深圳地鐵11號(hào)線南山站方案的選擇與反思

馮 杰 陳 宏

中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 天津 300133

引言

改革開(kāi)放40年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)取得了舉世矚目的成就，城市化水平不斷提高，隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市道路快速化的需求也越來(lái)越大，同時(shí)軌道交通經(jīng)過(guò)近20年的快速發(fā)展，各城市軌道交通已基本形成網(wǎng)絡(luò)或規(guī)劃多條線路，換乘地鐵車站也越來(lái)越多。

軌道交通基本沿城市主干道敷設(shè)，因此軌道交通與城市快速路的交叉或平行也越來(lái)越多。如何綜合快速化市政隧道與地鐵換乘車站的關(guān)系及其他邊界條件，選擇合理兩者的組合形式及車站換乘方案，對(duì)車站功能、工程造價(jià)等起決定性作用。本文主要通過(guò)分析深圳地鐵11號(hào)線南山站方案的選擇及對(duì)已實(shí)施車站方案的設(shè)計(jì)反思，為類似工程提供設(shè)計(jì)參考。

1 工程概況

南山站位于桂廟路（濱海大道）與南山大道交叉路口，為地鐵11號(hào)線與12號(hào)線的換乘站，近期11號(hào)線沿濱海大道呈東西向敷設(shè)，12號(hào)線沿南山大道呈南北向敷設(shè)。沿桂廟路（濱海大道）東西向有即將實(shí)施的桂廟路快速化改造工程，采用隧道連續(xù)下穿前海路、南新路、南山大道、南海大道。工程按城市快速路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，主路為雙向六車道加集散車道，地面道路為雙向六～八車道，主路設(shè)計(jì)行車速度主道為80km/h，地面道路40km/h。

圖1 車站站位圖

2 設(shè)計(jì)邊界條件

2.1 地面建筑及道路交通

車站所處路口西北象限為憶利達(dá)綜合樓（6F），東北象限為光彩新天地（27F）、荔園大廈（24F），東南象限為光彩新世紀(jì)（30F），西南象限為新綠島大廈（21F）。南山大道路（南山區(qū)主干道）寬40m，雙向8車道，交通繁忙；桂廟路（濱海大道）（深圳市主干道）寬74m，12（含4條輔道）車道，交通量非常大。站址周邊環(huán)境及道路交通見(jiàn)圖2。

圖2 車站周邊環(huán)境圖

2.2 地下管線

車站周邊控制性管線較多，主要為沿桂廟路（濱海大道）東西向：管底埋深5.56-6.4m的φ2.0m污水管、南山大道東側(cè)埋深3m的1.8×1.2m雨水箱涵、南山大道西側(cè)埋深3.65m的5.0*1.5m雨水箱涵；沿南山大道方向：桂廟路北側(cè)埋深3.6m的3.6×1.5m雨水箱涵、桂廟路南側(cè)埋深3.6m的1.5×1.5m雨水箱涵、埋深約為3.6m的φ1000的污水管。主要地下管線見(jiàn)圖3。

圖3 地下管線平面圖

2.3 規(guī)劃

車站用地規(guī)劃主要以商業(yè)、居住為主，站位周邊基本已實(shí)現(xiàn)規(guī)劃，西南象限向南村即將城市舊改。規(guī)劃見(jiàn)圖4。

圖4 規(guī)劃示意圖

2.4 客流預(yù)測(cè)

11號(hào)線南山站以及與12號(hào)線的換乘預(yù)測(cè)客流見(jiàn)表1、表2。（單位：人次/小時(shí)）

2.5 工程地質(zhì)條件

車站所在位置原始地貌為海積-沖積平原。場(chǎng)區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，現(xiàn)地面高程一般在3.16～4.34m之間，上覆地層主要由海陸交互相淤泥質(zhì)黏土、含有機(jī)質(zhì)砂，全新統(tǒng)沖洪積砂層，上更新統(tǒng)沖洪積黏性土、軟土、砂層組成，表層為人工填土，人工填土層厚度不均，厚度0.20～9.80m，大部分地段分布有較厚的填砂，填砂層大多超過(guò)5.0m，最大達(dá)9.80m。填筑材料主要為塊石、黏性土及砂礫，局部為雜填土(主要為建筑、生活垃圾等)，下伏基巖為燕山期粗粒花崗巖。

表1 遠(yuǎn)期晚高峰客流預(yù)測(cè)

表2 遠(yuǎn)期晚高峰換乘客流預(yù)測(cè)

3 設(shè)計(jì)重難點(diǎn)分析

3.1 與桂廟路快速化改造工程的關(guān)系

經(jīng)前期多方案比選，桂廟路快速化改造工程在南山大道節(jié)點(diǎn)處采用隧道方案，雙向8車道斷面寬約38m，車站與隧道的關(guān)系處理為本站重難點(diǎn)。

3.2 車站站位的選擇

周邊以居住及商業(yè)為主，客流的較大，4個(gè)象限較為均勻，從客流吸引的角度考慮，車站站位宜采用跨路口方案，同時(shí)應(yīng)兼顧車站與桂廟路隧道的關(guān)系及管線改遷的可行性，因此站位的選擇是本站的重難點(diǎn)。

3.3 整體埋深及層數(shù)

本站是換乘站和桂廟路隧道的綜合體，如何考慮整體埋深及車站的層數(shù)對(duì)綜合投資影響較大，是本站的重難點(diǎn)。

3.4 換乘形式的選擇

11號(hào)線南山站與遠(yuǎn)期12號(hào)線換乘，本站換乘客流為24721人/小時(shí)，換乘客流大，換乘客流占比55.4%，如何結(jié)合站位、與隧道關(guān)系及換乘功能選擇合適換乘形式是本站的重難點(diǎn)。

3.5 管線改遷

本站為地鐵換乘站與市政隧道的綜合體，周邊管線復(fù)雜，如何結(jié)合車站及隧道方案選擇合理的管線改遷路由及方式是本站的重難點(diǎn)。

3.6 工法、工序及交通疏解

桂廟路（濱海大道）、南山大道均為深圳市主干道，交通流量大，施工期間不能中斷交叉路口的交通，車站應(yīng)綜合地質(zhì)、交通疏解及工期等因素，選擇合理的工法、工序及交通疏解方案。

4 車站方案選擇

4.1 與下穿隧道的關(guān)系

11號(hào)線南山站與隧道平行，經(jīng)研究，隧道無(wú)法與車站脫離設(shè)置，只能設(shè)置于地下一層，為減小車站埋深，考慮車站與隧道共板合建，如圖所示。

圖5 南山站橫斷面圖

4.2 車站站位及層數(shù)

桂廟路隧道沿桂廟路設(shè)置于地下一層，本站不是11號(hào)線首末站，不應(yīng)設(shè)置成一層側(cè)式車站，故考慮為兩層車站，結(jié)合隧道可跨路口設(shè)置。南山大道無(wú)其他控制因素，12號(hào)線應(yīng)跨路口設(shè)置，可考慮地下兩層或地下四層的方案。

4.3 換乘形式

考慮站位、換乘客流、車站與隧道的關(guān)系等因素，車站采用十字島側(cè)（站臺(tái)至站臺(tái)）換乘，主要對(duì)以下三個(gè)方案進(jìn)行比選，如下表所示。

表3 換乘方案比選

4.4 站臺(tái)寬度

南山站采用島式站臺(tái)形式。依據(jù)規(guī)范及技術(shù)要求進(jìn)行站臺(tái)寬度計(jì)算：

島式站臺(tái)總寬度(m)B=2b+n×z+t，其中b=(Q上、下×ρ/L)+M=[(13347+5427)×1.25/27]×0.5/181.24+0.25=2.65m,取3.5m。

式中：ρ—站臺(tái)上人流密度，取0.5m2/人；

L —屏蔽門長(zhǎng)度，取181.24m（8輛編組）。

島站臺(tái)寬度B=2b+n×z+t=2×3.5+2×1.3+4.2=13.8m，采用14m島式站臺(tái)。

4.5 管線改遷

桂廟路北側(cè)埋深3.6m的3.6×1.5m雨水箱涵、埋深約為3.6m的φ1000的污水管改遷至桂廟路西側(cè)至前海泵站，減小車站與隧道的整體埋深；沿濱海大道東西向的管底埋深5.56-6.4m的φ2.0m污水管、南山大道東側(cè)埋深3m的1.8×1.2m雨水箱涵、南山大道西側(cè)埋深3.65m的5.0*1.5m雨水箱涵均改至車站南側(cè)，因空間緊張，部分附屬結(jié)構(gòu)需先行實(shí)施；管徑較小、埋深較淺水管及通信管線結(jié)合鋼便橋進(jìn)行懸吊。

4.6 工法、工序及交通疏解

（1）工法

本站基坑范圍內(nèi)砂層較厚，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用連續(xù)墻施工，主體結(jié)構(gòu)采用明挖順筑法施工，主體南側(cè)部分市政隧道采用蓋挖法施工，路口采用鋼蓋板。

（2）工序及交通疏解

一期圍擋路口實(shí)施鋼便橋；二期實(shí)施車站主體，桂廟路交通導(dǎo)至主體南北兩側(cè)，南山大道交通恢復(fù)至鋼便橋上方；三期實(shí)施北側(cè)附屬（地面部分暫不實(shí)施），交通恢復(fù)至主體上方；四期實(shí)施市政隧道南側(cè)部分及南側(cè)附屬，交通改至車站主體及北側(cè)附屬上方；最后將交通恢復(fù)至車站主體及隧道上方，完成車站地面結(jié)構(gòu)。

5 設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

5.1 下穿隧道與車站共板合建

地鐵與市政隧道共板合建，在降低綜合投資的同時(shí)，消除了市政隧道建設(shè)對(duì)地鐵車站的安全影響，減小了重復(fù)建設(shè)對(duì)城市交通及環(huán)境的影響。

5.2 清水混凝土的應(yīng)用

本站在深圳地區(qū)地鐵工程中首先采用清水砼柱，采用圓柱，使站廳整體效果更為美觀，在柱體下部包裹不銹鋼板，使之便于運(yùn)營(yíng)維護(hù)，同時(shí)事先對(duì)疏散標(biāo)識(shí)、插座及緊急停車按鈕等需在柱體上安裝設(shè)備預(yù)埋管線及孔洞，保證柱體的整潔及美觀。同時(shí)，車站無(wú)需再柱體外包裹石材或搪瓷鋼板等裝修材料，節(jié)約投資。車站效果見(jiàn)下圖。

圖6 清水混凝土柱效果圖

5.3 便捷的換乘關(guān)系，換乘距離短

11號(hào)線采用地下三層，12號(hào)線采用地下兩層方案為投資最省方案，因換乘客流大，采用島側(cè)換乘，綜合投資少且換乘便捷，換乘距離短。

5.4 便捷的進(jìn)出站流線

地鐵11號(hào)線站廳層位于地下二層，12號(hào)線站廳層位于地下一層，且兩線遠(yuǎn)期均為端進(jìn)式站廳，各需兩個(gè)獨(dú)立出地面的出入口，如各出入口單獨(dú)接各站廳，則造成乘客進(jìn)站選擇線路的不便，故考慮將接11號(hào)線四個(gè)出入口分段提升，第一次提升至12號(hào)線站廳層平面，預(yù)留與遠(yuǎn)期12號(hào)線各出入口連接通道，第二次提升至地面，此舉不但使各象限不同層出入口連通，而且能使乘客進(jìn)出站更為快捷地、合理地選擇路線。出入口連通方案見(jiàn)下圖。

圖7 出入口連通方案圖

5.5 部分附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)先行實(shí)施

受場(chǎng)地及管線改遷影響，土建與前期工程交叉嚴(yán)重，結(jié)合整體施工方案優(yōu)化，部分附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)先行實(shí)施兼做作管線改遷的支護(hù)措施，待主體基坑施作完成后再進(jìn)行附屬基坑開(kāi)挖。該方案風(fēng)險(xiǎn)低、投資小，最大限度地減少前期與土建工程的交叉干擾，在優(yōu)化工序節(jié)省工期方面有較強(qiáng)的借鑒意義。

6 設(shè)計(jì)反思

6.1 站臺(tái)寬度及站廳至站臺(tái)通行能力

本站為換乘站，近期11號(hào)線采用14m島式站臺(tái)，側(cè)站臺(tái)寬度3.6m，站臺(tái)至站廳采用4組樓扶梯（含換乘），雖滿足計(jì)算要求，但本站客流較大，同時(shí)隨著周邊地塊城市更新的完成及12號(hào)線的實(shí)施，客流可能還會(huì)進(jìn)一步增長(zhǎng)，超出原預(yù)測(cè)客流，則可能會(huì)在站臺(tái)或站廳部位造成一定擁堵。如站廳寬度增加1m，4組樓扶梯均采用兩扶夾一樓設(shè)置，則可大大提升站臺(tái)至站廳提升能力，同時(shí)因本站地下一層為隧道，與地下二、三層不同寬，如地下二、三層適當(dāng)加寬，整體圍護(hù)結(jié)構(gòu)增加不多，整體造價(jià)增加不大。

6.2 站廳公共區(qū)局部空間較小

11號(hào)線站廳設(shè)置4個(gè)出入口，因疏散距離問(wèn)題，B號(hào)和C號(hào)出入口未對(duì)稱設(shè)置，在設(shè)置安檢后容易在下圖所示位置形式一個(gè)客流集中區(qū)，如能將站廳外擴(kuò)區(qū)域東擴(kuò)一跨，乃至擴(kuò)至與右側(cè)公共區(qū)端部處，則可解決這一問(wèn)題，同時(shí)獲得更好的視覺(jué)效果。

6.3 車站公共區(qū)柱截面尺寸較大

本站為地下三層雙柱三跨車站，且地下一層為隧道空間，經(jīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算，地下二、三層內(nèi)部結(jié)構(gòu)柱尺寸需采用0.9m×1.3m方柱或是直徑1.2m圓柱，如再加上0.1m裝修厚度，則方柱柱體尺寸達(dá)到1.1m×1.5m,圓柱直徑1.4m，柱體尺寸過(guò)大，本站在深圳地區(qū)地鐵工程中首先采用清水砼圓柱，適當(dāng)減小了柱體裝修尺寸，但站廳大部分為三柱和雙柱，柱子較多，整體效果不是太理想。如果考慮其他柱體形式，能在一定程序上減小柱體尺寸，如采用直徑800mm的鋼管柱或鋼管混凝土柱。

7 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在我國(guó)的地鐵建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，換乘站與市政隧道的交集也越來(lái)越多，同時(shí)面對(duì)的其他邊界條件也越來(lái)越復(fù)雜。地鐵是一項(xiàng)百年工程，作為設(shè)計(jì)者，我們對(duì)方案進(jìn)行多方比選，得出最優(yōu)方案，不留遺憾。本文通過(guò)對(duì)深圳市軌道交通11號(hào)線南山站的設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，希望能為類似工程提供參考。