某站厅换乘车站新旧结构连接及改造

某站厅换乘车站新旧结构连接及改造

王颖

中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

摘要：站厅换乘车站后期换乘节点实施时往往需要对既有车站的站厅侧墙进行连续大跨度破除及连接，需对原有结构设计内力和位移附加增量进行有效控制。文章重点研究了广州某5号线换乘车站既有结构的开挖破除以及与新建8号线车站站厅连接等工况下结构受力情况及施工措施。通过三维有限元计算分析预测结构受力变化及位移情况，为改造工程提出了相应施工及监测措施等建议，可供类似工程参考。

关键词：地铁车站结构改造变形控制

引言：随着我国经济持续不断的发展以及国内城市化进程步伐的加快，任何一个城市的地铁规划已经不是单一的一条线，均已成为地铁网络。作为城市轨道交通线网的重要节点，换乘车站决定了线网内各线线路的衔接关系，而因为城市轨道交通建设项目建设期长，换乘车站往往很难一蹴而就，尤其是站厅换乘等形式的后期车站连接，需要对已运营的车站在保证结构安全及正常运营的前提下进行大范围改造。

1、工程概况

1.1工程简介

某站为地铁5、8号线地下换乘站，既有5号线车站为已运营车站，为站厅站台分离式车站，南站厅位于西增路东侧，为地下两层多跨结构，已预留站厅层接口梁柱及预留钢筋等连接条件。新建8号线车站为地下两层三跨结构，车站全长165.2米，宽22.95m，沿西增路呈南北走向设置。新建车站北侧端头密贴既有南站厅设置，基坑共用原5号线车站围护桩，并在主体结构施做时对5号线南站厅侧墙进行破除连接，实现站厅换乘。

通过对改造后地铁车站结构进行模拟计算，结果表明，由于土体位移传播路径被阻挡，新基坑开挖会使既有车站结构产生一定隆起及偏转，但形变较小，对既有车站的安全性影响不大。结构底板、底板梁、侧墙弯矩有所减少是因为负二层新旧侧墙密贴，不直接承受侧向压力，车站顶板、顶板梁边跨支座弯矩减小，跨中弯矩、中跨支座弯矩增加，主要原因是侧墙切割后，新增的框架梁对板的约束作用减少，跨中原有框架梁、柱对板带的约束相对增加，使得板中的内力在支座处集中。因原有构件在设计时已考虑后期改造工况，通过对原有结构构件及配筋进行核算，能够满足使用工况设计要求，不需要进行加固处理。

4、车站改造施工

4.1基坑开挖措施

针对8号线车站基坑开挖引起的5号线南站厅侧向变形，可采用以下措施减少偏载影响：

4.1.1降水措施：通过降水可减少土层中孔隙水压力，故在基坑内设置降水井，将地下水位降至基底下1m，减小南侧水平荷载。同时严格控制降水出砂率及周边地面监测，避免降水引起周边构筑物沉降。

4.1.2加约束措施：近换乘节点段卸土后，及时架设支撑，对支撑预加轴力，抵抗荷载。

4.1.3分段施工：拆撑及5号线围护桩的破除需分段进行，跳槽施工。待一段拆撑破除完成、新板浇筑达到设计强度、新旧结构形成受力整体后，方可拆除下一段支撑及相应围护桩的破除。

4.1.4临时支撑：因限界影响需凿除负二层围护桩，针对负二层围护桩凿除后，负一层围护桩为悬臂状态且第一、二道支撑无法保证稳定性的情况，在围护桩凿除后加设双拼I63c型钢作为临时支撑，后期浇筑在主体侧墙中。

4.2主体破除连接措施

4.2.1主体结构浇筑需配合围护结构拆撑分段进行，将原有5号线预留接口梁柱中预留钢筋凿出锚入新建8号线接口梁柱中，待新建接口梁柱达到设计强度后方可进行相应范围5号线侧墙凿除。

4.2.2为尽量减少车站改造对地铁主体结构的影响，对5号线侧墙破除采用无振动切割工艺，以避免凿除混凝土对周边结构的破坏。

4.2.3换乘节点位置侧墙破除后，抗浮计算不考虑围护桩及侧土摩阻力的情况下，需对新建结构设置抗拔桩方可满足抗浮要求。

4.3结构防水

新旧结构连接面需进行凿毛处理，涂水泥基渗透结晶型防水涂料，设置遇水膨胀胶及预埋注浆管。顶、底板及侧墙外需考虑新旧防水材料搭接。

4.4监测要求

对围护结构变形、支撑轴力、地面沉降、地下水位、周边管线及建构筑物进行监测。5号线南站厅内采用自动化监测，对车站各层板变形进行监测。

结束语

①本文针对某站厅换乘地铁车站进行结构改造设计，建立空间计算模型模拟了改造后车站的内力重分布工况，通过计算表明，车站改造后，结构构件尺寸、配筋均能够满足设计要求。

②改造过程中通过对“化整为零、分段施工”的施工工法，对侧墙切割方案进行优化，满足了车站结构受力、变形及保护要求。

③做好城市轨道交通线网规划，明确线网中车站的换乘情况，即可预留好车站换乘节点相关接驳措施，充分考虑因后期连接引起的内力变化、抗浮及防水问题，避免因新增换乘接驳而引起既有站工程改造难度增加。

参考文献

[1]《城市轨道交通结构安全保护技术规范》CJJ/T202-2013

[2]张国亮韩雪峰李元海刘庆方新建地铁站基坑与既有车站结构间相互影响的数值分析隧道建设，2011年6月

[3]中铁二院工程集团有限责任公司广州八号线北延段西村站主体结构施工图、广州五号线西村站主体结构施工图

[4]广州地铁设计研究院有限公司广州市轨道交通八号线北延段工程【西村站】详细勘察阶段岩土工程勘察报告，编号：KC-2013-009