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摘要:
针对分离岛式地铁车站建筑设计,结合具体的工程实例,在介绍分离岛式地铁车站的基础上,提出分离岛式地铁车站建筑设计原则和思路已经具体设计方法。通过深入分析得出科学合理的设计,能充分发挥分离岛式地铁车站的优点和价值的结论,希望对我国地铁事业的发展提供一定帮助。
关键词:
分离岛式;地铁车站;建筑设计;施工技术
城市化进程日益加快,使得大量农村人口涌入城市,对城市交通出行提出了更高的要求。地铁作为缓减城市交通压力的主要工具,地铁车站结构形式多种多样。分离岛式地铁车站具有施工成本低、结构稳定等优点。在北京地铁10号线中应用比较广泛,诸如:国贸站、呼家楼站、光华路站等。但我国对分离岛式地铁车站建筑设计的研究还有待进一步提高。因此,文章结合具体的工程实例和理论实践,对分离岛式地铁车站建筑设计做了如下分析。
1工程概述
北京地铁10号线,是北京的第二条环线地铁,也是北京地铁线网中非常重要的一条地铁;一部分路段和北京三环相互重叠,是地铁北京地铁运行效率最频繁的地铁线路。整条线路中有很多车站是通过分离岛式地铁车站,也是全世界最长的全地下交通运营枢纽,全长57.1km,共45座车站,在2008年7月开通主要是为北京奥运会服务。10号线沿线地铁车站站址范围内有大量排水管线,大大增加了改移的难度,所以设计单位在考虑施工工法时决定采用分离岛式设计方式进行施工。
2分离岛式地铁车站简介
2.1分离岛式地铁车站结构型式
分离岛式地铁车站具有客流量大、美观、施工成本地的优点,在北京地铁10号线设计过程中,团结湖站、国贸站、呼家楼站、光华路站车站都采用了此种设计施工方式,并取得了良好效果。分离岛式地铁车站根据结构形式的不同,大致可以分为两类,单跨三洞分离岛式结构;单跨双洞分离岛式结构。
2.2分离岛式地铁车站的结构特点
分离岛式地铁车站是从岛式地铁车站演变而来的一种新型地铁车站建筑,也就分离岛式地铁车站在地铁轨道的正线上,其结构特点主要体现在以下方面:①上行站台和下行站台完全分离,设立在各个洞中,这样也是分离岛式地铁车站最显著的特点;②分离岛式地铁车站建筑设计还具有很强视觉冲击,比如:分离岛式地铁从两个侧洞穿过,就会为乘客营造出一种侧式站台的感觉;③能够很大地铁站的各个洞室相互连接,使得站台和站台之间的联系更加密切。
3分离岛式地铁车站建筑设计原则和思路
3.1分离岛式地铁车站建筑设计原则
无论是那一种地铁车站设计,都要符合当地城市的具体发展规划,在最限度上减少房屋动迁和管线改移、对市民交通出行的影响;同时设计过程中要综合考虑后期城市的发展规划,为会其他地铁线路的施工预留出一定的空间;减少地铁施工对城市道路的损坏。
3.2分离岛式地铁车站建筑设计思路
根据地铁周围的具体情况,做好相应防护措施,比如:周围建筑支护、地下管线埋深、具体的结构形,制定明确设计方案,北京地铁10号线车站设计为分离岛式暗挖车站。其中左右线分离施工,在团结湖站(规划建设阶段曾称工体北路站)施工过程,基础标高为7.5~14.3m,在交叉路口最宽处达到36m,远期预留车站从上穿过,其主体结构和桥桩的距离的大约是3.2~4.5m。
4分离岛式地铁车站建筑设计
4.1地铁车站总图设计
团结湖站横跨工体北路和东三环交叉口,就结构形式而言属于跨路口车站,为双层分离岛是式站台形式,其左线和右线都设置立交桥的两侧,具体设计图如图1所示:
4.2车站平面和剖面设计
为了便于管理,团结湖站主要由两部分共同组成,一部分是公共区,主要设置在长虹桥车站的南端;另一部分是设备管理区,在中间预留了三号地铁穿过的条件,同时也预留了电动防火卷帘以及设备节点等。团结湖站设计过程中采用了65m×4m的岛式站台,有效站台全长135m,同时在2个分离站台之间设置了2个联络通道,确保后期地铁能安全稳定运行。其纵剖图如图2所示。
5分离岛式地铁车站建筑设计施工关键技术和难点
5.1结构侧向开口施工风险控制
在地铁车站施工过程中,通风口的设计和施工是整个团结湖站分离岛式建筑设计的关键点和难点。而具有极大的施工风险。所以在设计过程中一定要做好风道的二次衬砌,然后才可以在风道主体工作面进行施工,从而更好的控制底层沉降。
5.2合理组织主体群洞结构施工
相关实践表明,在群洞结构设计中,要分为中洞和侧洞两部分进行施工,根据实际情况进行进行施工。比如:侧洞在开挖过程中要卸掉中洞的拱脚抗力,中洞在开挖过程中受到预应力的影响,会在中洞拱脚的一侧产生比较大的压力。在群洞施工过程中,要通过中洞和侧洞之间的相互作用力,最大限度上减少应力和抗力之间的关系。通过系统科学的组织主体群体结构施工,借助时间效应和空间效应等方法,能有效达到降低缓解各方应力的作用,从而分离岛地铁车站施工能顺利进行。
5.3横撑及其预加力的设计
保证主洞和侧洞之间的土体在4.3~4.6m,土体在施工过程中会受到非常严重的扰动,从而破坏土体的天然状态,就在施工过程中发生不均匀沉降,对地铁后期的运行造成很大影响。具体施工过程中必须对施工工序和施工机械等进严密组织,在确保分离岛式地铁车站的建筑质量的前提,减少各个洞室承受上层土体的压力。
6分离岛式地铁车站建筑设计的优点和缺点
分离岛式地铁车站建筑设计的优点主要体现在以下方面:①设计形式独特,适应性比较强,能够在复杂地区进行设计施工;②采用暗挖单洞分类站台的形式,使得车站内部管线有非常清晰的层次,为后期的地铁运营维护提供了便利条件;③为远期的换乘车提供了非常好的换乘方式;④车站内部建筑布置灵活,缓解了客流拥挤和集中的问题。当然分离岛式地铁车站建筑设计虽然很多优点,但是也存在定的缺点。比如:施工工期长,成本比较低,对设计人员和施工人员有很高要求。总体而言,分离岛式地铁车站建筑设计的优点大于缺点,可以大范围推广使用。随着我国科学技术的发展和地铁工程施工技术不断完善和改进,相信在不久的将来,相关人士一定能克服分离岛式地铁车站建筑设计的缺点,促使我国地铁工程事业走可持续发展道路。
7结束语
综上所述,分离岛式车站设计打破了地铁车站常规模式,在某些方面具有独一性、创新性。我国分离岛式地铁车站建筑设计和应用的起步比较晚,到目前还处于发展的初级阶段,很多技术和施工技术还不够成熟。但随着科学技术的发展,一定会克服重重困难,为我国地铁事业提供新方向。分离岛式地铁车站已经在我国很多城市得到应用,也取得了不错成绩,希望文章的分析对相关单位有一定帮助。
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作者:皋飞 单位:中设设计集团股份有限公司