淺談類矩形盾構(gòu)施工法對軌道交通車站布置的影響

史曉娜

(上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院,上海200235)

1 概述

近年來,隨著城市人口的不斷增加,城市不斷發(fā)展擴大,城市的輻射效應(yīng)越來越強,城市軌道交通在人們的生活出行中顯得尤為重要。而城市軌道交通的建設(shè)不得不面對城市內(nèi)部建筑的密度較大,尤其是老城區(qū)建設(shè)較早,部分區(qū)段道路狹窄的情況。常規(guī)軌道交通線路采用單圓單洞的盾構(gòu)法施工,兩條盾構(gòu)之間外包尺寸較大,導(dǎo)致地下空間占用面積大,空間利用率低。而類矩形盾構(gòu)將雙圓盾構(gòu)合并為一個類矩形盾構(gòu),在空間利用上有很大的優(yōu)勢,使工程可行性更強。現(xiàn)以寧波軌道交通4號線翠柏里站以及雙東路站～翠柏里站區(qū)間為例,對類矩形盾構(gòu)施工法對車站布置的影響進行分析和研究。

2 車站線站位的影響

寧波軌道交通4號線由江北段跨余姚江沿雙東路、翠柏路進行敷設(shè)。翠柏路道路狹窄,交通繁忙,現(xiàn)狀道路寬度僅為14m,兩側(cè)建筑物密集,以居住區(qū)為主,還有學(xué)校、超市等,人口較為稠密,主要的住宅小區(qū)有萊茵堡花園、雙東坊社區(qū)、柏樹花園、錢東社區(qū)、甬江職高、寧波工程學(xué)院、歐尚、汪弄社區(qū)等。

寧波采用的傳統(tǒng)單圓盾構(gòu)內(nèi)徑為5.5 m,外徑為6.2 m,雙線所需的總寬度約為18.6 m,對道路兩側(cè)的建構(gòu)筑物影響比較大。翠柏路兩側(cè)的小區(qū)建筑距離道路紅線較近,線路區(qū)間在施工以及運營期間對老小區(qū)的房屋建筑影響較大。

類矩形盾構(gòu)的斷面約為11.50 m(寬)×6.937 m(高),在地下空間利用率上有明顯的優(yōu)勢,在狹窄的道路上的穿行能力很強,因此在翠柏路段,采用類矩形盾構(gòu)施工法顯得尤為重要。區(qū)間采用類矩形盾構(gòu)可以拉開區(qū)間與老舊建筑物之間的間距,施工期間能夠減少兩側(cè)的建筑物開裂沉降的風(fēng)險,運營期間能夠控制噪音震動,解決了軌道交通在老城區(qū)穿行的諸多難題。

圖1 類矩形盾構(gòu)斷面

圖2 單圓盾構(gòu)斷面圖

3 車站內(nèi)部建筑布置的影響

以翠柏里站為例,研究類矩形盾構(gòu)對車站內(nèi)部建筑布置的影響。

3.1 車站站臺型式

在軌道交通建設(shè)中,島式站臺是被最多采用的,島式站臺具有站臺比較寬,站臺面積利用率高,乘客中途折返比較方便,車站管理比較集中等優(yōu)勢。在上下行列車不同時到達站臺時,空間上可以相互補充調(diào)解,但車輛同時到達時容易產(chǎn)生混亂,甚至乘錯方向。側(cè)式站臺車站可使上下行客流相對獨立不交叉,但乘客折返不方便,且在空間上,站臺的利用率低,空間浪費,不能起到調(diào)解客流的作用,樓扶梯的布置數(shù)量也會增多。

由于翠柏里站采用的是類矩形盾構(gòu)進站,上下行的線間距較小,僅為5.1 m,故車站需要放棄標準的地下島式站臺的布置模式,而采用地下側(cè)式站臺的布置模式。因側(cè)式站臺無法共享樓扶梯電梯等設(shè)備,所以車站規(guī)模較島式車站有所增加。

圖3 翠柏里站總平面布置圖

3.2 車站端頭井布置

車站的端頭井作為地下車站中的重要一部分,承載著區(qū)間隧道施工時盾構(gòu)拼裝、拆卸的需求,既是盾構(gòu)施工的工作井,又是地鐵車站設(shè)備用房的一部分,因此車站端頭井的長、寬受區(qū)間盾構(gòu)型式的影響。

寧波既有線中使用的車輛編組為6B編組,采用的單圓盾構(gòu)內(nèi)徑為5.5 m,外徑為6.2 m,車站站臺層裝修面至站廳層裝修的高度為5.1 m,車站端頭井處的頂?shù)装鍍舾邽?.76 m,可以滿足單圓盾構(gòu)進出洞的要求。但類矩形盾構(gòu)斷面高度較單圓盾構(gòu)高,在原車站層高下,無法滿足類矩形盾構(gòu)的施工要求,車站就面臨著兩個選擇:一是整體加高車站的站臺層層高,二是僅車站端頭井處層高加高。

類矩形盾構(gòu)端頭井尺寸需求約為17.9 m(凈長)×13.8 m(凈寬)×8.7 m(凈高),若車站站臺層層高整體加高,車站的中板將更完整,房間與房間之間不存在高低錯落,但為滿足端頭井尺寸要求,車站站臺層層高將增加0.55 m,站廳至站臺的扶梯設(shè)備也將加高,車站的造價將增加。由于翠柏里站在開發(fā)地塊內(nèi),車站覆土較一般站淺,車站站廳層層高較普通站高1m,且端頭井上方均為隧道風(fēng)機房,因此車站選擇了僅在站臺端頭井位置將中板上翻0.55 m,以滿足盾構(gòu)端頭井凈高的需求。

在施工期間,類矩形盾構(gòu)端頭井處還需設(shè)置盾構(gòu)臨時吊裝孔,吊裝孔尺寸約為17.4 m×13.5 m,因此在車站端頭井處的柱網(wǎng)布置既要考慮結(jié)構(gòu)受力的合理性,又要考慮盾構(gòu)吊裝孔的影響。

圖4 車站端頭井平面圖

3.3 車站標準段柱網(wǎng)布置

考慮翠柏里站是與遠期6號線的換乘車站,經(jīng)過側(cè)站臺計算,最終確定車站采用的是單邊8.1 m側(cè)式站臺,車站總寬度約為24.3 m(內(nèi)凈)。車站橫向柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置形式面臨幾種方案選擇,三柱四跨,或者雙柱三跨。三柱四跨的布置方式,車站橫向每跨間距分別為4.4 m、7.75 m、7.75 m、4.4 m,這種布置方式車站站廳將有3排柱子,空間分割嚴重,視覺效果較差。最終車站選擇了雙柱三跨的布置方式,車站橫向每跨間距分別為4.4 m、15.5 m、4.4 m,站廳層僅在兩側(cè)站臺樓扶梯旁設(shè)置必要的柱網(wǎng),保留車站中部的大跨度,使站廳層空間連續(xù),視野開闊。這種布置方式需增加梁柱板的截面尺寸及配筋,但最終呈現(xiàn)了比較好的空間感受。

4 結(jié)論

圖5 車站端頭井縱剖面圖

圖6 車站橫剖面圖

圖7 車站站廳層實景圖

隨著環(huán)境保護的要求越來越高,城市的可利用地下空間越來越少,類矩形盾構(gòu)法的應(yīng)用將越來越多,以達到集約化使用地下空間、高標準保護環(huán)境的目的。本文分析研究了與類矩形盾構(gòu)施工法銜接的車站站臺型式的要求,車站端頭井布置的要求以及地下側(cè)式車站標準段柱網(wǎng)的布置,希望能為今后類似工程提供參考和借鑒。