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作者:李連生單位:鐵道第三勘察設計院集團有限公司
方案比較
通過兩種布置方式的比對,可以看出,左右線并行分開布置和左右線上下重疊布置對樁基礎影響差異非常大,如表1所示。從表1可以看出,左右線并行分開布置時,華中酒店影響樁基礎共計87根,僅左線就影響主樓75根。這75根樁均為深基礎樁,如果對樁基礎進行托換,一是工程造價相當高,二是工程風險非常大,沒有可行性;百貨廣場大廈西南角的裙樓樁基礎幾乎全部需要托換處理,工程風險也相當大。另外,32層金輝大廈主樓樁基承重柱受力太大,風險將更大。
采用左右線上下重疊布置,對樁基礎影響大大降低。華中酒店裙樓樁基礎為-10.0m,調整線路埋深,采取加固措施能順利通過;百貨廣場大廈端,采用樁基主動托換,做托換梁,把原來的結構柱與托換梁連接起來,使上部的荷載轉換到托換梁上,再通過托換粱傳遞到另外新施筑的托換樁上,代替原來的樁來承受上部建筑的荷載即可,如圖4所示。通過對兩種布線方式比較可以看出,采用左右線分線布線時,線路對樁基礎影響太大,工程實施非常困難,存在不可預見的施工風險,幾乎沒有可行性;采用左右線上下重疊布線,線路能在華中酒店裙樓下通過,對百貨廣場大廈裙樓樁基礎進行托換即可通過,工程相對簡單,方案具有可行性。
華中酒店和百貨廣場大廈是羅湖至大劇院段,四站三區間線路平面設計研究的難點,實際上羅雨干渠、發展中心大廈、天安國際大廈、華盛商貿大廈、廣深鐵路三線橋以及人民橋和電影大廈等大型建筑也“卡住”線位,采用左右線上下重疊的布置能減輕相互干擾。鑒于以上因素,線路自羅湖站出站后至大劇院站進站前的1.139km線路,采用左右線上下重疊布線,實現線路貫通是對建筑物影響最小的合理方案。
上下重疊的布線優勢和特點
羅湖至大劇院段的線路設計,采用了非常用的線路設計和工程設計組合方式,其工程復雜程度為國內罕見、國內首例。線路自羅湖站中心至大劇院站中心,全長2.584km,左右線完全重疊布置地段1.139km。根據線路所經區域的邊界條件,采用了兩端左右線并行等高、并行不等高,上下線重疊的“立體混和”布線方式,能解決地面高層建筑擁擠,地下樁基礎密布,地下大型排水干渠和綜合管線密集等一系列對線路走向的嚴重干擾問題,做到線路選擇位置最優、周邊環境影響最小。
1羅湖站至國貿站區間
線路自羅湖站出站,向北敷設至人民南路路段。人民南路中心位置埋設有鋼筋混凝土(6.1m×1.7m×2m)大型排水干渠———羅雨干渠,干渠距離路西側建筑羅湖大廈、羅湖小學、深房廣場等高層建筑較近,線路通過困難,只能選擇北側通過。北側雖然條件相對較好,但是線路只能布置于羅雨排水干渠與發展中心大廈、國貿大廈以及天安國際大廈之間。
1.1車站站位的選址
線路受羅雨干渠、發展中心大廈和天安國際大廈的控制,國貿站站位選擇在羅雨干渠東側,人民南路與嘉賓路交叉口處。車站主體結構沿人民南路東側布置,呈南北走向。站位所在路口的東北角有知名的國際貿易大廈,東南角是南國影院下沉式綠化廣場,西南角是國際商業大廈。國貿站站位受規劃要求和周邊建筑物的影響,設計為側式車站,站臺在右側。車站主體采用左右線重疊的地下三層鋼筋混凝土框架結構,地下一層為站廳層,地下二層為右線站臺層,地下三層為左線站臺層。
1.2線路布設轉換方式
羅湖站出站端的交叉渡線北端至國貿站,為線路左右線等高并列平行布置和左右線上下重疊布置的轉換段。轉換段在羅湖火車站站前廣場東北側至人民路路段,為減輕地鐵施工對人民南路交通、春風路高架橋墩及羅雨干渠的影響,線路選擇了盾構施工。羅湖站為本線的起點站,線路自折返線交叉渡線外,左右線線間距迅速拉開,在線間距10m處設置盾構始發井;始發井以后的線路逐漸拉大線間距至12m以上,保證盾構施工隧道凈距。在國貿站端頭井之前,左線通過反向曲線,使左線與右線重疊進入國貿站,如圖5所示。
2國貿站至老街站區間
國貿站出站后,線路于天安國際大廈附近折向北西,下穿華中酒店和百貨廣場大廈裙樓,走華盛商貿大廈與金輝大廈之間進入老街站。
2.1車站站位選址
站位選擇在老東門舊城改造地段,布置在永新商業城西南側地塊。本地塊已經列入拆遷改造范圍。老街站站位受規劃要求和周邊建筑物的影響,設計為側式車站,站臺在左側。車站的主體結構形式與國貿站基本相同。
2.2線路線位的調整設計(線路平面采用復曲線)
國貿站至老街站區間,主要控制點為華中酒店、百貨廣場大廈裙樓、華盛商貿大廈與金輝大廈間的空隙。線路通過細部調整線位,盡最大可能減少和減輕對樁基礎的影響,并兼顧老街站設站要求。
線路由天安國際大廈折向北西至老街站前,轉角70°,采用一個曲線,不管曲線如何調整,對百貨廣場大廈裙樓的樁基礎影響都較大。采用復曲線后,通過調整曲線半徑、YY點和曲線的緩和曲線長度試看對樁基礎影響程度,經反復試線,選用了半徑300m接半徑330m的復曲線。由于采用了復曲線,曲線兩端設計為不等長緩和曲線,有效躲避了華中酒店主樓(12層)樁基礎和百貨廣場主樓(22層)樁基礎,百貨廣場大廈裙樓端的線位也趨近于合理的位置,樁基礎的影響降至最小。國貿站至老街站區間平面設計,如圖6所示。
3老街站至大劇院站區間
老街站至大劇院站,主要控制點是廣深鐵路高架橋橋墩基礎樁、布吉河上的人民橋和電影大廈地下連續墻等。線路從老街站出站折向西南,采用半徑300m的曲線,不等長緩和曲線,調整線路走向,盡量減輕對廣深鐵路高架橋、布吉河人民橋及電影大廈地下連續墻的影響。采用了左右線上下重疊的設計,有效減輕了兩座橋的樁基礎托換數量。線路進入解放路以后逐漸拉開,由上下重疊布置轉為平行布置,進入大劇院之前,完全平行等高。線路線形調整過程,同國貿站至老街站區間。老街站至大劇院站區間平面設計,如圖7所示。
適應上下重疊方案的縱斷面設計
線路的縱斷面設計與平面線形設計相呼應,羅湖站與國貿站區間和老街站與大劇院站區間,各設置一處由左右線并行等高形式轉向左右線上下重疊形式的線路轉換段。線路左右線兩線的高程、高程差、埋深,根據線路線形、地質條件、施工方法、建筑物的地下樁基礎情況綜合確定。羅湖站到大劇院站區間隧道穿越之處均為繁華商業、經貿中心,也是交通較繁忙路段,沿線環境復雜,影響區間隧道設計的建筑物主要有華中酒店、百貨廣場大廈、廣深鐵路橋、布吉河人民橋及電影大廈連續墻等。為減少對周邊建筑物的影響,設計首次在國內采用了單洞雙層隧道及雙洞重疊隧道的結構形式。羅湖站至大劇院站段區間隧道,包含了單洞雙層隧道、重疊隧道過渡段及雙洞重疊隧道等重疊隧道的全部斷面形式。所以,線路坡度、坡段、變坡點位置及豎曲線半徑,要與結構設計相配合,特別是單洞雙層隧道時左右線高程差、變坡點、坡段長度以及豎曲線半徑要嚴格一致,確保上下層剖面線形相同,如圖8所示。