呂艷榮

摘要：采用數(shù)值模擬對(duì)北京8號(hào)線地鐵施工前既有前門(mén)站的客流進(jìn)行模擬及分析研究，提出了在2、8號(hào)線車站中間位置設(shè)置換乘廳，增設(shè)4條換乘通道及對(duì)2號(hào)線站內(nèi)兩端樓梯、風(fēng)道進(jìn)行改造的方式實(shí)現(xiàn)換乘的結(jié)論，并驗(yàn)證了此方案的可實(shí)施性。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；明挖法；PBA法；工法比選

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2015）12018502

1 工程概況

北京地鐵8號(hào)線是北京軌道交通規(guī)劃網(wǎng)中一條由北向南貫穿北京城的軌道交通線，基本位于北京市的中軸線上。8號(hào)線分三期建設(shè)，一期及二期工程（除中國(guó)美術(shù)館站）已實(shí)現(xiàn)通車。三期及南延段工程（中國(guó)美術(shù)館站～瀛海站）正處于施工階段，三期工程南段和三期南延段將于2016年開(kāi)通，三期工程北段將于2017年開(kāi)通。

北京地鐵2號(hào)線，又稱環(huán)線，全長(zhǎng)23.1km。長(zhǎng)椿街站至北京站段為一期工程（長(zhǎng)椿街站與現(xiàn)1號(hào)線南禮士路站相接）的一部分，于1969年10月1日開(kāi)通；其余車站，自復(fù)興門(mén)站至建國(guó)門(mén)站為二期工程，呈倒U字型，設(shè)十二座車站及太平湖車輛段，線路長(zhǎng)度為17.2公里，始建于1969年，于1984年9月20日開(kāi)通；在1987年12月28日，兩部分成環(huán)線運(yùn)營(yíng)。新建地鐵8號(hào)線與既有地鐵2號(hào)線在前門(mén)站實(shí)現(xiàn)換乘。

2 周邊環(huán)境概況

2.1 地上、地下建構(gòu)筑物及交通概況

2號(hào)線前門(mén)站位于前三門(mén)大街中軸線處，北側(cè)為天安門(mén)廣場(chǎng)。為避開(kāi)重點(diǎn)保護(hù)文物箭樓，8號(hào)線前門(mén)站的車站主體被設(shè)置在了距離2號(hào)線車站相對(duì)較遠(yuǎn)的地方。

8號(hào)線前門(mén)站設(shè)置在箭樓東側(cè)的前門(mén)大街下，沿前門(mén)大街呈南北方向布設(shè)，車站西北側(cè)是前門(mén)箭樓（正陽(yáng)門(mén)箭樓為明代磚砌壁壘式四層建筑，主體磚木結(jié)構(gòu)）。東北側(cè)是京奉鐵路正陽(yáng)門(mén)車站及升旗賓館，北側(cè)為連接北京西客站、北京站的國(guó)鐵直徑線，西南側(cè)為前門(mén)大街，為已建成的商業(yè)步行街，車站西南角臨近既有天街商業(yè)3-4層樓（天街已建成地上3-4層仿古商業(yè)，框架結(jié)構(gòu)，地下有停車場(chǎng)，地下結(jié)構(gòu)埋深約11.6m）。在周邊市規(guī)劃展覽館、鐵道博物館、前門(mén)天街商業(yè)樓的擠壓下，8號(hào)線前門(mén)站的施工空間格外局促，車站結(jié)構(gòu)也被迫縮短至150米，不得不設(shè)計(jì)成地下四層的罕見(jiàn)布局以容納車站設(shè)備。

前門(mén)大街是北京市南北向的中軸線，規(guī)劃為80m，目前為新建商業(yè)街，前門(mén)大街西側(cè)為新建的前門(mén)西大街、東側(cè)為前門(mén)東大街，規(guī)劃為80m，已形成規(guī)劃。前門(mén)大街為雙向四車道，為快速公交1號(hào)線（前門(mén)～德茂莊）起點(diǎn)，前門(mén)東、西大街均為雙向八車道。

2.2 地下管網(wǎng)

站址范圍內(nèi)地下管線較多，控制性管線主要有：蓋板河，6500×3120，深約4m；D1800雨水管，埋深4.9m，為雨水方溝支線；2根D1000mm污水管線；1300×600熱力管；2100×1100熱力管。

2.3 既有車站概況

2號(hào)線既有前門(mén)站位于前門(mén)大街下方，天安門(mén)廣場(chǎng)正陽(yáng)樓南側(cè)，箭樓北側(cè)。車站形式為單層（雙層）三跨矩形框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段寬21.2m，站臺(tái)寬度為11.9m，高10.05m，覆土3.8m。每側(cè)站臺(tái)均設(shè)置1部樓梯與站廳聯(lián)系。車站站廳規(guī)模小，空間較狹小。

3 換乘方案介紹

3.1 幾種主要換乘形式

地鐵主要換乘形式有如下幾種：

（1）同站臺(tái)平行換乘；

（2）同車站平行換乘；

（3）站臺(tái)點(diǎn)式換乘：又分為十字換乘、T字換乘、L字換乘等；

（4）通道換乘；

（5）組合換乘；

（6）兩個(gè)連續(xù)車站實(shí)現(xiàn)所有方向同站臺(tái)換乘；

（7）長(zhǎng)大線路分段運(yùn)營(yíng)。

3.2 廳、通道換乘方案介紹

由于地鐵2號(hào)線建設(shè)時(shí)規(guī)劃不到位，未預(yù)留換乘條件，需采用補(bǔ)救的換乘形式。綜合考慮各類換乘方式的優(yōu)缺點(diǎn)、換乘總時(shí)間（約5min）、換乘投資（約3200萬(wàn)）、換乘社會(huì)效益等方面，換乘形式采用廳、通道換乘。

為實(shí)現(xiàn)車站換乘功能，換乘方式只得采用兩條通道進(jìn)行單向換乘，由于換乘距離較長(zhǎng)，為滿足消防疏散要求，在兩條換乘通道中心處、8號(hào)線車站主體結(jié)構(gòu)西北角通道中間位置設(shè)置換乘廳。換乘廳將通道分成4條，編號(hào)依次為1、2、3、4號(hào)換乘通道，其中1、2號(hào)換乘通道位于換乘廳南側(cè)，連接8號(hào)線前門(mén)車站及換乘廳，3、4號(hào)換乘通道位于換乘廳北側(cè)，連接換乘廳及2號(hào)線車站，8號(hào)線至2號(hào)線客流通過(guò)2、3號(hào)換乘通道實(shí)現(xiàn)換乘，2號(hào)線至8號(hào)線客流通過(guò)1、4號(hào)換乘通道實(shí)現(xiàn)換乘。

前門(mén)地區(qū)位于首都核心地帶，在數(shù)百年前就已經(jīng)是全國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，周邊多國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物，地理位置重要且敏感。前門(mén)站周邊區(qū)域是全國(guó)最早的傳統(tǒng)商業(yè)區(qū)之一，商業(yè)、旅游客流量大。

2號(hào)線換乘8號(hào)線：從2號(hào)線站臺(tái)進(jìn)入站廳后，通過(guò)西廳換乘通道，進(jìn)入地下二層換乘廳，在經(jīng)過(guò)換乘通道進(jìn)入8號(hào)線站廳，在下行進(jìn)入8號(hào)線站臺(tái)，完成換乘。

8號(hào)線換乘2號(hào)線：從8號(hào)線站臺(tái)上行至8號(hào)線站廳，通過(guò)換乘通道進(jìn)入換乘廳地下二層，通過(guò)換乘廳樓扶梯進(jìn)入換乘廳進(jìn)入地下一層，再通過(guò)換乘通道進(jìn)入2號(hào)線東廳，下行至2號(hào)線站臺(tái)完成換乘。換乘效果圖如下圖1所示。

3.3 既有2號(hào)線車站改造

2號(hào)線前門(mén)站改造方案包括：建筑改造、結(jié)構(gòu)改造、通風(fēng)改造、動(dòng)照改造、FAS/BAS改造、通信改造及AFC改造。本文僅討論建筑改造及結(jié)構(gòu)改造。

（1）2號(hào)線西端站廳改造。

西端站廳改造：西側(cè)站廳接入換乘通道后，將原機(jī)電工區(qū)進(jìn)行如下改造：

①將配電室內(nèi)的配電柜改移至通風(fēng)空調(diào)電控室對(duì)面的風(fēng)道內(nèi)；②將機(jī)電休息室內(nèi)的配電柜移至通風(fēng)空調(diào)電控室。通風(fēng)空調(diào)電控室保持不變。

涉及專業(yè)：通風(fēng)、動(dòng)照、FAS/BAS、給排水。并將改造出來(lái)的設(shè)備區(qū)改為公共區(qū)。

（2）2號(hào)線東端站廳改造。

東側(cè)站廳改造：東側(cè)站廳接入換乘通道后，將客運(yùn)休息室改移至換乘廳地下二層。

涉及專業(yè)：通風(fēng)、動(dòng)照等。將原設(shè)備區(qū)改為公共區(qū)。

（3）西側(cè)樓梯移梯加板，增加換乘廳面積。

（4）2號(hào)線車站側(cè)墻開(kāi)洞。

開(kāi)洞方案：①施工換乘通道至2號(hào)線側(cè)墻外側(cè)；②在2號(hào)線車站改造施工前，將換乘通道開(kāi)洞施工影響區(qū)域的設(shè)備管線進(jìn)行改造，保證其對(duì)開(kāi)洞施工無(wú)影響。③既有車站內(nèi)進(jìn)行臨時(shí)圍擋，搭建臨時(shí)工作平臺(tái)，滿足側(cè)墻開(kāi)洞及結(jié)構(gòu)加強(qiáng)處理施工需要。④在換乘通道二襯施工后，采取措施破除側(cè)墻混凝土，必要時(shí)設(shè)置臨時(shí)支頂措施，及時(shí)施作洞門(mén)加強(qiáng)梁，閉合防水，連接既有站與換乘通道，減小頂板豎向變形。

4 換乘通道開(kāi)挖對(duì)既有2號(hào)線車站影響預(yù)測(cè)

技術(shù)措施理論驗(yàn)證：

針對(duì)換乘通道與前門(mén)站及出入口之間關(guān)系及施工過(guò)程，通過(guò)數(shù)值分析方法，運(yùn)用有限元分析軟件，在充分考慮車站結(jié)構(gòu)、施工工序、地質(zhì)條件等因素的基礎(chǔ)上，建立三維數(shù)值模型，預(yù)測(cè)對(duì)既有結(jié)構(gòu)的變形影響。

根據(jù)以上理論計(jì)算分析結(jié)果顯示，換乘通道施工及側(cè)墻開(kāi)洞對(duì)既有車站結(jié)構(gòu)影響不大。

參考文獻(xiàn)

[1]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.

[2]崇志國(guó).北京地鐵呼家樓站換乘方案研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014，58（10）：105108.

[3]王建濤.北京地鐵前門(mén)車站施工技術(shù)研究[D].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢），2014.