摘 要:针对北京城市副中心站工程地质条件和路线布置，结合北运河、地铁M6线、通州汉代路县故城遗址等主要控制因素，从施工方案、施工工法、工程投资及风险等方面进行全面 综合比选，研究探讨浅埋和深埋方案的可行性。
关键词:副中心站；深埋；浅埋；方案比选
Research comparison of deep and shallow burial schemes on Beijing Urban Sub-central Station
Zhang Jun-shuang
(Beijing-Tianjin-Hebei Intercity Railway Investment Co，Ltd，Beijing 100097，China)
Abstract：According to the engineering geological conditions and route layout of Beijing Urban Sub-Central Station，combined with the main control factors such as the North Canal, Metro Line 6 and the ancient ruins of Han Dynasty Road County in Tongzhou，comprehensive comparison and selection from the aspects of construction plan, construction method, engineering investment and risk,research explores the feasibility of shallow and deep burial schemes。
Key Words：Urban Sub-central Station；Deeply buried；Shallow burial；Scheme comparison
0前言
京唐铁路、城际铁路联络线是京津冀轨道交通一体化的重要组成部分，是连接北京市东 南部通州副中心、顺义等重点新城的一条重要联络线路，也连接多条京津冀城际铁路网及航 空枢纽，其建设对于加快京津冀一体化协同发展，推进北京市新城建设，提升北京城市副中 心对外交通枢纽地位，为中心城功能优化调整提供更加有力的支持均具有重要意义。
副中心站为北京新两翼中的一翼，坚持世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位，以 最先进的理念、最高的标准、最好的质量推进北京城市副中心规划建设，致力于打造国际一 流的和谐宜居之都示范区、新型城镇化示范区和京津冀区域协同发展示范区。副中心站紧紧 围绕对接中心城区功能和人口疏解，对疏解非首都功能、促进行政功能与其他城市功能有机 结合以及形成配套完善的城市综合功能，具有很强的示范带动作用，能够有效辐射带动廊坊 北三县地区协同发展。
1项目概况
1.1京唐铁路
新建北京至唐山铁路（简称“京唐铁路”）地处环渤海京津冀地区。线路起自北京市新设的北京城市副中心站，终至河北省唐山市既有唐山站，途经北京市通州区、河北省廊坊市、 天津市宝坻区、河北省唐山市，正线线路全长为147.998km。全线共设置车站 8 座。
1.2城际铁路联络线
新建城际铁路联络线首都机场至廊坊东（不含）段工程位于北京市顺义区、通州区和大兴区。线路北起T3航站楼站，线路由北向南下钻通燕高速公路、京哈铁路、京唐铁路后折 向西南并下穿运潮减河、路县故城遗址、六环路后，与规划京唐铁路并行引入城市副中心站， 在杨坨地区与京唐铁路并车场设置副中心地下站，在此处与多条规划轨道交通实现换乘，出站后线路下穿北运河并转向沿东六环西侧向南敷设，上跨京津高速和京津城际、凉水河和六环路后转向南，穿过大兴区采育镇并设站，终至北京市与河北省市界，线路全长111.3km。全线共设置车站 11 座。
1.3北京城市副中心站
北京城市副中心站（以下简称“副中心站”）位于北京通州区东部，京哈铁路南侧，北 运河与运潮减河之间，副中心北侧，地下站。京唐铁路与城际铁路联络线共用站，是北京城 市副中心区域集国铁、城市轨道交通、市政公路交通于一体综合交通枢纽。
副中心站是京唐铁路与城际铁路联络线站场规模均为4台8线，等高并列布置，车站为地 下站，同在一个基坑范围内，站内正线线间距采用4.6m，将两项目不宜分开且相互制约的副中心站共同开展方案研究。
2水文地质特征
2.1工程地质特征
工程范围内的岩土层由上至下为第四系人工堆积层（Q4 ml）填筑土、杂填土及素填土, 第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、细砂、中砂,第四系上更 新统冲洪积层（Q3al +pl）黏土、粉质黏土、粉土、细砂、中砂及粗砂。场地抗震设防烈度为Ⅷ度，设计基本地震加速度值为0.20g，地震液化层为饱和粉土及砂类土层，液化层厚度一般小于10m。
2.2水文地质特征
工程所在地区均位于冲洪积平原上，根据地下水的赋存条件，主要为第四系松散堆积、 冲洪积层孔隙水。地下水埋深4.1～12.5m，水位高程7.96～15.93m,水位变幅0.5～3.0m。
3主要技术方案研究
3.1方案情况
北京城市副中心站范围控制因素较多，其埋深受北运河、地铁M6线、东六环路、通州汉 代路县故城遗址影响，同时尚需结合规划R1线、规划D1线、规划六环路入地和远期京哈入地 方案等因素，合理确定车站范围轨面标高。由于方案受北运河、地铁M6线、通州汉代路县故 城遗址影响最大，本次根据铁路副中心站与控制因素之间的位置关系，综合研究对比浅埋方 案和深埋方案。
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3.2控制因素分析
3.2.1北运河
北运河为京杭大运河北段，隶属海河流域，一级河道，是海河干流的主要组成部分。2014 年6月22日，中国大运河在第38届世界遗产大会上获准列入世界遗产名录。
城际联络线及京唐铁路在北京城市副中心站西端下穿北运河，均为单洞双线隧道，两线 下穿北运河段落最小线间距约为88.6m；京唐铁路与北运河平面交角约为90°，下穿段落河道宽度约为200m，河道管理范围宽度约为650m。竖向关系需满足河道管理相关规定及技术条 件。
根据水利部海河委员会《海委审批权限范围内涉河建设项目技术审查规定（试行）》（海 建管[2013]33号）第十九条规定：建设项目穿越河道主槽及滩地段管顶埋深应在最低冲刷线 2 米以下，冲刷线计算结果选取以河道防洪标准下现状河床底高程与规划河床底高程数据低值者为准。
3.2.2北京地铁 M6 线
北京地铁M6线为已运营线路，横贯北京市区东西方向，副中心站西端与6号线交叉，交 叉处为6号线双单洞盾构区间，单洞外径6m。城际联络线和京唐铁路分别在约 CK23+754 和DK23+665 处与北京地铁M6线交叉，副中心站埋深主要受控于地铁M6线，深埋方案需下穿6 号线，浅埋方案上穿6号线，需保证施工期间不影响其正常运营。
3.2.3通州区汉代路县故城遗址
路县故城遗址位于京哈铁路南侧，东六环路与运潮减河之间，与副中心站在东端区间交 叉，路县故城为汉代遗址，2017年4月被评为2016年全国十大考古发现，现正申报国家级文物，目前仍在发掘当中。
该文物是控制线路平纵的主要制约因素。京唐铁路和城际联络线在北京城市副中心站东 侧下穿通州区汉代路县故城遗址。根据文物部门要求，需保证铁路下穿护城河遗址以里均采 用盾构工法，且铁路施工和运营期间尽可能减少对文物的影响。
3.3方案对比
3.3.1方案 I：深埋方案
深埋方案线路依次下穿北运河、地铁M6线、规划R1及D1、玉带河大街、东六环路入地、文物。车站埋深主要受下穿地铁M6线控制，按照铁路结构顶外距离M6线结构底外净距3m控制。 车站西端咽喉区分别采用2.5‰和12‰坡度方案，车站站台范围轨面标高分别为-16m和
-10.5m，站中心地面标高为19m，轨面以上埋深分别约为35m和29.5m。以京唐为例。
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3.3.1.1下穿北运河
隧道下穿北运河段落均采用盾构法施工，隧道与北运河平面交角近90°，下穿段落长度 约为250m，隧道结构顶距规划河底最小覆土厚度约为22.5m。京唐铁路与城际铁路联络线下穿北运河技术条件基本相同，以京唐为例。
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3.3.1.2下穿地铁M6线
隧道下穿地铁M6线段落采用盾构法施工，隧道与地铁M6线平面交角约为45°，下穿段落 长度约为50m，京唐铁路西端下穿地铁M6线段隧道结构间净距约为4.28m，城际铁路联络线下 穿地铁M6线段隧道结构间净距约为4.23m。京唐铁路与城际铁路联络线下穿北运河技术条件基本相同。以京唐为例。
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3.3.1.3下穿通州区汉代路县故城遗址
京唐与联络线在副中心站并站布置，于车站大里程端线路区间以隧道形式并行下穿文物 西北角。下穿文物核心区主要采用单洞双线隧道结构，下穿保护区范围局部采用单洞双线明 挖结构。西端城壕外边缘至东端城墙外边缘距离，京唐为230m，联络线为316m；明挖结构深
入文保范围内约158m，结构外边缘距城壕最小距离为45m。
遗址底部以上埋深最大约8m.京唐铁路隧道结构顶至地面净覆土厚度约为21～23m，距推测距遗址底约为13～15m；城际联络线隧道结构顶至地面净覆土厚度约为28～32m，距推测遗 址底约为20～24m。以京唐为例。
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3.3.2方案Ⅱ：浅埋方案
北浅埋方案副中心站平面布置同深埋方案。
副中心站埋深主要受地铁M6线控制，浅埋方案考虑下穿北运河后上穿地铁M6线，之后下坡以尽量加大埋深，实现地下站的设置条件。浅埋方案上穿M6线按照铁路结构底外距离M6 线结构顶外净距1.5m控制。车站西端咽喉区分别采用2.5‰和最大9.8‰坡度方案，车站站台范围轨面标高分别为4.4m和0，站中心地面标高为19m，轨面以上埋深分别约为14.6m和19m。 以京唐为例。
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3.3.2.1下穿北运河
按照北京市水务局《北京市市属河道管理和保护范围内建设项目管理规定》（京水务办[2014]14号）第十二条/（三）/1规定：
（三）穿河（穿堤）建设项目埋深等控制参数应满足以下要求：
1、埋设深度。下穿永定河时埋设深度应在规划河底8米以下，如现状河底低于规划河底， 埋设深度应在现状河底8米以下，同时应满足冲刷要求；下穿其他市属河道时，埋设深度应在规划河底2.5米以下，同时应满足埋设深度大于1.5倍的管径（涵洞高），同时应满足冲刷要求；穿越堤坝及堤身外管理范围段管顶埋深应在堤基线6米以下。
按照下穿北运河河道管理要求，下穿北运河明挖结构外径9.5m，轨面距结构上顶外7.8m，下底外1.7m。结构顶距离北运河底覆土厚度，京唐为4m，联络线为5m。结构顶均在冲刷深度以下，京唐为1.1m，联络线为2.2m。以京唐为例。
另外，北运河河底较宽，现状实际河底宽度约227m，线路下穿北运河采用30‰的坡度， 每10m距离可以实现高程下降0.3m，线路于河底西端可以实现覆土厚度约10.8m，距离最低冲刷线以下约为7.9m。
浅埋方案京唐下穿北运河断面示意图
3.3.2.2上穿地铁 M6 线
（1）平面关系
京唐及联络线于副中心站西端上穿M6线区间，交角约47°；交叉位置京唐与联络线平行 布置，线路间距为62.6m；京唐及联络线均为单洞双线隧道，其中联络线正线间设有一组道岔。既有M6为盾构隧道区间，左右线隧道线间距为15m，其中在与联络线交叉位置设一处联络通道（兼泵房）。
浅埋方案线路上穿地铁 M6 线平面示意图
（2）竖向关系
京唐下穿北运河要满足铁路结构顶在河底冲刷深度以下一定深度。站区标高考虑在地下 空间满足建筑功能，以及预留规划东六环路入地条件，站区轨面埋深约19m。咽喉区采用9.4‰ 的坡度上穿6号线，之后采用30‰的坡度下穿北运河。上跨M6线结构净距1.5m。目前纵断面坡度值、竖曲线大小及距就近道岔距离等技术条件均采用极限值。
城际铁路联络线自咽喉区采用9.4‰的坡度上穿6号线，之后采用30‰的坡度下穿北运河。上跨M6线结构净距1.5m。目前纵断面坡度值、竖曲线大小及距就近道岔距离等技术条件 均采用极限值。以京唐为例。
浅埋方案京唐上穿地铁 M6 线纵断面示意图
3.3.2.3下穿通州区汉代路县故城遗址
京唐与联络线在副中心站并站布置，于车站大里程端线路区间以隧道形式并行下穿文物西北角。下穿文物核心区及保护区主要采用单洞双线隧道结构，下穿保护区范围局部采用 单洞双线明挖结构。
西端城壕外边缘至东端城墙外边缘距离，京唐为230m，联络线为316m；明挖结构深入文 保范围内约158m，结构外边缘距城壕最小距离为45m。
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浅埋方案京唐及联络线下穿文物断面示意图
4深埋、浅埋方案对比分析
深埋、浅埋方案主要技术参数及分析对照表
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5结论
1.本工程体量巨大，埋深超深，且水文地质和工程地质情况复杂，需进一步完善地质 勘察后对施工工法以及结构设计进行评估和核算。
2.结合详细的地质参数，进一步优化工程下穿或上穿北运河、北京地铁M6线、文物遗址 以及一体化综合开发等方案，符合设计规范要求。
3.副中心站深埋、浅埋方案技术上均可行，需进一步深化对城市功能定位、综合交通功 能、一体化综合开发利用等方面研究，进行综合比选后确定。
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作者简介：张俊双（1987—），男，山西吕梁人，2009年毕业于长安大学，机械设计制造及其自动化专业，本科，工程师，现从事城际铁路、轨道交通技术管理工作。