摘要:近年随着我国城市轨道交通的大发展,出行乘坐地铁已成为许多人的第一选择,同时关于地铁上下班高峰挤不上车的报道层出不穷,地铁运力不足带来的压力逐渐显现,为了缓解客流压力,部分地铁线路已缩短行车间隔、增购列车来增强线路运力,为满足新增列车停放、检修的要求,既有线路车辆段、停车场扩建改造也随之启动。作者参与了几个改扩建场段的设计工作,本文以某改扩建场段为例,对设计施工中的一些问题思考摘录如下。
关键词:地铁场段;改扩建;结构
一、工程背景介绍
根据《地下铁路设计规范》规定地铁的设计近期宜为交付运营后10年,远期应符合城市总体规划规定的年限,但不宜少于交付运营后25年。地铁场段用地一般按远期规模确定,场段内的房屋建筑及设备按近期规模设计。案例线路一期交付使用一段时间后出现运力不足的情况,需尽快开展既有场段的改扩建工作。
二期工程新建停车场方案需征地约10ha,由于本线线分布于城市中轴线上,两侧已不存在建设停车场的用地,同时受地形地势的影响,临近车站埋深较深,沿线地形地势较高,新建停车场亦无法满足出入线接轨条件。经综合考虑,本工程不再另觅新址,通过对既有车辆段的改扩建满足线路延长后全线配属车的检修与运用。下图为车辆段平面布置图,本次工程包括三部分:扩建大架修库、扩建停车列检库、新建备品备件库。下面介绍大架修库结构设计中的问题及解决方案。
二、工程概况
扩建大架修库分为4个分区,详见图中分区示意图。
辅助边跨区域共两层,1层层高6.400m,内设3台Q=2t吊车,S=7.0m;2层层高5m,房屋高度11.4m,采用钢筋混凝土框架结构。
扩建大架修库(一)区为单层单跨厂房,主跨度33.0m,柱顶标高12.4m,内设2台Q=10t吊车,s=31.5m;采用钢筋混凝土柱+网架结构,网架点支于框架柱上,网架长宽为152.4mx33.0m。
移车台区为单层单跨厂房,主跨度30.0m,柱顶标高6.6m,采用钢筋混凝土柱+网架结构,网架点支于框架柱上,网架长宽为43.9mx30.0m。
扩建大架修库(二)区为单层双跨厂房,主跨度31.6m,柱顶标高12.4m,内设1台Q=10t吊车,s=25.5m;采用钢筋混凝土柱+网架结构,网架点支于框架柱上,网架长宽为60.6mx31.6m。
三、结构设计中的思考及建议
(1)结构布置方面的考量:改扩建库临近既有库,基础设计时需考虑基坑开挖及桩基施工作业面与既有库打架问题。本设计中,既有库采用桩基础,基础外缘距离既有柱网轴线2米,考虑为扩建房屋基础布置留有空间,同时新老库屋面连接不能距离太远,新建库与既有库柱网距离定位3米。要求桩基施工采用小型设备尽量减小作业半径,避免碰撞既有库屋面造型凸出部分。
(2)运营场段地下管线影响:车辆段投入运营后,各系统在使用过程中存在磨损、未及时维修的情况。本设计扩建大架修库附近热力管道漏水情况,因漏水影响范围紧邻库边,可能对后期基础有影响,建议施工期间进一步核查热力管线的渗漏情况,加强验槽。基坑开挖时随时监测,并要求使用单位及时查找漏水点进行维修。
场区综合管网复杂,如上总图所示,施工前必须对管线进行探查,对影响房屋建筑的制定改签方案。本次设计中结构专业提出了:对现场既有库承台、基础梁尺寸、标高进行测量;对移车台区域屋面网架拆除点附近两跨范围杆件、球节点、支座尺寸进行测量;对新老库屋面交界处的屋面尺寸定位进行测量;;对结构基础范围内的管线情况进行探查等。根据以上实测结果进行设计,避免新老结构打架的情况发生。
另外即便进行施工前探查,部分通信、信号管道仍存在漏查现象,一方面要强调探查时准确性,一方面在施工中注意放线后对现场的局部谨慎开挖,排除地表附近漏查管线。另外改扩建项目必须在施工前做好应急预案,降低施工突发情况对地铁运营的影响。
(3)扩建库下穿隧道:由于用地紧张,二期正线部分隧道需要下穿扩建大架修库,按照相关规范,结构基础设计时要求桩基底距离隧道洞顶距离不小于6米。扩建库严格按照设计桩底标高实施,不得超钻,保证与区间的防护距离;按设计要求大架修库建成1年,沉降稳定后实施隧道,建设及使用期间应加强沉降监测。
(4)地基土问题:本次设计中,基坑开挖后发现部分区域由于污水管渗漏,局部形成淤泥状土;部分区域存在施工遗留下的建筑垃圾;由于地勘孔点布置30米左右一个,对局部区域的情况不能准确反应,造成开挖后地基基础的设计方案发生变化。本次设计因垃圾土及淤泥土深度较深、范围不明确,要求地勘单位进行了补勘,根据补勘结果不良土层深度3米左右,设计对此范围土体采取全部挖除换填处理。
(5)既有场段施工对运营的影响:改扩建施工过程中,既有场段的运营安全必须得到保障,施工前扩建库的施工方案应报运营审查,并通过专家审查后方可实施。注意做好施工围挡、交通疏导以及危险预案,尽量减小对既有场区运营的影响。
结语:作者建议城市轨道交通设计应适度超前,避免建设设计阶段的“先天不足”。设计时应为城市未来发展留有一定空间。以减少后期改扩建工作量。
既有场段的改扩建存在较多的重、难点及不可预测的突发问题,并且由于改扩建项目的特殊性工期一般都很紧张,在各设计阶段要充分考虑各种风险源,对专业接口,新老系统的接口进行论证,现场实施应充分考虑施工及运营安全,加强项目管理,保证改扩建项目如期、安全完成。
参考文献:
[1]GB50157-2003,地铁设计规范[S]
[2]施一石.地铁车辆段改扩建工程实施研究[J]. 北京化工大学, 2017.
[3]宋从丽. 广州地铁一号线芳村车辆段改扩建引起的思索[J]. 铁道勘测与设计, 2015.