張 穎，范益群

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

0 引言

隨著各地軌道交通線網(wǎng)的加密，換乘車站越來(lái)越多地出現(xiàn)。地鐵換乘有多種形式，主要包括通道換乘、同站臺(tái)換乘、十字換乘、T形換乘、L形換乘等。

從使用功能上看，十字換乘與T形換乘便利性較好，其中十字形換乘，特別是島側(cè)式十字換乘優(yōu)勢(shì)更為明顯。但在實(shí)際操作中，由于受現(xiàn)場(chǎng)管線，交通，用地等方面的限制，T形換乘車站應(yīng)用也非常普遍。在無(wú)錫地鐵2號(hào)、3號(hào)線線路中，就存在兩處T形換乘車站，分別為2/4號(hào)線換乘站（河埒口站）和3/4號(hào)線換乘站（太湖花園站）。

1 工程概況

1.1 河埒口站

河埒口站位于無(wú)錫市濱湖區(qū)，沿梁溪路與蠡溪路的交叉口下東西走向，為2號(hào)線一期工程的第4個(gè)站,線網(wǎng)中與規(guī)劃4號(hào)線呈“T”字換乘,換乘節(jié)點(diǎn)部分與該站同步實(shí)施,預(yù)留遠(yuǎn)期4號(hào)線相關(guān)建設(shè)條件。該站為2號(hào)線運(yùn)營(yíng)小交路折返站,站后設(shè)置折返線和停車線。車站主體長(zhǎng)度為500 m，車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑開(kāi)挖深度約18.2 m左右，換乘節(jié)點(diǎn)處開(kāi)挖深度最深約27.0 m。

線路呈“人”字坡,車站覆土厚度為3.1 m ～4.3 m。車站東南側(cè)為在建商業(yè)廣場(chǎng),西南側(cè)為在建商住樓和已建24層住宅樓,北側(cè)規(guī)劃為居住用地及街頭綠地（見(jiàn)圖1）。

圖1 河埒口站平面布置圖

1.2 太湖花園站

太湖花園站位于長(zhǎng)江北路與金城路交叉路口，為3號(hào)線與5號(hào)線的換乘站。

太湖花園站為地下兩層島式車站，車站全長(zhǎng)237 m。線網(wǎng)中與規(guī)劃5號(hào)線呈“T”字換乘,換乘節(jié)點(diǎn)部分與該站同步實(shí)施,預(yù)留遠(yuǎn)期5號(hào)線相關(guān)建設(shè)條件。車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑開(kāi)挖深度約17.7 m左右，換乘節(jié)點(diǎn)處開(kāi)挖深度最深約25.7 m。車站頂板覆土厚約3.2 m。

車站周邊規(guī)劃用地以商住混合及居住用地為主。金城路上為金城路高架，高架寬度約25 m，高架下凈高約6～7 m。高架以下，采用1000@1200灌注樁圍護(hù)，其余為地下墻圍護(hù)（見(jiàn)圖2）。

圖2 太湖花園站平面布置圖

2 車站設(shè)計(jì)重點(diǎn)及技術(shù)關(guān)鍵

從技術(shù)角度考慮，換乘車站與普通標(biāo)準(zhǔn)站的主要差別在于如何處理好下列三個(gè)問(wèn)題：（1）后期預(yù)留問(wèn)題；（2）換乘段坑中坑對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響；（3）使用功能所要求的特殊結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處理。

2.1 后期施工條件的預(yù)留

換乘車站一般先施工早期線路及重疊部分的的換乘結(jié)構(gòu)。該換乘段的設(shè)計(jì)需為后期線路預(yù)留好必要條件。

后期的預(yù)留主要包括3個(gè)方面。

2.1.1 預(yù)留后期線路調(diào)整的余量

線網(wǎng)規(guī)劃確定好總體走向后，后期仍有微調(diào)的可能，從而影響到車站站位內(nèi)的線路。T形換乘車站的換乘段一般緊靠后期施工車站的端頭井，影響更為明顯。

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》03版中未對(duì)此提出要求，隨著各地地鐵建設(shè)的展開(kāi)，上述問(wèn)題逐步暴露，14版地鐵規(guī)范9.9.4條提出了具體要求：“對(duì)預(yù)留的換乘節(jié)點(diǎn)，相鄰車站及相應(yīng)區(qū)間的線位應(yīng)穩(wěn)定，預(yù)留換乘節(jié)點(diǎn)兩側(cè)應(yīng)留出不小于500 mm的裕量”。

河埒口站在早期設(shè)計(jì)中，未考慮預(yù)留該部分調(diào)整裕量；太湖花園站的設(shè)計(jì)按照新規(guī)范的要求，預(yù)留500 mm加寬值。

2.1.2 預(yù)留后期盾構(gòu)進(jìn)出洞或盾構(gòu)調(diào)頭的條件

T形換乘車站中，換乘段下二層一般為軌行區(qū)及站臺(tái)，下三層后期無(wú)盾構(gòu)吊進(jìn)吊出的條件，同時(shí)如在該區(qū)域盾構(gòu)調(diào)頭，需后期鑿柱，造成軌行區(qū)大跨，對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響及風(fēng)險(xiǎn)也較大，不做推薦。

該問(wèn)題的處理一般分為兩種：（1）遠(yuǎn)期線路車站的端頭井伸出換乘段，并提前施工，作為后期的盾構(gòu)調(diào)頭區(qū)；（2）遠(yuǎn)期線路端頭井不伸出，后期施工，盾構(gòu)穿過(guò)換乘段，在遠(yuǎn)端調(diào)頭或吊出。

河埒口站采用方式（1），如圖3所示，太湖花園站由于無(wú)5號(hào)線盾構(gòu)井伸出條件，采取遠(yuǎn)端調(diào)頭的方式，后期盾構(gòu)施工預(yù)留區(qū)側(cè)墻加寬，底板加深，詳見(jiàn)圖4所示。

圖3 河埒口站換乘段剖面圖

圖4 太湖花園站換乘段剖面圖

河埒口站預(yù)留4號(hào)線盾構(gòu)調(diào)頭條件，并預(yù)留臨時(shí)鋼管柱。

在后期盾構(gòu)調(diào)頭工況下，鑿除臨時(shí)鋼管柱A?？紤]分擔(dān)上部覆土及結(jié)構(gòu)荷載，下側(cè)底板水反力荷載，在下二層4號(hào)線預(yù)留設(shè)備層內(nèi)設(shè)人字撐，底板在滿足盾構(gòu)調(diào)頭條件下設(shè)臨時(shí)混凝土柱B。

河埒口站換乘段柱網(wǎng)跨度較大，因此永久柱采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，臨時(shí)鋼管柱中同時(shí)預(yù)留后期型鋼連接條件。

太湖花園站后期預(yù)留方案增加了少量工程費(fèi)用，保留了盾構(gòu)調(diào)頭或盾構(gòu)吊進(jìn)吊出條件，且后期施工條件較好。因此后期場(chǎng)地條件及建筑布置允許的情況下，推薦采用太湖花園的后期盾構(gòu)施工條件預(yù)留方案。

2.1.3 預(yù)留后期結(jié)構(gòu)接頭條件

先期車站與后期施工車站必然會(huì)出現(xiàn)接頭位置，該接頭位置后期施工中會(huì)出現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷縫搭接、內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工縫等問(wèn)題。

按照《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ107—2010）的要求，從結(jié)構(gòu)受力角度考慮，即使采用I級(jí)100%接頭，也需避免出現(xiàn)在箍筋加密區(qū)范圍。

因此，為方便后續(xù)施工，保證施工質(zhì)量，換乘段接頭部分宜突出約1/3跨。

2.2 換乘段圍護(hù)方案

2.2.1 換乘段的分坑

地下三層的換乘段如單獨(dú)分坑，兩側(cè)基坑的工作面開(kāi)展會(huì)受到影響，對(duì)加快施工進(jìn)度不利。因此，兩車站圍護(hù)布置均將換乘段基坑歸并在車站大基坑中實(shí)施（見(jiàn)圖5、圖6）。

圖5 河埒口站換乘基坑分坑平面圖

圖6 太湖花園站換乘基坑分坑平面圖

2.2.2 換乘段采用順逆結(jié)合的支護(hù)形式

河埒口路站換乘段地下二層孔洞較多（含換乘段樓梯孔、換乘段活塞風(fēng)孔等），采用下二層板逆作的方式，減少一道支撐及換撐，如圖7所示。設(shè)計(jì)中需注意下二層板施需向下施工一段側(cè)墻，在短地墻頂端形成卡扣，使下二層板形成支撐效果。

圖7 河埒口站換乘段圍護(hù)布置橫剖面圖

太湖花園站由于換乘段孔洞較少（僅存在換乘樓梯孔），需樓板留臨時(shí)孔洞，作為地下三層結(jié)構(gòu)施工通道。

采用下二層板逆作的方式，加快了施工進(jìn)度，保證了施工安全，但同時(shí)施工縫會(huì)稍增多，且多為逆作施工縫，需加強(qiáng)結(jié)構(gòu)防水節(jié)點(diǎn)，提高施工質(zhì)量。

2.3 換乘段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.3.1 換乘段結(jié)構(gòu)抗浮及防水

換乘段為地下三層，在長(zhǎng)三角高水位地區(qū)，抗浮一般不滿足，需采取抗浮措施，如完全采用抗拔樁等措施，較為浪費(fèi)。兩站在設(shè)計(jì)中均考慮對(duì)短地墻加以利用，換乘段跨中部分輔以部分抗拔樁。

河埒口站對(duì)短地墻的利用，采用類抗拔樁的方式。每隔2m，留出1m地墻鋼筋直錨如下二層底板，如圖8所示。1m錨入段采取抗拔樁樁頭處理。該方式有效地利用了地墻抗拔，總體較為滿足，但后期配合中也發(fā)現(xiàn)部分問(wèn)題，如圖9所示。由于“樁頭”靠地下三層防水層立刻彎折，無(wú)平直段，防水收頭難以施工，且“樁頭”間距較密，防水效果欠佳。

圖8 河埒口站地墻抗拔“樁頭”平面布置圖

圖9 河埒口站地墻抗拔“樁頭”剖面示意圖

在太湖花園站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為避免上述問(wèn)題，對(duì)抗浮節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)予以調(diào)整，采用類似于全包防水車站頂板壓頂梁的設(shè)計(jì)，詳見(jiàn)圖10所示。

圖10 河埒口站地墻抗浮壓頂節(jié)點(diǎn)剖面示意圖

太湖花園所用構(gòu)造（構(gòu)造一），施工中防水層稍彎折，但較方式一有效地保證了防水效果，同時(shí)，地墻全斷面參與抗浮，抗浮承載力有了提高。

應(yīng)指出，無(wú)論方式一、方式二，由于換乘段地下三層水反力較大，底板仍需配合部分抗拔樁以控制底板內(nèi)力。

2.3.2 換乘段大跨度設(shè)計(jì)

地鐵換乘段乘客人流量較大，從使用角度及舒適性角度考慮，宜減少柱數(shù)目，加大結(jié)構(gòu)跨度，同時(shí)為避免裝修后，柱子斷面過(guò)大影響景觀，宜采用圓形斷面，并減小圓柱尺寸。

河埒口站換乘大廳，最終設(shè)計(jì)采用900 mm直徑的圓柱，為保證結(jié)構(gòu)承載力，結(jié)構(gòu)柱采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在地上結(jié)構(gòu)（特別是高層結(jié)構(gòu)）中應(yīng)用較為普遍，設(shè)計(jì)施工技術(shù)成熟。地下結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中需注意滿足型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，比如：型鋼保護(hù)層，梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋與型鋼布置，抗剪栓釘布置，型鋼柱柱角等。圖11為河埒口站型鋼柱梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋布置示意圖，圖12為型鋼混凝土柱柱腳節(jié)點(diǎn)示意圖。

圖11 河埒口站型鋼混凝土柱節(jié)點(diǎn)1及肋板示意圖

圖12 河埒口站型鋼混凝土柱柱腳節(jié)點(diǎn)示意圖

在其他項(xiàng)目中，也有采用鋼管柱、型鋼混凝土梁的結(jié)構(gòu)，可參照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)施。

2.3.3 換乘段行車樓板設(shè)計(jì)

在《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》2013版 11.6.1第七條中，做出以下規(guī)定：“直接承受列車荷載的樓板等構(gòu)件，其計(jì)算及構(gòu)造應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10002.3的要求。

換乘段行車樓板不同于普通地鐵車站底板，樓板下無(wú)土層地基彈簧，因此規(guī)范推薦采用以鐵路規(guī)范的容許法進(jìn)行設(shè)計(jì)，與普通混凝土結(jié)構(gòu)所采用的極限狀態(tài)法有較大的差異。

無(wú)錫地鐵3號(hào)線采用B型車輛，車輛軸重和排列如圖13所示（圖示為兩輛車，共五輛車編組），并考慮沖擊力的影響。

圖13 B形車軸重荷載分布圖

3 總結(jié)

隨著各地軌道交通線網(wǎng)的加密，地鐵換乘車站也大量出現(xiàn)。通過(guò)比較無(wú)錫地鐵2號(hào)、3號(hào)線設(shè)計(jì)中兩處T形換乘車站的設(shè)計(jì)及施工，總結(jié)出如下認(rèn)識(shí)：

（1）換乘地鐵車站有多種換乘形式，雖然十字換乘（特別是島側(cè)式十字換乘）更為便利。但在實(shí)際操作中，由于受現(xiàn)場(chǎng)管線，交通，用地等方面的限制，T形換乘車站優(yōu)勢(shì)也較為明顯，值得推廣。

（2）T形換乘車站需為遠(yuǎn)期地鐵線路的設(shè)計(jì)及施工做好預(yù)留，充分考慮后期線路調(diào)整余量、盾構(gòu)施工條件、車站接頭設(shè)縫等問(wèn)題。

（3）T形車站地下三層換乘區(qū)基坑可考慮與車站主體基坑同步實(shí)施，同時(shí)采用順逆結(jié)合的施工方式。從加快施工速度，控制基坑變形。施工中需加強(qiáng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量。

（4）換乘車站中存在結(jié)構(gòu)抗浮、大跨度、行車區(qū)車輛大荷載等技術(shù)問(wèn)題，需借鑒民用高層結(jié)構(gòu)、鐵路結(jié)構(gòu)等成熟經(jīng)驗(yàn)及規(guī)范，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全。