大跨度無柱地鐵市二宮車站設(shè)計摘　要　廣州地鐵二號線市二宮站是8m無柱島式站臺的車站,具有獨特的建筑風格及高難度斜推剛構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)形式。車站寬度小,一般應(yīng)用于緩解車站在施工期間對地面道路交通的影響,公共區(qū)內(nèi)無柱、車站的跨度大,公共區(qū)空間開闊。與暗挖施工方法相比,造價可大幅度降低。為以后的廣州地鐵二號線4座大跨無柱車站提供了設(shè)計借鑒。關(guān)鍵詞　大跨度　地鐵車站　無柱　設(shè)計1 站位及地質(zhì)概況1.1車站位置 廣州二號線地鐵市二宮車站位于江南大道與同福東路、小港路和規(guī)劃的寶崗北路交叉的五叉路口下,偏道路東側(cè)布置,大致呈南北走向。地面交通非常繁忙,現(xiàn)有路面寬約30.0m,其中快車道為4車道,寬13.5m,兩側(cè)為非機動車道及人行道,規(guī)劃道路寬為40.0m,主要往東擴寬約10.0m。車站周邊是高密度建筑區(qū),幾乎沒有空地或綠地。站址范圍內(nèi)有近10條地面公交線路通過,并集中在交叉路口北端設(shè)站。根據(jù)城市交通規(guī)劃資料,解放大橋通車后,為了疏解解放大橋的車流,將在江南大道上方修建兩座橋面寬為12.5m江南大道—同福路立交橋,與地鐵車站平行設(shè)置。為了施工期間不影響江南大道機動車的交通,在滿足車站基本功能的情況下,將站位盡可能向東設(shè)置。為了盡量少拆遷、擾民,利用五叉路東側(cè)的空地、將車站局部擴寬來設(shè)置車站必要的設(shè)備與管理用房,最大限度壓縮車站長度,同時也避免了拆遷小港路口的郵局。在車站布置中還注意充分考慮了保護大榕樹,少伐小榕樹的原則。并根據(jù)線路、地面交通、地面建筑等綜合分析、研究后將車站右線中心線置于規(guī)劃道路紅線外側(cè)0.75m處,結(jié)構(gòu)外緣超出道路紅線4.00m,局部超出紅線5.31m,基本上是在建筑物退縮線之內(nèi)。1.2　工程地質(zhì)條件 (1)站區(qū)范圍內(nèi)地層從上到下依次分布為:人工填土層(Q4ml);海沖積淤泥層(Q4mc);海沖積淤泥質(zhì)砂(Q4mc);沖積粘性土層(Q3al);沖積砂層(Q3al);殘積土可塑層(Qel);殘積硬塑土層(Qel);砂泥巖全風化帶;強風化帶;中風化帶;微風化帶。 (2)水文地質(zhì)條件。本站場地下水類型主要為兩種:孔隙水、裂隙水。孔隙水:主要為潛水,部分為微承壓水。孔隙水主要儲存于沖積淤泥層沖積松散砂層中,其余土層水量較少,透水性也弱。孔隙水受大氣降水、生活廢水的補給,且與珠江地表水互補。裂隙水:多屬承壓水,儲存于基巖裂隙中,站場的基巖裂隙發(fā)育,地下水相對豐富,但其連通性較差,透水性均較弱。地下水對鋼筋混凝土無腐蝕性,對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。 (3)場地地震基本烈度:根據(jù)國家、廣東省地震烈度區(qū)劃資料及可行性研究報告,地震基本烈度為Ⅶ度。2 車站規(guī)模的確定 (1)市二宮站客流。根據(jù)地鐵二號線工程可行性研究報告:市二宮站遠期(2029年)早高峰小時預測客流量為14326人/h,超高峰系數(shù)按1.2考慮,其設(shè)計客流量為17191人/h。其中上車設(shè)計客流量為9561(單向)人/h,從地面分向客流量來看,目前考慮路口客流量較大。但東側(cè)地塊開發(fā)后,其客流也將成為地鐵的主要吸引對象。 (2)確定站臺型式、寬度及車站外輪廓尺寸。根據(jù)車站預測客流量計算以及車站所處位置,特別是受地面交通的控制及線路的要求,確定車站布置在路邊靠近五叉路口路下。車站的寬度受地面交通影響盡量縮窄,采用無柱式島式站臺,站臺寬度為8.00m,有效長度為140.0m。車站外輪廓尺寸車站總長為168.20m,車站標準段總寬為17.7m;考慮到盾構(gòu)過站的要求,南端斷面每側(cè)加寬1.31m;北端利用小港路口加寬做設(shè)備用房,其最大寬度為38.01m。 (3)車站建筑特點及建筑布置。大跨度無柱車站(8m島式站臺)由通常采用的單柱、雙柱車站的基礎(chǔ)上演化而來。車站的寬度與最小10m島式站臺相比,由于10m島式站臺有立柱存在,樓扶梯與立柱對稱布置,而8m島式站臺樓扶梯居中布置,所以站臺通過能力是相同的。無柱車站(8m島式站臺)的站廳、站臺的空間寬敞、開闊。車站的總寬度至少減少2m左右。這對于明挖車站在施工期間,城市道路的交通疏解非常有利。市二宮車站受著道路交通的限制,選用明挖的工法,無柱車站的構(gòu)思就這樣產(chǎn)生。3　車站結(jié)構(gòu)形式的選擇 (1) 車站圍護結(jié)構(gòu)。采用人工挖孔灌注樁,為了滿足地面交通,盡量少占車道,圍護結(jié)構(gòu)如采用地下連續(xù)墻,雖然整體性好,但是施工期間要占江南大道的地面交通,加之地質(zhì)條件上軟下硬,施工難度大,施工進度受影響,不宜采用。 鉆孔灌注樁作為圍護樁,對于上軟下硬地層來說,施工工藝難以保證,也不應(yīng)采用。根據(jù)本工程的地質(zhì)上軟下硬的特點,車站圍護結(jié)構(gòu)采用人工挖孔灌注柱。樁徑為1500mm×1000mm。由于車站范圍內(nèi)大部分存在厚6m左右的海沖積淤泥層,局部存在0.4～4.0m左右的沖積砂層,為保證人工挖孔樁的施工安全,施工前,在人工挖孔樁位置施作攪拌樁,預先對軟弱地層進行加固。 (2) 車站主體結(jié)構(gòu)。車站主體結(jié)構(gòu)為地下二層框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點,在車站南北兩端設(shè)為有柱區(qū);車站中部為無柱區(qū),南端二層雙跨結(jié)構(gòu),北端為雙層四跨結(jié)構(gòu),立柱采用鋼管混凝土柱,中部為雙層單跨結(jié)構(gòu)。車站無柱區(qū)設(shè)計是該設(shè)計的難點,是地下結(jié)構(gòu)工程少見的難題,根據(jù)車站處在的位置外界條件和車站的功能的要求,施工的倒邊施工能滿足道路的交通疏解,設(shè)計的重點是針對無柱區(qū)的結(jié)構(gòu)形式的選擇。由于車站無柱為單跨的兩層框架結(jié)構(gòu),凈跨跨度大到15.7m。在上部覆土(厚2～4m)和機動車的動載作用下,其受力和變形大,設(shè)計進行了密肋梁方案、變截面方案、預應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁方案綜合比較。為了滿足結(jié)構(gòu)受力和變形的要求,頂板采用現(xiàn)澆橫向斜推剛構(gòu)的框架結(jié)構(gòu)體系。 (3) 基坑開挖支撐結(jié)構(gòu)。車站有柱區(qū)采用蓋挖逆筑法施工,中柱為鋼管砼柱,并同時作為各層板的支撐柱。 車站無柱區(qū)采用半明挖順筑法施工,即在其站廳層采用明挖順筑法、站臺層采用蓋挖逆筑法施工。在無柱區(qū)站廳層基坑開挖時在車站頂板上設(shè)一道縱向間距為3.0m的支撐,支撐為φ600mm、t=12mm的鋼管支撐。 車站附屬結(jié)構(gòu)(出入口通道及通風道)明挖施工期間的支撐采用鋼管支撐。4　車站施工注意事項 (1)車站位于江南大道東側(cè),為了最大限度地減小車站施工對江南大道東側(cè)行人及非機動車輛的影響,車站框架結(jié)構(gòu)施工。①對車站有柱區(qū):頂板施工采用蓋挖逆筑倒邊作業(yè),當車站西側(cè)頂板施工時,在車站東側(cè)開辟一條6m寬的道路,供非機動車輛及行人通行;②對車站無柱區(qū):采用站廳層明挖順筑,站臺層蓋挖逆筑法施工。頂板施工完畢即可覆土恢復交通。 (2)車站附屬結(jié)構(gòu):車站附屬結(jié)構(gòu)基本不影響交通,且由于管線已基本遷改,車站出入口通道及通風道均采用明挖順筑法施工。 (3)地下管線遷改:在江南大道上的管線多,一般都沿車站方向布置,管線的埋深都在3m以內(nèi),施工期間將順在車站上方的管線遷移在車站的一側(cè),并將橫跨車站的電纜整體懸吊。5　結(jié)束語 綜上所述,在地鐵車站設(shè)計中,應(yīng)充分考慮施工期間對地面的交通影響,采用適應(yīng)的車站形式,在滿足車站的功能基礎(chǔ)上縮小車站規(guī)模,減少投資。在這次地鐵設(shè)計中大膽嘗試采用新結(jié)構(gòu)形式及施工方法。為地鐵設(shè)計領(lǐng)域積累了一些經(jīng)驗。