北京地鐵10 號(hào)線一期工程國(guó)貿(mào)站方案設(shè)計(jì)
提 要: 本文主要介紹了北京地鐵10 號(hào)線一期工程國(guó)貿(mào)站的工程概況, 并對(duì)國(guó)貿(mào)站的方案設(shè)計(jì)和施工方案情況進(jìn)行了詳細(xì)的論述。
關(guān)鍵詞: 地鐵; 國(guó)貿(mào)站; 分離島式; 換乘; 洞樁法; 側(cè)壁導(dǎo)坑法; 凍結(jié)法
1 工程概況
國(guó)貿(mào)站位于東三環(huán)中路與建設(shè)國(guó)門外大街的交叉路口, 路口為三層互通國(guó)貿(mào)立交橋, 周邊建筑主要有國(guó)貿(mào)中心、中服大廈、惠普大廈、新東方寫字樓等。車站主體與東三環(huán)中路走向一致。既有1 號(hào)線地鐵大北窯站在建國(guó)門外大街之下, 為地下三層車站。本站是與1 號(hào)線地鐵大北窯站的換乘站, 本站站位及埋深主要受1 號(hào)線地鐵大北窯站區(qū)間的控制。
國(guó)貿(mào)站設(shè)計(jì)的主要控制因素:
(1) 國(guó)貿(mào)橋橋樁限制了車站形式;
(2) 與1 號(hào)線大北窯站的換乘和國(guó)貿(mào)橋下密集的市政管線限制了車站埋深。車站底板位于粘土層、粉細(xì)砂、中細(xì)砂層中, 整個(gè)車站均位于潛水層, 底板進(jìn)入承壓水層中約4. 65m。
該站位處的道路兩側(cè)管線眾多, 主要有電力: <2 000, 埋深5. 15m; 污水: 3 200 × 2 640 、2 600 × 2 250, 埋深2. 86m; 熱力: 5 000×3 000, 埋深7. 94m; 此外, 既有1 號(hào)線區(qū)間位于建國(guó)路下, 埋深為9. 2m。受管線和1 號(hào)線區(qū)間的控制, 10 號(hào)線車站僅能從1 號(hào)線區(qū)間之下通過, 從而, 使車站的埋深受到限制。
2 方案介紹
本次方案設(shè)計(jì)共做了三個(gè)方案。
2. 1 方案一
車站位于東三環(huán)路和建國(guó)路交叉路口下, 站中心里程為D K 21+ 785, 單跨雙層(下穿既有1 號(hào)線區(qū)間段為局部單層) 兩洞分離島式車站, 車站全長(zhǎng)207. 8m。與1 號(hào)線大北窯站成T 型交叉, 與地鐵1 號(hào)線之間的換乘為站廳與站廳之間的通道換乘。
2. 2 方案二
車站位于東三環(huán)路和建國(guó)路交叉路口下, 站中心里程為D K 21+ 785, 雙跨雙層(下穿既有1 號(hào)線區(qū)間段為局部雙跨單層) 島式車站, 車站全長(zhǎng)307m 。與1 號(hào)線大北窯站成T 型交叉, 與地鐵1 號(hào)線之間的換乘為站廳與站廳之間的通道換乘。
2. 3 方案三
車站位于東三環(huán)路和建國(guó)路交口的北側(cè), 站中心里程為D K 21+ 664. 962, 單跨雙層三洞分離島式車站, 與1 號(hào)線大北窯站基本成L 型交叉, 與地鐵1 號(hào)線之間的換乘為站廳與站廳之間的通道換乘。三個(gè)方案的比較見表1。經(jīng)綜合分析比較, 建議方案一為推薦方案。
3 施工方案
目前國(guó)內(nèi)地鐵車站施工較為成熟的方法有明挖法、蓋挖法和暗挖法, 各有優(yōu)劣, 一般需根據(jù)車站的周圍環(huán)境、道路、交通狀況、地下管網(wǎng)等實(shí)際狀況, 結(jié)合本車站的結(jié)構(gòu)型式、功能要求等特點(diǎn), 并考慮施工工藝、工期、工程造價(jià)、工程質(zhì)量等各方面因素綜合比較后確.
圖1 方案一總平面圖
圖2 方案二總平面圖
圖3 方案三總平面圖
表1 國(guó)貿(mào)站方案比較表
表2 施工方案主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表
通過表2 比較可知, 洞樁法具有地面沉降量小、工期短、結(jié)構(gòu)安全度高、造價(jià)適中的優(yōu)點(diǎn), 同時(shí)降水時(shí)間最短, 降水引起的沉降最小, 并可在洞內(nèi)降水。該點(diǎn)對(duì)1 號(hào)線地鐵車站和既有國(guó)貿(mào)橋的保護(hù)非常有力, 因此雙層段車站采用洞樁法施工。下穿既有1 號(hào)線區(qū)間的單層段, 由于受1 號(hào)線大北窯站和密集的國(guó)貿(mào)橋樁基的影響, 無法采用洞樁法施工而采用中隔壁法施工。
難點(diǎn)工程輔助工法:
(1) 既有1 號(hào)線區(qū)間保護(hù): 車站中間下穿既有1 號(hào)線大北窯站區(qū)間單層段覆土厚度達(dá)到18. 8m, 整個(gè)車站均位于潛水層, 底板進(jìn)入承壓水層中約4. 65m, 施工期間降水難度很大, 且降水容易引起上部區(qū)間發(fā)生較大的沉降, 影響正常行車運(yùn)營(yíng)。目前, 凍結(jié)法是防水最有效的手段, 因此, 本段施工采用凍結(jié)法進(jìn)行防水。
(2) 既有國(guó)貿(mào)橋的保護(hù): 既有國(guó)貿(mào)橋?yàn)槿龑踊ネㄊ搅⒔粯? 上部結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)支T 梁、連續(xù)箱梁和連續(xù)剛梁, 基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)。樁尖標(biāo)高-8. 905～ 7. 612, 位于10 號(hào)線結(jié)構(gòu)底以下約2. 7～ 11. 7m。橋樁樁基距車站單層段支護(hù)最近處僅0. 3m。施工中應(yīng)遵循“ 管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”及“ 先撐后挖, 及時(shí)支撐”的方針, 合理控制一次開挖深度和施工步長(zhǎng), 做到萬(wàn)無一失。同時(shí), 在施工前, 采用地面預(yù)注漿技術(shù), 事先對(duì)國(guó)貿(mào)橋的樁基部分進(jìn)行加固, 增大樁的承載力和周圍土體的抗變形能力。另外, 在國(guó)貿(mào)橋的相應(yīng)部位設(shè)置加密監(jiān)測(cè)點(diǎn), 同時(shí)加密監(jiān)測(cè)次數(shù), 根據(jù)量測(cè)結(jié)果隨時(shí)調(diào)整施工參數(shù), 保證國(guó)貿(mào)橋的正常使用。
4 地面、地下構(gòu)筑物、管線的處理措施
采取輔助施工措施, 可防止隧道開挖中坍塌, 控制地面的過量下沉, 對(duì)保護(hù)地下構(gòu)筑物和管線的正常使用非常有利。施工中采用了下述措施:
凍結(jié)施工:
單層段施工時(shí)采用凍結(jié)法進(jìn)行防水, 保證上部區(qū)間正常行車運(yùn)營(yíng)。
大管棚護(hù)頂:
沿拱部開挖輪廓線的外緣, 按每米布設(shè)3～ 4 根管徑為115 mm 的鋼管, 并在管內(nèi)灌滿水泥砂漿。
小導(dǎo)管注漿加固地層:
用小導(dǎo)管注漿加固地層, 在導(dǎo)坑開挖中起著防坍塌的作用。導(dǎo)管采用管徑為42 mm 的鋼管, 導(dǎo)管的長(zhǎng)度為3. 5～ 4. 0m。
地面預(yù)注漿加固: 從地面進(jìn)行注漿加固, 對(duì)橋梁基礎(chǔ)周圍的土體進(jìn)行加固, 漿液采用雙液漿。
總之, 上述加固措施應(yīng)相互配合使用, 對(duì)防止導(dǎo)坑坍塌和地表過量下沉, 均可收到預(yù)期的效果。
施工時(shí)必須對(duì)地下管線加強(qiáng)監(jiān)制, 嚴(yán)格控制地層位移和地面沉降, 以避免管線發(fā)生過大的變形而影響其使用。
