高嵩

(青島理工大學(xué)，山東青島 266033)

0 引言

近年來(lái)，為了解決城市日益突出的交通問(wèn)題，地下鐵道呈快速發(fā)展之勢(shì)。地鐵車(chē)站的設(shè)計(jì)選型按線(xiàn)路走向分為側(cè)式站臺(tái)，島式站臺(tái)及島、側(cè)式混合站臺(tái)。地下車(chē)站一般多采用島式站臺(tái)設(shè)計(jì)，地面車(chē)站和高架車(chē)站一般多采用側(cè)式站臺(tái)設(shè)計(jì)，但由于城市中心區(qū)環(huán)境復(fù)雜，受周邊條件、施工方法、工期等方面限制，地鐵車(chē)站的建筑結(jié)構(gòu)形式不能套用常規(guī)模式，必然會(huì)出現(xiàn)多元化的趨勢(shì):深圳地鐵一號(hào)線(xiàn)續(xù)建桃園站根據(jù)站址環(huán)境和線(xiàn)路條件，車(chē)站設(shè)計(jì)為島式站臺(tái)，采用明挖施工，地下2層［1］;廣州地鐵三號(hào)線(xiàn)番禹廣場(chǎng)站設(shè)計(jì)為島式站臺(tái)，采用明暗結(jié)合的形式，明挖部分為地下3層，暗挖部分為小斷面的單層雙孔［2］;北京地鐵十號(hào)線(xiàn)呼家樓站基于邊界制約條件，最終確定采用雙洞雙層分離島式站臺(tái)的建筑形式作為實(shí)施方案［3］;廣州地鐵5號(hào)線(xiàn)小北站，周邊條件很復(fù)雜，車(chē)站線(xiàn)路方向不具備明挖條件，采用立體交叉洞室群車(chē)站［4］。文獻(xiàn)［5］結(jié)合北京地鐵10號(hào)線(xiàn)光華路站的實(shí)例，在分析分離島式車(chē)站結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，介紹了此類(lèi)車(chē)站設(shè)計(jì)施工中的難點(diǎn)，該站中洞采用洞樁法施工，兩側(cè)洞采用中隔壁法施工。文獻(xiàn)［6］以北京工體北路站為例主要論述因立交橋橋樁將站改為分離島站臺(tái)的原因，詳細(xì)介紹車(chē)站的建筑方案設(shè)計(jì)，但該文僅僅闡明一般橋樁對(duì)車(chē)站的影響卻沒(méi)有涉及站位選址地質(zhì)對(duì)車(chē)站的影響。大連地鐵2號(hào)線(xiàn)交通大學(xué)站路面下主要為填土、卵石層和巖層，這樣的工程地質(zhì)不易修建大斷面地鐵車(chē)站，可采用分離島式的站臺(tái)形式，即將車(chē)站縱向一分為二以減小車(chē)站斷面面積、降低工程施工難度，中間通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道來(lái)實(shí)現(xiàn)分離站臺(tái)之間的客流連接和換乘。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

大連地鐵2號(hào)線(xiàn)交通大學(xué)站位于大連交通大學(xué)門(mén)前，黃河路路面下，為2號(hào)線(xiàn)中間站，沿黃河路而設(shè)，車(chē)站主體基本為東西走向。車(chē)站北側(cè)均為多層住宅建筑，南側(cè)為大連交通大學(xué)。沿車(chē)站方向的黃河路規(guī)劃路紅線(xiàn)寬度為45 m。黃河路為交通干道，有多條公交線(xiàn)路及無(wú)軌電車(chē)車(chē)道。車(chē)站范圍地下管線(xiàn)主要分布在黃河路下，管線(xiàn)較多，車(chē)站所在區(qū)域南側(cè)建筑離道路較遠(yuǎn)，北側(cè)建筑離道路較近。黃河路車(chē)輛密集，人行道混行，車(chē)流量較大，地下管線(xiàn)較多，在這樣的條件下，南側(cè)設(shè)置出入口、風(fēng)亭條件較好，北側(cè)設(shè)置出入口、風(fēng)亭條件較困難，需拆遷建筑物。

1.2 設(shè)計(jì)客流

本站客流根據(jù)《大連市地鐵二號(hào)線(xiàn)一期工程總體設(shè)計(jì)》提供的客流資料分析，綜合考慮車(chē)站的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、站址環(huán)境、線(xiàn)路條件并結(jié)合大連市未來(lái)發(fā)展規(guī)劃，超高峰系數(shù)取1.25，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)客流量大約為6 000人次/h，客流主要為交通大學(xué)學(xué)生及附近居民。

2 車(chē)站主體建筑形式變更

2.1 車(chē)站形式變更原因

地勘結(jié)果報(bào)告詳見(jiàn)圖1。由圖1可知交通大學(xué)站選址地段地貌為馬欄河階地，表覆第四系全新統(tǒng)填土層，其下為第四系全新統(tǒng)沖洪積卵石，下伏震旦系五行山群長(zhǎng)嶺子組強(qiáng)、中等風(fēng)化碎裂巖和鈣質(zhì)板巖，碎裂巖母體為鈣質(zhì)板巖，該段斷裂、斷層發(fā)育，巖石擠壓破碎嚴(yán)重，節(jié)理裂隙發(fā)育－極發(fā)育。

本車(chē)站范圍內(nèi)地下水類(lèi)型主要是第四系孔隙水和基巖裂隙水、巖溶水，前者主要賦存于第四紀(jì)地層的孔隙和基巖裂隙中，后者主要賦存于隱伏灰?guī)r的溶洞、溶隙之中。孔隙水主要賦存于素填土層、卵石層中，水量豐富;基巖裂隙水主要賦存于強(qiáng)、中風(fēng)化巖層中，略具承壓性，水量豐富。地下水位埋深為3 m左右。

A版設(shè)計(jì)方案的地鐵主體縱跨(位于)卵石層與碎石巖層，對(duì)于暗挖的地鐵站主體建筑來(lái)說(shuō)，堵水幾乎無(wú)法做到;該地鐵車(chē)站選址場(chǎng)地普遍分布有素填土、雜填土，土質(zhì)不均，局部夾有碎石、塊石，屬較不穩(wěn)定土體，易造成局部坍塌，所以不適宜大斷面施工。為了有效解決施工過(guò)程中的降水、堵水問(wèn)題，從安全方面考慮，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了變更，最終采用了B版方案。

圖1 大連交通大學(xué)站的水文地質(zhì)圖Fig.1 Hydrogeology condition of Dalian Jiaotong University Station

2.2 交通大學(xué)站A版設(shè)計(jì)

交通大學(xué)車(chē)站A版設(shè)計(jì)僅僅從車(chē)站的客流情況、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、站址地面環(huán)境、線(xiàn)路條件等方面考慮，采用地下雙層標(biāo)準(zhǔn)島式站臺(tái)，地下一層為站廳層，站廳由中部的公共區(qū)及兩端的設(shè)備管理用房2部分組成;站臺(tái)層位于地下2層，由設(shè)備管理用房區(qū)、乘車(chē)區(qū)及軌道區(qū)3部分組成。

因黃河路與西安路相交，站位距西安路步行街僅一站之遙，車(chē)流、人流量很大并且有多條公交線(xiàn)路及無(wú)軌電車(chē)車(chē)道，所以斷路施工容易造成交通擁堵以及市民的出行不便，加之地下卵石層在施工過(guò)程中的降水、堵水問(wèn)題難以解決(詳見(jiàn)2.1部分)，因此本站施工方案擬采用暗挖方式。

2.3 大連交通大學(xué)站B版設(shè)計(jì)

2.3.1 車(chē)站總平面設(shè)計(jì)

交通大學(xué)站設(shè)在黃河路路面下，沿黃河路而設(shè)，大連交通大學(xué)門(mén)前，車(chē)站計(jì)算站臺(tái)中心里程為CK18+551.593;起、終點(diǎn)里程分別為CK18+462.893、CK18+637.193;車(chē)站長(zhǎng)度為174.3 m。B版設(shè)計(jì)平面圖見(jiàn)圖2。

車(chē)站4個(gè)出入口(均按6級(jí)人防防護(hù))設(shè)在車(chē)站的4個(gè)象限內(nèi)，而且各出入口均能夠均勻、分散、便捷的吸納大部分客流。車(chē)站1號(hào)和2號(hào)出入口位于車(chē)站南側(cè)，順黃河路方向設(shè)置，方便吸引交通大學(xué)及住宅區(qū)的客流，現(xiàn)狀為綠化帶，基本位于道路紅線(xiàn)外;車(chē)站3號(hào)和4號(hào)出入口位于車(chē)站北側(cè)，順黃河路方向設(shè)置，方便吸引交通大學(xué)北側(cè)住宅區(qū)域客流，位于道路紅線(xiàn)外， 其中4號(hào)出入口為預(yù)留出入口。

圖2 大連交通大學(xué)站B版初步設(shè)計(jì)總平面圖Fig.2 General plan of Dalian Jiaotong University Station in Version B preliminary design

車(chē)站共設(shè)3組風(fēng)亭，其中2組風(fēng)亭均位于車(chē)站南側(cè)，交通大學(xué)地塊內(nèi)，現(xiàn)為綠化帶，3號(hào)風(fēng)亭位于車(chē)站北側(cè)，拆遷房屋地塊內(nèi)。風(fēng)道內(nèi)設(shè)置人防防護(hù)門(mén)或封堵板，結(jié)合人防要求設(shè)置。

無(wú)障礙電梯接入3號(hào)出入口通道設(shè)置，建成后結(jié)合市政無(wú)障礙設(shè)施一起設(shè)置。

車(chē)站主體建筑及附屬建筑施工期間及施工完畢后，均不占用周邊建筑的消防車(chē)道，且與其他建筑間均滿(mǎn)足消防距離要求。

因用地緊張且周邊多為交通與住宅設(shè)施，配套不夠完善，地鐵車(chē)站不再考慮站外公廁、自行車(chē)棚等設(shè)施。

2.3.2 車(chē)站平、剖面設(shè)計(jì)

為滿(mǎn)足交通大學(xué)車(chē)站的各項(xiàng)使用功能又避免大斷面暗挖風(fēng)險(xiǎn)，將站臺(tái)層沿道路走向按分離島形式布置;為了解決施工占道影響交通的問(wèn)題且合理利用地下空間，將站廳層垂直于道路布置，與站廳層形成空間上的“#”字形垂直交叉形式，站廳層與站臺(tái)層通過(guò)斜向暗挖通道聯(lián)通。交通大學(xué)車(chē)站2個(gè)外掛設(shè)備用房區(qū)均布置在站位的南側(cè)，北側(cè)設(shè)一獨(dú)立的出入口，3廳均采用外掛形式布置，明挖施工，為了有效地將地下水堵在車(chē)站外，明挖部分采用地連墻外輪廓結(jié)構(gòu)。

地下1層、2層、3層、4層由中部的公共區(qū)及外掛設(shè)備管理用房2部分組成。集中布置車(chē)站主要的管理用房及通風(fēng)機(jī)房、弱電、消防泵房等設(shè)備用房，并設(shè)有一條直通地面的專(zhuān)用通道。地下3層聯(lián)絡(luò)通道公共區(qū)由欄桿及進(jìn)出站閘機(jī)分隔成付費(fèi)區(qū)、非付費(fèi)區(qū)2部分，付費(fèi)區(qū)內(nèi)通過(guò)斜通道通往站臺(tái)層的2組樓、扶梯，共包括2部上行自動(dòng)扶梯、2部樓梯;付費(fèi)區(qū)中部設(shè)有1部直達(dá)站臺(tái)的垂直電梯。B版初步設(shè)計(jì)站廳層如圖3所示。

站臺(tái)層位于地下4層，由設(shè)備管理用房區(qū)、乘車(chē)區(qū)及軌道區(qū)3部分組成，站臺(tái)寬度2×5 m島式站臺(tái)，車(chē)站站臺(tái)計(jì)算長(zhǎng)度按列車(chē)6節(jié)車(chē)輛編組，長(zhǎng)度為118 m，計(jì)算站臺(tái)長(zhǎng)度為113 m，本次設(shè)計(jì)側(cè)站臺(tái)寬度暫取5.0 m。站臺(tái)兩端布置有少量管理用房及電力、給排水用房、公共衛(wèi)生間等設(shè)備管理用房，中部為乘車(chē)區(qū)，設(shè)有通往站廳層的2組樓、扶梯，東端設(shè)有1部直達(dá)站廳的垂直電梯。B版站臺(tái)層設(shè)計(jì)如圖4所示，大連交通大學(xué)站空間模型見(jiàn)圖5。

圖3 大連交通大學(xué)站B版初步設(shè)計(jì)站廳層Fig.3 Concourse of Dalian Jiaotong University Station in Version B preliminary design

3 外掛分離島式車(chē)站存在的問(wèn)題

3.1 結(jié)構(gòu)安全及經(jīng)濟(jì)適用性

該方案中立體交叉洞室的近距離施工相互影響，群洞效應(yīng)突出［6］;另外為了保證洞室平交三岔口、空間立交處施工期間的力學(xué)轉(zhuǎn)換、接口處結(jié)構(gòu)安全，其構(gòu)件尺寸及配筋也需適當(dāng)加強(qiáng)。這樣其施工進(jìn)度必然變緩，施工復(fù)雜、安全性降低、造價(jià)也隨之升高。

3.2 使用功能

首先，該方案的設(shè)備用房被分為2個(gè)分散獨(dú)立的廳，使得機(jī)房、樓梯間和電纜間等有一定的重復(fù)且走道較多，使車(chē)站建筑面積增大，建筑面積有效使用率較低;其次，連接兩設(shè)備區(qū)的走線(xiàn)及管道延長(zhǎng)，使耗材利用率降低。

對(duì)于乘客而言，進(jìn)站流線(xiàn)較長(zhǎng)，站廳公共區(qū)域較為狹窄，視野受限制，從環(huán)境心理的角度上來(lái)說(shuō)不能很好地滿(mǎn)足乘客的心理要求。

3.3 運(yùn)營(yíng)、管理方面

該設(shè)計(jì)方案的設(shè)備管理用房分散且車(chē)站主體內(nèi)部?jī)H有站臺(tái)層連接，在運(yùn)營(yíng)、管理方面不方便。

4 結(jié)論與討論

大連交通大學(xué)站因水文地質(zhì)不適宜大斷面建筑形式而打破了地鐵站常規(guī)式，選擇外掛分離島式，雖然此形式不及標(biāo)準(zhǔn)島安全和經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但在遇到此特殊情況或受橋樁(如北京工體北站路)影響時(shí)，可考慮采用此站臺(tái)形式。

大連的地質(zhì)條件有建造地鐵的優(yōu)勢(shì)，但也有其自己的特點(diǎn)，其他一些濱海城市的地質(zhì)也與大連地質(zhì)相似(如青島)，通過(guò)對(duì)交通大學(xué)站的研究希望能夠引起設(shè)計(jì)人員的注意，在進(jìn)一步研究的時(shí)候能夠吸取該站的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在解決現(xiàn)有問(wèn)題的前提下優(yōu)化方案。

［1］ 李龍.深圳地鐵一號(hào)線(xiàn)續(xù)建桃園站建筑方案設(shè)計(jì)［J］.隧道建設(shè)，2009，29(2):198－201.(LI Long.Design of architectural scheme of Taoyuan station on No.1 line of shenzhen metro［J］.Tunnel Construction，2009，29(2):198－201.(in Chinese))

［2］ 姚蘭.廣州地鐵三號(hào)線(xiàn)番禹廣場(chǎng)站建筑方案設(shè)計(jì)［J］.隧道建設(shè)，2006，26(4):28－31.(YAO Lan.Design of architectural scheme of Panyu square station on line 3 of Guangzhou Metro［J］.Tunnel Construction，2006，26(4):28－31.(in Chinese))

［3］ 王正林.北京地鐵十號(hào)線(xiàn)呼家樓站建筑結(jié)構(gòu)形式的選定［J］.隧道建設(shè)，2006，26(2):22－26.(WANG Zhenglin.Selection of architectural and structural types of Hujialou station on No.10 line of Beijing Metro［J］.Tunnel Construction，2006，26(2):22－26.(in Chinese))

［4］ 呂劍英.一座洞式群立體交叉的明暗挖結(jié)合地鐵車(chē)站的設(shè)計(jì)［J］.隧道建設(shè)，2009，29(3):284－289.(LV Jianying.Design of a metro station combined with tunnels crossing in space and constructed by cut and cover method and underground excavation method［J］.Tunnel Construction，2009，29 (3):284－289.(in Chinese))

［5］ 趙月.分離島式地鐵車(chē)站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工［J］.城市軌道交通研究，2005(2):54－57.(ZHAO Yue.Design and construction of the separated island platform station［J］.Urban Mass Transit，2005(2):54－57.(in Chinese))

［6］ 許俊峰.分離島式地鐵車(chē)站建筑設(shè)計(jì)分析［J］.隧道建設(shè)，2009，29(3):290－294.(XU Junfeng.Architectural design analysis of separated island-type metro station［J］.Tunnel Construction，2009，29(3):290－294.(in Chinese))