摘要：随着建筑业快速发展，土建工程技术有了突飞猛进的提升，传统粗放型工程方案逐渐向高精尖靠拢，轨交工程也不例外。本文就四线叠岛车站及区间土建工程进行调研和梳理，形成综述，为后续工程提供借鉴和思考。
关键词：叠岛车站 隧道近接施工
Summary of design essentials for subway overlapping station
（Shanghai）
Abstract：With the rapid development of the construction industry, civil engineering technology has been promoted by leaps and bounds, and the traditional extensive engineering scheme has gradually drawn closer to the high precision, rail transit engineering is no exception. This paper investigates and summarizes the civil construction projects of the four-line overlapping station and tunnel, forming a summary which can provide reference and thinking for subsequent projects.
Key words： overlapping station small clearance tunnel construction
0 引言
随着轨道交通线网纵横交错越发完善，贯通式线路形态因能实现多线、点换乘，客流直达性高被广泛采用。在线网交织与组合中，地铁车站成为衔接和换乘系统的关键节点。安全、方便、快捷的接驳换乘有利于吸引乘客，也更加高效地将乘客输送至目的地，这就需要在规划和设计阶段对换乘站的布置充分考虑。车站间的换乘方式决定了服务水平的高低，客流匹配的情况下站台换乘最优。为创造更为便捷的换乘通道，一般要求站台间的标高、距离尽量缩小，同时地下空间是有限资源，集约化利用也是必然趋势。上下层叠岛换乘车站逐渐成为优选的平行交汇换乘方案。
1 叠岛换乘车站设计要点分析
当两条线同步设计、同期实施，同站台换乘是最便捷、功能最好的换乘方案，同台换乘站主要有平行四线双岛式、一岛二侧式和叠岛同台换乘式。平行四线双岛式、一岛二侧式车站基坑宽一般达31~45m，车站设置常受道路宽度或周边建筑物限制难以实施。叠岛式车站宽度同常规标准值，一般为20m左右，可于较狭窄的空间实现四线同时经过。另叠岛同台换乘可实现零距离换乘、共享公共区、整合设备用房、便于运营管理以及最大程度缩小车站规模等优势。
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图1 叠岛车站方案效果图 图2 叠岛车站剖面图
1.1叠岛车站建筑方案分析
（1）换乘方案
叠岛站可将两换乘线按上、下层设置形成上下站台换乘或每条线路按上、下层重叠后与另外一条线路形成同站台换乘。当两线运能匹配时，优先考虑换乘功能好的同站台换乘。可根据换乘客流量特征选择同向同站台换乘或反向同站台换乘。通过设置直达楼扶梯实现高效快捷的扶梯换乘。但由于站台层楼扶梯占用纵向空间大，事故状态下站台存在客流堆积现象，易引发运营安全问题。反向同站台换乘需区间隧道交叉，施工难度大，可实施性需根据沿线环境研究论证。
（2）振动噪音
叠线车站因列车运行产生振动和噪音，进出站时给车站环境带来较大影响，尤其是上下层行车同时进站对站台候车人员及站厅工作人员带来较为强烈的听觉冲击，同时这些振动还通过四周土壤传递到周边建构筑物上引起二次影响。设计时可通过改善车辆条件、设置轨道减振措施削弱对环境的不利影响；对临近建构筑物通过阻断振动或设置软隔离措施减小对其有害影响，提高耐久性和舒适性。
1.2叠岛车站结构设计分析
叠岛式同台换乘车站水平占地空间小,减少了施工对地面交通影响，减小拆迁及管线改排工程量。相较平行换乘，叠岛站埋深增加，基坑施工难度和风险均有所提高，在华东一带富水地区降水费用也有所提高。
苏州某4线平行换乘车站基坑宽约50.0m，标准段埋深约20.5m，支护体系为地下连续墙+4道水平支撑（混凝土撑），中部设2排临时立柱。地墙砼用量约40m3/m，支撑及系梁砼用量38m3/m，立柱桩砼用量约21m3/m。该地区地下三层站基坑宽23.1m，埋深约26.0m，其支护体采用地下连续墙+6道水平内支撑（2道砼支撑+4道钢支撑），中部设置1排临时立柱。地墙砼用量约48m3/m，支撑及系梁砼用量11m3/m，钢支撑用量11.5t/m；立柱桩砼用量约4.6m3/m。在周边环境较好，不需临时铺盖情况下，4线平行换乘车站基坑土方开挖及外运效率高于叠岛换乘站，宽基坑采用砼支撑带来较多的砼拆除及废弃量。
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图3平行换乘站基坑支护 图4叠岛换乘站基坑支护
1.3叠岛车站盾构进出洞要点分析
始发、到达是盾构施工的关键点，保证盾构始发与到达的安全是盾构掘进的重要工序。加固方案不当或是掘进参数控制不准，易发生始发端土体失稳、到达端土体被推出或地表塌陷、涌水涌砂等风险事故。对叠岛车站，不仅要考虑常规进出洞风险控制，场地布置、车站结构特殊设计、上下线盾构始发/接收施工步序及措施等均需统筹考虑。
（1）场地布置
叠岛车站“1站4线”，当4台盾构同时掘进工期最短，但风险极大，投入机械最多，场地布置也最复杂。“1站3线”盾构机同时始发已有实例，但常见的是2台盾构利用同一场地同时施工。叠岛站区间施工阶段存在盾构掘进、管片和弃土的堆放、水平和垂直运输、盾构机组装调试等工序穿插进行，如何减小工序间干扰、实现机械使用效率最大化，需要对场地布置进行详细分析、对各工序本身及相互间统筹协调、施工机械根据平均进度及峰值进度详细排班，形成井然有序、无缝衔接的施工组织方案。
（2）车站特殊设计
考虑车站结构安全及叠隧区间施工影响较小，按照先下线后上线方案组织盾构施工。始发端，在上线盾构始发前需将车站下中板吊装孔封堵以提供施工平台。为不影响下线掘进正常进行也为保证上线隧道施工安全，可针对该站结构尺寸设计出特殊型钢支架，如深圳地铁７号线洪湖站。接收端，待下线盾构接收完毕吊出，封堵下中板盾构井并达到设计强度后，再接收上线盾构机。为减小上线接收风险，可在底层设置接收钢托架，如郑州地铁3号线金～太区间。
当车站出土孔设置在左右线上方时，为提高叠岛车站出土及材料运输效率，当上线隧道始发后，可在下线隧道车站底板设置道岔，将下线隧道出渣、材料进出通道导入另一侧。
（3）端头加固
盾构始发、到达前需凿除洞口井壁砼、割断钢筋，暴露出开挖面，易造成地表沉降或坍塌；盾构吊装或拆卸时，重型吊机作用在端头，需要有坚实基础支撑，或易对成形隧道造成不安全；盾构进出洞穿越土层容易造成水土流失。因此，端头加固是保证盾构顺利施工的重要环节，要有强度并满足抗渗透性，经济合理、安全可靠的选择工法及加固范围是值得商讨的问题。
目前常用加固方式有注浆、旋喷桩搅拌桩、冻结法等，可根据地层特性、周边环境、盾构井选型选择其中一种或多种工法组合。对叠岛车站，因端头土层受二次扰动及卸载工况，对加固范围和加固体质量有更高的要求，必要时可配合钢套筒接收。
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图5 常规端头加固示意图 图6套筒接收端头加固示意图
2 区间叠隧设计要点分析
2.1隧道近接工程实例及经验总结
目前穿越既有线的施工技术大致可概括为盾构法穿越、注浆+矿山法穿越、冻结+矿山法穿越和托换法穿越等几种方式。根据国内外参考文献及已有案例，重叠隧道施工以盾构法下穿既有线居多，并取得一系列成果。
表1 国内盾构近接工程成功经验
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格栅加固，叠线段下部隧道螺栓、配筋加强。
国外近距离重叠隧道工程实例集中在日本，据统计，1979年以前日本修建的盾构隧道近距在2～3m的有8座。东西线和京津线同站台换乘，四条盾构区间隧道覆土在0.7～3.1D之间变化条件下，最小净距仅0.7m。施工过程中严格控制施工速度、注浆参数、盾构纠偏量等，施工完成后地表累积沉降仅10mm。
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图7 天津四线盾构区间 图8日本四线盾构区间
2.2叠岛车站区间隧道设计要点
近距离重叠隧道施工工序有“先上后下”和“先下后上”两种，目前国内已有成功案例均是先开挖下洞，后施做上洞。设计时应针对埋深、地层参数、叠隧净距等外界条件建立有限元模型进行数值模拟，查明先后施工影响力学特性、研究后线盾构掘进参数控制、建成隧道内部加固等关键技术。
后建隧道盾构穿越时盾构自重和施工荷载会对先建隧道产生挤压，穿越后对先建隧道又具有卸载可能，先建隧道管片结构位移及内力产生较大影响，设计不足易导致开裂。应根据数值计算结果，分析管片内力、变形控制标准，针对叠隧段进行管片特殊设计，如包络设计配筋并核算裂缝宽度、增加注浆孔数量及布置、增强连接螺栓等。
叠隧间夹层土在下线施工时地层应力已发生重分布，上线施工时再次扰动，导致其强度下降，增加坍塌及透水风险。为减少土体沉降，确保上线盾构施工及运营安全，上下线隧道可按照180度范围均匀对称实施加固。加固中控制注浆量，避免出现冒浆、串浆、漏浆影响加固效果。
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图9 叠隧间土体加固示意图 图10 下隧支撑加固示意图
3结语
随着线网层次与模式的发展，多线换乘点数量增加，叠线车站因其对周边影响较小、集约化强会被更多采用。目前国内对此类项目研究不多，本文在综合调研既有项目的基础上，首次综合性的进行设计要点分析。针对车站建筑、车站结构、区间隧道几个专业，分别点出设计重难点及解决措施，供类似工程参考和思考。
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