地下车站与市政下穿隧道合建的设计分析

地下车站与市政下穿隧道合建的设计分析

杭州铁路设计院有限责任公司浙江杭州310000

摘要:目前轨道交通工程建设中,地下车站与其他工程合建项目越来越多,如上盖开发、与下穿隧道合建等。本文就宁波地铁5号线钱湖南路站与规划鄞县大道过钱湖南路的下穿隧道合建的设计做了详细的分析:经过方案比选,采用下穿隧道与车站主体“上下平行重叠”,隧道底板与车站顶板“共板”,车站与隧道同宽,侧墙“上下对齐”,两个工程同步设计、同步施工的合建方法,得出隧道与车站合建的设计施工方法是可行的,以期对以后类似的工程提供一点思路和借鉴。

关键词:地下车站;下穿隧道;合建

1工程概况

宁波地铁5号线工程线路全长约27.5km,设22座车站,全部为地下站,平均站间距1.30km。钱湖南路站为全线第9座车站,位于鄞县大道与钱湖南路交叉口,沿着鄞县大道呈东西向布置。车站周边建筑现状为住宅及高校等。车站西北角为中国电信大楼,西南角为万里学院,东北角为盛世天城小区,东南角为院士公园。

2016年7月,钱湖南路站施工图设计,为使车站配合前后区间避绕桥梁,将车站主体设置在鄞县大道南侧绿化带内;同年11月,鄞县大道提升工程拟在鄞县大道过钱湖南路处做下穿隧道。由于钱湖南路站与鄞县大道下穿隧道分离实施较为困难,同时鄞县大道拟实施管廊工程,管线敷设路径受限,2016年12月,轨道公司与鄞州区城投开始推进车站与市政下穿隧道合建。

2建筑设计

2.1设计思路

原下穿隧道工程位于鄞县大道与钱湖南路交叉口,沿着鄞县大道东西向路中布置,为鄞县大道下穿钱湖南路隧道。宁波地铁5号线钱湖南路站原方案是地下二层岛式车站,车站主体平行于下穿隧道,沿着鄞县大道东西向路测布置。原隧道与车站的平面关系如图1所示。

图1原隧道与车站平面关系图

考虑到隧道线路方向与地铁5号线线路方向一致,为了配合鄞县大道提升工程的开展,研究了隧道与地铁车站的线路平面关系及竖向空间关系,经过多种方案比选,决定将地铁车站设于下穿隧道下方,同宽平行重叠,采用隧道底板与车站顶板“共板”合建的方式进行重新设计,同时要求两个工程同步设计、同步施工。这样可以有效节约地下空间资源,避免分期建设造成工程浪费,减小工程风险以及减少施工时对道路交通的影响。现隧道与车站的平面关系如图2所示。

图2现隧道与车站平面关系图

2.2总平面设计

钱湖南路站位于鄞县大道与钱湖南路交叉口,与鄞县大道下穿钱湖南路的市政隧道合建,沿着鄞县大道呈东西向布置,为地下三层岛式车站(地下一层为鄞县大道下穿钱湖南路隧道,地下二、三层为地铁车站),站台宽度18.6m,总长175.8m,标准段宽25.9m,车站底板埋深23.9m,顶板覆土3m。车站设置4个出入口、1个安全出口、2组共8个风亭、1组冷却塔。出入口、安全出口、风亭以及冷却塔均位于鄞县大道两侧的绿化带内,两组风亭均按低风亭考虑,冷却塔建在A号风亭组附近,出入口与规划红线保持3m以上的距离。

2.3平、剖面设计

车站为地下三层车站。地下一层为鄞县大道下穿钱湖南路隧道,双向6车道。地下二层为站厅层,由公共区、设备管理用房两部分组成,站厅主要设备管理用房布置在车站西端,主要有车控室、信号设备室、通信设备室、公安值班室等,其他设备管理用房布置在东端,公共区分为付费区和非付费区,非付费区内靠近出入口处设置自动售票机及自动充值机[1]。付费区内设有2台上行自动扶梯、2台下行自动扶梯、2部3m净宽步行楼梯、1台无障碍电梯,大小端各布置一部上下行扶梯和楼梯[2],楼扶梯平行设置,站中心里程处设垂直电梯,均直达站台层。公共区装修后净高为3200mm。地下三层为站台层,站台宽度为18.6m,有效站台长118m。站台中部为公共区,站台东、西两端布置设备管理用房。公共区装修后净高3000mm。在站台板下面还设有板下层,主要为电缆布置空间[3]。

隧道层地坪装修面至结构顶板底的净高5.6m,站厅层公共区装修后有效净高3.2m,地坪装修面至车站顶板底的净高5.55m,站台层公共区装修后有效净高3.0m,地坪装修面至车站中板底的净高4.65m,站台板下层地坪装修面至站台板底的净高1.31m,整个车站以0.2%的坡度由小里程端坡向大里程端。车站纵剖面图如图3所示,车站横剖面图如图4所示。

图3车站纵剖面图

图4车站横剖面图

2.4设计要点

相较于一般地下车站,合建车站在设计上还是有很大差异的,下面我就以下几点展开论述:

(1)由于车站和下穿隧道是同宽合建,车站标准段宽25.9m,站台宽度18.6m,大跨度的段宽使得车站不能像普通车站一样只设单柱或双柱,因此考虑车站横向设3排框架柱,分4跨,作为支承体系。其中考虑到负一层下穿隧道荷载通过中隔墙传递至车站跨中框架柱,导致柱轴力较大,为满足轴压比要求,车站跨中框架柱采用型钢混凝土柱形式。

(2)合建后车站站厅层在负二层位置,接站厅层的附属底板埋深17m,顶板覆土9.7m,而一般普通地下车站附属的顶板覆土只有3m,因此合建车站附属受到的覆土荷载是远超普通车站附属的。这就对结构受力体系的要求非常高,板、墙的厚度,钢筋的配比都需要加大很多。为了解决这个问题,我们将车站附属设为两层,接站厅层的为负二层车站附属,在其上再加一层6.7m层高的空间,为负一层车站附属,顶板覆土3m。考虑到车站附属多出大面积的房间可以利用,将车站主体的大部分设备管理用房外挂,设置于车站附属负二层,车站附属负一层则主要设置风道。此设计即解决了覆土荷载对车站附属结构高要求的问题,又合理利用了地下空间,同时车站主体设备管理用房外挂缩短了车站主体的长度,减小了车站的整体规模,减少了工程造价。

(3)车站风亭与车站出入口的合建,是本车站的一大特色。车站出入口通道接车站站厅层,在车站附属负二层的位置,而车站各个风道设置于附属负一层。这样风道的末端正好可以设在车站出入口通道的上方,风道不需要任何转折,在出入口通道上方设风井通向地面。在地面上我们看到的建筑物就是车站出入口、四个风亭在一条直线上,布置非常规整,同时又减小了征地面积。风亭与出入口剖面关系图1如图5所示,风亭与出入口剖面关系图2如图6所示。

图5风亭与出入口剖面关系图1

图6风亭与出入口剖面关系图2

(4)合建车站有一处地方是需要引起注意的,没有把控好会对后续的设计带来很大影响。一般地下车站由于对站厅层净空的需要,会对车站顶板梁进行上翻。合建车站由于顶板上方是下穿隧道,有行车要求,本该上翻的梁都必须下翻,这就造成了原来按照标准站设的站厅层净高已经不满足要求,需加大站厅层的层高。此处的设计需在设计前期就考虑好,等到后期发现站厅层净高不够,会对车站各专业的配合带来很大麻烦。

3结语

目前,城市建设快速发展,各地城市的轨道交通工程已十分发达及密集,轨道交通与地块结合、与其他项目合建的工程将越来越多。如何处理轨道交通与其他项目合建的相互关系尤为重要。本文通过钱湖南路站与鄞县大道下穿钱湖南路的市政隧道合建的建筑设计为例,描述了此类工程在建筑设计中的设计特色和要点,充分考虑两工程的实际情况和相互关系。希望通过以本文为例,能够对以后类似的工程提供一点思路和借鉴。

参考文献:

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50016-2014建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2014:63-75

[2]中华人民共和国建设部.GB50352-2005民用建筑设计通则[S].北京:中国建筑工业出版社,2005:26-27

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50157-2013地铁设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013:60-70

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