浅谈类矩形盾构施工法对轨道交通车站布置的影响

2021-06-26史晓娜

科学技术创新 2021年16期

史晓娜

(上海市隧道工程轨道交通设计研究院,上海200235)

1 概述

近年来,随着城市人口的不断增加,城市不断发展扩大,城市的辐射效应越来越强,城市轨道交通在人们的生活出行中显得尤为重要。而城市轨道交通的建设不得不面对城市内部建筑的密度较大,尤其是老城区建设较早,部分区段道路狭窄的情况。常规轨道交通线路采用单圆单洞的盾构法施工,两条盾构之间外包尺寸较大,导致地下空间占用面积大,空间利用率低。而类矩形盾构将双圆盾构合并为一个类矩形盾构,在空间利用上有很大的优势,使工程可行性更强。现以宁波轨道交通4号线翠柏里站以及双东路站～翠柏里站区间为例,对类矩形盾构施工法对车站布置的影响进行分析和研究。

2 车站线站位的影响

宁波轨道交通4号线由江北段跨余姚江沿双东路、翠柏路进行敷设。翠柏路道路狭窄,交通繁忙,现状道路宽度仅为14m,两侧建筑物密集,以居住区为主,还有学校、超市等,人口较为稠密,主要的住宅小区有莱茵堡花园、双东坊社区、柏树花园、钱东社区、甬江职高、宁波工程学院、欧尚、汪弄社区等。

宁波采用的传统单圆盾构内径为5.5 m,外径为6.2 m,双线所需的总宽度约为18.6 m,对道路两侧的建构筑物影响比较大。翠柏路两侧的小区建筑距离道路红线较近,线路区间在施工以及运营期间对老小区的房屋建筑影响较大。

类矩形盾构的断面约为11.50 m(宽)×6.937 m(高),在地下空间利用率上有明显的优势,在狭窄的道路上的穿行能力很强,因此在翠柏路段,采用类矩形盾构施工法显得尤为重要。区间采用类矩形盾构可以拉开区间与老旧建筑物之间的间距,施工期间能够减少两侧的建筑物开裂沉降的风险,运营期间能够控制噪音震动,解决了轨道交通在老城区穿行的诸多难题。

图1 类矩形盾构断面

图2 单圆盾构断面图

3 车站内部建筑布置的影响

以翠柏里站为例,研究类矩形盾构对车站内部建筑布置的影响。

3.1 车站站台型式

在轨道交通建设中,岛式站台是被最多采用的,岛式站台具有站台比较宽,站台面积利用率高,乘客中途折返比较方便,车站管理比较集中等优势。在上下行列车不同时到达站台时,空间上可以相互补充调解,但车辆同时到达时容易产生混乱,甚至乘错方向。侧式站台车站可使上下行客流相对独立不交叉,但乘客折返不方便,且在空间上,站台的利用率低,空间浪费,不能起到调解客流的作用,楼扶梯的布置数量也会增多。

由于翠柏里站采用的是类矩形盾构进站,上下行的线间距较小,仅为5.1 m,故车站需要放弃标准的地下岛式站台的布置模式,而采用地下侧式站台的布置模式。因侧式站台无法共享楼扶梯电梯等设备,所以车站规模较岛式车站有所增加。

图3 翠柏里站总平面布置图

3.2 车站端头井布置

车站的端头井作为地下车站中的重要一部分,承载着区间隧道施工时盾构拼装、拆卸的需求,既是盾构施工的工作井,又是地铁车站设备用房的一部分,因此车站端头井的长、宽受区间盾构型式的影响。

宁波既有线中使用的车辆编组为6B编组,采用的单圆盾构内径为5.5 m,外径为6.2 m,车站站台层装修面至站厅层装修的高度为5.1 m,车站端头井处的顶底板净高为7.76 m,可以满足单圆盾构进出洞的要求。但类矩形盾构断面高度较单圆盾构高,在原车站层高下,无法满足类矩形盾构的施工要求,车站就面临着两个选择:一是整体加高车站的站台层层高,二是仅车站端头井处层高加高。

类矩形盾构端头井尺寸需求约为17.9 m(净长)×13.8 m(净宽)×8.7 m(净高),若车站站台层层高整体加高,车站的中板将更完整,房间与房间之间不存在高低错落,但为满足端头井尺寸要求,车站站台层层高将增加0.55 m,站厅至站台的扶梯设备也将加高,车站的造价将增加。由于翠柏里站在开发地块内,车站覆土较一般站浅,车站站厅层层高较普通站高1m,且端头井上方均为隧道风机房,因此车站选择了仅在站台端头井位置将中板上翻0.55 m,以满足盾构端头井净高的需求。

在施工期间,类矩形盾构端头井处还需设置盾构临时吊装孔,吊装孔尺寸约为17.4 m×13.5 m,因此在车站端头井处的柱网布置既要考虑结构受力的合理性,又要考虑盾构吊装孔的影响。

图4 车站端头井平面图

3.3 车站标准段柱网布置

考虑翠柏里站是与远期6号线的换乘车站,经过侧站台计算,最终确定车站采用的是单边8.1 m侧式站台,车站总宽度约为24.3 m(内净)。车站横向柱网结构布置形式面临几种方案选择,三柱四跨,或者双柱三跨。三柱四跨的布置方式,车站横向每跨间距分别为4.4 m、7.75 m、7.75 m、4.4 m,这种布置方式车站站厅将有3排柱子,空间分割严重,视觉效果较差。最终车站选择了双柱三跨的布置方式,车站横向每跨间距分别为4.4 m、15.5 m、4.4 m,站厅层仅在两侧站台楼扶梯旁设置必要的柱网,保留车站中部的大跨度,使站厅层空间连续,视野开阔。这种布置方式需增加梁柱板的截面尺寸及配筋,但最终呈现了比较好的空间感受。