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文档简介
1、市政下穿通道地铁车站合建设计分析摘要:文中以具体工程为例,对市政下穿通道与地铁车站合建设计过程中的设计思路、设计方案以及设计要点做分析,希望对后期类似工程提供设计经验。关键词:市政下穿通道;地铁车站;合建设计随着我国城市快速发展,城市人口出行交通量快速增长且多样化,各类交通基础设施建设也加快推进,实现城市总体规划的时空目标。城市为解决道路拥堵问题,客流大的城市主干道规划有地铁线路,出现了市政下穿通道与规划地铁共路而发生冲突的问题。以往的设计思路多为分步设计、分期实施,但主要存在以下问题:(1)地铁车站临近市政通道设置,市政通道与车站实施征地规模较大,造成地下空间资源浪费,且车站附属出入口设置需
2、过街与下穿通道冲突,功能较差。(2)地铁采用区间下穿或侧穿市政通道段,车站设置避开市政通道,避免与市政通道冲突,车站未设置在客流大的交叉口,造成客流覆盖功能较差。为减少征地拆迁,避免地下空间资源浪费,避免分步分期建设造成工程投资浪,实现市政下穿通道与地铁车站设置功能最优,更好服务人们出行,更好契合城市发展。本文将通过具体工程案例,对市政下穿通道与地铁车站合建设计中涉及到的问题进行研究分析,为后续类似工程提供相关设计经验。1项目背景潘墩站为福州地铁6号线一期第一个车站,车站位于仓山区潘墩路与林浦路交叉口,沿林浦路方向布置,为地下三层(含下穿隧道)岛式车站,大里程端设单渡线,小里程端设折返线,车站
3、总长601.9m,设置4个附属出入口。潘墩下穿通道位于林浦路与潘墩路交叉口,为地下一层,与潘墩站合建,同期实施,隧道总长680m,其中北侧U型槽段280m,箱型结构隧道段160m,南侧U型槽段240m。2设计思路(1)根据城市总体规划及城市轨道交通线网规划,林浦路与潘墩路交叉口同时规划有市政下穿通道及地铁车站,设计应考虑两者的空间关系衔接。(2)市政下穿通道与地铁6号线工程建设时序相近,为减少征地拆迁避免地下空间资源浪费,避免分步分期建设造成工程投资浪费,采用下穿通道与地铁车站合建的方式。(3)结合市政下穿通道及地铁车站的规模、埋深及工程造价等特点,工程方案采用下穿通道地下一层、地铁车站地下三
4、层(站厅层为负二层)的竖向布置。(4)潘墩站为6号线起点站,需要折返功能,车站大里程段设单渡线,小里程段设折返线,车站规模大,在满足功能、规范等要求下,应尽可能地减小车站埋深,减少施工风险及工程投资。3设计方案3.1平面设计潘墩下穿通道位于林浦路与潘墩路交叉口,为实现林浦路快速化目标,交叉方式采用下穿通道立交方式,设计速度为80km/h,双向六车道,主体结构三个部分,U型槽+下穿隧道+U型槽形式。下穿通道总长680m,线路中心线最小半径为1000m,标准段总宽29.9m,其中北侧U型槽段280m,箱型结构隧道段160m,南侧U型槽段240m。潘墩站位于林浦路与潘墩路交叉口,沿林浦路方向布置,采
5、用跨路口布置方式,车站为地下三层岛式车站,车站有效站台位于下穿隧道正下方,大里程端设单渡线,小里程端设折返线,车站总长601.9m,标准段总宽20.12.06m,设置4个附属出入口及3个风亭。受地铁车站平曲线不侵入有效站台、车站小里程端设折返线并预留远期延伸条件,地铁线路中心线与下穿通道中心线无法完全拟合,因此北侧U型槽与车站结构平面存在不吻合的情形。如图1所示。3.2纵断面设计下穿通道采用“穿通型纵坡,最大纵坡采用4,最小纵坡采用0.2,因下穿通道箱型结构隧道段与地铁车站共板合建,因此该段纵坡与地铁车站纵坡保持一致,采用地铁设计规范规定2。两侧U型槽段与车站纵坡不一致,无法共板合建,夹层采用
6、砂土回填,压实度槽5。如图2所示。3.3横断面设计3.3.1典型断面一:箱型结构隧道共板段市政通道设置双向六车道,两侧设检修道,主体墙厚0.7m,标准宽度为29.9m。地铁车站有效站台11m,主体墙厚0.9m,标准宽度为20.1m。3.3.2典型断面二:U型槽与车站分离段市政通道设置双向六车道,两侧设检修道,U型槽结构厚0.7m,标准宽度为29.9m。地铁车站有效站台11m,主体墙厚0.9m,标准宽度为20.1m。3.4结构设计潘墩站为地下三层车站,其中负一层为市政通道(箱型框架结构+U型槽结构),负二、负三层分别为站厅层及站台层(箱型框架结构)。市政通道与潘墩站主体结构按交叉范围不同,基坑围
7、护及主体结构设计分三个部分。3.4.1基坑围护设计基坑采用明挖法施工,结构型式为复合结构。(1)市政通道斜跨车站主体结构区域,采用深基坑(地下三层车站主体结构)外挂浅基坑(地下一层市政通道,含U型槽段)的开挖形式。深基坑采用地下连续墙+内支撑的围护结构形式,浅基坑根据基底埋深不同选用SMW工法桩+内支撑和放坡+土钉支护的的围护结构形式。(2)市政通道上跨车站主体结构区域,采用坑中坑方案,外坑下穿隧道部分采用SMW工法桩+内支撑的围护结构形式,内坑采用地下连续墙+内支撑的围护结构形式。(3)市政通道上跨盾构区间区域,市政通道根据基底埋深不同选用SMW工法桩+内支撑和放坡+土钉支护的的围护结构形式
8、。3.4.2主体结构设计(1)196m范围市政通道斜跨车站主体结构,该区域采用底板设置抗拔桩以满足市政隧道抗浮需求。(2)350m范围市政通道平面上与车站主体重合,该区域利用车站结构柱抬升至市政通道底板,市政通道底板与车站顶板砂土互层回填实现上部荷载的传递(根据二者竖向关系,其中有270m范围为下穿通道与车站顶板共板)。(3)134m范围市政通道U型槽位于潘墩站林浦站盾构区间上方,该区段根据抗浮计算需求在上、下行盾构区间之间及盾构外侧设置抗拔桩。3.5路面结构设计采用复合式路面结构:4cmSMA-13C改性沥青玛蹄脂碎石+6cmAC-16C中粒式沥青混凝土+AC-25C粗粒式沥青混凝土调平层,
9、平均厚度约23cm。常规下穿通道路面结构:4cmSMA-13C改性沥青玛蹄脂碎石+6cmAC-16C中粒式沥青混凝土+24cm水泥混凝土板+C15水泥混凝土调平层,平均厚度约52.5cm。采用复合式路面结构比常规路面结构厚度减小0.3m,在相同净空条件下,可减小地铁车站整体埋深0.3m,减少工程投资约700万元。3.6其他工程3.6.1排水工程下穿通道两侧设置雨水边沟,并在最低点附近设置一座泵房,汇集U型槽段雨水及通道内排水于集水井内,通过集水井内的潜水泵提升后,最终排入就近水系。潜水泵选用防堵塞型潜水排污泵,采用3台潜水泵流量为2000m3/h,扬程15m,功率132kW,两用一备,三台泵交
10、替使用。超过暴雨重现期时,三台泵同时启动。3.6.2交通工程在常规标志标线设置外,考虑合建地铁车站运营安全,在双向进口位置设置禁止运输危险物品车辆驶入标志以及限高门架,禁止运输危险物品车辆和超限车辆进入下穿通道。4下穿通道与地铁车站合建设计要点(1)平面设计应尽可能拟合下穿通道与地铁车站中心线,后期结构设计受力相对简单,减少异形结构设计及施工难度,特殊情况车站亦可采用曲线站台形式。(2)道路最小纵坡为0.3%,车站纵坡一般采用2,考虑两者共板合建,应优先满足地铁车站纵坡要求,一致采用2坡度,下穿通道可加强排水设施设计。(3)采用复合式路面结构,相比常规路面结构可减少路面厚度,从而减小车站整体埋
11、深,减少工程投资及施工风险。需要注意摊铺沥青路面层前应对底板(共板)拉毛处理并撒布改性乳化沥青透层油。(4)结构计算荷载。下穿通道顶板除考虑上覆水土压力外,按地铁设计标准考虑20kPa的地面超载;车站顶板与下穿隧道共板段,车站顶板除考虑路面结构层荷载外按城-A级标准考虑汽车荷载。车站中板按地铁设计规范要求考虑装修、吊顶、设备、人群等荷载。侧墙按静止土压力计算水土压力。下穿通道底板与车站顶板分离段,单独考虑各自结构板荷载。(5)结构防水。防水等级按地铁标车站标准取一级。除结构自防水外(下穿通道部分混凝土抗渗等级P8),采用“全外包”防水设计,底板及侧墙主要采用非沥青基自粘胶防水卷材,顶板采用2.
12、5mm厚单组分聚氨酯防水涂料。(6)应选用可靠的排水系统,避免暴雨期造成下穿通道给水,引发地铁车站顶板渗漏水的风险。5结语地铁车站与下穿通道设计涉及诸多专业,两者作为不同的交通设施体系有各自的特点,设计需同时依据地铁车站与下穿通道的设计标准、规范与设计原则,并充分考虑下穿通道与地铁车站合建设计要点,才能更好地利用空间关系,在满足功能、技术规范等要求,合理设计车站与下穿通道合建,减少两者间的交叉问题,并减少施工风险及工程投资。本文对此类合建工程设计过程中的问题进行分析研究,总结出合建的设计要点,希望对后续类似工程提供参考价值。参考文献1CJJ37-2012城市道路工程设计规范S.北京:中国建筑工业出版社,2016.2CJJ221-2015城市地下道路工程设计规范S.北京:中国建筑工业
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