市域铁路S线工程Q站方案研究、工期及造价比选

市域铁路 S线工程 Q站方案研究、工期及造价比选

李世源

中铁上海设计院集团有限公司，上海 200070

摘要

市域铁路相较于传统国铁线路，站间距普遍较短，因此规模超大的地下车站往往是影响整个工程工期及工程投资的关键因素。

本文从工程施工风险、车站功能性、工期与经济性进行研究，比选了市域铁路S线工程Q站的三种代表性方案，通过分析各方案四方面的优劣性，以找出平衡性最佳的方案。

关键词：地下车站 施工风险 功能性 工期 经济性 研究比选

一、概述

市域铁路S线工程Q站沿W公路南北向布置，与W公路规划隧道工程合场设置。车站与规划市域铁路J线共站，与既有城市轨道交通线路Q站计划采用通道换乘。本站南端盾构区间下穿既有城市轨道交通区间隧道。

由于本站为一次建设完毕的市域铁路双线共用车站；与公路隧道合场设置，同步建设；南端盾构区间下穿既有城市轨道交通区间隧道。工程特别复杂，实施风险极大，工程投资巨大。故本站在设计阶段对各种站型进行了深入研究分析，现选择三种代表性方案进行论述比选。

二、车站三方案概况

（一）方案一

此方案车站为地下四层双岛四线站，前后区间采用13.6m单圆双线盾构布置。车站内净总长572m，标准段净宽为44m，车站总建筑面积115200㎡。公路隧道占用车站一层及部分二层空间。受车站南端区间下穿既有轨道交通17号线区间隧道影响，中心里程处埋深约35m。

车站标准段采用1200mm厚地下连续墙，长约77m，悬挂式止水；南端头井地下连续墙长度约96m，隔断⑨层承压水，采用N-jet止水。车站采用半幅盖挖法施工，超深地下连续墙采用套铣接头，施工工艺极为复杂。

同时在车站北端设置S线与规划J线间的单渡线及本线间的交叉渡线。

（二）方案二

此方案为方案一的配线优化方案，取消了设置于车站北端的本线间的交叉渡线，保留本线与规划J线间的单渡线。结合车站配线的优化，车站长度缩短为512m，车站宽度和埋深与方案一保持一致，车站总建筑面积为104100㎡。

车站结构方案基本与方案一无异，前后区间依然采用13.6m盾构单圆双线盾构布置。

（三）方案三

此方案车站前后区间采用9m单圆单线盾构布置后，车站调整为地下三层三岛四线站。车站内净总长509m，标准段净宽50m，车站总建筑面积为86700㎡。公路隧道占用车站一层空间。车站中心里程处埋深约30m。

车站标准段采用1200mm厚地下连续墙，长约67m，悬挂式止水；南端头井地下连续墙长度约75m，采用N-jet止水。车站采用半幅盖挖法施工，地墙采用十字钢板接头，施工工艺较为复杂。

由于前后区间采用了9m单圆单线盾构布置，依据《市域（郊）铁路设计规范》（TB10624-2020）中关于横通道间距和联络门洞间距的规定，本站前后区间左右线隧道联络通道需按不大于600m原则进行设置，总计增设了12座区间联络通道。

与方案二相同，方案三也取消了设置于车站北端的本线间的交叉渡线，保留与规划J线间的单渡线。

三、车站施工风险分析

方案一及方案二标准段基坑开挖深度约为35m，端头井基坑开挖深度约为42m，内净分别为572m及512m，宽度44m。线路所在地区类似的工程案例不多，设计技术措施及施工工艺能力均在积累总结过程中。方案三相较于方案一及方案二，标准段基坑深度减小约5m，地下连续墙深度减小约10m；南端头井基坑深度减小约8m，地下连续墙深度减小约20m。线路所在地区类似深度范围的工程案例较多，施工经验成熟。为满足工程所在地交通组织的相关要求，本站采用半盖挖法施工，基坑越深、越大，风险点相应增加，一旦发生事故，抢救难度大。具体分析如下：

（一）对周边环境影响

本站周边环境复杂，基坑开挖对周边环境影响较大，基坑变形控制要求高，相对方案三，方案一、及方案二的基坑更深，对周边环境影响较大，较难控制周边构筑物变形、沉降等要求。

（二）地下连续墙施工风险

方案一及方案二标准段地下连续墙深度长达77m，南端头井地下连续墙深度长达95m，采用套铣接头。根据工程所在地目前已有的几个施工案例，施工期间难以保证地下连续墙的垂直度，容易产生开叉现象，各种墙缝止水措施在该深度内较难达到预期效果。地下连续墙变形造成接头处产生渗漏水现象普遍存在，容易引发基坑内涌水涌沙，造成周边建构筑物、管线等设施产生沉降变形。

方案三标准段地下连续墙深度为67m，南端头井地下连续墙深度为75m，可采用十字钢板接头，墙缝止水措施也能较好地达到预期效果，可有效控制渗漏水问题。

（三）承压水施工风险

方案一及方案二需要大幅降⑨层承压水，标准段减压水头约为8.7m，且降水时间长，对周边环境影响较大。

方案三标准段局部对⑨层承压水进行减压，减压水头较小，约为1.4m，降承压水时间短，对周边环境影响小。

四、车站功能性分析

方案一在车站北端设置本线与规划J线间的单渡线，保证了与规划J线的互联互通能力及市域铁路网络的资源共享能力；同时在车站北端设置本线间的交叉渡线，使本站具备非正常运营情况下组织临时小交路运营的条件，本站的运输服务水平较为完整。

方案二及方案三取消了车站北端设置的交叉渡线，车站不再具备非正常运营情况下组织临时小交路运营的条件，本站的运输服务水平产生了缺失。

五、车站施工工期分析

受车站基坑长度所限，方案一车站主体分为7个基坑，标准段5个分坑，南北端头井各1个分坑。分2期跳坑施工，先施工1区、3区、5区、7区基坑，再施工2区、4区、6区基坑。车站主体上方管线搬迁等前期工程时间12个月；第一次交通翻交及东侧地下连续墙施工12个月；第二次交通翻交及西侧地下连续墙施工11个月；车站主体一期跳坑施工14个月，二期跳坑施工16个月；车站东西侧附属配合两次交通翻交分别施工，工期19个月；车站土建总工期7年（84个月）。

方案二车站长度缩短后，车站主体分坑数量优化为5个基坑。但由于基坑深度所限，方案二车站土建总工期与方案一无异。

方案三车站埋深变浅，地下连续墙接头改为十字钢板后，车站主体第一次交通翻交及东侧地下连续墙施工可以缩短至7个月；第二次交通翻交及西侧地下连续墙施工可以缩短至6个月；车站主体一期跳坑施工可缩短至10个月，二期跳坑施工可缩短至12个月；车站土建总工期可缩短至5.5年（66个月）。

六、车站造价对比分析

表1 三方案造价对比表

如表1所示，在对比了同长度范围内的三方案投资后，方案三有着最佳的经济性。

七、总结

经过前文对于本站三种方案的介绍及四个方面的分析论述，各方案的优劣性可以总结为表2所示内容：

表2 三方案综合对比表

方案一在北站端设置了本线与规划J线间的交叉渡线及本线间的单渡线，使得车站的功能性最为完整；前后区间采用单圆双线的13.6m盾构，无需设置区间联络通道，下穿既有城市轨道交通区间隧道净距也有较好的控制，区间施工无重大风险。但超大的车站规模及过深的基坑给车站带来了难以控制的施工风险，高昂的造价及过长的工期。

方案二取消了本线间的交叉渡线，缩减了车站的规模，降低了车站造价，但也造成了车站的功能性产生了一定的缺失；前后区间形式与方案一保持一致，区间施工无重大风险。车站基坑长度虽然有所缩短，但深度无变化使得车站施工风险及工期无任何本质性优化。

方案三通过将车站前后区间调整为单圆单线的9m 盾构后，车站的埋深得到了较大优化；车站规模也得了较好的控制；车站的施工风险、工期及造价都获得了大幅优化。但由于与方案二同样取消了本线间的交叉渡线，使得车站的功能性产生了一定的缺失；区间调整为单圆单线的9m盾构后，带来的结果是需要增设12座联络通道，下穿既有城市轨道交通区间隧道的净距也被进一步压缩，对车站前后区间隧道的施工风险产生了较大影响。

经过以上的综合分析，可以判断方案三对比其余两个方案在工程施工风险、车站功能性、工期与经济性四方面上有着更好的平衡性。

参考文献：

[1] TB10624-2020，市域（郊）铁路设计规范[S]

[2] TB10623-2014，城际铁路设计规范[S]

[3] GB50157-2013，地铁设计规范[S]

[4] 建标104-2008，城市轨道交通工程项目建设标准[S]