地鐵平坡車站應(yīng)用分析

楊勝超

(中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300308)

1 設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)地鐵車站一般設(shè)計(jì)為2‰的縱坡，這一點(diǎn)在《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50157—2013)中有明確說明：在站臺(tái)縱坡沒有明確感覺的前提下，解決車站范圍內(nèi)的排水問題；同時(shí)規(guī)范也提到，若車站與相鄰建筑物合建時(shí)可采用平坡。

近年來地鐵在國(guó)內(nèi)大中型城市發(fā)展迅速，地鐵車站為沿線地塊帶動(dòng)、商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，規(guī)劃部門、建設(shè)單位、運(yùn)營(yíng)公司、設(shè)計(jì)單位等各方更加重視地鐵車站與周邊地塊及建筑物的一體化設(shè)計(jì)，因此采用平坡的車站開始逐漸出現(xiàn)。更為重要的是，若車站縱斷面設(shè)計(jì)采用2‰的縱坡，則后續(xù)在車站工程施工、站內(nèi)裝修、機(jī)電設(shè)備安裝、與其他車站或建筑換乘銜接等諸多方面存在難以解決的問題，這些問題限制了施工工藝和效率的進(jìn)一步提升。因此，在較好地解決車站排水問題后，車站可以采用平坡設(shè)計(jì)。

2 車站采用2‰縱坡存在的問題

2.1 主體施工

根據(jù)選用車輛和編組的不同，地鐵車站縱向長(zhǎng)度一般為200～500 m(個(gè)別帶有配線的車長(zhǎng)會(huì)更長(zhǎng))，若車站采用2‰縱坡，則車站兩端高差約為0.4～1.0 m。為保證車站上方滿足地下管線的埋設(shè)深度，一般采用車站淺端控制覆土厚度，從而較低一端基坑較深，增加了工程土方開挖量。車站主體施工時(shí)，各層結(jié)構(gòu)板一般沿車站長(zhǎng)度方向分段澆筑，2‰的縱坡使得高程控制工作復(fù)雜?，F(xiàn)階段技術(shù)無法保證每段澆筑板的起終點(diǎn)高程滿足2‰縱坡要求，澆筑完成后基本呈現(xiàn)階梯狀，需要經(jīng)面層水泥找平后才能滿足要求，增加工序進(jìn)而導(dǎo)致施工過程復(fù)雜。

2.2 站內(nèi)裝修

車站地面采用2‰縱坡會(huì)影響站內(nèi)墻面的設(shè)計(jì)：若墻面采用豎直方向，則墻面不與地面垂直，裝修時(shí)墻磚之間勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)縫，或墻磚與地面之間存在不等寬縫隙，影響裝修美觀；若墻面采用垂直于站臺(tái)的方向，會(huì)導(dǎo)致墻面傾斜，與車站墩柱存在斜交角度，不僅影響機(jī)構(gòu)受力，而且各個(gè)房門都是傾斜狀態(tài)，影響后期的使用。

2.3 設(shè)備安裝

車站縱斷面若采用2‰的縱坡，不利于站內(nèi)機(jī)電設(shè)備的安裝。運(yùn)營(yíng)期間站臺(tái)屏蔽門使用頻繁、工作時(shí)間長(zhǎng)，安裝時(shí)要求絕對(duì)水平；屏蔽門安裝在縱坡站臺(tái)后，會(huì)形成階梯狀，屏蔽門上沿高低起伏，難以處理。一般站廳層和站臺(tái)層之間會(huì)設(shè)置對(duì)稱的樓扶梯，2‰縱坡使得兩幅電扶梯尺寸不同，難以標(biāo)準(zhǔn)化安裝施工。站臺(tái)設(shè)備區(qū)內(nèi)的落地風(fēng)機(jī)、變電柜、變壓器等機(jī)電設(shè)備，其基座安裝要求水平，整個(gè)設(shè)備區(qū)需要再增加一道找平工序。

2.4 與其他線或建筑換乘銜接

兩條線路相交，車站一般形成T形或L形換乘，若車站均采用2‰縱坡，則兩個(gè)不同方向的縱坡會(huì)使換乘節(jié)點(diǎn)的高差不好處理，一般在設(shè)計(jì)圖紙中沒有體現(xiàn)，施工過程也往往含糊處理。若車站不同出入口與同一建筑物銜接，則會(huì)出現(xiàn)高差不同，需要施工中增加坡道處理。

2.5 不利于BIM技術(shù)在全過程中的應(yīng)用

近年來BIM(建筑信息系統(tǒng))技術(shù)發(fā)展迅速，部分地鐵項(xiàng)目將BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)、施工、裝修至運(yùn)營(yíng)全階段。車站采用2‰縱坡導(dǎo)致軟件中的建筑構(gòu)件出現(xiàn)各種問題：非水平結(jié)構(gòu)板難以定義、使用，豎直的墻體、柱網(wǎng)與結(jié)構(gòu)板不垂直，結(jié)構(gòu)件之間搭接不嚴(yán)、存在縫隙。以上問題導(dǎo)致車站建筑的BIM模型不夠完善，現(xiàn)階段僅能滿足設(shè)計(jì)過程的示意用途，而難以在施工和運(yùn)營(yíng)中得到實(shí)際應(yīng)用，限制了新技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的推廣使用。

3 車站采用的幾種平坡及綜合比較

鑒于2‰縱坡的車站存在的諸多問題，近年來很多城市的地鐵設(shè)計(jì)中，部分車站的結(jié)構(gòu)板或軌行區(qū)開始采用平坡方案。經(jīng)過綜合比較分析，地下平坡車站主要有以下3種形式。

3.1 方案1：車站底板及軌行區(qū)2‰單坡

車站頂板、中板、站臺(tái)面采用平坡，軌道、軌行區(qū)排水和底板采用2‰的縱坡，將廢水匯集到車站端部的廢水泵房。對(duì)于長(zhǎng)度較短的車站，底板和軌行區(qū)采用單面坡，車站一端設(shè)泵房；帶有配線及較長(zhǎng)的車站，底板和軌行區(qū)可采用2‰人字坡，酌情增設(shè)泵房數(shù)量。受車站較淺一端最小埋深的控制，此種方式導(dǎo)致車站深端的底板埋深增加0.5～1.0 m，增加了工程造價(jià)。此種平坡車站形式在蘇州1#線、武漢2#線等工程中得以應(yīng)用。

3.2 方案2：所有結(jié)構(gòu)板平坡，軌行區(qū)2‰找坡

車站頂板、中板、站臺(tái)面、底板均采用平坡，軌行區(qū)采用2‰縱坡。較短的標(biāo)準(zhǔn)站可采用單坡，將廢水匯至車站一端的廢水泵房；較長(zhǎng)的車站軌行區(qū)可采用人字坡，在車站兩端設(shè)置廢水泵房。此種方案車站結(jié)構(gòu)板水平、側(cè)墻豎直統(tǒng)一，有利于車站主體的土建施工，但增大了軌行區(qū)混凝土填方量。此種方案在南京4#線、7#線的車站設(shè)計(jì)中應(yīng)用較廣。

3.3 方案3：結(jié)構(gòu)板及軌行區(qū)均平坡

所有結(jié)構(gòu)板及軌行區(qū)均采用平坡，站臺(tái)區(qū)和軌行區(qū)廢水僅借助重力，經(jīng)水溝、集水坑后流入車站端部的兩個(gè)廢水泵房。此種方案設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)單，軌行區(qū)混凝土填方量最小，但水溝內(nèi)廢水不夠順暢，在施工誤差較大的情況下，水溝內(nèi)容易出現(xiàn)積水區(qū)段。

3.4 幾種方案綜合比較

國(guó)內(nèi)地鐵車站標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度約為200 m，以地下兩層島式車站(站臺(tái)寬度12 m，車站主體標(biāo)準(zhǔn)段寬度21.34 m)為例，對(duì)以上3種平坡方案進(jìn)行綜合比較，如表1所示。

表1 平坡車站方案比選表

由表1對(duì)比，可見方案2(所有結(jié)構(gòu)板平坡、軌行區(qū)2‰找坡)具有基坑較淺、 土方開挖量小、車站排水良好的優(yōu)勢(shì)，雖然增加了道床回填量和泵房數(shù)量，但相比方案3(結(jié)構(gòu)板及軌行區(qū)均平坡)具有更好的排水條件，更加適用于地下水充沛的城市。

方案2(有結(jié)構(gòu)板平坡、軌行區(qū)2‰找坡)在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，軌行區(qū)可根據(jù)道床回填的要求而設(shè)置多段2‰縱坡(人字型、階梯型或W型)，在兩個(gè)指標(biāo)(回填土方量和泵房數(shù)量)之間平衡取舍，以達(dá)到最低的工程投資。

4 結(jié) 論

地鐵平坡車站在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)全階段都有成功的應(yīng)用實(shí)例，由于其克服了土建施工、車站裝修、設(shè)備安裝、銜接換乘、軌道養(yǎng)護(hù)等諸多方面的問題，因而得到了各方的普遍歡迎。通過合理的工程措施，平坡車站能夠較好地解決排水不暢的問題，并滿足相應(yīng)規(guī)范的要求，在地下水不太豐沛的區(qū)域值得廣泛應(yīng)用。