況昌鵬

(中國(guó)土木工程集團(tuán),100038,北京∥工程師)

本文介紹的地下暗挖車站為以色列特拉維夫市規(guī)劃的紅線軌道交通項(xiàng)目部分。它是以色列目前最大的BOT/PPP(建造-運(yùn)營(yíng)-移交/公私合作)投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。

紅線線路全長(zhǎng)23 km,設(shè)33個(gè)車站,含約10 km長(zhǎng)的地下隧道和地下車站。33個(gè)車站中10個(gè)為地下站(9個(gè)暗挖站,1個(gè)明挖站),23個(gè)為地面站。其中暗挖車站全部采用了拱形無(wú)柱的車站建筑形式,力求實(shí)現(xiàn)小巧、精致、舒適、通透、簡(jiǎn)單樸實(shí)、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、維護(hù)簡(jiǎn)單的目標(biāo)?，F(xiàn)例舉一站介紹其主要特點(diǎn)。

1 車站用地規(guī)劃的控制特點(diǎn)

與我國(guó)的規(guī)劃相比,特拉維夫市軌道交通用地規(guī)劃對(duì)于用地和車站的位置有嚴(yán)格的限定性。在項(xiàng)目招標(biāo)階段(概念設(shè)計(jì)之前)已經(jīng)確定好用于建設(shè)的用地范圍(稱為藍(lán)線),如圖1所示。藍(lán)線不同于我國(guó)的項(xiàng)目建設(shè)控制紅線,而是預(yù)先劃定、但允許有小的設(shè)計(jì)空間變化的用地邊界線。藍(lán)線經(jīng)審批公示后予以批準(zhǔn)。若要修改藍(lán)線,需要花費(fèi)近1～2年的時(shí)間。因此在項(xiàng)目早期設(shè)計(jì)(概念設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì))階段,若無(wú)特殊情況,所有的車站及隧道設(shè)計(jì)全部限定在藍(lán)線的平面范圍內(nèi)。同樣,豎向范圍內(nèi)亦對(duì)隧道及車站深度及位置進(jìn)行了限定,但略比平面限制寬松。

圖1 特拉維夫市軌道交通某車站的藍(lán)線控制范圍

正因?yàn)檫@些限制的存在,一方面雖限制了設(shè)計(jì)的發(fā)揮,但另一方面也減少了建設(shè)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的隨意性和多變性,保證了早期設(shè)計(jì)工作的一貫性。

如何在有限的范圍內(nèi)做好車站及隧道的設(shè)計(jì),如何更好地發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性去實(shí)現(xiàn)功能要求,如何更好地進(jìn)行造價(jià)成本控制及規(guī)劃,是項(xiàng)目實(shí)施的重要工作目標(biāo)。

2 與車站相關(guān)的車輛技術(shù)特點(diǎn)

車輛選用低地板車輛。車輛地板面至軌頂高度為350 mm,可以實(shí)現(xiàn)地面公共交通與軌道交通的共面運(yùn)營(yíng)。車輛地板凸起部分不超過總面積的30%。

列車長(zhǎng)度為72 m,由8節(jié)車輛組成。車體寬度為2.65 m。列車可通過的線路最小曲線半徑為190 m。車輛載客標(biāo)準(zhǔn)按5人/m2考慮。列車最小發(fā)車間隔時(shí)間為2 min,運(yùn)行速度為80 km/h,采用DC 1 500 V接觸網(wǎng)供電。

3 車站建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

某暗挖車站寬約為 22.3 m,有效站臺(tái)寬為10.35 m,有效站臺(tái)長(zhǎng)為75 m。車站高約為18.5 m,總長(zhǎng)為98 m。

按有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,車站出入口不少于2個(gè),并必須另設(shè)2個(gè)獨(dú)立的緊急出入口[1]。該站設(shè)置3個(gè)出入口及2個(gè)從設(shè)備用房直接通到地面街道的緊急出入口。

該車站為三層結(jié)構(gòu),從上往下依次為站廳層、站臺(tái)層和站臺(tái)板下的設(shè)備層。車站斷面采用拱形無(wú)柱形式,適合于設(shè)備用房的布置和利用。其站廳層視野通透、舒適,藝術(shù)感強(qiáng)(見圖2)。

圖2 車站站廳效果圖

站臺(tái)板的下層空間為設(shè)備層,可充分利用暗挖工法形成的仰拱空間,設(shè)置隧道通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備房和風(fēng)道。

站臺(tái)面積按每人0.8 m2的空間考慮。

電梯設(shè)于車站中部,便于均衡分布客流,并符合乘客習(xí)慣。

車站采用簡(jiǎn)單裝修,站臺(tái)層吊頂完成后的凈高不少于3.5 m,且任何突出物如導(dǎo)向標(biāo)志、攝像頭等高度不低于3 m。

4 分枝樹型的風(fēng)道設(shè)計(jì)特點(diǎn)

該車站設(shè)置全屏蔽門系統(tǒng)。設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮常見的側(cè)出式風(fēng)道,而在車站中部設(shè)置一個(gè)帶通風(fēng)豎井的擴(kuò)大斷面(見圖3(b)),空氣經(jīng)軌行區(qū)下方,沿著二襯墻結(jié)構(gòu),經(jīng)風(fēng)道豎井的分枝樹型風(fēng)道(見圖4)及地面風(fēng)亭(見圖5)通到地面(活塞風(fēng)模式)。排煙模式是利用站臺(tái)板下的通風(fēng)設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煙氣和新風(fēng)的控制。其優(yōu)點(diǎn)是省去側(cè)出式風(fēng)道結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu),并可充分利用主體結(jié)構(gòu)作為風(fēng)道結(jié)構(gòu)。此站共設(shè)有風(fēng)亭6個(gè),平面尺寸為2.4 m×4.5 m,設(shè)在地面道路的隔離帶上(見圖5)。

圖3 車站標(biāo)準(zhǔn)段及風(fēng)道處的橫剖面圖

圖4 分枝樹型風(fēng)道縱剖圖

圖5 地面隔離帶上的風(fēng)亭平面圖

分枝樹型風(fēng)道適用于有中間隔離帶的城市街道,可節(jié)約土地,并有效地減少通風(fēng)長(zhǎng)度,提高了通風(fēng)效果。

分枝樹型的風(fēng)道設(shè)計(jì)使車站具有小而精的特點(diǎn),使車站同時(shí)具備機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)和活塞風(fēng)系統(tǒng)。軌行區(qū)的下方在運(yùn)營(yíng)時(shí)作為活塞風(fēng)道,在緊急情況時(shí)可作為疏散通道或排煙風(fēng)道。

5 車站的消防疏散特點(diǎn)

車站消防疏散按美國(guó)NFPA101和NFPA130規(guī)范[1-2]要求及當(dāng)?shù)丶夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。要求從乘客站臺(tái)區(qū)域疏散到安全區(qū)域的時(shí)間應(yīng)少于4 min,車站最遠(yuǎn)處人的疏散時(shí)間應(yīng)少于6 min;要求車站兩端必須設(shè)置獨(dú)立的直通地面街道的緊急出入口。

實(shí)際車站的設(shè)計(jì),站臺(tái)區(qū)域和車站最遠(yuǎn)處人員的安全疏散時(shí)間分別達(dá)到了3.2 min和4.3 min,滿足了NFPA標(biāo)準(zhǔn)的要求;在緊急疏散樓梯配備了緊急電話、防煙設(shè)施,且緊急疏散出入口口部設(shè)置了風(fēng)壓系統(tǒng)以維持緊急疏散通道內(nèi)為正壓,以保障人員疏散時(shí)的安全撤離。

要求緊急疏散口口部的相互距離應(yīng)盡可能的遠(yuǎn),且距離排煙風(fēng)口不小于25 m。通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能在30 s內(nèi)感應(yīng)啟動(dòng),在120 s內(nèi)滿負(fù)荷運(yùn)行。

6 車站結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)

該車站結(jié)構(gòu)的施工考慮了當(dāng)?shù)亓?xí)慣、法律要求及技術(shù)特點(diǎn)。如根據(jù)當(dāng)?shù)貏诠しǖ囊?周末、節(jié)日、宗教活動(dòng)日等不能或不宜作為施工日。此外,由于出于保護(hù)當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)需要,對(duì)外籍工人數(shù)量控制較嚴(yán)。另外,由于勞工的交通、保險(xiǎn)、安全以及稅收等費(fèi)用支出較多,因而設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)盡可能選用熟練工藝、機(jī)械化施工。減少人工是控制成本和保證質(zhì)量進(jìn)度的途徑。

車站豎井尺寸為18 m×14 m的橢圓形結(jié)構(gòu)(如圖6)。車站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工不同于國(guó)內(nèi)常用的CRD(中隔墻加臺(tái)階)工法,采取分隔成較多的小斷面、多掌子面同時(shí)或交錯(cuò)掘進(jìn),而是更多考慮機(jī)械開挖作業(yè),設(shè)計(jì)為較大的開挖斷面及較強(qiáng)的超前支護(hù)形式(如φ500 mm水平旋噴樁),來保證進(jìn)度和成本的要求(如圖7所示的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分臺(tái)階開挖,超前支護(hù))。主體及豎井橫通道二襯結(jié)構(gòu)采用襯砌臺(tái)車施工(如圖8),以盡可能減少人工數(shù)量,規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)。

圖6 通風(fēng)豎井的設(shè)計(jì)及施工

圖7 初期支護(hù)施工示意圖

圖8 主體二襯施工示意圖

7 結(jié)語(yǔ)

1)本文介紹的暗挖車站具有規(guī)模小、投資費(fèi)用少、運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低等顯著特點(diǎn),適合于中等城市和中等運(yùn)量的軌道交通系統(tǒng)。

2)利用車站中部主體結(jié)構(gòu)作為風(fēng)道,并由分枝樹型風(fēng)道通往地面道路上方的做法具有通風(fēng)功能完備、減少拆遷、節(jié)省投資等特點(diǎn),而且由于將風(fēng)亭設(shè)置在道路中央的隔離帶上,因而節(jié)約了用地。

3)暗挖車站一般為拱形結(jié)構(gòu),具有設(shè)計(jì)為大跨或無(wú)柱車站的條件,通過建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師們的精心設(shè)計(jì)、互相協(xié)作、細(xì)致研究,定能設(shè)計(jì)出便捷、安全、美觀、宜維護(hù)的精品車站。

[1]NFPA,NFPA101 Life Safety Code[S].2003.

[2]NFPA,NFPA130 Standard for Fixed Guideway Transit A nd Passenger Rail Systems[S].2003.

[3]GB 50157—2003 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]施仲衡.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,2006.