6 架空廊桥方案总平面图图7 架空廊桥方案示意图7.2 存在问题西安北站已于2011年通车运营，相关设备已过厂家质保期，改造中需要解决好设备更换替代方案，做好设备接口管理。
其次，需要利用天窗期作业，降低对地铁、国铁运营的影响。
再次，需要进一步协调好国铁、地铁建设及运营界面。
最后，结合国铁消防设计策略，重点研究廊桥与国铁出站厅的消防一体化设计工作。
8 结论与建议本文通过对北客站（北广场）换乘型式的分析，认识到地铁换乘站设计要充分结合线路条件、工程风险、换乘功能、投资等因素，确定合理的方案。
以达到“以人为本，换乘便捷”的设计理念。
认识到衔接国铁的轨道交通枢纽车站具有技术复杂、涉及界面多、施工难度大、协调单位多、工程投资大的特点。
“架空廊桥”方案的实施为类似枢纽改造设计提供了思路，达到国内领先水平[13]。
结合设计、施工过程体会，提出以下几点建议：1）轨道交通与国铁枢纽的换乘设计建议从规划层面统筹，结合区域规划做好各条线路接入的预留，适度超前设计，避免工程留下遗憾[1]。
对于已建枢纽站，采用立体换乘方式，打造一体化综合交通体[6]。
2）轨道交通站点换乘应坚持“以人为本、便捷服务”设计理念。
优先选择付费区换乘方案，根据周边环境、站位、站型等进行综合考虑[14]，缩短乘客换乘距离，提高乘客出行体验，提升人民群众幸福感。
3）国铁与地铁管理模式存在一定差异[3]，轨道交通与国铁枢纽“零距离”换乘[5]技术方案需要进一步研究，提高出行效率。
4）地铁消防与国铁消防体系存在差异，轨道交通接入国铁系统消防设计需要专项设计、论证。
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