“优雅灵动”还是“简单粗暴”?
看看大巴黎快线的
竖井式换乘站!
Grand Paris Express
为了在2024年奥运会前扩建巴黎地铁系统,法国工程师们使出了浑身解数,对巴黎的地下基础设施进行了设计和建设革新。本期我们就来关注作为目前全欧最大规模的地铁工程——大巴黎快线中的Villejuif – Institut Gustave Roussy换乘站!
14号线与15号线两条地铁线在此呈垂直交汇,方案比选后选择了“竖井车站”建设方案:明挖法竖井为车站中央两条线路交汇中心,四条TBM法站台隧道分别位于竖井的四个方向。
法国人对此颇为得意,称之为“优雅的解决方案”“结构和建筑设计颇具灵感”,不仅建设成本效益高,未来乘客体验更佳。
该站毗邻国家公园及专攻癌症治疗的研究所,成为了14号线与15号线理想的换乘地点——
■ 传统矩形车站更适宜于单线站,十字交汇的换乘站建成圆柱形结构简单,更具空间优势:
■ 竖井连续墙结构使车站在深度很大的情况下,依然可以对车站结构进行调整;
■ 临近建筑物较少,可采用传统TBM隧道及竖井开挖工法,降低施工风险。
车站位于老采砂场上方,采用极不均匀材料回填,且处于岩溶地层中,膨润土在岩溶空穴中易流失;车站还穿越三个地下水层,最浅位于深15m粉砂层中。
内径63m的车站竖井由29块厚64cm,长7m,深度50-51m的连续墙构件组成,连续墙内随开挖深度浇筑钢筋混凝土二衬:
连续墙为竖井开挖与二衬施工提供初期支护,并在50m的深处安装竖井底板之前承担二衬重量,这样的双重衬砌结构可以更好地承受TBM穿越洞门施工时的压缩应力。
施工方于2017年8月开始施工,在开掘竖井之前建造了一道周长210m、深12-17.5m、厚62cm的地下连续墙;挡土墙安装125个15-35m深的锚杆,分两层安装。施工由于以下原因造成了延误:
■ 在地下连续墙施工中第一块墙体构件开挖期间,由于膨润土流失,因此需要对墙体构件进行回填和重新开挖。为了确保后续墙体构件开挖稳定,承包商决定降低建设速率并在开挖前注浆。
■ 在钢筋混凝土二衬的浇筑过程中,由于墙体的深度变大,厚度减少,在拆除衬砌模板时遇到了困难。
衬砌浇筑
竖井开挖前15m混凝土内衬由87cm厚的自密实C45/55混凝土墙组成,分四层浇筑,深度3.75m,周长40m。随着竖井开挖的进行,之后九层的混凝土衬砌厚度变为1.37m,四个TBM洞门周围的钢筋面积为1.57m,用于车站站台延伸段。普通的1.37m墙体截面采用C45/55自密实混凝土,浇筑深度为2.5m至3.75m,周长为16-37m。洞门进行了加固处理,加固部分厚1.57m,采用C60/75自密实混凝土,浇筑长度为25m-28m。
14号线与15号线分别由两家公司运营;14号线扩建因此需要优先于15号线建设;这些因素都增加了施工的不确定性:
两条地铁线的TBM经过掘进线路设计,将穿越车站竖井两侧的站台区,进入竖井后经过向前拖拽,由竖井对面方向事先预留的洞门处继续掘进。竖井两侧车站平台的长度将使用明挖法开挖,并使用喷射混凝土支护,明挖过程中将需要拆除部分隧道内早先拼装的的管片衬砌。
除了车站竖井中平台隧道洞门处进行加固外,洞门外的土体也需要通过预开挖注浆进行预处理,以稳定和支护站台隧道的开挖。
目前,车站竖井的挖掘已经完成,两条线路的TBM进出口的洞门也已经完成施工,即将率先进行洞门穿越的14号线TBM已经准备完成,而15号线的TBM穿越将在2020年晚时完成。
这个直径为63m的竖井是解决两条线路交汇的最好方案,相比其他的备选方案,这一简洁明了的方案节省了大量资金,并为将使用车站的乘客提供了最佳的设计。