复杂桥桩区地铁车站设计浅析

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1、复杂桥桩区地铁车站设计浅析 【摘要】本文以北京地铁十号线( 含奥运支线) 一期工程在东三环区域的几个地铁车站为例， 结合车站的建筑形式、管线处理、桥桩保护以及商业开发， 简要分析在复杂桥桩区的地铁车站设计思路， 以期对此后在这种条件下的地铁车站设计能有所借鉴。【关键词】地铁车站 桥桩 北京地铁十号线一期工程在东三环的线路走向基本与东三环的道路走向一致， 东三环的此段几乎每个路口都有高架立交桥， 线路在穿越立交桥的同时在交叉路口设站， 一来吸引客流， 二来合理利用城市空间。但是由于桥桩的影响， 使得在桥下修建地铁车站变得非常困难， 而进行桥桩桩基托换加固等技术又会使建设成本大大提高。在这种情况下

2、， 一种新的车站建筑形式分离式站台形式( 假岛式) 出现了。这种车站形式的主要思想是将车站纵向地一分为二， 中间通过联络通道来实现客流连接和换乘， 这样就能使桥桩位于车站结构两部分的中间， 因此能够有效地避开桥桩的影响。本文通过对工体北路站( 团结湖站) 、呼家楼站、光华路站、国贸站四个在桥桩区车站的设计思路分析、研究， 探讨在复杂桥桩区的地铁车站设计形式与思路。1 桥桩区地铁车站及周边环境概况 本文讨论区域为东三环南路从长虹桥至国贸桥， 在这个区域共有四座大型立交桥， 即长虹桥、京广桥、大北窑桥和国贸桥。1.1 长虹桥概况及地铁工体北路站设计 长虹桥为横跨工体北路的双向六车道道路城市立交桥，

3、 位于东三环路与工体北路( 农展馆南路) 交叉口， 设计荷载: 汽- 超 20t， 挂- 120t; 全桥共设四道伸缩缝， 桥面主跨为连续梁， 采用板式支座; 其余为简支梁， 采用球形支座。桥基为桩基， 桩径 1m， 桩长 2228.7m， 每 46 根为一组。桩基主要穿过粘土、粉土、沙、卵石地层， 桩端位于圆砾、卵石层; 第二层潜水标高- 26.38m ( 2002.12.2) ， 第三层承压水标高- 20.81m ( 2002.12.2) 。针对本桥的结构形式和桥桩情况及地下管线埋深等， 桥下的地铁工体北路站设计为分离岛式暗挖车站， 站位跨路口布置， 左右线分别位于东三环北路东西两侧辅路下

4、， 分离设置。车站位于 312 号墩之间， 该段基础桩底标高为- 7.8- 13.3m， 交叉路口桥跨最宽 35m， 远期预留M16 线 上 穿 而 过 。 车 站 主 体 结 构 与 桥 桩 距 离 为3.44.3m， 车站横向设置的迂回风道及联络通道，距离桥桩结构的距离约为 3.212.3m。 车站位于东三环路与工体北路十字交叉路口。车站西南角为兆龙饭店; 东南角为高层住宅和规划中的写字楼; 东北角为中国文联及中信实业银行; 西北角为外交公寓。三环路中间为高架立交桥， 受其影响， 车站为双层分离岛式站台形式， 中部设横通道连接， 左右线分别设置于立交桥两侧， 车站主体横跨工体北路与东三环交

5、叉口， 为跨路口站位。车站中心里程 为 K18+729.464， 总 长 度 187.834m。 轨面埋深22.324m， 站厅地面提升高度平均 17.50m， 车站结构顶部覆土 5.79.7m。位于路口的四个角各设置一个出入口， 疏散通道设置在东北出入口处。东北风亭位于路口东北角中国文联北面的拆迁绿地内; 西南风亭位于路口西南角兆龙饭店南面的拆迁绿地内， 和外电缆进车站通道结合设置。为了减小车站地下部分规模， 将冷冻机房设置在车站东北风道地下二层内， 冷却塔设置在此处地面绿化带内。1.2 京广桥概况及地铁呼家楼站设计 京广桥为横跨朝阳北路的双向六车道道路城市立交桥， 位于东三环路与朝阳北路交

6、叉口。桥梁上部结构为预应力混凝土连续箱梁和简支梁， 由两幅连梁组成; 桥墩为钢筋混凝土墩柱和带预应力混凝土盖梁的预制墩柱， 承台 5.5m5.5m; 基础均为桩基础， 桩径 1.2m， 4 根为一组， 支座为球型支座和盆式支座。桥面宽 28.0m， 双向六车道， 设中央隔离带。针对本桥的结构形式和桥桩情况及地下管线埋深等，桥下的地铁呼家楼站设计为分离岛式暗挖车站， 站位跨路口布置， 左右线分别位于东三环北路东西两侧辅路下， 分离设置车站位于 1926 号墩之间， 该段基础桩底标高为- 7.0- 10.0m， 桩型按端承摩擦桩考虑， 桩底全部落于第二层卵石层。桩底较车站底板低 3.36.3m。全

7、桥长 687.96m， 车站主体结构位于朝阳路立交桥 1926 号桩之间， 车站范围内，2223 桩之间桥跨最宽为 35m， 远期预留 M6 线下穿而过， 其余桥跨均为 27m。车站主体结构与桥桩承台距离为 4.876.25m， 车站横向设置的迂回风道及联络通道， 距离桥桩承台距离约为 3.8010.65m。 车站位于东三环路与朝阳北街十字交叉路口。车站西南、西北角为高层住宅; 东南角为朝阳剧院、首创集团拟建大型综合服务社区 ( 包括居住、商业、办公等) ; 东北角为紫荆豪庭高层公寓及高层住宅;三环路中间为朝阳北高架立交桥。受东三环路高架立交桥的影响， 车站左右线路分别位于立交桥两侧， 线间距

8、 47.2m， 采用分离岛式站台形式， 中部设横通道连接。车站总长 178.30m， 左、右线总宽各为 11.20m，轨面埋深 23.26m， 站厅地面提升高度平均 17.50m，车站结构顶部覆土 7.311.3m。位于路口的四个角各设置一个出入口， 其中东南角增设一处与首创开发项目结合的出入口，西南角出入口分两处出入地面; 东北和西北出入口距离周围建筑物防火间距均小于9m， 在设计出入口时应采取防火措施。西北风亭位于路口西北侧高层建筑之间; 东南风亭位于路口东南侧朝阳剧院以北首创开发项目用地西北角。为了减小车站地下部分规模， 将变电所和冷冻机房设置在车站东南角朝阳剧院北侧绿化地内， 并与东南

9、出入口 1 合建; 冷却塔设置在此处地面建筑屋面。 长虹桥和京广桥为同一个类型的结构形式， 桥桩沿东三环路不是很密集， 间距大致在 1435m 之间， 横向为两排桥桩， 间距在 25m 左右， 综合以上分析可知， 工体北路站和呼家楼站车站设计结合桥桩和地下管线情况， 车站的左右线结构设置在桥桩之外， 通过横向通道连接， 利用现有的桥桩形式， 并有效的减少了施工期间的群洞效应， 施工期间对车站主体和桥桩均提供了有效保护， 规避了施工风险， 降低了工程造价。目前车站主体和附属部分基本施工完毕， 从现场情况来看， 比预期效果要好， 特别在控制桥桩的差异沉降方面。1.3 地铁光华路站设计 京广桥往南一

10、直到光华路桥之间， 为正在建设的北京市 CBD 中心区， 周边均为大型办公集中区。此处桥桩均为引桥处桥桩， 其间距较大， 且埋深较浅， 相对来说对车站设计的制约条件较少， 结合地下管线情况， 为减少分离岛式车站的线间距， 合理利用桥桩区之间的空间， 减少暗挖施工的断面高度， 本站设计为三个独立的主体部分， 中间为双层形式， 两侧为单洞轨行区， 中部通过横通道连接。 车站位于东三环路与规划商务中心街十字交叉路口的三环辅路下， 东南角为中央电视台新址; 东北角为乐成国际、首创呼家楼商务中心、万达大厦等;西南角为财富中心、北京住总集团、嘉里中心等; 西北角为一正在开发的大型商务中心项目。受线路间距的

11、影响， 车站为三洞分离岛式站台形式， 中部设横通道连接， 线间距为 40m， 两边为 29m 单层单洞，中间为 13m 双层单洞结构形式。车站总长 169.2m，轨 面 埋 深 21.26m， 站 厅 地 面 提 升 高 度 平 均15.50m， 车站结构顶部覆土 8.014.0m。位于十字交叉路口的四个角内各设置一个出入口， 紧急疏散通道结合设置在西北出入口内。东北出入口接合垂直电梯沿东三环设置在新建商务中心前面的市政绿化带内; 东南出入口与东南风亭结合设置在东南角中央电视台新址前面的绿化带内， 并预留与新建建筑物远期结合的条件; 西北出入口与紧急疏散通道和垂直电梯结合设置在路口西北角， 财

12、富中心门前市政地块内， 并预留与新建建筑物远期结合的条件，地面部分与西北风亭结合设置以减少对地面景观的影响; 西南出入口沿东三环路设置在财富中心门前绿化带内， 并预留与新建建筑物远期结合的条件。 1.4 国贸桥概况及地铁国贸站设计 东三环路与建国门外大街十字交叉路口处的国贸桥为三层互通式立交桥。桥东西向横跨东三环沿建国门外大街布置， 桥面宽 28.0m， 双向六车道; 桥梁上部结构为预应力混凝土连续箱梁和简支梁， 由两幅连梁组成; 桥墩为钢筋混凝土墩柱和带预应力混凝土盖梁的预制墩柱， 承台 5.5m5.5m; 基础均为桩基础， 桩径 1.2m， 4 根为一组; 支座为球型支座和盆式支座。南北向

13、桥为三层立交桥， 横跨建国门外大街和光华路; 东西向桥沿东三环路布置， 结构形式及桥桩情况同东西向桥。国贸桥结构形式复杂， 桥桩密集， 地下管线互相交错， 考虑桥桩布置及地下管线情况， 国贸地铁站设计为分离岛式车站。为规避中间桥桩密集区， 车站线间距比较大， 为尽量减少地下施工对桥桩的影响， 故尽可能的压缩车站地下部分规模， 减少大的开挖空间。为此， 本站的设备管理用房全部设置在桥北侧的绿化带内。 车站位于东三环路与建国门外大街十字交叉路口的北三环路下。车站东南角为中服大厦、招商局大厦、惠普大厦; 西南角为建外 SOHU、银泰大厦; 西北角为国贸中心、新建国贸三期等大型商务建筑。受桥桩的影响车

14、站为双洞分离岛式站台形式， 中部设横通道连接， 线间距为 80m， 为 212m 双层双洞; 为减少车站地下部分的规模， 冷冻机房和变电所设置在国贸桥北侧的桥下绿化带内。车站总长 131.2m，轨 面 埋 深 22.49m， 站 厅 地 面 提 升 高 度 平 均16.30m， 车站结构顶部覆土 6.49.2m。东南出入口分为出入口 A 与 B， 其中出入口 A 沿建国门外大街设置在中服大厦的南面市政绿地内， 出入口 B 穿过建国门外大街， 布置在招商局大厦的门前地块内， 并预留南向的接口条件， 出入口 A 与垂直电梯结合设置; 东北出入口沿东三环路布置在北京仪器厂的门前拆迁地块内， 并预留南

15、向的接口条件; 西北出口在国贸展览厅门前的市政地块内一分为二， 并预留与展览厅的接口条件。车站风亭在北侧的国贸桥下设置两个， 在南侧的大北窑桥下设置一个， 风亭为低矮风亭。2 桥桩区地铁车站设计分析 分析以上四个地铁车站的建筑形式及结构处理方法， 可以看出复杂桥桩区的地铁设计要把握以下几个原则: ( 1) 要根据桥及桥桩的实际情况和周边的环境来决定车站的建筑形式。各个车站都选择了分离岛式车站的形式， 但是光华路站为三洞结构形式( 如图1 所示) ， 其余车站为双洞形式; 根据桥桩的间距、大小、深度、结构形式等决定车站的横通道的宽度， 呼家楼站在横通道里面布置设备管理用房， 工体北路站在横通道里

16、面布置变电所等用房。 ( 2) 车站的建筑设计要根据桥及周边环境来统一考虑。本区域的地铁车站都处在复杂桥桩区和繁华的商业区， 车站建筑设计时要重点考虑桥桩、线路、地下管线、地面环境、商业开发等因素， 使得车站设计成为衔接整个区域空间的枢纽; 车站内部设计要根据分离岛式车站的特点， 满足设备和运营的需要， 同时兼顾美观等要素。 ( 3) 车站主体施工时要减少对桥桩的影响， 对桥桩的保护要作为专题来研究解决; 根据车站结构情况， 合理组织开挖顺序， 严格把握施工质量， 密切关注地面及桥桩的沉降情况， 尽量减少群洞效应。这部分内容将在另一个专题中讨论。 ( 4) 此区域车站地处繁忙交通要道， 施工时要做好危急情况预警机制。3 结束语 影响地铁车站设计的情况比较繁杂， 在做地铁车站的设计过程中要根据实际情况来选择车站的结构形式。城市主干道下的大部分