軌道交通區(qū)間隧道與車站實施順序的新構(gòu)思

摘要：突破傳統(tǒng)的設(shè)計理念，從目前國內(nèi)地鐵建設(shè)的實際情況出發(fā)，探討一種新的施工設(shè)想-先讓盾構(gòu)通過車站形成軌行區(qū)，再進行車站其余部分施工。這樣就充分利用了車站前期準(zhǔn)備工作的時間進行盾構(gòu)施工，可以有效縮短工期。

關(guān)鍵詞：地鐵;先隧后站;工期;盾構(gòu)

1.問題的提出

目前國內(nèi)的地鐵建設(shè)如火如荼，各大城市在緩解地面交通的解決方法上都越來越傾向于選擇地鐵這種地下交通方式。在這其中，時間往往顯得十分重要，體現(xiàn)在工程當(dāng)中就是工期的問題。

地鐵施工中，尤其是老城區(qū)，由于早年修建的地面建筑規(guī)劃沒有跟上，導(dǎo)致道路與建筑物錯綜復(fù)雜，給現(xiàn)在修建地鐵帶來很大難題，其中之一就是大量的拆遷工作，這項工作往往持續(xù)很長一段時間。如果采用現(xiàn)在通常的施工工序，即先拆遷地面建筑及各種受到影響的管線，然后修建車站的地下部分，最后施工行車隧道。這種傳統(tǒng)的施工方案導(dǎo)致行車隧道往往只能在車站施工完成后進行，即行車隧道開工只能滯后于車站，浪費了寶貴的時間。

如果先施工行車隧道，或者至少行車隧道與車站其他部分一起開工修建，是否可行？

2.方案的提出

在我國現(xiàn)有的施工車站中主要以明挖為主，有的輔助有部分暗挖（礦山法）來通過特殊的地段。這主要是由車站的功能決定的。明挖隧道提供的空間多位矩形空間，有利于布置車站內(nèi)的功能用房，能夠充分展現(xiàn)以人為本的服務(wù)理念，提供了比較開闊的空間，減少給人的那種地下空間的壓抑感;而暗挖（礦山法）隧道空間多為馬蹄形，且一般都比較小，不利于車站內(nèi)設(shè)備用房的布置，同時給人的感覺沒有矩形空間好。所在在現(xiàn)在的設(shè)計中只有在車站位置受到一定條件限制的時候才采用暗挖法（礦山法）修建。

傳統(tǒng)的明挖車站（參見圖1）通常是地下二層、三層或者四層的明挖結(jié)構(gòu)，施工的時候是先拆除受到影響的地面建筑物及管線等，然后由上向下施工車站主體部分。而盾構(gòu)隧道為了減少盾構(gòu)井的數(shù)量，通常一

圖1"典型明挖車站橫斷面圖（圖中陰影部分為行車隧道）

次需要貫通幾個區(qū)間，就存在盾構(gòu)過站的問題，車站必須具備盾構(gòu)過站的條件。

而如果采用盾構(gòu)隧道作為車站的行車隧道（參見圖2），那么就不用考慮車站與盾構(gòu)施工的工序問題，可以考慮讓盾構(gòu)先行通過車站區(qū)域，然后等車站施工到位后，對車站部分的盾構(gòu)區(qū)間進行擴挖以滿足車站需要。這樣就可以節(jié)省很多時間，充分利用車站前期的拆遷準(zhǔn)備時間來進行盾構(gòu)隧道的施工。

圖2"以盾構(gòu)作為行車隧道的車站斷面圖

3.方案研究

3.1"可行性

先修建盾構(gòu)隧道，然后擴建車站，從技術(shù)上來講是完全可行的，國外的工程實例不少，只是表現(xiàn)的形式不同。在國外應(yīng)用先隧后站工法較多的國家是前蘇聯(lián)，其次英國、法國、日本也有應(yīng)用。

在車站限界設(shè)計上，先隧后站工法較常規(guī)車站有所不同。采用盾構(gòu)隧道作為車站部分的行車隧道后，行車隧道的凈空沒有常規(guī)車站的大（參見圖3和圖4）。

圖3 區(qū)間盾構(gòu)隧道建筑限界圖

圖4 車站矩形隧道建筑限界圖

這主要是由于車站部分的行車凈空比區(qū)間部分的行車凈空要布置更多的設(shè)備：一是廣告燈箱，主要考慮運營后車站的經(jīng)濟效益;二是軌頂排風(fēng)道，主要是列車需要在站內(nèi)交換能量。如果采用區(qū)間盾構(gòu)作為車站部分的行車隧道，上述兩者的布置都將受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

圖5 盾構(gòu)作為車站行車隧道的建筑限界圖（陰影部分為風(fēng)道）

仔細(xì)研究這個問題，可以發(fā)現(xiàn)，對于廣告燈箱的布設(shè)，可以暫時不予考慮，但是對于軌頂排風(fēng)道，依照目前國內(nèi)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，還是不能取消的。據(jù)此，我們布置了一個以盾構(gòu)作為車站部分行車隧道的建筑限界圖（參見圖5）。通過與各個專業(yè)的協(xié)調(diào)，基本上是可以滿足各項要求的，此方案是可行。

從以上論述來看，無論從國內(nèi)外工程實例還是理論分析來看，這種先隧后站的施工方案是可行的。

3.2 方案類型

從結(jié)構(gòu)形式上我們給這種方案劃分為三類：采用明挖法進行擴挖的;采用暗挖法進行擴挖的;采用明暗結(jié)合法進行擴挖。

以明挖法為例進行說明：

采用明挖法進行擴挖的先隧后站車站具有如下特點（參見圖6）：

圖6"明挖法進行擴挖的先隧后站方案圖

利用盾構(gòu)區(qū)間隧道作為行車道，預(yù)留了盾構(gòu)施工通道，車站施工對盾構(gòu)隧道施工影響小;利用盾構(gòu)隧道作車站行車隧道、斷面較小，但由于車體較小、列車編組乘客量減少，初步復(fù)核按新的地鐵設(shè)計規(guī)范可滿足行車隧道的通風(fēng)要求。建筑布置簡單，施工較容易。線間距加大;在屏蔽門位置對應(yīng)破除盾構(gòu)管片，乘客通過聯(lián)通道上下車，聯(lián)通道處管片需作特殊處理。

采用暗挖法進行擴挖的先隧后站車站具有如下特點（參見圖7）：

圖7"暗挖法進行擴挖的先隧后站方案圖

充分利用已建的盾構(gòu)區(qū)間隧道作為車站的行車隧道，因此沒有廢棄工程量。利用盾構(gòu)隧道作車站行車隧道、斷面較小，但按新的地鐵設(shè)計規(guī)范可滿足行車隧道的通風(fēng)要求。

采用暗挖法拓展成島式站臺車站，建筑布置組合較多;

預(yù)留了盾構(gòu)施工通道，對盾構(gòu)隧道施工影響小;線間距無需加大。

車站施工與盾構(gòu)隧道施工相分離，并預(yù)留了盾構(gòu)施工所需的空間，兩者可同步施工、亦可先后施工，對盾構(gòu)隧道施工影響小。需在屏蔽門位置對應(yīng)破除盾構(gòu)管片，破除前盾構(gòu)隧道內(nèi)可架設(shè)桁架支撐或修筑支撐墻體。連拱處采用特殊管片，受力復(fù)雜，結(jié)構(gòu)處理較困難。

總體功能能滿足要求，由于行車隧道與站臺間的間距已縮小，因此對乘客的疏散影響不大。節(jié)點防水較難處理，防水效果不理想。

采用明暗結(jié)合法進行擴挖的先隧后站車站具有如下特點（參見圖8）：

圖8明暗結(jié)合法進行擴挖的先隧后站方案圖

暗挖隧道擴挖車站方案作為站臺層，結(jié)合明挖車站站廳層（或明挖法擴挖車站）組合而成。車站的組合模式可多樣化，兩端頭的站廳層、通道、設(shè)備管理用房可根據(jù)道路的寬度、車站的埋深選擇一層、二層及多層結(jié)構(gòu);以滿足功能要求為準(zhǔn)。

兩端的站廳、通道、設(shè)備管理用房的基坑可根據(jù)交通疏解情況采用明挖（分段明挖）、蓋挖或暗挖（直墻拱頂）等施工方法。

為便于與盾構(gòu)隧道接口和在車站擴挖時保護好已建的盾構(gòu)隧道管環(huán)，兩端的站廳層、通道、設(shè)備管理用房的基坑圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)在隧道進入之前完成施工。

4.結(jié)論

通過上述分析，先隧后站的施工方法是完全可行的。

采用先隧后站施工并同時調(diào)整車站的布局，贏得了時間、減輕對前期準(zhǔn)備工作的壓力、降低了前期工作搶工所需付出的代價的同時，也減少管線遷改所需的費用;為全面地解決地鐵附屬結(jié)構(gòu)（出入口、風(fēng)亭、風(fēng)道）創(chuàng)造了條件，更為地鐵物業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造機遇。所取得的經(jīng)濟效益是明顯的，因此這種施工安排是可行的。

參考文獻：

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