随着社会经济高速发展, 全国各地城镇化速度越来越快, 超大型城市越来越多, 土地资源日趋紧张;伴随城市土地开发强度的提高, 建设越来越多、越来越高的超高层建筑已不能满足城市开发需求, 城市化的加速发展促使城市地下空间开发利用同步加快发展。我国的城市化发展只有走城市土地资源高效利用与地下空间综合开发的道路, 才能实现可持续发展^[1,2]。

地下空间开发利用包括交通设施、商业设施、城市管廊、防灾建设、军事工程等, 涉及多个领域, 其中地下交通设施建设带动了城市地下空间资源的大规模开发利用, 推进城市规划向地下发展, 为地下商业开发与利用创造了条件。地下交通设施建设首当其冲的是地铁建设, 目前国内有近30个城市进入地铁与轻轨建设的高速发展期。地铁建设受投资造价、运营成本、运力平衡、地质条件等因素限制, 因此在全国绝大多数城市中还是以公交客运作为主要的公共交通方式。以公共交通为发展导向, 在地下空间中集成各种交通方式的换乘及各种商业客流的引导, 确定公共交通引导开发原则, 这也是城市开发规划中TOD (Transit Oriented Development) 模式的核心思想。研究、总结公交场站在地下空间中的设计方法, 对在各级城市推广TOD模式具有重要意义和实用价值。

地下空间开发受结构形式、防灾救援、投资造价等因素影响, 对于公交车进入地下空间需因地制宜、谨慎思考、灵活设计;地下空间中公交场站一般具有以下5个特点。

1) 公交车车身长, 转弯半径大大型公交车车长一般为12m, BRT车辆车长可达18m, 按照JGJ 100—2015《车库建筑设计规范》第4.1.3条:大型车最小转弯半径为9.00～10.50m, 实际使用中大型铰接车转变半径为10.50～12.50m, 考虑行车安全性和舒适性, 一般地下空间中公交车设计的最小转弯半径取值13m, 按此要求, 结构柱距一般取15m。

2) 公交车高度大中型客车车身高度可达3.20m, 大型客车可达3.50m, 按照《车库建筑设计规范》第4.2.5条, 室内最小净高不得低于3.7m。

3) 公交车车辆重车长12m的公交车总重可达17.9t, 前轴重6.4t, 后轴重11.5t;车长18m的BRT车辆总重可达28.0t, 前轴重6.0t, 中轴重10.8t, 后轴重11.2t。楼面荷载越大, 结构梁的高度越大, 对室内净高影响越大。

4) 公交车辆在地下空间中的室内噪声较大, 尾气排放对室内环境影响较大;在加强场站内部进排风系统设计的同时, 尽量将公交车车行区控制在相对封闭的环境中, 与其他地下空间功能区相分隔。

5) 公交车首末车场站需设置各种配套设施, 如车班休息、调度指挥、维修保养、车辆清洗等, 不宜设于地下空间;一般地下空间中适宜设置过路车车站、地面设有场站基地或仅供发车和到达的首末站。

因此, 进入地下空间的公交车服务功能应尽量统一, 仅供到达或发车使用, 公交场站对地下空间的建筑布局、柱网结构、楼面荷载等整体设计影响较大, 应尽可能控制车行范围, 将场站规模控制在合适的尺度, 减少对地下其他功能空间的不利影响, 避免过多增加项目投资。

本文结合南宁东站综合交通枢纽一期工程 (地下空间) ——公共服务工程的建设实例, 对公交场站在地下空间中的平面布局问题展开分析与研究^[3]。

南宁东站综合交通枢纽为集铁路、城市轨道交通、长途汽车及城市公交等多种交通方式于一体的特大型区域交通枢纽^[4], 是我国西南地区最大规模的综合性铁路交通枢纽。南宁东站综合交通枢纽一期工程 (地下空间) ——公共服务工程是整个枢纽工程的核心工程, 分为南广场地下空间和北广场地下空间2个子项工程, 均为地下2层, 地面为高铁站站前南、北广场;地铁、公交、出租车、社会车辆等多种交通方式均引入地下空间, 在地下完成换乘;公交车在地下1层的场站为上客区, 停车场及维修管理场地、公交车下客区均设于地面, 枢纽整体规划确定公交车进出地下空间需遵循“同方向进出”原则, 如图1所示 (图中红色线条为公交车进出地下1层的流线方向) 。

以北广场地下空间为例, 对公交场站在地下空间的平面布局开展研究。

公交车上客岛采用多岛式布局, 一字排开, 每个上客岛相对独立, 公交车在各岛之间穿行。平面布局如图2所示。

此种布局方式中, 车行线路简单清晰, 但每个上客岛站水平距离过长, 人行路线较远;且候车区和上车区合并为一个狭长的岛式空间, 无法分离, 候车环境受车辆噪声和尾气干扰较大;多个公交岛站被公交车车行流线完全分隔, 换乘客流在无法准确掌握每个上客岛的发车路线时会在各岛之间穿行, 形成人车交叉, 既造成安全隐患, 不符合“以人为本、人车分离”的设计原则, 又影响了车行速度, 降低换乘站效率。每个上客岛为与地面或地下2层换乘厅联系便捷, 至少设有1组楼扶梯, 投资造价较高, 运营成本大;车行流线穿越地下空间, 若实现同方向进出, 公交车需在地下空间内调头转向, 占用大量地下空间, 对地下空间整体布局影响很大。

公交车换乘区仅设置1个岛式大空间, 所有线路的公交车均围绕这个大空间设置上客岛, 环岛而行。平面布局如图3所示。

此种布局方式可在一个完整的宽敞区域内完成公交换乘, 客流选择线路简单, 标识清晰, 步行距离最短, 便于枢纽大客流快速换乘。大空间换乘区与外侧设置的上客岛采用屏蔽门隔离, 能有效隔绝公交车行区噪声和尾气污染, 为乘客提供舒适的候车环境。公交车充分利用大岛各个边长设置停靠站点, 若实现同方向进出, 公交车需在地下空间调头转向, 弯道多, 穿行距离远, 车道间的地下空间使用不便, 存在一定行车安全隐患, 对地下空间整体布局影响较大。

公交车换乘区设计为“U”形大空间, 公交车辆在“U”形内部环行, 沿内部长边设置上客岛。平面布局如图4所示。

公交客流换乘区采用“U”形布局, 2个长边为主要候车区, 在短边空间内设置集中的LED全彩显示屏, 发布各条公交线路换乘信息, 让客流在此位置能清晰了解换乘车辆信息, 目的明确地进入2个长边候车区。公交车在“U”形换乘区内部回转, 线路短, 弯道少, 流线清晰。沿车道设置的上客岛与客流换乘区之间设置屏蔽门, 隔绝车辆噪声和尾气的不利影响。本方案将公交车辆的行车范围压缩到最小范围, 最大限度减少公交车辆对地下空间的不利影响, 缺点是换乘客流至远端上客位的距离较长, 在换乘区室内装修时应注意客流通行的空间感受, 营造舒适的换乘环境。

根据上述3个平面布局方案比选, 结合南宁东站综合交通枢纽整体规划条件, 最终确定采用第3种方案, 即“U”形岛式布局, 并利用“U”形车道中间的空间设置公交调度及管理用房、设备用房等配套服务设施, 充分利用地下空间。由于地面层为高铁站房的门前广场, 不允许设置玻璃采光顶和下沉广场, 无法将自然光引入地下, 这是本项目设计的一个缺憾;在条件允许情况下, 可在“U”形车道中部及客流换乘区设置玻璃采光顶和下沉广场, 将自然光和绿色景观引入地下场站, 以改善地下空间的室内环境。

自2016年6月至今, 南宁东站综合交通枢纽一期工程 (地下空间) ——公共服务工程全面投入使用已近3年, 接受了春运、国庆等各种大小假期高峰客流的冲击, 换乘空间一直保持清洁有序, 公交运输始终平稳高效, 便捷舒适的换乘空间给每位在此换乘的客人留下了深刻的印象, 并成为南宁市对外展示的一张靓丽名片 (见图5) 。

公交场站在地下空间中的布局需根据用地范围、车流方向、使用功能、换乘条件等多方面因素, 结合地面建筑形态和要求, 开展多方案比选, 确定最适合的平面布局形态;在此基础上, 完善防灾、机电、室内、节能等相关设计, 为客流提供安全、便捷、舒适的换乘空间。

伴随着城市的高速发展, 开发和利用地下空间是当前城市规划与发展的趋势, 早在1991年于日本东京召开的地下空间国际学术会议通过的《东京宣言》就已经指出:21世纪是地下空间开发利用的世纪^[4]。作为城市公共交通的主力军, 公交线路越来越多, 公交场站的建设与大型城市综合体、城市交通枢纽的结合越来越紧密, 在地下空间中引入高效公交系统, 将客流顺畅地带入或导出地下, 可大大提高地下空间的开发价值。高度重视公交场站与建筑设计的充分融合, 探讨并推广地下空间中公交场站的运用, 对城市规划和可持续发展具有非常重要的意义。