高铁客站建设与文物保护控制的实践

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(1.沈阳铁路局 哈大客专沈阳枢纽工程建设指挥部，辽宁 沈阳 110001；2.沈阳铁道勘察设计院有限公司，辽宁 沈阳 110013)

引言

哈大铁路客运专线是国家“十一五”规划的重点工程，是国家《中长期铁路网规划》“四纵四横”客运专线网中京哈客运专线的重要组成部分，北起黑龙江省哈尔滨市，南至辽宁省海滨城市大连，纵贯东北三省。哈尔滨西站至大连北站间运营里程921 km，全线共设哈尔滨西、长春西、沈阳、大连北等24个车站，是世界首条穿越高寒地区的高速铁路。

沈阳市是辽宁省的省会和东北的综合交通枢纽。设计方案哈大客运专线引入既有沈阳站，以提高铁路旅客与公共交通、地铁的集、疏、运的综合能力。

沈阳站有着悠久历史。1899年，沙俄把中长铁路修到了沈阳，并在现在沈阳站北1.2 km的老道口公和桥位置修建了1座俄式青砖平房作为站舍，当时的名字叫“茅古甸”，就是“奉天”的意思，这是最早的沈阳站。5年之后，日俄战争爆发，车站随即被日军占领并改名为“奉天驿”。

1910年10月1日，受日本政府扶持的“南满铁道株式会社”在目前的沈阳站位置建设了维多利亚式风格的新站舍，1950年5月1日被正式更名为沈阳站，现为省级文物保护单位。

沈阳地铁1号线已开通运营，其中沈阳站是采用暗挖法施工地下3层岛式站台车站，距离铁路站房约20 m，区间采用盾构法施工，距离站房地面最小厚度为17 m。

1 站房设计方案

沈阳站既有5座站台、16条线路，新建后为10座站台、19条到发线。新建高架候车室3万m2，新建子站房2.1万m2，新建雨棚8.8万m2，总投资18.14亿元。

高架候车室屋顶采用半圆拱形体，以钢材、玻璃和外挂陶土板等材料作为外立面主要元素，仿佛一轮红日，预示着中国铁路如旭日东升蓬勃发展(见图1)。

图1 沈阳站东立面效果图

1.1 铁路客站设计原则

现代铁路客站在站区规划、功能布局、交通流线、建筑造型、关键技术以及服务设施上，与以往的客站相比都有重大的创新和突破，最重要的是实现了铁路与其他交通方式的无缝衔接，将公交、地铁、出租、社会车辆等多种城市交通形式整合为一体，形成了多功能的综合交通枢纽，极大地方便了旅客的出行。

1.2 沈阳站客流组织设计特点

沈阳站的建筑设计采用高架候车与线下出站的布局方式，旅客流线采取“上进下出”的设计构思，将车站分为高架候车层、高架商业夹层、站台层、出站层4个层面。

结合车站既有设备、环境等外部条件，设计方案对车站东、西两侧的客流组织进行了优化。

2 设计方案比选

2.1 拆除主站房地下通道直通

沈阳站东站房(第3候车室)下的地下通道是连通沈阳市铁西区与和平区的地下市政通道及沈阳站出站通道，原设计方案为拆除东站房，新建31 m宽地下通道直接接入站前地下人防2层，实现与地铁直线换乘，减少迂回。市政通道完成后，按照“修旧如旧”的原则重建该站房。

因为沈阳站东站房现为省级文物保护单位，2011年6月，辽宁省文物局向国家文物局上报了《关于拆除、重建奉天驿旧址涉及文物保护工作的请示》(辽文物保发[2011]103号)。2011年6月17日，国家文物局正式回函《关于不同意拆除、重建奉天驿旧址的意见》(办保函[2011]430号)，要求另行研究确定新建市政通道的工程解决措施。

2.2 主站房地下通道两侧绕行

不拆除既有站房，两条12 m宽地下出站通道分别从既有第2和第4候车室地下室通过，通道标高与市人防1层等高，能够满足出站客流及市民东西通行的要求。

该方案虽然可以解决旅客出站问题，但出站走行距离过长，并且不能与新开通的地铁进行零换乘，影响旅客出行条件和质量。

2.3 暗挖通过主站房

2.3.1 地下通道两跨方案

不拆除既有站房，从既有第3候车室中部地下采用暗挖方式建两条宽10.5 m通道，通道底面标高与高架下部通道一致(-11.5 m)，顺接至站前人防地下2层，将原国铁地下出站厅改造成地铁进国铁地下进站厅，设出入口进入第3候车室，实现国铁、地铁间的零换乘。

该方案不需拆除既有站房，符合文物保护的要求；消除了绕行的弊端，旅客直接至人防地下2层实现与地铁零换乘，同时通道工程可与既有站房装修改造同步进行，满足施工工期的要求。

2.3.2 地下通道单跨方案

由于支撑桩与地铁盾构区间的水平关系制约，单跨方案平面布置与两跨方案相同，结构净跨21.8 m。经计算，该方案结构强度、刚度均无法满足要求，竖向沉降最大20.8 mm。

2.3.3 地下通道三跨方案

通道北侧加宽3.2 m，南侧则由于进站厅通道位置占用无法加宽，通道结构宽26.6 m，三跨净跨9.4 m+4.6 m+9.4 m。通道加宽后，通道建筑面积增加238 m2，总面积为2 710 m2。

经比选论证，两跨方案通道布局对称，通道内视野较开阔，给旅客较明亮的视觉感受，对地面出站通道的影响较小，因此确定为实施方案。

3 设计参数与变形控制

3.1 工程地质

市政通道基坑内浅部主要为素填土、4-①粉质黏土、4-③中粗砂、4-④砾砂，车站底板坐落于砾砂层中，工程地质条件较差。

3.2 结构形式与材料

(1)支(围)护结构：盖板采用C35混凝土；桩采用C30混凝土；钢支撑采用Φ609 mm钢管。

(2)主体结构：二衬模筑采用C35、P8钢筋混凝土；混凝土柱采用C50钢筋混凝土；顶梁、底梁采用C35、P8模筑钢筋混凝土。

3.3 变形控制

(1)市政通道及既有地铁1号线隧道整体位移。经计算分析，通道形成后，盖板向下沉降最大值为9.91 mm，基坑底部向上隆起最大值为10.84 mm。

(2)盖板不均匀沉降。由于通道开挖，造成第3候车室产生差异沉降，最小沉降量值发生在非柱位处，为1.38 mm；最大沉降值发生在中间柱位处，为9.91 mm。

4 施工过程控制

4.1 施工方法

(1)站房东西两侧的明挖段采用顺作施工法。即先开挖基坑土方，然后顺序施工结构底板、侧墙和顶板，最后在顶板上方进行覆土回填。

(2)暗挖段即站房下方通道施工采用暗挖法。即先施工托换桩、托换板，然后开挖基坑土方，再进行结构底板、侧墙和顶板的施工，最后在顶板上方和托换板中间位置进行注浆充填。

4.2 施工控制要点

4.2.1 站房东西两侧明挖段的施工

为了避免对正下方的地铁盾构产生不利影响，经反复论证，决定东西方向每次土方开挖长度为8 m，每段土方施工完毕，立即在最短的时间内浇筑底板混凝土。

4.2.2 暗挖段施工的控制要点

(1)挖土距离。严控每次开挖地铁盾构覆土的距离，每段≯10 m。

(2)设置横向支撑。按设计要求在中间位置设置支撑，位置在托换板下5 m。共设置11根支撑，间距平均为5 m。

(3)实时监测，时刻根据监测数据决定施工进度。地铁盾构上浮值较大的位置在暗挖段，上浮值在3～3.5 mm之间，位于站房东侧明暗挖交界的位置，均未超警戒值。

(4)注浆。在顶板上预留注浆管，注浆管规格为Φ32 mm，在每根桩预留口四个角各1根，两侧侧墙和跨中间埋1排，每6～8 m埋1根。注浆采用水泥浆掺加少量膨胀剂，采用注浆机高压注浆。

4.3 实时动态监测

该工程位于沈阳地铁1号线运营盾构隧道的正上方，省级文物第3候车室的正下方，为准确掌握施工过程对既有地铁隧道和地铁车站2号出入口及地上建筑物的影响，对相关的建(构)筑物的位移、倾斜、裂缝进行监测，及时对安全状态进行判断评估，从而对施工措施进行调整，以保证地铁和文物的安全，并对可能发生的危及环境安全的隐患或事故及时、准确地预报，使有关各方有时间做出反应，避免事故的发生。

该工程施工中的监测项目、监测控制值及实测值见表1。

表1 监测项目、监测控制值及实测值

5 结语

铁路客站设计与建设必须始终坚持以人为本、方便旅客出行的理念，确保方案合理。同时要与城市规划、文物保护等方面提前磨合，确保方案的可实施性。

在沈阳站高铁站房设计与建设过程中，通过建筑结构与地下工程专业的深度配合，达到了充分利用既有设施、节约投资、保护上部文物、保证下部地铁运营安全的目的，为今后的站房建设提供了值得借鉴的经验。

关于既有房屋建筑包括文物以及地铁构筑物等变形控制标准的采用问题，值得工程设计人员和施工技术人员深入研究，通过合理控制，达到保证安全、减少投资、节约工期的目的。

参考文献：

[1] 郑健.总结提升 持续改进 进一步推进中国铁路客站的创新与发展[J].铁道经济研究，2009(6)：1-5.