地鐵附屬改造項目常見問題分析與建議
——以廣佛線季華園站為例

李 智

(廣州地鐵設計研究院股份有限公司， 廣東 廣州 510010)

0 引言

根據中國城市軌道交通協會最新發布的統計結果可知： 截至2017年底，中國內地共有34座城市開通了城市軌道交通，開通線路共165條，運營總里程達5 033 km，其中，地鐵里程3 884 km，占比77.2%； 另外，全國共有62個城市的城軌交通線網獲批，規劃里程達7 424 km，共有56個城市開工建設城軌交通，在建線路長度約6 246.3 km[1]。

隨著各個城市地鐵的成網，地鐵周邊土地迅速升值，不少開發商紛紛在地鐵站周邊興建商場。以廣佛線為例，沿線涌現了樂峰廣場、金融城廣場、中海寰宇天下、南海萬科廣場、凱德廣場、NOVA嶺南站等已建廣場以及萬科悅都薈、新福港鼎峰等在建商場。萬科悅都薈及新福港鼎峰的地下商場設計與地鐵站接駁，南海萬科廣場連接通道目前正進行可行性研究，有意向與地鐵對接。

目前，雖然有學者對火車站與地鐵車站結合的結構形式進行了探討[2]，對車站局部改造設計與施工進行了研究[3-4]，但對地鐵改造方面的研究大多集中在隧道機械[5-6]、工程管理[7]、客流[8]、機電[9-10]、軌道及計算領域[11-14]，對改造方案的討論較少，且多為換乘站[15]及主體自身的改造[16]，很少涉及與外部地塊的同步改造。本文以佛山萬科廣佛線季華園站(萬科地塊)出入口及風亭改造設計項目(萬科悅都薈項目)為依托，針對改造設計中出現的相關問題，進行深入分析，根據周邊環境的變化，動態落實專家意見，提出了可供參考的改造方案，以期為類似的地鐵改造項目提供借鑒。

1 工程概況

1.1 項目概況

佛山萬科悅都薈項目位于禪城區汾江南路西側、城里大涌東側和影蔭路南側，規劃用地面積9 785 m2，總建筑面積87 132 m2。項目由4層地下室(其中2層車庫、2層商業)、2層商業裙房以及2棟超高層(31層)辦公樓組成。塔樓總高度為160.10 m，地下室深度約為20 m，連續墻長約24 m，擬采用樁基礎。

季華園站是廣佛線的中間站，位于佛山市影蔭路與綠景一路之間的汾江南路上，呈南北向布置。本站設4個出入口，2組風亭及1座下沉式冷卻塔。其中，C、D出入口位于車站西側，已開通運營； A、B出入口位于車站東側，目前正在施工中，A出入口預計2018年底開通，B出入口預計2019年4月開通。改造前2組風亭及下沉式冷卻塔均位于車站西側，目前冷卻塔已完成臨時遷改。工程平面位置見圖1。

圖1 工程平面位置圖

1.2 改造原因

1)地鐵季華園站C、D出入口、2組風亭及下沉式冷卻塔侵入萬科悅都薈地塊，影響地塊建筑布置，導致塔樓及環形車道侵入地鐵下沉式冷卻塔及北端排風亭。2)應佛山萬科業主要求，悅都薈負2層需實現與地鐵C、D出入口的直接連通。3)改造前C、D出入口均為樓梯，未設置扶梯，不能較好地服務周邊居民； 悅都薈項目完成后，地鐵出入口樓扶梯改造難度加大，地鐵公司要求悅都薈建設時，同步對C、D出入口進行升級改造。

1.3 改造范圍

1)對下沉式冷卻塔進行遷移，最終將遷移至悅都薈裙樓樓頂； 2)升級改造季華園站D出入口，并與悅都薈負2層商業連通； 3)升級改造季華園站C出入口，并與悅都薈負2層商業連通； 4)對北端排風亭進行改遷，永久改遷至地塊北端。改造范圍如圖2所示。

圖2 改造范圍

2 常見問題分析

2.1 下沉式冷卻塔遷移

2.1.1 設計方案

受地塊大小限制，悅都薈塔樓1侵入下沉式冷卻塔范圍，需對冷卻塔進行遷移。遷移方案為： 1)在既有下沉式冷卻塔西側地面新建臨時冷卻塔，調試并確保冷卻塔正常工作。2)切斷既有冷卻塔與車站的聯系，將臨時冷卻塔與車站設備連通，隨后破除既有下沉式冷卻塔結構。此步驟實施之前，需進行施工組織設計，進行多次預演，確保一次改遷到位。3)在悅都薈裙樓樓頂新建地鐵永久冷卻塔，鋪設管道，連接至地鐵車站。4)啟用永久冷卻塔，拆除臨時冷卻塔。

土建工程的重難點是破除既有下沉式冷卻塔基礎。設計解決思路為： 先切除悅都薈連續墻部位冷卻塔結構，并填土恢復地面，然后施工悅都薈地下連續墻，開挖基坑，破除剩余未切除的結構。具體方案為： 1)施工冷卻塔切割位置的拉森鋼板樁； 2)遷移既有冷卻塔至臨時位置，將冷卻塔底板、側墻分割，并切除對應結構； 3)在臨時封堵風亭側墻處預埋套管，采用素土回填現有冷卻塔，并施工悅都薈連續墻； 4)開挖基坑，破除之前未破除的結構。具體施工設計見圖3。

2.1.2 現場施工情況

破除既有下沉式冷卻塔基礎時，根據施工單位的要求及現場情況，動態優化了施工方案，采用邊破邊填的方法，取消冷卻塔結構外側的鋼板樁圍護。下沉式冷卻塔破除現場如圖4所示。

(a) 施工冷卻塔切割位置處的拉森鋼板樁

(b) 遷移既有冷卻塔至臨時位置，將冷卻塔底板、側墻分割，并切除對應結構

(c) 臨時封堵風亭側墻處預埋套管，素土回填現有冷卻塔，并施工悅都薈連續墻

圖3既有下沉式冷卻塔破除設計圖(單位： mm)

Fig. 3 Demolition design of submerged cooling tower (unit: mm)

2.1.3 建設及運營管理

機電工程的重難點為： 冷卻塔遷移至悅都薈裙樓樓頂后，冷卻水泵揚程增大，日常運營維護以及與大樓物業的關系處理問題嚴峻。解決思路如下：

1)關于水泵揚程增大的問題，通過溝通協調，萬科地產與地鐵公司達成一致，即冷卻塔遷移至新的位置時，管路系統也會發生變化，需系統計算既有水泵選型是否滿足要求，不滿足時需對既有水泵進行改造、重新選型，同時需對配電部分(含電纜及環控柜開關)進行評估改造。經計算，原水泵揚程不滿足要求，因改造由萬科引起，萬科負責完成改造項目。

2)關于日常運營維護與大樓物業的關系問題，根據國內相關城市的類似工程經驗，建議地鐵站提供冷卻塔用電，萬科物業負責對冷卻塔補水，并進行計量。建成后，萬科對冷卻塔進行圍擋，移交地鐵公司管理。

圖4 下沉式冷卻塔破除現場

2.2 D出入口升級改造并與悅都薈負2層接駁

2.2.1 設計方案

將原有樓梯改成兩扶一樓，并與萬科悅都薈地下2層商業接駁。土建工程重難點及設計思路為：

1)改造期間維持2個出入口處于正常運營狀態(目前僅C、D出入口開通運營)，設計時，未明確A、B出入口是否實施。設計思路為利用原預留接駁口在C、D出入口之間增設一個臨時出入口，然后進行C或D出入口改造。新增臨時出入口施工時，需對汾江南路進行管線遷改和交通疏解，對車站站廳層閘機進行改造。手續繁多，工期長，投資大。

2)出入口結構凈寬僅5 m(見圖5)，按地鐵標準的兩扶一樓布置時，寬度不夠，需拓寬。但出入口西側為新風亭，東側緊貼內部人防門及道路紅線，無拓寬條件。設計思路為采用非標準扶梯。

3)D出入口與南側排風亭凈距約為10 m(見圖6)，增設扶梯將導致出入口長度增加，D出入口與排風亭之間的距離將不滿足規范要求。設計思路為破除既有出入口出口段(含集水井段)，反向加長出入口。

2.2.2 重難點處理

1)出入口改造期間，需保證至少2個出入口處于正常使用狀態。解決方案為： 利用C、D出入口之間的原預留接駁口作為改造期間的疏散出口，再進行C或D出入口的改造；改造期間最不利情況為預留口與C出入口并存或預留口與D出入口并存，經核實均滿足“站廳公共區內任一點與安全出口疏散的距離不得大于50 m”的規范要求；同時，預留接駁口與主體相接處的寬度與C、D出入口相同(結構寬度為5 m，裝修后凈寬為4.6 m)，滿足疏散要求；預留接駁口位于付費區內，改造期間將在接駁口延伸出的通道內設置臨時售檢票設施，解決臨時進出站問題，因此，不調整既有的售票機、進出站閘機等位置。

圖5 D出入口內部現狀

圖6 D出入口外部現狀

該方案通過了相關專家審查，可保證改造期間出入口總疏散能力不低于改造前，滿足疏散要求。但目前C、D出入口改造尚未開始，東側A、B出入口在專家審查完之后一段時間開始施工。對于周邊環境的變化，最終確定的動態處理原則為： ①通過了解，汾江南路東側A出入口(D出入口對面)將于2018年底開通，B號出入口(C出入口對面)將于2019年4月左右開通。如A、B出入口能按時開通，則C、D出入口可分別在A、B出入口開通之后進行施工。該方案不需在C、D出入口之間加設臨時出入口，因此，可節約工期及工程投資。②若急于在A、B出入口運營之前對既有出入口進行改造或A、B出入口未能如期開通，則可先在悅都薈地下室內建立單獨的臨時通道與D出入口進行接駁(D出入口已預留暗梁暗柱，滿足向西開洞的條件)，滿足疏散要求后，對D出入口進行局部隔斷，進行爬坡段改造施工。隔斷方法可參考魁奇路C出入口的改造方法，如圖7所示。③若A、B出入口因受征地等外部因素的影響，未能如期開通，且已按②法完成D出入口的施工，悅都薈急于完成C出入口接駁，則按原確定方案執行，增加中部臨時出入口。

2)針對地鐵出入口寬度不夠的問題，在滿足各項技術要求的情況下，通過與自動扶梯供應商溝通，將自動扶梯的寬度1 900 mm優化為1 780 mm，保證中部樓梯寬度不小于1 200 mm，該方案得到了專家認可。

3)針對排風亭與出入口距離小于10 m的情況，采取專家提出的意見，通過加長飛頂、人員側出的方式解決。出入口飛頂由目前廣佛線的標準長度14.2 m加長到22.1 m，僅向人行道一側開口，以滿足與排風亭的距離要求，同時具有雨棚的功能。改造后D出入口的效果圖如圖8所示。

圖7 魁奇路站C出入口隔斷施工

Fig. 7 Separation construction of entrance/exit C at Kuiqi Road Station

圖8 改造后D出入口效果圖

2.2.3 建設及運營管理

機電工程重難點： 由于地鐵及商業運營時間不統一，存在建成后接口位置如何管理的問題。針對接口管理問題，建議參考廣佛線魁奇路站與新福港鼎峰的接駁模式，地鐵側與商業側各設置1道防火門及防盜門(如圖9所示)，地鐵公司和商業中心根據各自的運營時間進行管理，注意接口位置預留FAS、BAS互聯互通管線通道即可。

圖9 接口位置防火門、防盜門設置圖

2.3 C出入口升級改造并與悅都薈負2層接駁

2.3.1 設計方案

本設計方案中需在悅都薈負2層新建垂直電梯，新建垂直電梯與萬科悅都薈地下室合建，并與地鐵C出入口接駁。土建工程重難點為： 1)C出入口現狀為三折跑樓梯，接駁位置標高大于悅都薈負2層樓面標高，且未預留暗梁暗柱，因此，需對C出入口折跑段進行整體改造，統一按悅都薈樓面標高接駁； 2)起坡點位置降低增加了地鐵爬坡段的高度及長度，原位復建時，口部將侵入悅都薈塔樓消防登高面，不滿足要求。因此，需對C出入口、新風亭全部進行改造，以加長坡道長度，滿足爬高需要。改造前的C出入口設計圖及現場情況如圖10所示。

2.3.2 重難點處理

針對C出入口的改造，結合專家審查意見，確定了C出入口和新風亭的改造方案。由于既有的C出入口樓梯最下面一梯段會影響無障礙通行需求(新增的無障礙電梯與站廳層地面仍需通過樓梯過渡)，功能有缺失，故仍需對C出入口樓梯進行整體改造。但根據相關建議，最終將新風亭保持原狀，爬坡長度不夠問題通過東移起坡點解決，以縮短改造工期，降低實施風險。改造后的C出入口設計圖如圖11所示。

(a) 設計圖 (b) 現場情況

圖10 C出入口設計圖及現場情況(單位： mm)

Fig. 10 Design drawing and on-site photo of entrance/exit C (unit: mm)

圖11 改造后的C出入口設計圖(單位： mm)

2.3.3 建設及運營管理

參考D出入口的建設及運營管理方案執行。

2.4 北端排風亭改遷

2.4.1 設計方案

排風亭改造相對復雜，由于改造過程中要保證地鐵的正常運營，因此，需要分步驟進行。具體為： 1)實施臨時排風亭； 2)封堵既有排風道，并破除既有排風亭； 3)實施永久排風道、排風亭； 4)將永久排風亭與原有風道連接，并封堵臨時排風道。

2.4.2 重難點處理

參考2.3.2節C出入口升級改造并與悅都薈負2層接駁技術的重難點處理。

2.4.3 建設及運營管理

土建工程重難點： 新建排風道與悅都薈地下室建設工期同步，存在同時建設的問題。針對排風亭的建設問題，由萬科統一協調，因改造由萬科負責，不存在投資分攤等問題。因此，在悅都薈基坑設計時，地鐵改造設計單位提資給基坑設計單位即可。設計時將排風道納入基坑設計中同步實施，后續排風亭改遷時，只需打通接口即可，項目驗收后移交給地鐵公司。

2.5 臨近地鐵施工

2.5.1 設計方案

悅都薈地下連續墻與地鐵地下連續墻的關系圖如圖12所示。悅都薈圍護結構采用1.2 m的連續墻(兼作永久結構墻)，緊鄰地鐵，需要合理確定墻邊與地鐵連續墻的距離(簡稱“兩者距離”)。設計思路為： 1)考慮原地鐵地下連續墻施工時有外放，并存在鼓包現象，應適當加大兩者距離； 2)考慮到兩墻之間的土體在悅都薈連續墻成槽后無法自穩，需全部灌注素混凝土充填，為控制工程量，應盡量縮小兩者距離。結合上述2條原則，地鐵改造設計考慮兩者距離為0.5 m。

D為鋼支撐直經，t為鋼支撐壁厚。

圖12悅都薈地下連續墻與地鐵地下連續墻關系圖(單位： mm)

Fig. 12 Relationship between Yueduhui underground diaphragm wall and metro underground diaphragm wall (unit: mm)

2.5.2 現場施工情況

悅都薈連續墻成槽施工前，由于各種原因，悅都薈地下連續墻與地鐵地下連續墻的凈距由0.5 m調整為0.3 m，成槽時出現地鐵連續墻侵入槽內約8 cm的情況，耗費人力及時間進行修槽，影響施工進度。

3 結論與建議

3.1 結論

通過對地鐵附屬結構的改造設計分析，得出了目前既有地鐵附屬結構改造中常見問題的一種解決思路，供設計、施工單位及業主參考。主要結論如下：

1)對周邊條件受控的改造項目，可進行非標準設計。

2)既有地鐵附屬結構改造施工前，非標準設計的相關參數需滿足地鐵設計要求，并經專家審查后方可實施。

3)施工方案及設計方案可根據周邊環境的變化動態落實專家意見，使改造更加人性化、經濟化，避免不必要的投資。

4)建設時，宜以開發商作為改造主體，地鐵公司負責對相關技術方案進行把關，建成后，開發商將相關地鐵部分移交地鐵公司管理。雙方可在合建合同中明確建設及運營期間的管理事宜。

3.2 建議

1)相關主管部門可組織編制地鐵改造設計規范，對常見的地鐵改造問題進行歸類。

2)對既有地鐵結構破除、臨近既有地鐵結構工程等施工方案，建議由原地鐵施工單位實施或邀請其對施工方案進行審查，減小施工風險。

3)地鐵公司組織梳理各線已改造案例，編制常見的建設、運營問題的處理原則。

4)由于受現場施工進度的影響，目前無相關改造施工監測數據，可以此為切入點進一步研究改造施工中對地鐵位移控制的關鍵施工技術，以便更好地指導后續方案設計。