以色列特拉维夫市轨道交通车站的设计和施工特点

况昌鹏

(中国土木工程集团,100038,北京∥工程师)

本文介绍的地下暗挖车站为以色列特拉维夫市规划的红线轨道交通项目部分。它是以色列目前最大的BOT/PPP(建造-运营-移交/公私合作)投资基础设施建设项目。

红线线路全长23 km,设33个车站,含约10 km长的地下隧道和地下车站。33个车站中10个为地下站(9个暗挖站,1个明挖站),23个为地面站。其中暗挖车站全部采用了拱形无柱的车站建筑形式,力求实现小巧、精致、舒适、通透、简单朴实、造价经济、维护简单的目标。现例举一站介绍其主要特点。

1 车站用地规划的控制特点

与我国的规划相比,特拉维夫市轨道交通用地规划对于用地和车站的位置有严格的限定性。在项目招标阶段(概念设计之前)已经确定好用于建设的用地范围(称为蓝线),如图1所示。蓝线不同于我国的项目建设控制红线,而是预先划定、但允许有小的设计空间变化的用地边界线。蓝线经审批公示后予以批准。若要修改蓝线,需要花费近1～2年的时间。因此在项目早期设计(概念设计和初步设计)阶段,若无特殊情况,所有的车站及隧道设计全部限定在蓝线的平面范围内。同样,竖向范围内亦对隧道及车站深度及位置进行了限定,但略比平面限制宽松。

图1 特拉维夫市轨道交通某车站的蓝线控制范围

正因为这些限制的存在,一方面虽限制了设计的发挥,但另一方面也减少了建设规划和设计的随意性和多变性,保证了早期设计工作的一贯性。

如何在有限的范围内做好车站及隧道的设计,如何更好地发挥主观能动性和创造性去实现功能要求,如何更好地进行造价成本控制及规划,是项目实施的重要工作目标。

2 与车站相关的车辆技术特点

车辆选用低地板车辆。车辆地板面至轨顶高度为350 mm,可以实现地面公共交通与轨道交通的共面运营。车辆地板凸起部分不超过总面积的30%。

列车长度为72 m,由8节车辆组成。车体宽度为2.65 m。列车可通过的线路最小曲线半径为190 m。车辆载客标准按5人/m2考虑。列车最小发车间隔时间为2 min,运行速度为80 km/h,采用DC 1 500 V接触网供电。

3 车站建筑的设计特点

某暗挖车站宽约为 22.3 m,有效站台宽为10.35 m,有效站台长为75 m。车站高约为18.5 m,总长为98 m。

按有关技术标准规定,车站出入口不少于2个,并必须另设2个独立的紧急出入口[1]。该站设置3个出入口及2个从设备用房直接通到地面街道的紧急出入口。

该车站为三层结构,从上往下依次为站厅层、站台层和站台板下的设备层。车站断面采用拱形无柱形式,适合于设备用房的布置和利用。其站厅层视野通透、舒适,艺术感强(见图2)。

图2 车站站厅效果图

站台板的下层空间为设备层,可充分利用暗挖工法形成的仰拱空间,设置隧道通风系统的设备房和风道。

站台面积按每人0.8 m2的空间考虑。

电梯设于车站中部,便于均衡分布客流,并符合乘客习惯。

车站采用简单装修,站台层吊顶完成后的净高不少于3.5 m,且任何突出物如导向标志、摄像头等高度不低于3 m。

4 分枝树型的风道设计特点

该车站设置全屏蔽门系统。设计时没有考虑常见的侧出式风道,而在车站中部设置一个带通风竖井的扩大断面(见图3(b)),空气经轨行区下方,沿着二衬墙结构,经风道竖井的分枝树型风道(见图4)及地面风亭(见图5)通到地面(活塞风模式)。排烟模式是利用站台板下的通风设备系统实现烟气和新风的控制。其优点是省去侧出式风道结构以及相应的围护结构,并可充分利用主体结构作为风道结构。此站共设有风亭6个,平面尺寸为2.4 m×4.5 m,设在地面道路的隔离带上(见图5)。

图3 车站标准段及风道处的横剖面图

图4 分枝树型风道纵剖图

图5 地面隔离带上的风亭平面图

分枝树型风道适用于有中间隔离带的城市街道,可节约土地,并有效地减少通风长度,提高了通风效果。

分枝树型的风道设计使车站具有小而精的特点,使车站同时具备机械通风系统和活塞风系统。轨行区的下方在运营时作为活塞风道,在紧急情况时可作为疏散通道或排烟风道。

5 车站的消防疏散特点

车站消防疏散按美国NFPA101和NFPA130规范[1-2]要求及当地技术标准执行。要求从乘客站台区域疏散到安全区域的时间应少于4 min,车站最远处人的疏散时间应少于6 min;要求车站两端必须设置独立的直通地面街道的紧急出入口。

实际车站的设计,站台区域和车站最远处人员的安全疏散时间分别达到了3.2 min和4.3 min,满足了NFPA标准的要求;在紧急疏散楼梯配备了紧急电话、防烟设施,且紧急疏散出入口口部设置了风压系统以维持紧急疏散通道内为正压,以保障人员疏散时的安全撤离。

要求紧急疏散口口部的相互距离应尽可能的远,且距离排烟风口不小于25 m。通风系统应能在30 s内感应启动,在120 s内满负荷运行。

6 车站结构施工特点

该车站结构的施工考虑了当地习惯、法律要求及技术特点。如根据当地劳工法的要求,周末、节日、宗教活动日等不能或不宜作为施工日。此外,由于出于保护当地就业需要,对外籍工人数量控制较严。另外,由于劳工的交通、保险、安全以及税收等费用支出较多,因而设计和施工中应尽可能选用熟练工艺、机械化施工。减少人工是控制成本和保证质量进度的途径。

车站竖井尺寸为18 m×14 m的椭圆形结构(如图6)。车站主体结构设计与施工不同于国内常用的CRD(中隔墙加台阶)工法,采取分隔成较多的小断面、多掌子面同时或交错掘进,而是更多考虑机械开挖作业,设计为较大的开挖断面及较强的超前支护形式(如φ500 mm水平旋喷桩),来保证进度和成本的要求(如图7所示的双侧壁导坑法分台阶开挖,超前支护)。主体及竖井横通道二衬结构采用衬砌台车施工(如图8),以尽可能减少人工数量,规避施工风险。

图6 通风竖井的设计及施工

图7 初期支护施工示意图

图8 主体二衬施工示意图

7 结语

1)本文介绍的暗挖车站具有规模小、投资费用少、运营维护成本低等显著特点,适合于中等城市和中等运量的轨道交通系统。

2)利用车站中部主体结构作为风道,并由分枝树型风道通往地面道路上方的做法具有通风功能完备、减少拆迁、节省投资等特点,而且由于将风亭设置在道路中央的隔离带上,因而节约了用地。

3)暗挖车站一般为拱形结构,具有设计为大跨或无柱车站的条件,通过建筑师、结构工程师、设备工程师们的精心设计、互相协作、细致研究,定能设计出便捷、安全、美观、宜维护的精品车站。

[1]NFPA,NFPA101 Life Safety Code[S].2003.

[2]NFPA,NFPA130 Standard for Fixed Guideway Transit A nd Passenger Rail Systems[S].2003.

[3]GB 50157—2003 地铁设计规范[S].

[4]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科学技术出版社,2006.