曾大勇

(中鐵二院工程集團有限責任公司，成都610031)

廣州地鐵6號線明暗挖結(jié)合車站特點分析

曾大勇

(中鐵二院工程集團有限責任公司，成都610031)

針對廣州市軌道交通6號線首期工程的復雜地段，因地制宜、勇于創(chuàng)新地進行明暗挖結(jié)合車站的設(shè)計實踐，全線10座明暗挖車站中，有9種不同形式的明暗結(jié)合方式。利用三維建模技術(shù)，對各站明暗結(jié)合特點進行分析:文化公園左線采用暗挖以免影響地面古樹;海珠廣場站是國內(nèi)首次采用上明下暗結(jié)合的車站，豐富了明暗結(jié)合的形式;一德路站、沙河站車站暗挖區(qū)間的施工確保全線的運營開通，突出了明暗挖車站的優(yōu)點;團一大廣場站，地面附屬與廣場景觀融為一體;東山口站先隧后站，確保工期;區(qū)莊站超淺埋大斷面暗挖，其難度為國內(nèi)之最;黃花崗站地下站廳與周邊環(huán)境的充分結(jié)合，做到地鐵參與各方多贏的格局;燕塘站基底處理成為范例。

軌道交通;明暗結(jié)合;創(chuàng)新特點;車站;設(shè)計實踐;廣州地鐵

1 工程概述

____廣州市軌道交通6號線西起白云區(qū)的金沙洲，向東南穿越荔灣區(qū)、越秀區(qū)，之后折向東北，經(jīng)天河區(qū)，止于蘿崗區(qū)。6號線車輛最高運行速度90 km/h，初、近、遠期均采用4節(jié)編組直線電機車輛，有效站臺長72 m。首期工程潯峰崗—長湴段，線路長24.51 km，共設(shè)22座車站，其中有19座地下站，3座高架站，9座換乘車站，已于2013年12月底建成開通。

6號線首期線路主要位于老城區(qū)，車站所在站位地面交通繁忙、道路狹窄、周邊建(構(gòu))筑物多、拆遷量大、地質(zhì)條件差、施工條件困難，被國內(nèi)專家普遍認為是目前廣州地鐵中建設(shè)難度最大的一條線路。

2 明暗挖結(jié)合車站特點分析

在設(shè)計過程中，通過對車站功能、房屋拆遷、交通疏解、管線遷改、施工難度等多方面問題進行綜合分析和深入研究，選擇車站合理的施工工法和車站形式:對于條件允許的車站，考慮施工風險可控、使用方便等因素，盡量采用多層明挖方法施工;對于雙層大斷面暗挖法施工，在6號線沿線的地質(zhì)條件下，線路埋深需要加深，施工難度加大，施工風險增大，同時兩層暗挖車站因其長度較長，對線路影響也比較大，因此該種形式應盡量少使用;明暗挖結(jié)合方式具有適應性強、靈活多變的特點。在6號線首期工程中，對于其中10座明暗挖車站結(jié)合站點的實際情況進行綜合研究分析，不斷開拓思路，創(chuàng)新思維，因地制宜，設(shè)計出9種不同的形式。本文通過三維建模技術(shù)，更直接、直觀地表現(xiàn)各站明暗結(jié)合的空間形式和特點。體塊顏色設(shè)定:6號線明挖部分采用藍灰色，暗挖站臺采用赭色，暗挖聯(lián)絡通道、斜通道采用黃灰色;其他線路采用紫灰色，換乘通道采用綠灰色。

2.1 文化公園站

文化公園站為6、8號線的換乘車站，車站位于廣州市文化公園的西南角，兩站同步設(shè)計同步施工。6號線文化公園站采用明挖3層矩形框架結(jié)構(gòu)形式，但8號線部分受限于文化公園需要保護的古樹，左線站臺采用全暗挖的建筑結(jié)構(gòu)形式，右線采用明挖4層矩形框架結(jié)構(gòu)形式。地下1層為6、8號線的共用站廳層、地下2層為設(shè)備層、地下3層為6號線站臺層及8號線設(shè)備層、地下4層為8號線站臺層，8號線主要垂直交通設(shè)施布置在明挖部分，暗挖站臺通過橫通道與明挖部分連接(詳見圖1、2)［1］。車站特點:文化公園站采用一條線路暗挖的方案有效地避開地面古樹，整體車站規(guī)模適中，換乘功能和進出站功能完整。

圖1 文化公園站模型Fig.1 Model of Wenhua Park Station

圖2 文化公園站剖視效果Fig.2 Section perspective of Wenhua Park Station

2.2 一德路站

一德路站位于一德路與海珠南路交匯處，為廣州傳統(tǒng)商業(yè)老區(qū)，車站周圍建筑密集，地面車流量大、行人多。本站地下管線較多，雖對車站埋深不會有大的影響，但如果進行遷改的話，對交通影響較大。綜合以上因素，考慮采用明暗挖結(jié)合分離島式站臺車站方案:車站南側(cè)、西側(cè)為高層，只有車站北側(cè)有條件設(shè)置明挖站廳，站廳明挖范圍以不影響西、南、北面道路或小巷交通，東面不拆除6層私人房屋為限，為地下2層明挖結(jié)構(gòu)。地下1層為站廳層和部分設(shè)備用房，地下2層為交通轉(zhuǎn)換層和主要設(shè)備層，通過暗挖橫通

道到達兩條線路之間，再設(shè)斜通道下到站臺;站臺層采用暗挖分離式島式站臺隧道［23］(詳見圖3、4)。

車站特點:一德路站采用站廳集中設(shè)置于線路一側(cè)明挖、站臺分離式暗挖的方案，有效地規(guī)避了地面交通疏解、管線遷改的矛盾，針對房屋拆遷方案也做了對應的明挖方案，以確保線路的穩(wěn)定。站廳設(shè)置自由度比較高，靈活性好。由于房屋征拆的原因，一德路站車站未能在線路開通運營時進行開通，從另外一個方面說明明暗挖形式的優(yōu)點:暗挖站臺部分的單獨施工能夠確保工程全線的貫通，避免因個別工點施工困難而影響全線的運營。

圖3 一德路站模型Fig.3 Model of Yidelu Station

圖4 一德路站縱剖面Fig.4 Longitudinal section of Yidelu Station

2.3 黃花崗站

黃花崗站設(shè)置在先烈中路下，周邊主要建筑為中國科學院及其住宅、幼兒園。先烈路交通繁忙，根據(jù)交管部門意見，先烈中路的交通疏解要保證5車道。

為確保地面交通，黃花崗站采用明暗挖結(jié)合車站:站臺位于道路下方，為暗挖分離式島式站臺;北站廳利用幼兒園護坡下的空間進行明挖，為地下2層、地面1層的框架結(jié)構(gòu)，完成后恢復護坡;南站廳與中科院科研辦公樓合建，為地下5層地下室，主要設(shè)備管理用房布置在其中，地面為30 m高的框架結(jié)構(gòu)建筑。地鐵乘客通過站臺2個扶梯斜通道到達南、北2個明挖站廳［4］(詳見圖5、6)。

圖5 黃花崗站模型Fig.5 Model of Huanghuagang Station

圖6 黃花崗站橫剖面Fig.6 Cross section of Huanghuagang Station

車站特點:黃花崗站采用2個獨立的站廳分別吸引先烈路兩側(cè)的客流，道路下方采用暗挖斜通道和橫通道，連接南、北獨立式站廳和分離式站臺，能基本滿足車站功能。南、北站廳與物業(yè)、環(huán)境充分結(jié)合，尊重環(huán)境，尊重周邊業(yè)主，做到地鐵、地塊、規(guī)劃等各方面多贏的格局。

2.4 海珠廣場站

海珠廣場站是2、6號線的換乘站，2號線車站已建成，6號線車站設(shè)在海珠廣場東廣場。由于既有2號線海珠廣場站為4層，考慮兩端區(qū)間需要穿越大量房屋，6號線的線路埋深必須低于2號線的埋深。結(jié)合地質(zhì)情況、施工風險和空間的合理利用，6號線海珠廣場站為地下3層明挖，首層為站廳層，設(shè)置與2號線站廳的付費區(qū)和非付費區(qū)換乘通道;地下2層為設(shè)備層;地下3層為集中冷站設(shè)備層和交通轉(zhuǎn)換層，豎向交通在此層通過暗挖斜通道下到站臺;地下4層站臺層為暗挖施工，通過橫通道連接2個分離式暗挖單洞隧道站臺，車站西端區(qū)間和站臺層換乘通道下穿2號線區(qū)間，采用暗挖法施工［3 5］ (詳見圖7、8)。

圖7 海珠廣場站模型Fig.7 Model of Haizhu Square Station

圖8 海珠廣場站縱剖面Fig.8 Longitudinal section of Haizhu Square Station

本站通過站廳到站廳和站臺到站臺兩種方式與2號線實現(xiàn)換乘。

車站特點:海珠廣場站采用軌行區(qū)上方明挖、軌行區(qū)暗挖的方案，有效地利用明挖空間設(shè)置集中冷站，對附近幾個車站供冷，環(huán)保高效。海珠廣場站建成后，站廳寬敞，換乘方便，使用功能合理，形式新穎實用，站廳與站臺均有換乘通道與2號線海珠廣場站換乘，站廳有垂直電梯直達站臺，地面出入口吸引客流良好，建成投入使用后得到了業(yè)主和廣大乘客的好評，也得到了軌道交通界專家的推崇和認可。

沙河站類型［6］與海珠廣場站基本一致，但明挖地塊房屋拆遷困難，車站明挖部分至今無法施工，暗挖站臺已經(jīng)全部完工，以滿足全線貫通的要求。

2.5 團一大廣場站

團一大廣場站位于越秀南路、東園橫路和挹翠路3條路的交叉路口處，布置于東園橫路與越秀南路道路下，跨路口沿道路東西向布置。明挖方案由于拆除汽車客運站候車樓難于協(xié)調(diào)、越秀南路交通疏解及東園橫路20多棵古樹遷移困難等原因難以實施。結(jié)合車站周邊可用地情況、車站客流量，對線路埋深、線路走向等進行綜合比較，車站主體采用明暗挖結(jié)合方案:車站主體明挖段位于越秀南長途客運站候車廳、食堂與暗渠車站之間，為地下4層結(jié)構(gòu)，垂直于線路方向。地下1層為站廳;地下2層為設(shè)備層;地下3層為設(shè)備層和豎向交通轉(zhuǎn)換層，豎向交通由1組垂直線路方向的樓扶梯轉(zhuǎn)換為2組八字平行于線路設(shè)置通向站臺的樓扶梯;地下4層為站臺層，局部為明挖，其余部分為暗挖，豎向交通通過2個斜通道下到站臺，再通過暗挖橫向通道連通左右線分離式單洞暗挖站臺(詳見圖9、10)［7］。

圖9 團一大廣場站模型Fig.9 Model of Tuanyida Square Station

圖10 團一大廣場剖視效果fig.10 Section perspective of Tuanyida Square Station

車站特點:團一大廣場站明挖部分插入站臺層，豎向交通和設(shè)備管理用房布置在其中，布置緊湊，功能合理;暗挖部分，設(shè)置3個橫通道，2個縱通道連接2個站臺單洞，乘客使用方便。地面附屬與廣場景觀充分協(xié)調(diào)，使其成為團一大廣場的有機組成部分。

2.6 東湖站

由于受曲線線路的控制，東湖站部分設(shè)置在東湖公園內(nèi)，部分設(shè)置在東湖路下面并且要下穿海印大橋的引橋，采用明暗挖結(jié)合方案，車站在使用功能方面沒有變化，工程統(tǒng)籌合理，施工可行性高，工程可實施性較強，也達到了零拆遷。

車站主體明挖段設(shè)置在東湖公園和東湖路的人行道下，為4層明挖結(jié)構(gòu)?？紤]到車站主體明挖長度較短，且周邊設(shè)置出入口的條件較好，為方便乘客由站廳直接下到站臺，將站廳設(shè)置在地下2層;地下1、3層為設(shè)備管理用房，地下4層東面為明挖站臺，車站西側(cè)設(shè)置停車線，合理確定線間距，可合理控制車站和區(qū)間的規(guī)模，因此西側(cè)采用暗挖段大斷面單洞站臺穿越東湖路東側(cè)車行道和海印大橋引橋(詳見圖11、12)［8］。

車站特點:車站選址在公園，避免了拆遷;設(shè)置過街通道，滿足周邊客流吸引的需求;結(jié)合站前設(shè)置的停車線，站臺做大跨暗挖，有效控制了車站規(guī)模。

圖11 東湖站模型Fig.11 Model of Donghu Station

圖12 東湖站縱剖面Fig.12 Longitudinal section of Donghu Station

2.7 東山口站

東山口站是1、6號線換乘站，1號線車站已建成，6號線車站位于1號線南側(cè)署前路下。車站主體采用明暗挖結(jié)合形式，主體明挖段位于署前路、中山一路、中山二路的交會路口下，為地下4層結(jié)構(gòu)。地下1層為站廳層，設(shè)置1、6號線進出站大廳及有人值守設(shè)備管理用房;地下2層大部分為設(shè)備用房區(qū)，同時也是連接地下1層及地下4層之間的豎向交通轉(zhuǎn)換層;地下3層為設(shè)備層;地下4層為站臺層。明挖部分布置3部自動扶梯，并具有1部4.0 m寬雙跑樓梯，1部垂直電梯等車站豎向交通設(shè)施，再通過中部暗挖橫向通道連通分離式單洞暗挖站臺(詳見圖13～15)［9］。

圖13 東山口站總平面Fig.13 General plan of Dongshankou Station

圖14 東山口站模型Fig.14 Model of Dongshankou Station

車站特點:東山口站車站單端明挖，垂直交通設(shè)施采用斜通道與站臺連接，兩站臺之間設(shè)置與之平行的縱向通道作為站臺的主要交通廊道，其他部分采用分離單洞暗挖。東山口站在區(qū)間隧道貫通成為關(guān)鍵工期節(jié)點情況下，采用“先隧后站”——盾構(gòu)先行掘進過站，后在盾構(gòu)隧道基礎(chǔ)上擴挖修建地鐵車站的新思路，在技術(shù)上是解決車站與盾構(gòu)區(qū)間工期矛盾的可行選擇。

圖15 東山口站縱剖面Fig.15 Longitudinal section of Dongshankou Station

2.8 燕塘站

燕塘站是3、6號線的換乘站，車站位于廣汕公路與規(guī)劃路燕興路(現(xiàn)為住宅小區(qū)內(nèi)的通道)的三角交叉口，3號線沿燕興路呈南北走向，6號線垂直3號線呈東西走向，兩站同步設(shè)計、同步施工。

根據(jù)現(xiàn)場的交通疏解、場地條件，和車站的結(jié)構(gòu)形式、地質(zhì)情況、施工風險的處理及土建施工費用等綜合考慮，3、6號線主要采用施工方便、周期短、結(jié)構(gòu)外包防水完整的明挖順作法。6號線為明挖2層車站，3號線為明挖4層車站，其中3號線南部為不影響城市主干道——燕嶺路的交通，采用暗挖工法(詳見圖16、17)［10］。

圖16 燕塘站模型Fig.16 Model of Yantang Station

圖17 燕塘站縱剖面Fig.17 Longitudinal section of Yantang Station

車站特點:車站主要部分采用明挖法施工，主要垂直交通均設(shè)置在明挖范圍，局部因條件限制采用分離式暗挖單洞站臺。針對燕塘站6號線基底廣泛分布花崗巖殘積土，采用三管旋噴樁加固措施，有效地保證了6號線基底能順利開挖到底，并且保證了基底承載力的要求，為燕塘站整個工程的順利進行創(chuàng)造了很好的條件。在整個設(shè)計以及實施加固和開挖過程中獲取的經(jīng)驗和措施，作為一種范例，在后續(xù)線路類似工程中得到充分應用。

2.9 區(qū)莊站

區(qū)莊站為5、6號線的換乘站，兩站同步設(shè)計、同步施工，5號線沿環(huán)市路布置，6號線沿農(nóng)林下路布置，換乘節(jié)點為偏十字型。站址地面交通繁忙，周邊房屋密集且拆遷困難，地下管線眾多，地質(zhì)條件復雜及施工場地狹小。在設(shè)計中，因地制宜，創(chuàng)新地采用車站站廳、站臺分離的方案，在有限的空間設(shè)置北站廳，其余結(jié)構(gòu)大膽采用礦山法隧道，從而在地下形成大小不同斷面達43種縱橫交錯、交叉重疊的隧道群。本站除北站廳及附屬出地面口部結(jié)構(gòu)采用明挖施工外，其余結(jié)構(gòu)均采用暗挖法施工。5號線站廳、站臺分離設(shè)置，區(qū)莊站為地面2層結(jié)構(gòu)，地下5層。地面2層為北站廳集中冷站層，地面首層上夾層為北站廳設(shè)備層，地面首層為北站廳層;地下1層為北站廳設(shè)備層，地下2層為北站廳層，地下3層為5號線站臺層——分離式暗挖單洞隧道，地下4層為換乘平臺層以及6號線站廳層，地下5層為6號線站臺層。6號線站廳為雙層雙柱三跨結(jié)構(gòu)的超大斷面隧道，5號線站臺下方設(shè)置6號線分離的站臺隧道。5、6號線之間通過站臺橫通道、樓扶梯斜通道、南北站廳非付費區(qū)連接通道及付費區(qū)換乘通道聯(lián)系(詳見圖18～20)［11］。

圖18 區(qū)莊站總平面Fig.18 General plane of Ouzhuang Station

圖19 區(qū)莊站模型Fig.19 Model of Ouzhuang Station

圖20 區(qū)莊站6號線橫剖面Fig.20 Cross section of Ouzhuang Station

車站特點:局部采用明挖施工，其余部分均采用暗挖法施工。區(qū)莊站地下隧道群具有超大斷面、超淺埋、小間距、重疊及群洞效應明顯的特點，其中南站廳為地下2層雙柱三跨超大斷面，最寬24.2 m，最高16.97 m，開挖面積348.27 m2，最小覆土14 m;屬超大、超淺埋隧道，其設(shè)計、施工難度號稱國內(nèi)乃至世界之最。

3 小結(jié)

在廣州地鐵6號線首期工程的設(shè)計中，因地制宜，結(jié)合站址周邊環(huán)境［12］進行多方案的技術(shù)經(jīng)濟比選，創(chuàng)新思維，對于明暗挖的形式進行充分實踐:單線明挖+單線暗挖(文化公園站)，單側(cè)獨立站廳明挖+分離島式站臺(一德路站)，上方明挖站廳+下方分離島式站臺(海珠廣場站、沙河站)，中部站廳站臺局部明挖+分離島式站臺(團一大廣場站)，單端站廳站臺明挖+大斷面暗挖島式站臺(東湖站)，單端站廳站臺明挖+分離島式站臺(東山口站、燕塘站)，分離獨立式站廳+分離島式站臺(黃花崗站)，單側(cè)獨立站廳明挖+分離島式站臺+暗挖雙層大斷面站廳(區(qū)莊站)。明暗挖車站是在特殊環(huán)境和地質(zhì)條件下建成的特殊形式的車站，其具有的多樣性、靈活性特征，在廣州地鐵6號線首期工程中得到充分運用和發(fā)揮。隨著國內(nèi)地鐵建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，各大城市軌道交通線網(wǎng)不斷完善，希望本文所提的設(shè)計成果，能夠為其提供借鑒和參考。

［1］中鐵隧道勘測設(shè)計院有限公司.廣州市軌道交通6號線文化公園站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2006.

［2］中鐵隧道勘測設(shè)計院有限公司.廣州市軌道交通6號線一德路站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2014.

［3］姚文峰.廣州地鐵明暗挖結(jié)合車站設(shè)計特點［J］.都市快軌交通，2015，28(5):31 34.

YAO Wenfeng.Design characteristics of Guangzhou subway station constructed by cut and cover method and underground excavationmethod［J］.Urban rapid rail transit， 2015，28(5):31- 34.

［4］鐵道第一勘測設(shè)計院集團有限公司.廣州市軌道交通6號線黃花崗站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2009.

［5］中鐵隧道勘測設(shè)計院有限公司.廣州市軌道交通6號線海珠廣場站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2006.

［6］中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司.廣州市軌道交通6號線沙河站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2009.

［7］鐵道第一勘測設(shè)計院集團有限公司.廣州市軌道交通6號線團一大廣場站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2006.

［8］鐵道第一勘測設(shè)計院集團有限公司.廣州市軌道交通6號線東湖站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2006.

［9］鐵道第一勘測設(shè)計院集團有限公司.廣州市軌道交通6號線東山口站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2006.

［10］廣東省重工建筑設(shè)計院.廣州市軌道交通3、6號線燕塘站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2005.

［11］鐵道第四勘測設(shè)計院集團有限公司，廣州市軌道交通5、6號線區(qū)莊站施工圖設(shè)計文件［A］.廣州，2004.

［12］劉丹.與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)一致的地鐵車站設(shè)計思路［J］.都市快軌交通，2016，29(3):25- 28.

LIU Dan.Thoughts on subway station design coordinated w ith surrounding environment［J］.Urban rapid rail transit，2016，29(3):25- 28.

(編輯:曹雪明)

Characteristics of Stations Constructed by Open Cut Method and Underground Mining Method for Guangzhou Metro Line 6

ZENG Dayong
(China Railway Eryuan Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu 610031)

The open cutmethod and the undergroundm iningmethod are both adopted in the construction of the ten stations along the Line 6 of Guangzhoumetro because of the complicated engineering conditions of the first- phase construction of this project.Nine different combination forms of the twomethods are employed for the ten stations.The characteristics of these combination forms are analyzed w ith 3Dmodeling technology.The left line ofWenhua Park Station is constructed with the undergroundmining method to avoid the impact of the construction on old trees.For Haizhu Square Station，its upper part is builtwith the open cut method and the lower part the underground miningmethod.This combination is used for the first time in China.Yide Road Station and Shahe Station are constructed with the undergroundminingmethod to ensure the smooth opening of thewhole line，which is a new advantage of the station builtwith the open cutmethod and the undergroundminingmethod.The ground auxiliary structure of Tuanyida Square Station is integrated w ith the landscape of the square.The Dongshankou Station is built after the completion of the tunnel to guarantee the construction period.Quzhuang Station is constructed wit h the ultra- shallow large- section underground miningmethod，which hasbeen themostdifficultengineering practice in China so far.The underground concourse of Huanghuagang Station is integrated with the surrounding environment，which satisfies the interests of all stakeholders in the construction of themetro.The base treatment of Yantang Station is taken as a typical sample for other similar engineering projects.

rail transit;the open cutand undergroundm ining combined tunnelingmethod;innovative characteristics;stations; engineering designing practice;Guangzhou metro

U231.4

A

1672- 6073(2017)02- 0005- 06

10.3969/j.issn.1672 6073.2017.02.002

2016- 05 18

2017 02 08

曾大勇，男，本科，高級工程師，廣州地鐵6號線建筑總體負責人，主要從事城市軌道交通設(shè)計和管理工作，sccdzdy@126.com