地铁顶管法超长出入口建筑设计分析 本文关键词：出入口，建筑设计，地铁，分析，顶管
地铁顶管法超长出入口建筑设计分析 本文简介：摘要：地铁车站通常在城市快速路一侧设站并通过出入口实现过街功能，这些超长出入口受条件的限制无法明挖施工，顶管工法在地质条件复杂的地区已逐渐成为一个较优选择。文章针对地铁顶管法超长出入口建筑设计，从顶管选型、顶管截面尺寸、竖向设计、消防等几个方面结合工程实例进行设计探讨，期望为后续类似工程的实施提供一
地铁顶管法超长出入口建筑设计分析 本文内容：
摘要：地铁车站通常在城市快速路一侧设站并通过出入口实现过街功能，这些超长出入口受条件的限制无法明挖施工，顶管工法在地质条件复杂的地区已逐渐成为一个较优选择。文章针对地铁顶管法超长出入口建筑设计，从顶管选型、顶管截面尺寸、竖向设计、消防等几个方面结合工程实例进行设计探讨，期望为后续类似工程的实施提供一定的借鉴。
关键词：地铁；超长出入口；顶管设计
随着国内城市轨道交通线网愈发完善，地铁已逐渐呈中心城区向周边发展的趋势。而城市周边主要路网含盖较多的城市快速路及高速公路，这些城市快速路及高速公路普遍较宽，有些道路红线宽度达到60m到100m不等，地铁车站站位由于施工难度及现场条件的原因基本上设置于道路一侧，特别是对于软土地质围岩等级差的地区。由于无法对城市快速路及高速路断交施工、道路中深埋管线较多，且通道无法暗挖施工，这使得车站站位及附属设置方式基本固定。为满足地铁服务功能，保证快速（高速）路对侧出入口的实施，就需要对出入口进行针对性设计。目前，在软土地质围岩等级差的地区顶管法是一种适用性较高的工法，如何与顶管工法相结合对超长出入口进行建筑设计是本文主要研究内容。
1基于建筑设计的顶管选型分析
地铁超长出入口施工采用何种施工方法需根据工程的特点、环境、地质、施工条件等，选用与之适应的顶管施工方法。以天津地区为例，天津地区地质复杂，地下水丰富、水位高，具有承压性，主要土层为粉砂土或砂性土、淤泥质黏土、黏土等。考虑到地铁车站出入口过街通道覆土小，暗挖法施工工序复杂、暗挖断面受限、施工风险大、工期较长，明挖法施工对地面交通影响较大、地下市政管线需迁改、对环境影响较大，顶管法工期短、对地面交通及周边环境影响小且适用于天津地区地层，经综合比较，推荐采用顶管法施工。
1.1顶管超长出入口宽度确定
地铁规范要求的出入口通道净宽度最小为2.4m，可以满足9600人次/h的双向通行需求。但地铁过街出入口在运营期间同时兼作市政过街通道的功能，特别是在城市快速路的出入口过街需求更为迫切。以6m宽通道为例，装修后净宽5.5m，反算客流22000人次/h，可满足远期客流的过街需求，乘客在过街通道中的感观及舒适度亦较好。
1.2顶管超长出入口高度确定
根据地铁防火标准的要求，过街出入口通道长度应计算至出入口敞口段，过街通道长度通常都会超过60m，通道内需设置排烟设施。若按100m长的通道计算，通道的排烟风管过风面为1.26m2，设计中将排烟风管在通道内分为2根支管，以合理利用通道宽度，减少对高度的影响。经综合计算后，出入口通道结构净高最小为3.15m，满足GB50157-2013《地铁设计规范》出入口通道吊顶下净高最小为2.4m的要求（图1）。1.3接收形式对顶管截面尺寸要求顶管工法需要在顶管两侧设置始发接收井，车站主体侧需满足顶管始发的顶管后推力承载要求，设计中一般将接收井设置于地铁主体一侧，始发井设置于道路另一侧。通常设置于道路路侧的车站均会面临管线迁改或施工占路协调困难的情况，故一般接收井有站外接收（二次接收）、站内接收等几种情况。顶管机械的尺寸越大，顶管接收井的占地面积越大，施工条件越不利。当顶管井的尺寸超过车站主体边跨的长度时，站内无法接收，仅能在站外接收（图2）。
1.4顶管推荐尺寸
综上所述，小型顶管高度不满足通道计算净高要求，大直径顶管过于浪费、要求覆土较深、与控制性管线间距较大且需占用较大的施工场地。经出入口通道截面尺寸、工程造价及施工风险等因素分析，建议采用3.3m净高尺寸的顶管方案，并将吊顶上方排烟管分成2个支管设置。在尽量降低设备高度的同时，将顶管段范围以内的地面装修层按50mm设计，顶管段范围以外的地面装修层厚度结合人防防护段的要求进行设计。通道装修完成后净高为2.5m，满足GB50157-2013《地铁设计规范》最小2.4m的要求。
2顶管法超长出入口建筑设计
2.1竖向设计
超长出入口通道的纵坡需要综合考虑地下管线、通道排水、控制造价及人行舒适度等因素，尽量向车站主体方向找坡，但建议不小于1%。其原因有2点：①降低投资，80m的顶管通道1%与5‰高差为0.4m，可在一定程度上减少马路对侧出入口明挖段的造价；②采用顶管法施工出入口通道的城市多为地下水较丰富的城市，实际施工完成后侧墙均会有不同程度的渗漏水，适当增加坡度可保证通道两侧排水沟的排水顺畅，不会漫流至通道地坪。
2.2建筑防火设计
根据GB51298-2018《地铁设计防火标准》的要求，超过100m的出入口通道应增加消防疏散口。由于城市快速路或公路在道路红线以内、车行道两侧均设置较宽的绿化带，因此考虑适当缩短出入口通道顶管段，在保证通道长度不超100m的位置，结合绿化带增加部分明挖段。此明挖段内包含原6m宽出入口通道及1处消防疏散通道，二者间用防火墙及防火门分隔，消防疏散通道直接在道路红线以外出地面，以此解决消防问题。
2.3防排烟设计
若车站超长出入口设置于设备大端侧，虽排烟风管有接入环控机房的条件，但车站管理用房区域管线较多，接入非常困难，因此，超长出入口通道排烟机房可与出入口地面厅合建。
3天津地铁某车站超长出入口设计
天津地铁某车站需穿越城市快速路设置出入口，此快速路道路红线宽度为100m，道路路中为现状河流，快速路车流量巨大、路下管线众多，道路两侧控制性管线埋深均为6～7m。为此，对超长出入口进行如下设计（图3）。（1）考虑快速路车行道下方的通道采取顶管工法施工，车站靠近主体一侧设置接收井，靠近出入口地面厅一侧设置始发井。顶管通道尺寸经比选，采用外径6.9m×4.2m、内径6m×3.3m的顶管机械。（2）由于出入口通道超100m且无法在路中设置消防疏散口，设计中结合消防疏散通道方案将顶管始发井适当外扩。在出入口通道计算长度小于100m的位置增设消防疏散通道，出入口通道与消防疏散通道间用防火墙及防火门进行分隔。消防疏散口可设计为独立露出地面，地面建筑与出入口地面厅合建。（3）由于出入口人防段在靠近主体一侧不具备施工条件，设计中将人防段设置于出入口地面厅一侧，出入口通道的排烟风管在跨越人防段处调整为土建风道，并设置独立的人防垂直封堵。（4）由于此通道结构净高为3.3m，为增加出入口装修完成面净高，尽量增加乘客舒适度，弱化超长出入口通道吊顶过低的压抑感，通道顶部采用不装修设计，将结构顶板底部裸露的部分及管线底部喷黑。此设计简单、现代，并可释放100～150mm的吊顶装修空间，通道的整体空间感进一步提升。
4结束语
随着地铁线网完善及服务功能的提升，地铁车站过街超长出入口会越发常见。超长出入口施工方法、施工设备、结构选型、结构设计等，均需要结合现场实际进行系统的设计研究，使得超长出入口设计、施工既满足工程难度相对较小、但实施性大，可较好地解决顶管尺寸、排水、消防、人防等相关问题，且满足有关规范要求。期望本文对后续类似工程的实施具有一定的借鉴意义。
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作者：陈文杰 单位：中铁上海设计院集团有限公司天津分院
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