地鐵車站與不同盾構(gòu)型式區(qū)間銜接方案及站型研究

岳長(zhǎng)庚，朱瑤宏，譚滿生

（1. 中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300308；2. 寧波市軌道交通指揮部，浙江寧波 315100）

1 工程概況

寧波市軌道交通 2 號(hào)線二期工程為清水浦站—紅聯(lián)站，招寶山站位于鎮(zhèn)海區(qū)城河西路與勝利路交叉口。該站站前聰園路站—招寶山站區(qū)間采用類矩形盾構(gòu)法施工，站后招寶山站—紅聯(lián)站區(qū)間采用普通圓形盾構(gòu)法施工。類矩形盾構(gòu)尺寸為 11.5m×7.5m，左右盾構(gòu)隧道線間距為 5.1m，普通圓形盾構(gòu)外徑為 6.2m，左右盾構(gòu)隧道線間距為 9m。為滿足隧道抗浮需要，隧道埋深為 1 倍洞徑以上，隧道示意圖見圖1、圖2?？紤]到招寶山站站后區(qū)間下穿甬江，車站設(shè)置成地下三層站。

2 車站與區(qū)間銜接方案

在車站前后區(qū)間工法和車站深度確定的情況下，綜合考慮線路線形、車站功能、拆遷、對(duì)地塊影響等因素，對(duì)招寶山站及前后區(qū)間進(jìn)行研究，提出了 3 種車站與區(qū)間銜接方案。

圖1 類矩形盾構(gòu)隧道示意圖

圖2 普通圓形盾構(gòu)隧道示意圖

2.1 方案1

方案 1：招寶山站采用地下三層島式站，站后順接圓形盾構(gòu)區(qū)間，站前區(qū)間采用“類矩形盾構(gòu) + 明挖轉(zhuǎn)換井+圓形盾構(gòu)”過(guò)渡方案。

該方案招寶山站采用 13m 島式站臺(tái)，車站左右線線間距為 16m，站后順接圓形盾構(gòu)，站前區(qū)間則需要設(shè)置一段明挖轉(zhuǎn)換井，將線間距從 5.1m（類矩形盾構(gòu)線間距）漸變至 8.5m（圓形盾構(gòu)始發(fā)條件），然后采用圓形盾構(gòu)掘進(jìn)至車站。轉(zhuǎn)換井設(shè)置在距區(qū)間小里程端 78m 位置，其兩端分別銜接類矩形和圓形盾構(gòu)，轉(zhuǎn)換井長(zhǎng)84.5m，埋深 16m。該方案周邊拆遷面積為 16664m2（圖3）。

圖3 方案 1

2.2 方案 2

方案 2：招寶山站采用地下三層島式站，站后順接圓形區(qū)間，站前區(qū)間采用“明挖段”過(guò)渡方案。

該方案招寶山站車站站型不變，站前區(qū)間采用明挖段過(guò)渡，將線間距由 5.1m 擴(kuò)大至 16m 直接接入車站。明挖段左端作為類矩形盾構(gòu)的始發(fā)或接收井，明挖段長(zhǎng)147m，建筑面積 6891m2。該方案周邊拆遷面積為 16984m2（圖4）。

圖4 方案 2

2.3 方案 3

方案 3：招寶山站采用地下三層喇叭型側(cè)式車站，車站站前銜接類矩形盾構(gòu)，站后銜接圓形盾構(gòu)。

該方案招寶山站為地下三層喇叭型側(cè)式車站，在車站內(nèi)線間距由 5.1m 轉(zhuǎn)化為 8.5m，車站站前、站后端分別作為類矩形盾構(gòu)和圓形盾構(gòu)始發(fā)或接收，車站站前不需設(shè)置過(guò)渡段。該方案周邊拆遷面積 8741m2（圖5）。

圖5 方案 3

2.4 銜接方案選擇

綜合比選可知，方案 3 與其他 2 個(gè)方案相比，車站土建規(guī)模雖有適當(dāng)增大，但方案 3 采用喇叭型側(cè)式車站直接與區(qū)間銜接，省掉了過(guò)渡段，降低了總體規(guī)模，避免了工法轉(zhuǎn)換麻煩，縮短了工期，最重要的是聰園路站—招寶山站區(qū)間可全部采用類矩形盾構(gòu)法施工，能最大程度地減少拆遷量，經(jīng)濟(jì)性最佳。最終選擇以方案 3 為基礎(chǔ)，對(duì)招寶山站站型做進(jìn)一步研究。

3 車站站型研究

3.1 車站線型

車站從站前端開始，左線采用 2000m 曲線半徑，右線采用 1200m 曲線半徑，將線間距從 5.1m 漸變至8.5m，以實(shí)現(xiàn)車站站前端銜接類矩形盾構(gòu)、站后端銜接圓形盾構(gòu)。車站長(zhǎng)度 153.5m，左端寬 24.9m，右端寬29.1m，總建筑面積 15860.4m2（圖6）。

圖6 招寶山站總平面圖

3.2 車站站型

3.2.1 方案 1（常規(guī)方案）

地下一、二、三層分別為站廳、設(shè)備、站臺(tái)層，為實(shí)現(xiàn)乘客“換邊”，在站臺(tái)層和設(shè)備層之間增設(shè)扶梯，設(shè)備層設(shè)置夾層通道。其優(yōu)點(diǎn)為規(guī)模較小，缺點(diǎn)為站臺(tái)層布置 3 組扶梯導(dǎo)致空間局促、運(yùn)營(yíng)管理不便，對(duì)設(shè)備層設(shè)備布置影響較大（圖7）。

3.2.2 方案 2（倒廳方案）

地下一、二、三層分別為設(shè)備、站廳、站臺(tái)層。優(yōu)點(diǎn)為乘客“換邊”方便；缺點(diǎn)為車站出入口提升高度大，車站附屬規(guī)模大（圖8）。

3.2.3 方案 3（中庭方案）

地下一層為站廳層，車站中部設(shè)置中庭，地下二、三層分別為轉(zhuǎn)換層、站臺(tái)層。優(yōu)點(diǎn)為地下一層可以實(shí)現(xiàn)4 個(gè)象限過(guò)街功能，乘客走錯(cuò)站臺(tái)時(shí)也只需要提升 1 層，“換邊”方便；缺點(diǎn)為車站附屬結(jié)構(gòu)為地下2 層結(jié)構(gòu)，規(guī)模較大，機(jī)電系統(tǒng)投資大且運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用高（圖9）。

3.2.4 方案 4（錯(cuò)層方案）

地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層，其中地下一層公共區(qū)兩端設(shè)置夾層設(shè)備管理用房。優(yōu)點(diǎn)為乘客“換邊”方便；缺點(diǎn)為出入口提升大，風(fēng)亭等附屬結(jié)構(gòu)需設(shè)置為地下 2 層結(jié)構(gòu)，規(guī)模較大，車站側(cè)墻、頂板、中板均需要加厚，土建增加投資約 1100 萬(wàn)元（圖10）。

圖7 站型方案 1（常規(guī)方案）

圖8 站型方案 2（倒廳方案）

圖9 站型方案 3（中庭方案）

圖10 站型方案 4（錯(cuò)層方案）

3.2.5 站型選擇

經(jīng)過(guò)綜合比選及客流研究發(fā)現(xiàn)，招寶山站的乘客主要以周邊小區(qū)居民和鎮(zhèn)海區(qū)政府工作人員為主。他們熟悉車站布置情況，走錯(cuò)的可能性比較低，因此，不建議采用過(guò)大土建規(guī)?；蛘咴黾舆\(yùn)營(yíng)難度和成本為代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)“換邊”功能。對(duì)于其他旅客則需加強(qiáng)車站導(dǎo)向和導(dǎo)引，減少并盡量避免乘客坐錯(cuò)車，故最終選擇車站站型方案 1（常規(guī)方案）。

3.3 站廳層公共區(qū)布置

考慮到車站長(zhǎng)度僅有 154.5m 且為地下三層站，扶梯較長(zhǎng)，需占用較多空間，若站廳層樓扶梯距離近，則乘客進(jìn)出站容易造成擁擠；若站廳層樓扶梯距離遠(yuǎn)，則站臺(tái)層扶梯距離端門近，有效候車空間小。因此，在滿足規(guī)范的前提下，優(yōu)化車站布置應(yīng)以滿足使用功能為主。

結(jié)合喇叭型側(cè)式車站的特點(diǎn)，考慮了 2 種布置形式：①采用扶梯對(duì)向布置，T 型樓梯和電梯組合（T 型樓梯組合形式）；②采用扶梯對(duì)向布置，L 型樓梯和電梯分開（L 型樓梯分離形式）。這 2 種布置形式中站廳層扶梯和樓梯的客流流線垂直不交叉，在減少擁堵的同時(shí)能縮短樓扶梯之間的距離，增大站臺(tái)層扶梯與端門的距離，優(yōu)化候車空間。

在結(jié)構(gòu)方面，T 型樓梯組合形式的樓板開洞長(zhǎng)度較L 型樓梯組合形式的大，需加大腰梁的截面高度，這將導(dǎo)致車站結(jié)構(gòu)外擴(kuò)，引起車站規(guī)模擴(kuò)大，造價(jià)增加；T 型樓梯開洞位置與中縱梁位置沖突，導(dǎo)致車站縱梁體系不連續(xù)，車站縱向傳力體系被破壞，對(duì)車站結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。故最終選用 L 型樓梯方案（圖11）。

圖11 站廳層樓梯組合型式

3.4 設(shè)備層空間布置

在滿足運(yùn)營(yíng)和檢修的基礎(chǔ)上，以盡量減少建筑空間浪費(fèi)為原則。在保持軌面標(biāo)高不變的情況下，將設(shè)備層凈高壓縮 550mm，凈高調(diào)整為 5560mm；站臺(tái)層凈高提高 350mm，凈高調(diào)整為 5000mm，便于站臺(tái)層管線布設(shè)（圖12）。

3.5 站臺(tái)層空間布置

側(cè)式站臺(tái)空間小，乘客候車空間小，管線布置困難?？蓪⒄九_(tái)層折跑樓梯優(yōu)化成直跑樓梯，留出樓梯側(cè)邊及下部空間給乘客；同時(shí)，根據(jù)管線走向?qū)⒄九_(tái)層左右兩端各 1 跨的縱梁上翻，使管線和裝修能充分利用縱梁高度空間，裝修凈高大大增加，優(yōu)化了站臺(tái)空間效果（圖13）。

圖12 招寶山站車站橫剖面圖

圖13 招寶山站車站站臺(tái)層平縱面圖

4 結(jié)語(yǔ)

招寶山站與區(qū)間銜接方案及站型研究是在車站兩端區(qū)間采用類矩形盾構(gòu)法和普通圓形盾構(gòu)法的基礎(chǔ)上的一種探索性創(chuàng)新。在保證車站功能的前提下，該銜接方案和站型具有盾構(gòu)工法適應(yīng)性強(qiáng)、能最大程度減少拆遷、降低施工難度、縮短工期等特點(diǎn)，希望能對(duì)今后類似工程的實(shí)施提供參考和借鑒。

[1]朱瑤宏，朱雁飛，黃德中，等. 類矩形盾構(gòu)法隧道關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 隧道建設(shè)，2017，37（9）.

[2]李剛. 類矩形盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用[R]. 上海：上海隧道工程有限公司盾構(gòu)工程分公司，2016.

[3]石元奇. 全斷面切削類矩形盾構(gòu)研制[R]. 上海：上海隧道工程有限公司機(jī)械制造分公司，2016.

[4]楊志豪. 類矩形隧道的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究[R]. 上海：上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院，2016.