地鐵平坡車站應用分析

楊勝超

(中鐵第六勘察設計院集團有限公司，天津 300308)

1 設計現(xiàn)狀

現(xiàn)階段國內(nèi)地鐵車站一般設計為2‰的縱坡，這一點在《地鐵設計規(guī)范》(GB 50157—2013)中有明確說明：在站臺縱坡沒有明確感覺的前提下，解決車站范圍內(nèi)的排水問題；同時規(guī)范也提到，若車站與相鄰建筑物合建時可采用平坡。

近年來地鐵在國內(nèi)大中型城市發(fā)展迅速，地鐵車站為沿線地塊帶動、商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)提供了強大的動力，規(guī)劃部門、建設單位、運營公司、設計單位等各方更加重視地鐵車站與周邊地塊及建筑物的一體化設計，因此采用平坡的車站開始逐漸出現(xiàn)。更為重要的是，若車站縱斷面設計采用2‰的縱坡，則后續(xù)在車站工程施工、站內(nèi)裝修、機電設備安裝、與其他車站或建筑換乘銜接等諸多方面存在難以解決的問題，這些問題限制了施工工藝和效率的進一步提升。因此，在較好地解決車站排水問題后，車站可以采用平坡設計。

2 車站采用2‰縱坡存在的問題

2.1 主體施工

根據(jù)選用車輛和編組的不同，地鐵車站縱向長度一般為200～500 m(個別帶有配線的車長會更長)，若車站采用2‰縱坡，則車站兩端高差約為0.4～1.0 m。為保證車站上方滿足地下管線的埋設深度，一般采用車站淺端控制覆土厚度，從而較低一端基坑較深，增加了工程土方開挖量。車站主體施工時，各層結構板一般沿車站長度方向分段澆筑，2‰的縱坡使得高程控制工作復雜。現(xiàn)階段技術無法保證每段澆筑板的起終點高程滿足2‰縱坡要求，澆筑完成后基本呈現(xiàn)階梯狀，需要經(jīng)面層水泥找平后才能滿足要求，增加工序進而導致施工過程復雜。

2.2 站內(nèi)裝修

車站地面采用2‰縱坡會影響站內(nèi)墻面的設計：若墻面采用豎直方向，則墻面不與地面垂直，裝修時墻磚之間勢必會出現(xiàn)錯縫，或墻磚與地面之間存在不等寬縫隙，影響裝修美觀；若墻面采用垂直于站臺的方向，會導致墻面傾斜，與車站墩柱存在斜交角度，不僅影響機構受力，而且各個房門都是傾斜狀態(tài)，影響后期的使用。

2.3 設備安裝

車站縱斷面若采用2‰的縱坡，不利于站內(nèi)機電設備的安裝。運營期間站臺屏蔽門使用頻繁、工作時間長，安裝時要求絕對水平；屏蔽門安裝在縱坡站臺后，會形成階梯狀，屏蔽門上沿高低起伏，難以處理。一般站廳層和站臺層之間會設置對稱的樓扶梯，2‰縱坡使得兩幅電扶梯尺寸不同，難以標準化安裝施工。站臺設備區(qū)內(nèi)的落地風機、變電柜、變壓器等機電設備，其基座安裝要求水平，整個設備區(qū)需要再增加一道找平工序。

2.4 與其他線或建筑換乘銜接

兩條線路相交，車站一般形成T形或L形換乘，若車站均采用2‰縱坡，則兩個不同方向的縱坡會使換乘節(jié)點的高差不好處理，一般在設計圖紙中沒有體現(xiàn)，施工過程也往往含糊處理。若車站不同出入口與同一建筑物銜接，則會出現(xiàn)高差不同，需要施工中增加坡道處理。

2.5 不利于BIM技術在全過程中的應用

近年來BIM(建筑信息系統(tǒng))技術發(fā)展迅速，部分地鐵項目將BIM技術應用于設計、施工、裝修至運營全階段。車站采用2‰縱坡導致軟件中的建筑構件出現(xiàn)各種問題：非水平結構板難以定義、使用，豎直的墻體、柱網(wǎng)與結構板不垂直，結構件之間搭接不嚴、存在縫隙。以上問題導致車站建筑的BIM模型不夠完善，現(xiàn)階段僅能滿足設計過程的示意用途，而難以在施工和運營中得到實際應用，限制了新技術在城市軌道交通領域的推廣使用。

3 車站采用的幾種平坡及綜合比較

鑒于2‰縱坡的車站存在的諸多問題，近年來很多城市的地鐵設計中，部分車站的結構板或軌行區(qū)開始采用平坡方案。經(jīng)過綜合比較分析，地下平坡車站主要有以下3種形式。

3.1 方案1：車站底板及軌行區(qū)2‰單坡

車站頂板、中板、站臺面采用平坡，軌道、軌行區(qū)排水和底板采用2‰的縱坡，將廢水匯集到車站端部的廢水泵房。對于長度較短的車站，底板和軌行區(qū)采用單面坡，車站一端設泵房；帶有配線及較長的車站，底板和軌行區(qū)可采用2‰人字坡，酌情增設泵房數(shù)量。受車站較淺一端最小埋深的控制，此種方式導致車站深端的底板埋深增加0.5～1.0 m，增加了工程造價。此種平坡車站形式在蘇州1#線、武漢2#線等工程中得以應用。

3.2 方案2：所有結構板平坡，軌行區(qū)2‰找坡

車站頂板、中板、站臺面、底板均采用平坡，軌行區(qū)采用2‰縱坡。較短的標準站可采用單坡，將廢水匯至車站一端的廢水泵房；較長的車站軌行區(qū)可采用人字坡，在車站兩端設置廢水泵房。此種方案車站結構板水平、側墻豎直統(tǒng)一，有利于車站主體的土建施工，但增大了軌行區(qū)混凝土填方量。此種方案在南京4#線、7#線的車站設計中應用較廣。

3.3 方案3：結構板及軌行區(qū)均平坡

所有結構板及軌行區(qū)均采用平坡，站臺區(qū)和軌行區(qū)廢水僅借助重力，經(jīng)水溝、集水坑后流入車站端部的兩個廢水泵房。此種方案設計及施工簡單，軌行區(qū)混凝土填方量最小，但水溝內(nèi)廢水不夠順暢，在施工誤差較大的情況下，水溝內(nèi)容易出現(xiàn)積水區(qū)段。

3.4 幾種方案綜合比較

國內(nèi)地鐵車站標準長度約為200 m，以地下兩層島式車站(站臺寬度12 m，車站主體標準段寬度21.34 m)為例，對以上3種平坡方案進行綜合比較，如表1所示。

表1 平坡車站方案比選表

由表1對比，可見方案2(所有結構板平坡、軌行區(qū)2‰找坡)具有基坑較淺、 土方開挖量小、車站排水良好的優(yōu)勢，雖然增加了道床回填量和泵房數(shù)量，但相比方案3(結構板及軌行區(qū)均平坡)具有更好的排水條件，更加適用于地下水充沛的城市。

方案2(有結構板平坡、軌行區(qū)2‰找坡)在實際工程應用時，軌行區(qū)可根據(jù)道床回填的要求而設置多段2‰縱坡(人字型、階梯型或W型)，在兩個指標(回填土方量和泵房數(shù)量)之間平衡取舍，以達到最低的工程投資。

4 結 論

地鐵平坡車站在設計、施工、運營全階段都有成功的應用實例，由于其克服了土建施工、車站裝修、設備安裝、銜接換乘、軌道養(yǎng)護等諸多方面的問題，因而得到了各方的普遍歡迎。通過合理的工程措施，平坡車站能夠較好地解決排水不暢的問題，并滿足相應規(guī)范的要求，在地下水不太豐沛的區(qū)域值得廣泛應用。