地铁枢纽（精选5篇）
地铁枢纽 篇1
2010年10月底前, 沈阳地铁一号线将试运营。公交与地铁如何接驳备受市民关注。来自沈阳市交通局的信息表明:今年“十一”前, 沈阳将筹建20个公交、地铁零距离换乘枢纽, 实现公交与地铁之间良性互动。
在现代化轨道交通城市, 地铁与公交如同一个人的两只手臂, 二者只有协调发展, 才能催生城市快速前行。目前在沈阳近200条公交线路上跑行的近5000辆公交车, 与沈阳地铁一号线贴上边的公交线路有几十条, 达近千辆公交车。市交通局表示, 作为常规地面公共交通的发展重心应以地铁为核心, 尽量向其靠拢, 发挥地面公交灵活等特长, 将乘客吸附到地铁出入口, 减少地面拥堵。
目前全长28公里的沈阳地铁一号线拥有22座车站, 为了方便市民换乘, 市交通局开始筹划地铁与公交之间的换乘, 计划今年适当建设至少20个公交地铁换乘枢纽, 有针对性地延长、改线或建新换乘枢纽。
沈阳市建设公交地铁换乘枢纽的做法是仿照新加坡的公交建设, 新加坡在地铁公交枢纽站旁设置一张详细的换乘查询地图让乘客能轻易找到目的地。另外, 新加坡的公交地铁换乘站都具有综合功能, 有的与写字楼结合, 有的则在商场内部。购物、餐饮、办公多项功能集合一处, 极大方便了乘客, 也充分利用了地铁的人流商机。
地铁枢纽 篇2
近年来,一些学者对临近、紧邻或紧贴既有地铁车站的施工影响问题进行了研究[1,2,3,4],取得了一些有益的成果。但到目前为止,还没有一套成熟的理论对该类问题进行准确的预测。本文拟结合北京某地铁工程实例,采用三维数值分析程序对典型的施工步骤进行全面的仿真模拟,通过计算、分析、比较,研究地铁换乘枢纽后建车站施工对既有运营地铁车站结构及轨道变形的影响,为工程设计与施工提供参考。
1 工程概况
北京地铁宋家庄站为既有5号线、10号线二期、亦庄线三线换乘车站,该站是北京现阶段最大的地铁枢纽站。5号线车站现已投入运营,与新建10号线二期车站平行换乘,与新建亦庄线车站T形换乘,三站主体均为地下2层现浇钢筋混凝土箱形框架结构,车站基坑深度约为15.7 m,三站围护结构除10号线二期车站局部采用钻孔灌注桩+3道钢管内支撑体系外,其他均采用钻孔灌注桩+3道预应力锚索体系。三站建成后将形成相互连通的大型换乘体系。
2 数值计算及分析
2.1 数值计算模型
结合本工程的实际情况,计算模型上边界取到地表,竖向共取40 m,宽度取166 m,纵向考虑车站长度和边界效应取332 m,建立的有限元计算模型如图1所示。
地表取为自由边界,其他5个面均采用滚轴约束。模型中采用实体单元模拟地层,板单元模拟围护桩、车站底板、中板、顶板与车站边墙,植入式桁架单元模拟预应力锚索,梁单元模拟车站柱子与横撑。计算中采用不同的本构模拟不同的材料,对于围护桩、车站底板、中板、顶板与车站边墙、预应力锚索、车站柱子与横撑等应用线弹性本构,而各层土体采用莫尔—库仑(M-C)本构。地面超载按20 kPa考虑。
数值分析中按施工实际逐步模拟基坑开挖、安装与拆除锚索(架支撑)、主体结构施作、覆土回填以及临时隔墙的破除等施工过程,基坑开挖及车站主体施工考虑分段实施、流水作业,模型仅分析10号线二期先于亦庄线实施工况。为了对后建车站施工过程中既有地铁结构的变形有较全面的了解,计算中沿既有5号线车站纵向选取15个横断面,每个横断面上选取6个计算点,见图2,同时,为研究地铁轨道的变形,沿左、右线轨道方向分别取51个计算点。则显示,受基坑开挖、单侧卸载的影响,既有5号线车站结构在只有单侧基坑开挖的区段水平位移较大,而在两侧都有基坑开挖卸载的区段既有结构的最终水平位移很小。
2.2 计算结果及分析图3,图4分别给出了既有5号线结构受10号线二期及亦庄线车站施工影响后的竖向及水平位移的变形云图。图3表明,受基坑开挖、土体回弹的影响,临近新线基坑开挖部位的结构底、中、顶板竖向变形较大,而远离基坑开挖的结构竖向变形较小;
通过将模型中各断面计算点在不同施工步骤下的竖向位移及水平位移整理成曲线进行分析、比较,可以得到两种最具代表性的工况,即工况一:只有10号线二期侧进行基坑开挖及结构施作;工况二:既有5号线两侧均进行基坑开挖及结构施作。
工况一中,紧邻10号线二期基坑开挖侧的4,5,6点结构竖向变形较大,最大达到了约7 mm,而远离基坑开挖侧的1,2,3点对应的结构底板竖向变形相对较小,约0.5 mm。施工过程中,由于基坑开挖取土卸载,坑底土体回弹,引起邻近既有5号线结构上抬,竖向位移逐渐增加,但随着结构底、中、顶板的施作以及覆土的回填,结构及覆土自重使坑底土体重新压缩,既有5号线结构的竖向位移又逐渐减小,后期其他区段基坑及结构的施工对结构变形影响很小,直至预留临时隔墙(参与受力)的破除,由于车站结构的平衡被打破,顶板在覆土作用下有向下的变形,而底板在地基反力作用下隆起量有所增加。从既有车站结构的水平变形来看,各点的整体变化趋势类似,且各点的水平位移增加主要集中在新线基坑开挖过程中,随着新线结构的施作及覆土的回填,由于新老结构形成同一整体,共同承受两侧的土压力,既有结构的水平位移逐渐趋于稳定,整体看来,1,2,3,4点的水平位移均较小,而5,6点的水平位移相对较大,其中5点的水平位移最大,为5.8 mm,这说明土压力引起的结构侧墙弯矩最大出现在中板附近,这与结构内力计算结果是吻合的。
工况二中,既有结构的竖向及水平变形规律与工况一基本相似,区别在于亦庄线车站基坑开挖及结构施作对1,2,3点的竖向变形及水平位移影响较大,即在亦庄线车站基坑开挖步序中,1点竖向位移迅速增大,最大达到6.3 mm,由于2,3点距亦庄线基坑较近,竖向位移也较工况一要大,约为1.3 mm,相应4,5,6点的最终竖向位移为7.1 mm;既有结构水平位移量在亦庄线基坑开挖步序中有迅速减小的趋势,且各点的最终水平位移量均相对较小,最大为1.5 mm。
沿左、右线轨道方向所取计算点的竖向、水平位移曲线表明,右线轨道(临10号线侧)的最大竖向变形约为1.13 mm,轨道的最大隆起位置处在车站的端头,左、右轨的最大差异沉降约为0.1 mm;左线轨道(临亦庄线侧)的最大竖向变形约为1.5 mm,轨道的最大隆起位置处在5号线两侧均有基坑开挖施工的区域,左、右轨的最大差异沉降约为0.3 mm;左、右线轨道的最终水平位移与车站结构的整体水平位移基本相似,轨道最大水平位移约为3.2 mm,且左、右轨间的最终水平位移差很小。
3 结语
基于Midas-GTS软件,通过建立模拟新线地铁施工过程的三维模型,分析了地铁枢纽后建车站施工对既有运营地铁车站产生影响的工程实例,得到了如下几条结论:1)地铁枢纽后建车站施工对既有运营地铁车站结构及轨道会造成一定的影响,影响的大小与基坑开挖面距既有车站结构的距离及对称性有关。2)新线基坑开挖及主体结构施作采用分段推进的施工工序对控制既有结构的变形是有利的。3)及时回筑新线主体结构可减小既有结构的水平位移及竖向变形。4)既有地铁车站预留与新线的临时隔墙(参与受力)的拆除对既有结构的变形有影响,施工中应得到重视。5)既有地铁车站结构在新线车站施工过程中的水平位移以中板区域最大,底板处最小。6)双侧对称基坑开挖对控制既有结构的变形有利。7)新线地铁施工对既有地铁车站轨道的影响与轨道距基坑开挖面的距离成反比,且轨道水平位移的特征与主体结构的变形基本一致。
摘要：以北京某大型地铁换乘枢纽站工程为背景,运用Midas-GTS软件建立三维数值分析模型模拟新线车站基坑开挖及主体结构施作过程,通过计算得到了后建车站施工对既有运营地铁车站结构及轨道变形的影响,分析表明,施工影响的大小与基坑开挖面距既有车站结构的距离及对称性有关。
关键词：地铁枢纽,后建车站,既有运营地铁,变形,数值分析
参考文献
[1]姚燕明,周顺华,孙巍,等.坑底加固对平行换乘车站基坑变形影响的计算分析[J].地下空间,2004,24(1):7-10.
[2]曾远,李志高,王毅斌.基坑开挖对邻近地铁车站影响因素研究[J].地下空间与工程学报,2005,8(4):642-645.
[3]姚燕明,孙巍.深基坑开挖对共用连续墙的既有车站结构内力影响的空间分析[J].岩土工程学报,2006,28(sup):1411-1414.
地铁枢纽 篇3
地铁交通是城市公共交通的骨干系统, 其骨干客运地位的实现是需要与地面国铁火车站、常规公交等系统的有效配合, 以及客运交通方式衔接的合理性, 对城市交通网络的正常运转及运营起决定作用。
其中与国铁火车站换乘接驳的地铁车站是城市地铁交通工程中的重要节点, 地铁与铁路客运站连接, 形成交通网络, 加强城市与周边地区的联系, 是构建城市区域综合交通枢纽、物流中心的重要组成部分, 对于推进城市经济圈的建设也起着促进作用。
为此, 本文通过对我作为总体设计的成都地铁1、2号线工程的四座不同形式换乘站的归纳和总结, 寻求解决问题不同的思路与途经, 探讨与国铁火车站特点相适应的地铁车站合理、可行的换乘交通接驳形式。
2 换乘交通接驳形式实例
2.1 成都地铁1、2号线概况
成都地铁1号线呈南北走向, 贯穿成都市城区的南北, 为南北方向主干线, 串联了城市新老城区中心和南北两端新发展区, 其中一期工程北起红花堰站北端, 南止于新会展中心, 线路全长18.5km, 全部为地下线, 共设车站17座, 其中与国铁成都北站和成都南站换乘。本工程2010年9月底建成试通车后, 减少了地面交通压力, 较大程度缓解了沿线区域交通紧张矛盾, 改善了居民出行条件和乘车环境。
成都地铁2号线全长44km, 共设车站33座, 为西北-东南向骨干线, 西北部起于犀浦, 西北部主要串联了茶店子客运站和蜀汉路、黄忠大道片区, 中连天府广场和青年路、锦江街及CBD地区, 东南部达龙泉组团的龙泉驿区的音乐广场。一期工程于2012年9月底建成通车, 西延伸线于2013年6月底建成通车, 东延伸线将于2014年中建成通车。其中与国铁新客站———成都东客站、成灌铁路犀浦站换乘。
2.2 火车北站
本站位于拟改建的成都火车北站站前南广场南侧地面下方, 大致呈东西走向。本站为地铁1、7号线的换乘站, 与已建成的地铁1号线车站在此呈“十”字型相交, 1号线车站位于站前南广场东侧, 北偏东方向布置;7号线车站位于站前南广场南侧, 呈东西走向;1号线与7号线车站换乘方式采用短“十”字型的站台对站台直接换乘节点形式。1号线在上, 为地下二层13m宽岛式站台车站;7号线在下, 为地下三层13.8m宽岛式站台车站。
地铁火车北站总平面布置见图1所示。
(1) 车站在线网中所处地位
从成都市轨道交通整个线网的形态以及1号线、7号线所处的位置判断, 1号线是成都市轨道交通线网中的骨干线, 呈南北向正穿成都市, 与7号线发生两次换乘。7号线是成都市轨道交通规划线网中的一条环线, 其主要功能是收集与疏散地铁线网中客流, 使整个地铁网络形成一个有机的整体。因此1号线和7号线火车北站的客流构成主要是其自身收集的客流与国铁之间的换乘量为主。
(2) 进出站客流
火车北站地区是成都市现阶段对外最大的陆路交通枢纽, 周边有五块石长途汽车客运站、公交站场等, 另外还有成都市最大的商品集散地———荷花池商业片区, 因此地铁火车北站应为其提供最便捷服务。
而其中国铁成都站改扩建工程, 将现有铁路客运站从6台10线扩至10台18线、站房面积扩至8万m2的规模, 改扩建后的铁路客运站近期 (2020年) 年旅客发送量为3768万人, 远期 (2030年) 5371万人, 旅客最高聚集人数为20000人 (现铁路火车北站旅客最高聚集人数为7000人) 。
(3) 换乘功能
与国铁的换乘:待铁路火车北站站房改扩建工程及站前地下广场实施后, 地铁火车北站站厅与铁路地下一层出站大厅同层, 由于距离铁路火车站出站厅有一定的缓冲距离, 能较好适应火车站人流量大且具突发客流的特点。
地铁7号线与1号线的换乘:通过站台层的换乘楼梯实现站台对站台的直接换乘, 换乘方便快捷, 对铁路旅客换乘地铁的影响小。
从以上客流分析可以看出, 确定地铁车站站位位于铁路站前广场地下, 与国铁客流通过出站通道换乘接驳 (待铁路火车北站站房改扩建工程及站前地下广场实施后与地铁站厅同层换乘) , 1号线和7号线通过岛~岛“十”字节点换乘方式是合理的。
地铁火车北站车站效果图及1号线车站实景图见图2所示。
2.3 火车南站
本站位于国铁火车站成都南站房西南侧地面下方, 大致呈东西走向, 为地铁7号线火车南站, 与已建成并试运营的地铁1号线车站呈“T”字型相交, 1号线车站位于人南立交及国铁火车南站站房西侧, 铁路股道西南侧, 车站大致呈南北方向布置;7号线车站位于国铁火车南站站房西侧, 呈东西走向, 垂直于1号线布置;1号线与7号线车站换乘方式采用“T”字型站台对站台直接换乘的节点形式。1号线在上, 为地下二层13m宽岛式站台车站;7号线在下, 设计为地下三层中间9.8m岛式站台与两侧6.05m侧式站台的一岛两侧站台车站。
地铁火车南站总平面布置见图3所示。
(1) 车站周边交通设施客流分布分析
国铁客流:建于地铁车站站位东侧的铁路成都南站是整个成都市域交通规划中仅次于成都北站、双流国际机场、成都东客站三大综合客运枢纽的第二层次客运枢纽, 是目前成都铁路枢纽的两个主要的客运站之一, 也是成绵乐铁路客运专线中间站, 预测日旅客发送量近期39038人, 远期47931人, 高峰小时旅客发送量近期为4267人/高峰小时, 远期为5301人/高峰小时。
公交客流:位于地铁车站站位西南侧的火车南站城市综合交通换乘枢纽是南部城区重要的公共交通节点之一, 是地铁、公交、出租车“无缝对接”零距离换乘的交通枢纽工程, 设计公交发车班线12条, 预测日旅客发送量3万~5万人。现已建成并开通运营。
(2) 车站地铁换乘客流
7号线火车南站预测设计客流31021人/h, 换乘客流22219人/h, 换乘比例约占71.63%, 且7号线的收集面大于1号线的收集面, 因此在火车南站地铁7号线与地铁1号线之间的地铁客流换乘量将大于地铁与国铁之间的客流换乘量。
故需合理选择地铁车站站位、车站规模及换乘形式, 并兼顾考虑地铁与铁路、公交等交通方式的换乘合理组织站内客流流线, 减少进站、出站客流和不同方向换乘客流的交叉。
(3) 换乘功能布置
从以上客流分析可以看出, 确定地铁车站站位位于国铁火车站和城市公交枢纽之间, 与国铁客流、公交客流通过出站通道换乘接驳 (铁路火车南站站房建成后与地铁站厅同层换乘) ;地铁1号线和7号线车站通过站台岛~岛侧“T”字节点换乘方式是合理的。
因此本站换乘客流主要共三类: (1) 与国铁的换乘客流; (2) 地铁7号线与1号线的换乘客流; (3) 与成都火车南站城市枢纽综合体的换乘客流。
与国铁的换乘:成都南站铁路站房出站口及站前广场地下开发空间将与地铁车站站厅层东端及附属D号通道连通, 实现铁路站房与地铁车站的通道换乘, 由于距离铁路火车站出站厅有一定的缓冲距离, 能较好适应火车站人流量大且具突发客流的特点, 有利于分散铁路与地铁换乘客流, 避免铁路出站客流拥挤在车站换乘区域。
地铁7号线与1号线的换乘:通过站台层的换乘楼梯实现站台对站台的直接换乘, 换乘方便快捷, 对国铁旅客换乘地铁的影响小。
与成都火车南站城市公交枢纽的换乘:枢纽综合体地下通道已与1号线车站B号出入口通道相连, 并已预留与7号线车站通道连接的接口条件, 换乘可通过地下通道直接进入地铁站厅, 也可通过地面出入口进站。地铁与公交客流换乘方便快捷。
地铁火车南站车站效果图及1号线车站实景图见图4所示。
2.4 成都东客站
本站是地铁2号线一期工程的中间站, 同时也是地铁2号线和7号线的换乘站, 位于沙河堡片区的成昆线成都东站股道西侧, 国铁成都东客站的西站房区域。规划沙河堡片区以铁路成都东客站为核心, 范围包括沙河以东、三环路以西、成渝高速城内段以南、老成渝路以北约5.8km2的区域。片区南侧规划为高校园区, 东侧为洪十片区, 北侧为城市综合居住区, 西侧为城市核心区。
本站为地铁2、7号线与铁路的换乘综合枢纽车站, 为了与铁路更好的换乘, 2号线车站站台呈东、西向布置于铁路站房中轴线下地下二层, 7号线车站站台南、北向布置于铁路西站房下地下三层。
地铁成都东客站车站剖面布置见图5所示。
因铁路站房设计采用上进与下出、下进结合方式, 地下一层北侧为出站通道或大厅, 南侧为地下进站及候车厅;地面一层为铁路站台层, 地面二层为高架进站及候车厅, 地铁站厅层与铁路地下一层进出站大厅结合设置, 地铁地面一层为铁路站台层, 地面二层为高架进站及候车厅, 地铁站厅层与铁路地下一层进出站大厅结合设置, 地铁付费区位于地下一层北侧出站大厅与南侧进站候车厅之间的公共区域, 在考虑了7号线站位及与7号线换乘方式的前提下, 2号线车站尽量靠近铁路股道设置。地铁与铁路进出站客流同层换乘, 能有效照顾本站的主要客流, 减少旅客换乘的无序性和走行消耗, 乘客走行距离短, 同时也兼顾了铁路中转客流的换乘, 并缩短了铁路东广场客流的走行距离, 体现“以人为本”的理念。
地铁成都东客站效果图和实景图见图6所示。
2.5 犀浦站
本站位于郫县犀浦镇老区与新区交汇处, 国道317线路边, 西南方临浦发街, 东南方临新街, 北面为犀浦镇政府, 东北面为已建成的万树森林小区, 西面为犀浦老镇区。
本站既是成灌快铁线的中间站, 也是成都地铁2号线西延线的终点站, 成灌快铁和成都地铁在此交汇, 犀浦站将作为一个重要的交通枢纽, 无论对于成灌快铁还是成都地铁都有着举足轻重的地位。
车站设计规模为远期 (2030年) 早高峰小时发送量为13146人, 其中国铁进出站3230人, 地铁进出站9916人。
车站为路侧高架二层双岛式站台、地面站房车站, 站厅层位于站台正下方。站厅分为国铁厅和地铁厅两部分, 两部分站厅仅为区分设备用房和管理界限用, 旅客无论乘坐成灌快铁还是地铁均可通过任意站厅到达站台, 乘坐相应的交通工具, 从而实现了高架同台零距离换乘方式。
国铁厅和地铁厅均采用高效快速进出站的模式, 即每个站厅正中为非付费区, 其两侧为付费区, 旅客通过付费区直达站台乘车;国铁和地铁运营管理及辅助设备用房位于站房两侧, 既保持一定的安全距离避免干扰, 又能相互联系, 数据共享, 为旅客提供更好更人性化的服务。
结合450m长双岛式站台的布置形式, 旅客的使用需求和消防疏散要求, 犀浦站每个站台设置有4组自动楼扶梯组合, 2部无障碍观光电梯, 解决了站厅与站台之间旅客的垂直交通问题。
站台为高架双岛式站台, 国铁线路位于两侧, 地铁线路位于中部, 并在站台范围内划出地铁站台区域。设计综合考虑国铁、地铁及双方换乘客流的远期规划可能性, 站台宽度设计为14.48m。除楼扶梯出入口和无障碍观光电梯外, 整个站台无任何有碍旅客视线的障碍物。雨棚和站台通过设置在站台外的弧形雨棚柱连成一体, 美观自然, 体现了现代建筑结构的极强张力和机械构件美。
犀浦站站台层平面布置见图7所示。
本站为国内第一个国铁与地铁实现同台零距离换乘的车站, 由于国铁与地铁的高架同台零距离换乘在全国并没有先例, 因此如何解决好高架同台零换乘所带来的客流组织疏散、换乘, 运营管理、票面统一等方面均带来了不小的难题。考虑近期国铁与地铁无法做到采用相同的售检票系统, 因此在站台上设立地铁售检票系统及玻璃围栏, 待到远期国铁和地铁的运营管理系统融合一致后, 可将站台上的售检票系统及玻璃围栏全部去除, 从而达到最终理想的国铁地铁高架同台零距离换乘。该换乘模式为全国首创, 为今后国内国铁和地铁的高架换乘模式提供了一个新的成功范本, 达到国内领先水平。
犀浦站效果图及建成后实景见图8所示。
3 分析研究结论
从以上实例可以看出, 火车北站和火车南站与国铁火车站先期均为为出入口通道换乘, 虽然换乘走行距离较长, 但换乘接驳方式布置较为灵活, 对线路及车站站位有较大的适应性, 为国铁火车站站房的规划改扩建条件及预留线路位置有一定调整的余地;而成都东客站和犀浦站均为与国铁火车站同期建设, 因此在换乘方式的选择中尽量选用换乘距离短的同层厅、台的接驳方式, 以达到完善换乘条件、方便乘客使用、降低工程造价的目的。
但同时, 由于地铁车站建筑布置、站址周边环境条件以及其他一些设计边界条件的不同, 与国铁火车站的换乘布置形式及存在较大的差异, 反映出交通接驳形式受限于很多条件, 也从另一个侧面体现了换乘接驳形式的不确定性、多样性和灵活性。
4 结束语
地铁枢纽 篇4
1某大型地铁枢纽站情况
1.1站点概况
该站位于两条大道(N大道、H大道)交汇处地下,为轨道交通3号线和4号线的换乘车站,并结合物业开发共同建设,车站呈“十”字形,车站3号线沿N大道于南北方向道路下方布置,长度488.20 m;4号线二期沿H大道于东西方向道路下布置,长度234.0m。车站为地下3层,总建筑面积5.98万m2,包含车站和商业两部分。地下一层为站厅和商业层约2.38万m2,由进站通道、付费区、部分设备用房和商业区组成;地下二层为侧式站台约2.0万m2,包含站厅和设备间;地下三层为岛式站台1.6万m2。地下二层为3号线轨道线,按6辆车编组;地下三层为4号线二期轨道线,按6辆车编组。
1.2消防设施情况
1.2.1防火分区
整个车站公共区(即整个站厅和站台)划分为1个防火分区,总面积为17 948m2;其余车站管理及设备用房按防火单元进行划分,每个防火单元的面积不大于1 500 m2。商业区分为6个防火分区:每个防火分区的面积不大于2 000m2,库房防火分区的面积不大于1 000m2。
1.2.2安全疏散
该站共设12个地面出入口,5个出口为连接站厅层公共区出入口,其他7个出入口均为商业区出入口。本站设备及管理用房的门至最近的安全出口的距离均小于35m,站台上的楼梯或扶梯保证乘客距最近的楼梯或扶梯小于50m,满足规范要求。
1.2.3消防水系统
地下车站、商业场所设有自动喷水灭火系统和消火栓系统,站厅及站台的消防给水管道在车站两端设竖向连通管,构成竖向立体环状管网。
1.2.4火灾自动报警系统
车站设备、办公用房(设气体自动灭火保护房和水泵房、卫生间除外)、值班室、工具材料库房、公共通道及商业场所设有感烟火灾探测器。站厅、站台超过60m长, 且无遮挡物的空间,设红外线光束或感烟探测器,站台板下电缆隧道设线性定温探测器。设置火灾自动报警的场所,均设置手动报警按钮。
1.2.5通风排烟系统
站厅、站台及商业公共区域内设机械排烟,排烟量按每建筑面积60m3/(h·m2)计算,设备排烟能力按同时排除2个防烟分区烟量配置,并考虑1.1倍的漏风系数。
1.2.6消防供电及应急照明系统
消防设备用电均为一级负荷,自变电所两段母线各引1路电源至设备附近,两路电源在线路末端自动切换, 以实现不间断供电。车站蓄电池室内设车站事故照明电源系统设备,为事故照明和疏散标志照明提供1h工作电源。
2安全评估情况
根据《湖北省火灾 高危单位 消防安全 评估导则 (试行)》相关要求,运用层次 分析法对 站点进行 安全评估。 评估主要围绕三方面展开。
2.1消防安全特性
地铁枢纽站消防安全特性是指地铁站和消防安全直接关联的特性和特质,主要考虑了地铁站特性、地铁危险源情况及地铁人员特性。
(1)地铁站特性。地铁站特性是指地铁的本身使用属性及与消防安全直接相关的结构特性。包括站台布置形式、地铁使用时间、耐火等级、防火分区、防烟分区、防火间距、相邻建筑物火灾危险性、消防车通道、地铁内装饰材料。
(2)地铁危险源情况。地铁危险源情况是指地铁正常使用过程中可能存在的火灾隐患,包括火灾荷载、易燃易爆危险品、电气安装使用维护情况。
(3)地铁人员特性。发生火灾时,人员能否逃生自救往往取决于个体对所处环境的熟悉度以及自身行动能力,所以人员疏散特 性包括以 下几个影 响因素:人群密度、行为能力、安全素质以及对环境的熟悉度。
2.2消防安全配套设施情况
消防安全配套设施是针对地铁站的救援、逃生、灭火等应急措施情况,考虑了消防救援能力、消防设施配备运行状况和疏散逃生设施状况对地铁站安全的影响。
2.2.1消防救援能力
消防救援能力是指地铁发生火灾时,城市消防所拥有的救援力量,包括消防队情况、消防装备能力、公共消防设施以及5min消防时间达标率。
2.2.2消防硬件设施配备运行状况
消防设施配备运行状况,包括消防给水、消火栓、自动灭火系统、消防电源、防烟排烟系统、火灾自动报警系统、消防控制室、消防排水设施等的运行情况。
2.2.3疏散逃生设施状况
疏散逃生设施状况是指地铁遇到火灾或者其他突发情况时,为人员提供通往安全地带的各种基本设施。指标包括疏散通道及楼梯、疏散距离、安全出口、疏散指示标志、应急照明、消防电梯等。
2.3消防安全管理状况
消防安全管理状况包括以下四方面:规章制度及落实、监管情况、火灾突发应对能力、宣传教育培训,每一方面都应按照《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》的要求制定。
(1)规章制度及落实。包括防火安全管理组织机构的建立、消防安全管理制度的制定、火灾事故应急预案的编制、安全操作规程制定。
(2)监管情况。包括内部防火检查巡查、消防安全检查及维护情况、消防控制室运行情况。
(3)火灾突发应对能力。包括灭火和应急预案制定、 灭火应急疏散预案演练、工作人员判断调度能力。
(4)宣传教育情况。包括员工消防安全宣传教育培训情况、消防知识的宣传和普及。
根据对地铁站火灾因素的分析,将各影响因子归入评估体系,然后通过分析各个因素的相互关联及其作用情况,按照层次分析法的递阶层次结构将地铁站风险评估系统分为1个目标层、3个准则层。因每个准则层下面还有比较多的因素,再将这些因素分为一级指标和二级指标(即子准则层和指标层)。该体系比较全面地反映了各个指标在对地铁站进行火灾风险评估时产生的影响, 同时也使较为复杂的评估体系层次分明。
对于地铁火灾风险评估体系,笔者采用综合排序向量的方法计算各类建筑物评估体系的最终指标权重值, 并采用加权算术平均综合向量法,通过计算,最终权重见表1所示。
地铁站火灾风险评估体系中的每一指标的满分定为10分,总得分可根据式(1)计算确定。
式中:MAS(AS,Aggregate Score)为地铁站 火灾风险 得分;Ni为各指标项(Aij、Bij、Cij)的权重值;si为每一指标的得分(满分为10)。根据实际打分对比,现将火灾危险等级分为四档,具体如表2所示。
经过对该站的实地调查,按照地铁站火灾风险评估体系中各指标进行打分,得分情况如表3所示。根据式 (1),求出每项指标与该项指标对应得分的乘积之和,可计算出该站的总得分为7.36。按照表2中火灾风险等级的划分,该站的火灾风险等级为Ⅱ级,消防安全程度良。
从表3可以看出,相连建筑物火灾危险性A17、火灾荷载A21、人群密度A31、消防装备能力B12、消防知识的公众宣传和普及C42这五项的得分最低。
3火灾危险特性
通过安全评估显示枢纽站由于层数多、体量大、功能复杂使它的火灾危险性较一般站点大大增加,且呈现出复合型火灾特性。
(1)可燃物品多,用火用电管控难度大。枢纽站由于有商业场所,可燃物品大大增加,火灾荷载随之增大,加之经营餐饮场所大量用火用电,难以有效管控。一旦发生火灾 ,大量的热烟气很难向外散出,造成内部压力较大,着火点的温度短时间内就能达到800~1 000 ℃,使得周围的商品也十分容易达到燃点形成新的燃烧 。
(2)人员密度 大,易造成疏 散困难。商业场所 中购物、休闲、餐饮人员与上下车人流交织,使人群逗留的时间会更长更集中。在火灾状态下,正常照明被切断,环境中又充满了烟雾,而人员消防知识和逃生技能掌握较差, 更容易引起惊慌、拥挤甚至踩踏,造成疏散困难。
(3)燃烧毒气多,扩散速度快。商品、电缆、装修材料等燃烧会产生大量的烟雾和有毒气体,如氰化氢、二氧化硫、一氧化碳等,由于环境相对封闭,有毒烟雾会很快充满整个地铁站,而当空气 中的一氧 化碳体积 分数大于0.15%~0.2% 时或空气氧体积分数低于14% 时,会引起人的中毒窒息,威胁人的生命安全。
(4)地下情况复杂,扑救难度大。火灾发生后,由于地下高温有毒烟气浓,使扑救人员难以侦察火情、判断火势,及时作出决策;疏散人流方向和灭火救援队伍的行进方向正好相对,救人灭火通道不畅;加之通信联络困难, 各种灭火装备的使用受到很多限制,难以充分发挥作用以及防护要求高等原因造成扑救难度大。
4灭火救援对策
在牢固树立“救人第一”的指导思想、加强消防队伍第一出动、协调社会各种力量共同救援的同时,要针对枢纽站火灾的特殊性,充分发挥固定消防设施和站内工作人员作用,抓住有利时机,及时排烟,内攻灭火,最大限度地减少人员伤亡和财产损失。
4.1火场侦察
消防队伍指挥人员到场后,应立即与地铁站工作人员、相关技术人员及脱险群众取得联系,迅速了解起火站点内部基本情况、起火部位及物品、人员被困位置及可能的救援途径。派出多个侦察小组,从不同方位深入内部, 查明火场态势、被困人员方位、固定消防设施位置及所起作用,为指挥决策提供可靠依据。
4.2疏散救人
采取一切措施,积极疏散和营救被困人员是灭火救援的关键。当初期火灾发生时,车站工作人员要立即放下防火卷帘,将商业场所与站台分离,启动应急广播,组织人员有序疏散。调度通过该站的地铁列车不在该站停留,直接驶离。站台上候车的乘客及工作人员通过站台通往站厅的楼梯及扶梯疏散至站厅层,然后通过站厅闸机疏散到站厅出入口,最后到达地面安全区域。当行驶到站的列车发生火灾时,着火列车一侧的屏蔽门全部打开,列车上的乘客通过屏蔽门疏散到站台,与站台上候车的乘客及工作人员一起通过站台通往站厅的楼梯及扶梯疏散至站厅层,然后通过站厅闸机疏散到站厅出入口,到达地面安全区域。消防队伍到场后,应立即组织精干力量选择在进风口,用喷雾或开花射流降温并驱散烟雾,携带破拆器材和救生照明器材(救生照明线、呼救器等)进入地下建筑内部疏散营救被困人员。
4.3排烟
首先要利用固定排烟设施排烟,车站公共区内共设置6台专用排烟风机,站台火灾排烟时保证站台向上疏散的楼梯口部形成向下不小于1.5m/s风速,所有车站排烟设备保证250 ℃下连续有效工作1h;同时利用排烟机排烟,在上风方向采取正压送风方式向另一出口排烟; 三是利用喷雾水排烟,选择在进风口的一面设置喷雾水枪,下风的一面为排烟口,在排烟时,喷雾水流应将截面积全部遮住,阻止烟气的倒流,排烟时应逐步推进。
4.4内攻
选择火灾的初起阶段和发展阶段适当的时机组织实施内攻灭火。进行内攻 灭火时主 攻口一般 选择在进 风口,进攻作战小组每组3~4人,携带防护、通信、照明、灭火及破拆等器材,利用开花或喷雾水枪交替掩护,形成梯队内攻。进入内部后,应充分利用地下建筑内的固定消火栓及自带设备快速出水灭火、救人。
4.5装备的选择及应用
在灭火救援中,装备的选择、应用十分重要。
(1)排烟器材。固定排烟设施:车站公共区内共设置6台专用排烟风机,3、4号线车站两端对应于每条隧道各设置1台可逆转运 行的隧道 风机 (共8台)和相应的 风阀,车站两端 各设置2台排热风 机,整个车站 共设置4台。移动排烟设施:可选用干粉排烟车、电动排烟机、水驱动排烟机及LUF路虎60雪炮机器人等。
(2)火场供气设备。内攻时,以战斗小组为单位,携带移动供气源做后备气源,同时,配备双面罩呼吸器供救援人员和被困人员同时使用。
(3)移动照明设备。火灾时,地下站台烟雾浓、能见度低,使用普通手持 式强光灯 及蓄电池 式照明灯,功率小、效果差。可选用SFW6120型轻型升降泛光灯,300W功率,体积小、质量轻、便于携带,4.2L汽油可持续供电6h。
4.6个人防护
地铁枢纽 篇5
从国内外城市发展情况来看[1,2],城市未来交通发展方向是以公共交通为主导,以快速轨道交通为骨干,形成多种客运交通方式协调发展的综合交通体系。地铁作为轨道交通的一种典型形式,具有快速、 大量运输、可靠性高、自动化等特点,可以有效疏解城市干道运输中交通拥挤的问题。地铁站点是整个轨道系统的关键节点,其承担着疏解枢纽站点巨大客流的任务,也因此面临艰巨的旅客集散压力。 地铁枢纽站的交通疏解必须依靠一体化的交通体系, 建立多层次、全方位的交通疏解系统,使交通方式之间相互补充,形成良好的衔接,发挥城市综合交通的整体运行效率。
旅客综合集散系统需要从理论和方法上解决客流预测、各种交通方式客流分担、运输方式的集散能力、客运站交通疏解规划设计、城市道路交通疏解布局与协调等问题 , 综合交通疏解系统的研究能够在这些方面提供全面的理论支持[3]。其中,定量的分析尤为重要。本文即从定量的分析的角度,根据一体化交通体系的各组成要素的特性,建立分析模型, 为地铁枢纽站点构建一体化的换乘体系提供定量分析方法。
2.地铁枢纽站交通疏解系统
2.1城市地铁交通枢纽站概述
地铁枢纽是多种交通功能建筑或集交通功能和商业开发功能于一身的建筑综合体。它的交通功能主要体现为对客流的转移与疏散 , 即对客运站的到发客流 , 按不同的目的和方向 , 实现换乘、停车、集散、 引导四项基本功能。
2.2城市地铁枢纽站换乘系统运行条件
交通换乘是指乘客为完成一定出行目的在不同交通方式或交通设施之间搭乘转换的全过程,以及在该过程中所得到的由载运接驳设施 ( 如衔接道路及线路、换乘站场等 ) 提供的交通服务[4,5]。
(l) 换乘过程的连续性
乘客在城市轨道交通与常规公交之间搭乘转换的全过程如图1所示 , 其换乘应是一个完整的连续过程。
1 | 客流换乘示意图
(2) 客运设备的适应性
轨道交通的客运能力、车站站台与常规公交换乘枢纽的容纳能力、车站检票口的通过能力以及常规公交的运输能力要相互适应、协调。只有当各出行环节的客运设备能及时地“消化、吸收”彼此的客流 , 各自的运输能力、容纳能力或通过能力相当时 , 才能实现相互间的交通对接。
2.3城市轨道交通枢纽交通疏解设施
城市地铁交通枢纽接驳换乘设施大致可由交通工具接驳设施、乘客服务设施和信息诱导设施三部分组成。这些设施作为城市轨道交通枢纽接驳换乘系统的有机组成部分 , 相互制约、相互协调 , 充分发挥各自的功能和优势 , 促使系统达到整体功能的优化 , 为实现出行者换乘舒适、安全和换乘时间最短这一总体目标而服务。
2.4枢纽站系统特点
地铁枢纽站是一个由多个要素组成的完成特定功能的系统 , 它不仅具有系统的一般特征 , 同时还具有区别于其它系统的特性。地铁枢纽站系统特性主要表现在以下几个方面:(l) 功能与目标的一致性; (2) 构成和结构的复杂性;(3) 枢纽站与其外部环境具有十分密切而复杂的联系;(4) 综合枢纽站的各个子系统发展不平衡性和技术差异性;(5) 枢纽站具有一定的自适应性和自组织性。
3.地铁枢纽交通疏解模型
3.1模型概述
交通结构的形式与每个出行者的属性或特征(性别、年龄、拥有的交通工具、家庭人口等),交通方式的属性或特征(平均出行时间、等车时间、步行时间、方便、舒适、费用等)和社会经济学变量(收入、职业、文化程度等)有关。非集计模型可以较好地考虑以上因素,为交通需求预测提供更为容易描述交通行为的解决方法。
Logit模型是研究各种交通方式分担比例广泛应用的一种非集计模型。其核心内容是交通效用函数理论。一般把出行者在交通出行时所选择某种交通方式的满意程度叫效用。运输产品效用值定义:以安全、实际运价、速度、舒适、方便、环境影响为内涵,确定效用定义为运输产品效用值。其是反映决策者价值观念的准则。
地铁枢纽交通换乘出行者在选择接续换乘交通方式时 , 总是选择效用最大的交通方式 , 出行者关于每个换乘交通方式的效用值由出行者自身的特点和交通方式的特征共同决定。由于出行者和交通方式的属性变量是通过询问、观测或度量得到,必然与它们的真值之间有差异;有些属性是无法度量的, 如人的性格;有些属性只能用其他变量来代替,如车辆的舒适性。故效用函数表示为效用函数的取值涉及到交通时间、交通目的、交通距离、舒适程度、 私密空间等诸多因素,并表达可以观测到的效用确定项与不可确定的随机因素项(用以总结所有其他无法观察到的影响)之和[6]。
3.2基本定义
选择集合:出行者所有可能选择的交通方式构成的集合称为选择集合,记作S。S={ 地铁、常规公交车、出租车、小汽车、自行车、步行 }。在期望的一日,每个出行者在有限的集合S内仅选择一种交通方式,而选择哪一种交通方式是随机的。
属性或特征:属性或特征包含出行者和交通方式两者的属性或特征,出行者的属性或特征,交通方式的属性或特征和社会经济学变量,记作
效用函数:效用是对各种交通方式的吸引性的一种测度。它是出行者和交通方式属性或特征变量的函数。
式中:
Ui: 第i种交通方式对出行者所构成的效用值;
Vi:第i种交通方式对出行者所构成的可确定的效用;
εi: 第i种交通方式对出行者构成的不确定效用 , 这种效用无法明确计算 , 也因人而异。
3.3模型建立
假设将一个城市有出行能力的居民作为一个总体 , 任何一个人选择第i种交通方式出行的概率为 :不失一般,令从总体抽取容量为n的样本,其中选择第i种交通方式出行的人数或人次 ) 为随机变量,则m维随机为了估计参数时,充分利用出行者和交通方式的属性或特征提供的信息,以及便于对未来的交通结构作预测,将表示为效用的函数。满足效用函数极大,导出条件logit模型[7]。
通过个体出行效用函数:推算得第i种交通方式选择概率
3.4确定效用函数
交通疏解的效用函数反映某种交通方式对乘客的吸引程度。通过实地问卷调查发现乘客在选择交通工具的主要因素为时间和费用,故本文模型主要围绕时间和费用定义效用函数。
(1)时间
时间因素包括:平均换乘时间、等候时间、路途时间。
交通工具用时是乘客考虑的一个重要因素。换乘时间和等候时间反映了交通工具的方便程度,路途用时反映了乘车速度。
式中:
Ti:乘坐第i种交通方式总耗费时间;
T1i:乘坐第i种交通方式等候时间,出租车、私家车不考虑换乘时间设为零;
T2i:乘坐第i种交通方式换乘时间,出租车、私家车不考虑等候时间设为零;
T:乘坐第i种交通方式路途时间,
li:第i种交通方式的运输距离。 :第i种交通方式的运行车速。
Vi:第i种交通方式的运行车速。
(2)费用
乘车费用是乘客在选择交通方式的另一个重要因素。各种交通工具的不同对乘客的新引力不同, 在经济行为下指导人们的选择。费用包括行车费用和附加费用。
式中:
Ei:乘坐第i中交通方式花费;
li:乘坐第i种交通方式的运输距离。
Ri:乘坐第i种交通方式的费率,地铁和公交通采用票制把价格最为最终费用。
Ai:附加费用,私家车停车费用和车辆使用成本费用,公共交通不考虑附加费用。
在建立效用模型中采用以时间和费用的线形函数式,即加法。由以上可以得到出行广义效用函数
其中为常数变量系数w
3.5变量和参数的限制
(1)当i∈s时,对应相同的参数若取值相同时 , 不能在每一个交通方式选择的效用函数中出现。 因此,对自变量必须附加限制条件,要求至少从一个选择效用函数中省略,选择效用函数是任意的。
(2)常变量系数不能同时在每个选择效用函数中出现。限制在m个效用函数中,至多出现m-1个常变量系数。
(3)当时,不同选择的效用函数所包含的同一个变量,它对应的参数允许相同,或不同。
4.杭州东新火车站交通疏解分担率预测分析
杭州东站为华东地区最重要的现代化综合交通枢纽之一,车站等级为特等站,站内汇集高铁、普铁、 专线、地铁、磁浮、常规公交、出租车等多种交通方式和配套服务设施于一体,并可实现立体无缝交通换乘。火车东站地铁站点,在未来将达到如下流量, 早高峰上客量12547人次,早高峰下客量13995人次,全天上客量153009人次,全天下客量151747人次。
4.1基本数据采集
2013年,R—费用率,E—出行总费用,L—平均运距,V—平均速度,T—平均耗时等参数的值如(表1) 所示。
经调研杭州东新火车站高峰小时需要换乘的总人数35620,其中地铁产生9576人,输出10205人; 公交车产生11353人,输出12195人;出租车输入4767人,输出4685人;私家车产生3087人,输出2343人(铁路、客运大巴和磁悬浮客流量输进输出平衡不在此不做分析)。由此调研情况可得到杭州东新火车站现状换乘分担率如 ( 表1) 所示:
4.2参数拟合方法
本文采用最小二乘法对参数进行拟合,其基本原理是成对等精度地测得一组数据x,(i=l,2,…,n),试找出一条最佳的拟合曲线,使得这条拟合曲线上的各点的值与测量值的差的平方和在所有拟合曲线中最小[8,9]。
对于多元线性拟合,设变量y与n变量的内在联系是线性的,即
设X的第i次测量值为对应的函数值为偏差平方和
要使得s取得最小值做如下方程组
即:
4.3参数拟合
已知方程式:
运用式(9)最小二乘法原理进行处理得如下方程组
对调研数据在minitab软件上进行参数拟合,得出入下结果
4.4交通疏解分担率预测分析
随着社会发展和交通政策的改变,预计2018年和2023年各参数有一定变化,其主要变化如 ( 表3、 表4) 所示。
运用建立的模型计算分别获得2018年、2023年交通疏解分担率如表 (5、表6) 所示。
5.结论