天津地鐵一號線既有線改建工程方案綜述


【摘要】地鐵既有線改造工程在國內尚無先例。本文重點闡述了天津地鐵既有線改建利用的可行性，車站改建設計原則
案、新舊結構差異沉降的控制方法等。
【關鍵詞】地鐵既有線 改建工程 設汁方案
0 引言
2001年天津市政府批復的《天津市中心城區快速軌道交通線網規劃》由6條線組成，其中4條放射線、2條半徑線，線網總長160．6km。核心區線網密度1．22km／km2，中心城區線網密0.42km/km2。線網規劃確定一、二、三號線為城市快速軌道交通基本骨架線，四號線為遠景內部填充線，五、六號線為外圍發展線。見圖1

天津對快速軌道交通線網規劃的研究起步較早，1985年《總體規劃》中就規劃了由三條射線和一條環線組成的，陜速軌道線網，全長106km。為適應城市發展，1997年在《總體規劃》修編時對快速軌道交通線網規劃進行了調整，提出由7條放射線組成的快速軌道線網，全長147km。2000年結合天津地鐵一號線的前期工作，市主管部門適時做出進一步完善線網規劃的決定，并于2001年完成軌道交通線網規劃的最終報告。
經過先后兩次對線網規劃的調整，地鐵—號線線路走向始終未變。
網規劃研究分析認為，維持地鐵—號線線路走向具備以下優勢：
·符合城市主客流方向的重要交通走廊
·符合總體規劃意圖，有利于線網整體布局的合理性
·有利于城市快速軌道交通的可持續發展
天津地鐵一號線北起劉園，南至雙林，為快速軌道交通線網規劃中的南北骨干線，全長26.187km，車站22座。是集地下、高架、地面于一體的地鐵線路。車站有單層和雙層，站臺型式有側式站臺和島式站臺，功能齊全。既有線就位于地鐵一號線上。該線現已進入試驗段施工。
1 既有線概況
地鐵既有線位于中心市區，處于地鐵1號線中段，從西站起沿大豐路、西馬路、南開三馬路、南京路到達新華路，長7．278km，全部為地下工程。設車站日座，平均站間距0．972km。見圖2

該線是1970年改造墻子河污水工程刊按建設戰備工程的需要修建的，于1984年建成通車。由于
受當時形勢和各種條件的限制，選定的技術標準低。基本概況與存在主要問題有：
1.1線路
縱路縱斷面最大縱坡為千分之12．5，最小為平坡。全線坡度小于千分之3的線路長度為5 640m，占線路全長的76．9％；坡度小于千分之2的線路長度為3000 m，占線路全長的40．9％。
1．2 車站主體
8座車站的站臺有效長度均只能停靠三輛車編組的列車。車站站臺寬度也較窄，且每側站臺只有一個出人通道。設備用房建筑面積嚴重不足。見表1

1．3 機電設備
該線的供電及機電設備大部分為20世紀60年代的產品，設備規格陳舊，運轉‘幽自欠佳，而且有許多非標產品和試制品，有相當一部分設備已超出了有效使用期，磨損嚴重，部分產品已無備品備件更換，運營缺乏安全保證。
2 既有線改造利用的可行性
(1)既有線改造利用實施方案符合天津市中心城區快速軌道交通線網規劃，與城市主客流方向相吻合。
(2)既有線路附近沒有一條平行的道路可供地鐵走向選擇，如按地鐵要求再修建一條平行道路的話，勢必造成大量的拆遷，代價太大。
(3)廢棄既有線在原址新建地鐵線路造成廢棄工程也太大，投資將增加11．6億元.
(4)經對地鐵既有線的洞體結構斷面進行檢驗，并對區間隧道最小斷面作了綜合管線布置，結構內緣均不侵入設備限界，故地鐵既有線的限界能滿足設備限界要求，而且可以滿足設備布置要求.
(5)既有車站改造利用的方案對城市交通、環境等影響較小。
3 既有線改建方案
3．1改建方案原則
(1)本著因地制宜，充分利用既有車站的原則，盡可能地降低造價。改建后的既有車站長度、設備、管理用房等均應符合有關規范的規定及各專業的技術要求。
(2)各站出人口均應與地面客流緊密結合，并結合規劃設置地下或地面集散廳。
(3)既有車站改建必須根據“中心城區快速軌道交通線網規劃”，確定其可行的換乘方式。如分期修建，必須妥善考慮預留換乘接口。
(4)重點站各出人口及站廳至站臺設置上下行自動扶梯；換乘站各出人口及站廳至站臺間設置上行自動扶梯，并預留下行自動扶梯；其余各站出人口設置上行自動扶梯。各站并設置殘疾人電梯。
3．2既有區間改建方案
通過多年的運營實踐證明：隧道內小坡度地段排水雖然不夠暢通，但尚未給運營造成危害和影響，而且國外早年修建的地鐵也不乏此例。因此，改建方案利用既有洞體。由于區間內輪廓經設備限界檢測，結構內緣及設備布置不侵入設備限界，故既有洞體維持現狀。
3．3 既有車站改建方案
改變原有車站結構，調整柱網，保證車站側站臺寬度并向一端或兩端擴建，使有效站臺長度增至120m，以能滿足停靠6輛車編組的列車長度需要。車站高度基本采用既有站標準，并按《設計規范》要求增加必要的設備房間、風道、出人口數量及寬度等(貝表2）

4 既有車站改建的新舊結構差異沉降控制
4.1差異沉降產生的原因
既有車站結構建于1984年，至今已有17年之久，結構建成后的后期沉降已經穩定。而車站的新建結構部分在降水、開挖、主體構筑、覆土回填、水位回升的過程中，必然會產生一個基坑坑底隆起、結構沉降、結構上升的過程。結構的最終沉降(或上升)取決于地質、覆土厚度、地下水位高低等因素。因此，在新舊結構相交處，必然存在一個差異沉降。
4．2 差異沉降的控制標準
根據規范規定和軌道運營要求，并參考城市的經驗，此差異沉降的計算值應控制在-3mm(上升)
-5mm(沉降)之間。
4。3 差異沉降的控制方法
根據計算及分析，對新舊結構的差異沉降控制采用以下方法：
(1)為減少新舊結構部分的基坑隆起和后期沉降，在新結構的基坑底部設旋噴加固，縱向采用抽知口固的方式；從新舊結構相交處向新結構一側抽條的間距由蜜到疏，加固范圍15-20m。
(2)新舊結構相交處，在既有結構兩側的底板下設旋噴加固，加固范圍為3-5m，以確保保既有結構不下沉。
天津地鐵既有線改造和利用國內尚無先例，它對于地鐵一號線建設具有重要的意義。天津地鐵一號線計劃2006年初建成通車。屆時，它將為改善天津城市交通結構、保護生態環境、創造優良的投資環境、加速經濟發展起到重要的作用。