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1、苏州轨道交通苏州火车站站结构设计 【摘 要】介绍了苏州轨道交通2号线苏州火车站的结构设计特点,探讨了新型的国铁车站与地铁车站合建时所采用的施工方法、结构方案的合理性,成果对多层轨道交通交汇点设计有参考价值。【关键词】深基坑;逆作法;地下连续墙;垂直承载 1、车站概况 苏州轨道交通苏州火车站,为2、4号线的换乘站,两线垂直相交,“T”型换乘。整个车站均位于新建沪宁城际铁路苏州火车站城际站房正下方,与国铁车站同期建设。2号线东西向沿国铁北站房布置,位于北站房下方,外包总长为118.30m,标准段外包总宽为28.7m;4号线南北向垂直国铁站场布置,外包总长为1
2、24.2m,外包总宽为26.4m。车站总平面图见图1。 根据建筑方案,国铁车站与地铁车站采用无缝对接,以做到零距离换乘:地下一层为国铁车站的出站厅及城市通道、2号线苏州火车站的站厅层;地下二层为2号线的站台层及4号线站厅层;地下三层为4号线站台层。地下一层基坑深约9.6m;地下二层(2号线)基坑深约17m,地下三层基坑深约23.4m。剖面关系见图2。2、车站范围内工程地质及水文地质概述 根据地质详勘报告,基坑开挖深度范围内的土层主要为人工填土、③1层硬~可塑粘土、③2层软~可塑粉质粘土、④2层软~流塑粉质粘土、④3层稍~中密粉砂夹粉质粘土、④5层
3、软~流塑粉质粘土及⑤1层粘土;围护结构插入土层为⑥3层粉质粘土夹粉土或⑦2层粉质粘土。 根据埋藏特征,可将地下水分为孔隙潜水含水层、微承压含水层、承压含水层。2.1孔隙潜水含水层 据区域水文资料,年水位变幅为1.00m。历年最高潜水位标高2.63m,最低潜水位标高为0.21m。2.2微承压含水层 微承压水含水层由晚更新统沉积成因的土层组成,主要为④3粉土夹粉质粘土,其透水性及赋水性一般~中等,是对车站施工影响较大的含水层。该含水层的补给来源主要为潜水和地表水。勘察期间,微承压水埋深在0.92m~2.06m。该含水层的隔水顶板为③粘性土层及
4、④2粉质粘土层,隔水底板层④5层。2.3承压含水层 承压水含水层由晚更新统沉积成因的土层组成,主要为⑥2粉土夹粉质粘土,其透水性及赋水性一般~中等。该含水层组埋深在29.00m~34.90m之间,厚度在3.90m~10.50m,为对车站施工影响较大的含水层。3、车站施工方案的选择 根据工期要求,沪宁城际站开工时间为2007年12月底,土建工程需在2009年10月施工完成,土建工期为22个月。一个普通地下3层站的工期一般在16~20个月左右,如果采用顺作法施工,先施工地铁车站,然后按顺序施工上部的桥梁、站房及雨棚工程,无法满足工期要求。因此,通过工
5、法比选,决定采用国铁结构(负1层及以上)明挖施工、地铁结构(负2、3层)逆作施工的工法来完成。 其具体思路是,放坡开挖至负1层结构板底标高后,施工负1层板,然后以负1层板为分界,国铁结构向上顺作施工,地铁向下逆作施工。施工主要工序如图3。4、结构设计4.1围护结构设计4.1.1总体思想 对于本站来说,除考虑施工方法、周边环境、地质条件、基坑深度等外,必须首先解决的是,地铁围护结构与上部站房基础的关系。 在前期的方案研究中,曾考虑将上部站房基础与地铁围护结构完全脱开,这是最简单的结构型式,如图4所示。由于站房桩基需单独设置,考虑到布桩需要后
6、,站房柱拉开,造成城市通道跨度加大,由25.2m增加到32.2m,相应的影响为: (1)负1层通道规模增大;上部站房结构、国铁桥梁跨度增加,主梁、轨道梁、基础投资加大; (2)负1层底板需按托换构件来设计,在水浮力作用下构件尺寸加大(约2m厚); (3)由于沪宁城际线路标高是固定的,由于结构梁、板高度的增加,将导致地下结构的埋深加大,预计整个地下结构的埋深将增加3m以上,造价、风险同比增加。 (4)城市通道(负1层)标高的下降,将导致周边市政配套工程(火车站南北地下空间开发工程)相应的接口标高下降。 因此,综合各方面因素,
7、还是采用了地铁围护结构兼做站房基础的结构方案。由于围护结构含挡土、止水及竖向承载合三为一,因此连续墙就成为比较安全的选择。围护结构总的设计思路如下: (1)采用土钉+地下连续墙作为围护结构。由于负1层除地铁外,还有大量的站房雨棚、桥梁桩基及承台,面积较大而且多变,采用逆作法施工不现实,故负1层采用土钉支护;负2、3层采用连续墙支护,连续墙与主体结构采用叠合式构造。 (2)地墙厚度取为800mm;在每个站房柱位下方,设置T形槽段[1],提高了地下连续墙的竖向承载能力及地墙抗弯刚度。 (3)地墙接头采用“H”型钢接头,以传递纵向荷载及改善墙缝
8、防水。墙顶设置2.2m×
