天津地鐵一號線既有線改建工程方案綜述


【摘要】地鐵既有線改造工程在國內尚無先例。本文重點闡述了天津地鐵既有線改建利用的可行性，車站改建設計原則
案、新舊結構差異沉降的控制方法等。
【關鍵詞】地鐵既有線 改建工程 設汁方案
0 引言
2001年天津市政府批復的《天津市中心城區(qū)快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃》由6條線組成，其中4條放射線、2條半徑線，線網(wǎng)總長160．6km。核心區(qū)線網(wǎng)密度1．22km／km2，中心城區(qū)線網(wǎng)密0.42km/km2。線網(wǎng)規(guī)劃確定一、二、三號線為城市快速軌道交通基本骨架線，四號線為遠景內部填充線，五、六號線為外圍發(fā)展線。見圖1

天津對快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的研究起步較早，1985年《總體規(guī)劃》中就規(guī)劃了由三條射線和一條環(huán)線組成的，陜速軌道線網(wǎng)，全長106km。為適應城市發(fā)展，1997年在《總體規(guī)劃》修編時對快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃進行了調整，提出由7條放射線組成的快速軌道線網(wǎng)，全長147km。2000年結合天津地鐵一號線的前期工作，市主管部門適時做出進一步完善線網(wǎng)規(guī)劃的決定，并于2001年完成軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的最終報告。
經(jīng)過先后兩次對線網(wǎng)規(guī)劃的調整，地鐵—號線線路走向始終未變。
網(wǎng)規(guī)劃研究分析認為，維持地鐵—號線線路走向具備以下優(yōu)勢：
·符合城市主客流方向的重要交通走廊
·符合總體規(guī)劃意圖，有利于線網(wǎng)整體布局的合理性
·有利于城市快速軌道交通的可持續(xù)發(fā)展
天津地鐵一號線北起劉園，南至雙林，為快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中的南北骨干線，全長26.187km，車站22座。是集地下、高架、地面于一體的地鐵線路。車站有單層和雙層，站臺型式有側式站臺和島式站臺，功能齊全。既有線就位于地鐵一號線上。該線現(xiàn)已進入試驗段施工。
1 既有線概況
地鐵既有線位于中心市區(qū)，處于地鐵1號線中段，從西站起沿大豐路、西馬路、南開三馬路、南京路到達新華路，長7．278km，全部為地下工程。設車站日座，平均站間距0．972km。見圖2

該線是1970年改造墻子河污水工程刊按建設戰(zhàn)備工程的需要修建的，于1984年建成通車。由于
受當時形勢和各種條件的限制，選定的技術標準低。基本概況與存在主要問題有：
1.1線路
縱路縱斷面最大縱坡為千分之12．5，最小為平坡。全線坡度小于千分之3的線路長度為5 640m，占線路全長的76．9％；坡度小于千分之2的線路長度為3000 m，占線路全長的40．9％。
1．2 車站主體
8座車站的站臺有效長度均只能停靠三輛車編組的列車。車站站臺寬度也較窄，且每側站臺只有一個出人通道。設備用房建筑面積嚴重不足。見表1

1．3 機電設備
該線的供電及機電設備大部分為20世紀60年代的產(chǎn)品，設備規(guī)格陳舊，運轉‘幽自欠佳，而且有許多非標產(chǎn)品和試制品，有相當一部分設備已超出了有效使用期，磨損嚴重，部分產(chǎn)品已無備品備件更換，運營缺乏安全保證。
2 既有線改造利用的可行性
(1)既有線改造利用實施方案符合天津市中心城區(qū)快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，與城市主客流方向相吻合。
(2)既有線路附近沒有一條平行的道路可供地鐵走向選擇，如按地鐵要求再修建一條平行道路的話，勢必造成大量的拆遷，代價太大。
(3)廢棄既有線在原址新建地鐵線路造成廢棄工程也太大，投資將增加11．6億元.
(4)經(jīng)對地鐵既有線的洞體結構斷面進行檢驗，并對區(qū)間隧道最小斷面作了綜合管線布置，結構內緣均不侵入設備限界，故地鐵既有線的限界能滿足設備限界要求，而且可以滿足設備布置要求.
(5)既有車站改造利用的方案對城市交通、環(huán)境等影響較小。
3 既有線改建方案
3．1改建方案原則
(1)本著因地制宜，充分利用既有車站的原則，盡可能地降低造價。改建后的既有車站長度、設備、管理用房等均應符合有關規(guī)范的規(guī)定及各專業(yè)的技術要求。
(2)各站出人口均應與地面客流緊密結合，并結合規(guī)劃設置地下或地面集散廳。
(3)既有車站改建必須根據(jù)“中心城區(qū)快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃”，確定其可行的換乘方式。如分期修建，必須妥善考慮預留換乘接口。
(4)重點站各出人口及站廳至站臺設置上下行自動扶梯；換乘站各出人口及站廳至站臺間設置上行自動扶梯，并預留下行自動扶梯；其余各站出人口設置上行自動扶梯。各站并設置殘疾人電梯。
3．2既有區(qū)間改建方案
通過多年的運營實踐證明：隧道內小坡度地段排水雖然不夠暢通，但尚未給運營造成危害和影響，而且國外早年修建的地鐵也不乏此例。因此，改建方案利用既有洞體。由于區(qū)間內輪廓經(jīng)設備限界檢測，結構內緣及設備布置不侵入設備限界，故既有洞體維持現(xiàn)狀。
3．3 既有車站改建方案
改變原有車站結構，調整柱網(wǎng)，保證車站側站臺寬度并向一端或兩端擴建，使有效站臺長度增至120m，以能滿足停靠6輛車編組的列車長度需要。車站高度基本采用既有站標準，并按《設計規(guī)范》要求增加必要的設備房間、風道、出人口數(shù)量及寬度等(貝表2）

4 既有車站改建的新舊結構差異沉降控制
4.1差異沉降產(chǎn)生的原因
既有車站結構建于1984年，至今已有17年之久，結構建成后的后期沉降已經(jīng)穩(wěn)定。而車站的新建結構部分在降水、開挖、主體構筑、覆土回填、水位回升的過程中，必然會產(chǎn)生一個基坑坑底隆起、結構沉降、結構上升的過程。結構的最終沉降(或上升)取決于地質、覆土厚度、地下水位高低等因素。因此，在新舊結構相交處，必然存在一個差異沉降。
4．2 差異沉降的控制標準
根據(jù)規(guī)范規(guī)定和軌道運營要求，并參考城市的經(jīng)驗，此差異沉降的計算值應控制在-3mm(上升)
-5mm(沉降)之間。
4。3 差異沉降的控制方法
根據(jù)計算及分析，對新舊結構的差異沉降控制采用以下方法：
(1)為減少新舊結構部分的基坑隆起和后期沉降，在新結構的基坑底部設旋噴加固，縱向采用抽知口固的方式；從新舊結構相交處向新結構一側抽條的間距由蜜到疏，加固范圍15-20m。
(2)新舊結構相交處，在既有結構兩側的底板下設旋噴加固，加固范圍為3-5m，以確保保既有結構不下沉。
天津地鐵既有線改造和利用國內尚無先例，它對于地鐵一號線建設具有重要的意義。天津地鐵一號線計劃2006年初建成通車。屆時，它將為改善天津城市交通結構、保護生態(tài)環(huán)境、創(chuàng)造優(yōu)良的投資環(huán)境、加速經(jīng)濟發(fā)展起到重要的作用。