淺談類矩形盾構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,城市不斷發展擴大,城市的輻射效應越來越強,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不得不面對城市內部建筑的密度較大,尤其是老城區建設較早,部分區段道路狹窄的情況。常規軌道交通線路采用單圓單洞的盾構法施工,兩條盾構之間外包尺寸較大,導致地下空間占用面積大,空間利用率低。而類矩形盾構將雙圓盾構合并為一個類矩形盾構,在空間利用上有很大的優勢,使工程可行性更強。現以寧波軌道交通4號線翠柏里站以及雙東路站～翠柏里站區間為例,對類矩形盾構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。翠柏路道路狹窄,交通繁忙,現狀道路寬度僅為14m,兩側建筑物密集,以居住區為主,還有學校、超市等,人口較為稠密,主要的住宅小區有萊茵堡花園、雙東坊社區、柏樹花園、錢東社區、甬江職高、寧波工程學院、歐尚、汪弄社區等。

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

類矩形盾構的斷面約為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,采用類矩形盾構施工法顯得尤為重要。區間采用類矩形盾構可以拉開區間與老舊建筑物之間的間距,施工期間能夠減少兩側的建筑物開裂沉降的風險,運營期間能夠控制噪音震動,解決了軌道交通在老城區穿行的諸多難題。

圖1 類矩形盾構斷面

圖2 單圓盾構斷面圖

3 車站內部建筑布置的影響

以翠柏里站為例,研究類矩形盾構對車站內部建筑布置的影響。

3.1 車站站臺型式

在軌道交通建設中,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解,但車輛同時到達時容易產生混亂,甚至乘錯方向。側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,不能起到調解客流的作用,樓扶梯的布置數量也會增多。

由于翠柏里站采用的是類矩形盾構進站,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,而采用地下側式站臺的布置模式。因側式站臺無法共享樓扶梯電梯等設備,所以車站規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,承載著區間隧道施工時盾構拼裝、拆卸的需求,既是盾構施工的工作井,又是地鐵車站設備用房的一部分,因此車站端頭井的長、寬受區間盾構型式的影響。

寧波既有線中使用的車輛編組為6B編組,采用的單圓盾構內徑為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,車站端頭井處的頂底板凈高為7.76 m,可以滿足單圓盾構進出洞的要求。但類矩形盾構斷面高度較單圓盾構高,在原車站層高下,無法滿足類矩形盾構的施工要求,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備也將加高,車站的造價將增加。由于翠柏里站在開發地塊內,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,以滿足盾構端頭井凈高的需求。

在施工期間,類矩形盾構端頭井處還需設置盾構臨時吊裝孔,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布置既要考慮結構受力的合理性,又要考慮盾構吊裝孔的影響。

圖4 車站端頭井平面圖

3.3 車站標準段柱網布置

考慮翠柏里站是與遠期6號線的換乘車站,經過側站臺計算,最終確定車站采用的是單邊8.1 m側式站臺,車站總寬度約為24.3 m(內凈)。車站橫向柱網結構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,站廳層僅在兩側站臺樓扶梯旁設置必要的柱網,保留車站中部的大跨度,使站廳層空間連續,視野開闊。這種布置方式需增加梁柱板的截面尺寸及配筋,但最終呈現了比較好的空間感受。

4 結論

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,類矩形盾構法的應用將越來越多,以達到集約化使用地下空間、高標準保護環境的目的。本文分析研究了與類矩形盾構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式車站標準段柱網的布置,希望能為今后類似工程提供參考和借鑒。