上海地铁网络的重要枢纽_人民广场站_刘建航

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1、设计与研究 上海地铁网络的重要枢纽 人民广场站 刘建航 俞加康 (上海申通地铁集团有限公司) (上海市隧道工程轨道交通设计研究院) 摘 要 人民广场是上海的行政、 文化、 商贸、 娱乐中心,是最大公交枢纽和人员集散地之一,地铁1、2、8号 线在此交汇。为了改善换乘功能,加设下沉式广场和 “大三角” 地下换乘大厅。由于运营线和在建线的交织, 工程实施过程中遇到诸多难题,从而采取有效的处理对策。 关键词 三线交汇 重要枢纽 建设难题 处理对策 1 人民广场地区功能的定位 在上海市区,东起西藏中路,西至黄陂南路,南 至金陵中路,北到南京西路所辖的1. 4 km2范围内, 我们称之为人民广场地区。 人

2、民广场地区是上海的行政中心,是重要的公 共活动中心和繁华的商贸、 文化娱乐区域;也是近代 优秀历史建筑最集中的区域之一。新建的大剧院、 博物馆、 城市规划展示厅等成为了上海新的标识性 建筑。 已通车的地铁1号线、2号线和在建的8号线车 站交汇于此,还有52条公交线路到达或经过(调整 前 ) , 使该区域成为我市最大公共交通枢纽和人员集 散地之一。 改造后人民广场地区包括了占地9公顷的人民 公园、15公顷的延中绿地一、 二、 三期和11公顷的 人民广场,成为市中心最大和富有魅力的开放空间 之一;同时还是上海的绿肺、 上海的心脏地带。 该区域与中华商业第一街 南京路步行街相 毗邻。所波及的浦西外滩

3、与浦东陆家嘴地区的中央 商务区,以及周围辐射的30 km2的中心商业区通过 轨道线和诸多公交线紧紧地串联在一起。经预测, 人民广场地区日客流量将达到82万84万人次, 高峰小时客流量将超过10万人次。 2 三条轨道线在此交汇概况 2. 1 线路 地铁1号线一期工程:莘庄 徐家汇 淮 海路 人民广场 上海火车站,全长20. 969 km ,共设16座车站(目前正在北延伸至富锦路)。 自1990年1月19日正式开工建设,1995年4月徐 家汇至上海火车站试运营,直到1997年7月1日, 一期工程全线通车运营。滞后于世界第一条地铁 伦敦地铁134年,上海第一条地铁终于诞生了。 她是上海南北向的交通干

4、线。 2号线一期工程:中山公园 静安寺 人 民广场 陆家嘴 世纪公园 张江,全长 19. 72 km ,共设13座车站(目前正在西延伸至临空 园区)。1995年动工,2000年底正式通车运营,是上 海第一条连接浦西浦东的轨道交通;是上海东西向 交通干线。 在建的8号线一期工程:开鲁路 虹口足球 场 人民广场 世博会地区 成山路,全长 23. 218 km ,共设22座车站。自2002年7月正式开 工,计划2007年底建成通车,是人民广场连接杨浦 区,穿越世博会浦西、 浦东地区首条建成通车的轨道 交通。 2. 2 各线的客流 1号线预测远期的最大客流量(单向 )6 万人次/ 高峰小时。设计最大列

5、车编组为8辆大型车,最小 行车间隔为2 min ,目前运营为6辆编组,高峰时段 行车间隔已达3 min ;随着北延伸不久将建成通车, 客流会日趋增长,将扩编到8辆编组和调整最小行 车间隔至设计目标,以缓解1号线不堪拥堵的现状 (日最大运载客流已超过130万人次)。 2. 3 人民广场站各线的客流量和换乘量 1号线人民广场站高峰小时客流量为54219人 次;2号线为23283人次;8号线预测为18978人次。 各线之间换乘客流量: 1号线 2号线 134735人次/日;1号线 8号线88382人次/日; 2号线 8号线136997人次/日。 2. 4 在全市轨道交通网络上的重要性 1地下工程与隧

6、道2006年第1期 1985年上报国务院的总体规划中,上海地铁网 络规划为7条线,总里程为176 km ,当时交汇于人 民广场有1号线、2号线和4号线。进入90年代, 为配合浦东改革开放,重新调整路网,形成11条地 铁线和10条轻轨线,总里程达500 km。此时三条 线交汇于人民广场的方案仍然不变。2001年5月 国务院批复的 “上海市城市总体规划” 中,轨道交通 网络调整为17条线,总里程780 km ,在此路网中, 仍有1、2、8号线交汇于人民广场。在2004年上海 城市轨道交通建设规划中,路网17条线总里程调整 为810 km ,交汇于人民广场的1、2、8号线定为近期 实施的线路。 1、

7、2、8号线交汇于人民广场,形成了以广场为 中心,向6个方向辐射的轨道交通锚固点,从而大大 减少了到达和经过广场地区的地面公交线。目前 52条地面公交线路已逐步在减少,预期最终可减少 至6条,从而可大大减轻人民广场地区道路的压力。 图1 总平面图 3 三线换乘站的布置 3. 1 各线人民广场站的车站形式 首条设计建设的1号线一期工程人民广场站设 于西藏中路西侧的人民公园内,跨九江路而不穿越 南京西路,同时需保留精品商厦。车站规模为 366. 8 m21. 2 m ,地下二层岛式车站(站台宽度 14 m)。预留了与2号线之间联络线的接口。 当1号线建成通车后,紧接实施2号线的建设。 由于历史原因,

8、1号线未预留与2号线实现站台之 间的换乘。为了保护和穿越已运营1号线区间和维 持南京西路的交通,站位设于南京西路南侧的人民 公园内;地下三层岛式车站,车站规模381. 7 m 26. 94 m ,站台宽度14 m ,设有一条贯通式存车线和 与1号线联络线。由于两车站站位设置条件限止, 仅能在九江路下设通道换乘(即从2号线地下二层 站厅层至1号线地下一层站厅层,实现非付费区换 乘 ) ; 换乘通道的宽度受到九江路南侧地块(当时已 批租)的限制,无法做宽,给日后乘客的换乘带来不 便。 为了不影响西藏路的正常地面交通,8号线站 位采取平行紧贴1号线设置。地下二层车站规模 31. 59 m26. 28

9、 m ,站台宽度13 m ,站内考虑了一 条尽端式存车线以与1号线之间的过渡线,8号线 与1号线平行站厅换乘。 3. 2 换乘功能的完善 一旦8号线建成通车后,原1、2号线的换乘通 道还不能解决三线之间的换乘。为满足三线之间日 换乘量达36万人次(预测远期)的设计要求,提出了 下沉式广场和 “大三角” 换乘大厅的设计方案。(见 图 1) 3. 3 下沉式广场 位于西藏路西侧,南京西路南侧设置建筑面积 约7000 m2(下沉3000 m2)斜坡式下沉广场,东侧通 2地下工程与隧道2006年第1期 过地道与南京路步行街相接;北侧与新世界地下商 场相接;西南侧分别与三线车站接通。下沉式广场 对三线换

10、乘有所改善,但仍不能真正解决便捷的换 乘。 3. 4 “大三角” 换乘大厅 利用已建1、2号线车站及1、2号线之间联络线 外壁所围空间(“大三角”)设置换乘大厅(见图 2) 。 图2 “大三角” 地下一层平面图 大厅内设有售检票系统和换乘空间,同时增加 了至地面出入口。 “大三角” 局部地下二层为实现新 设2号线地下二层至1号线地下一层站厅层付费区 的换乘通道(通道内设自动扶梯6台和宽为7. 2 m 人行梯 ) , 同时取消了原2号线地下二层至1号线地 下一层的换乘通道,改为地下一层非付费通道。 4 建设人民广场站换乘枢纽遇到的难题和处理对 策 4. 1 1、2号之间处理对策 地铁2号线人民广

11、场站东端头井基坑深22. 1 m、 宽37. 6 m ,基坑东边墙距正在运行的地铁1号线 隧道10. 6 m;基坑底在1号线隧道底以下10. 7 m。 为使隧道沉降控制在10 mm以内,施工中采取了三 个主要措施: (1)基坑内以旋喷桩法进行分层加固形成三道 暗撑; (2)基坑分层开挖,每层根据分步限时平衡的要 求,严格制定并实施了开挖和支撑的施工步序; (3)根据预先敷设在1号线隧道中的电子遥测 器,在每日列车运行中输送的隧道在列车振动下连 续振陷的数据(振陷速率平均0. 07 mm/时) (见图 3) ,在东端头井东墙向隧道底下打11根水平注浆管 进行跟踪注浆。历时约2月。基坑封底稳定,在

12、列 车夜间停运时,以竖向双液分层注浆,加固隧道下卧 土体至较硬土层以求得长期稳定(见图 4) 。 图3 隧道振陷曲线 图 4 4. 2 1、8号线之间处理对策 8号线人民广场站紧贴正在运行的1号线人民 广场站(见图5 ,图 6) 。为将1号线车站最大结构位 移控制在- 1. 3 mm+ 3. 5 mm以内,8号线车站 基坑施工采取了三项主要措施 :(1) 对1号线车站东 地下墙被动区,以搅拌桩进行地基加固,采取了严密 的 “搅拌桩依序跳打、 控制打拔速度和注浆配比流 量” 的加固注浆工艺及施工参数 ; (2) 采用逆筑法施 工和分步限时开挖及支撑的施工工艺 ;(3) 在地基加 固到逆筑法施工的

13、全过程中,对1号线车站结构变 形,实施了高精度(准确到0. 1 mm)的跟踪监测和 实时反馈分析,指导施工参数的调整和优化,终于将 1号线车站结构中板最大水平位移控制到向西侧移 1.3 mm;底板最大水平位移控制到向东侧移1. 7 mm;结构东侧墙体竖向隆起3. 5 mm。确保了1号 3地下工程与隧道2006年第1期 图5 1、8号线人民广场站平面图 图6 1、8号线人民广场站横剖面图 图7 工程位置平、 纵剖面图 4地下工程与隧道2006年第1期 线车站结构不裂不漏和安全运行(见图 6) 。 4. 3 2、8号线之间处理对策 8号线盾构隧道上方穿越正在运行的2号线隧 道,其净距为1. 34

14、m;同时要在新建成的南京路步 行街地下人行通道的下方穿越,其净距为2. 63 m (见图 7) 。在工程实施前根据盾构施工地层损失引 起的地层应力变化,对2号线隧道回弹变形进行了 有限元定量分析,并为提供风险防范对策,对影响2 号线隧道位移的主要因素进行了敏感性分析。由于 设计与施工密切结合,对8号线盾构穿越2号线隧 道进行了很有成效的监控,将盾构施工地层损失控 制在3 以内,确保了地铁隧道和人行通道的安全 运行。8号线单个盾构穿越2号线隧道所引起的实 测2号线隆起曲线与预测结果相当吻合(见图8 ,曲 线基本是单个盾构穿越影响的叠加)。 图8 8号线盾构隧道穿越2号线隧道引起隧道上隆示意图 4

15、. 4 下沉式广场与3线之间的处理对策 下沉式广场处在1号线、2号线和8号线隧道 相互交叉的上方。广场基坑开挖将1号线隧道上7 m多的覆土挖去3. 8 m。这个大量卸载效应必引起 正在运行的2号线隧道的上隆位移。为控制隧道上 隆,设计和施工中采取了 “设抗拔桩,分块浇筑底板, 及时压载” 的对策,每开挖一小段、 浇一块底板锚拉 于抗拔桩上,在底板初凝后即按预定计划堆压砂袋, 这一小段的施工要在晚间列车停运后约9小时内完 成。在紧张的施工过程中,以自动监测手段,跟踪监 控,最终将隧道的最大回弹量控制在6 mm以内。 除了上述施工难点,还要在1号线车站以西,2 号线车站以南及联络线以北的三角地带,

16、以已建车 站的地下墙为围护结构,进行基坑施工,建造人民广 场换乘大厅。凭借紧贴1号线的8号线人民广场站 设计施工经验,换乘大厅必将成功建成,而最终完成 人民广场站换乘枢纽的建设。 5 改善人民广场地区的环境 三条地铁交汇于此,共有22座风井、14处出入 口以及三座车站的13座地面冷却塔,大部分集中于 九江路北侧、 西藏路西侧、 南京西路南侧 范围内。为了改善这一区域环境,采用了 如下措施:出入口能敞开的尽量敞开;把 高风井改为敞口低风井(离地 1 m) 座落 在绿化丛中;13座冷却塔均移至 “大三 角” 地下一层内。结合8号线的建设,继 把精品商厦拆除后,又拆除了中百一店天 桥、 大屏幕、 大陆饭店、 虹光医院等建筑一 直至延安东路。经过道路疏理、 公交调 整、 地面车辆的限制,人民广场地区必将 成为一个绿树成荫、 万