【摘要】文章从线路主要技术指标、轨道结构、高架桥工程、车站工程、环境设计和工程主要特色等方面对北京地铁八通线土建工程进行了全面介绍。
【关键词】八通线 土建工程 高架桥 车站工程
北京地铁八通线(八王坟至通州段) 是北京地铁路网规划1 号线的东段,途经朝阳和通州两区,起点是四惠站,终点为通州区的土桥站,全长18.964 km , 是北京第一条全地面的轨道交通线路。在通州区土桥设车辆段和综合维修基地, 占地23.98 公顷,总建筑面积约89 602 平方米 ,在四惠站设八通线指挥中心。
八通线初期预测高峰最大客流量为14 068 人/h , 2010 年为20 695 人/h 。运量中等。初期按4 节编组,3 min 间隔,配车24 列,车辆电气传动采用VVVF 传动方式,直流750 V 供电; 车顶安装空调系统,车顶至轨顶面的高度为3.51 m 。八通线总投资34 亿元人民币,其中土建工程费6.8 亿元人民币,设备工程费11.4 亿元人民币。
1 线路走向
八通线全线设置13 座车站,其中9 座高架站,4 座地面站(包括已经建成的四惠站和四惠东站) 。线路下穿京包铁路后向东逐渐抬高,在华润饭店西侧斜跨京通快速路上行线,而后进入京通快速路上下行主路之间的20 m 隔离带内,往东随京通快速路而起伏,线路经八里桥收费站后跨京承铁路到达北苑环岛,经环岛西南侧,沿京津公路西(南) 的果园站、九棵树站、梨园站、体育场站,最后到达土桥站。线路最大站间距(定福庄至双桥站) 为2001.95 m , 最小站间距(体育场至土桥站) 为776 m , 平均站间距为1498.4 m , 线路全封闭。
2 线路主要技术指标
八通线正线设计为双线, 列车最高行车速度80 km/h , 平面曲线最小曲线半径R = 300 m , 最大曲线半径R = 2 000 m , 线间距有3.8 m(正线) 、4.2 m 及5.0 m 三种类型。线路正线最大纵坡23.5 ‰(上跨京通快速路起点),其余地段均不超过18 ‰,车站纵坡均不大于3 ‰ 。
3 轨道结构
正线采用60 kg/m 钢轨,铺设温度应力式无缝线路,车场线路采用50 kg/m 钢轨。道岔采用专为地铁设计的60 kg/m 钢轨9# 单开道岔,转辙器采用60AT 直线型尖轨、高锰钢整铸式辙叉、可调H 型护轨。渡线采用专为地铁设计的60 kgΠm 钢轨9# 道岔5 m 交叉渡线,交叉渡线的4 个转辙器及9# 锰钢辙叉均与单开道岔的相同。
4 高架桥工程结构
八通线沿线工程地质构成全部为第四纪地层,岩性基本为粘性土,仅局部有砂卵石存在,属中软土,整个区域为Ⅲ 类建筑场地。因此,八通线以高架桥梁为主。高架线长11.053 km(含9 个高架车站,车站总长1.364 km) 。
八通线高架桥的结构形式多采用混凝土工形组合梁,这在城市轨道交通中是很少见到的。为了搞清楚工形梁的徐变规律,在初步设计阶段进行了1∶1 实体梁的试验研究。研究内容涉及工型梁的使用性能、受力状态、开裂及破坏状态,同时对梁的设计抗裂安全系数和强度安全系数进行了验证,研究了混凝土叠合梁的预应力长期损失及徐变上拱随时间发展的规律,优化了部分设计参数。全线桥梁设计成以25 m 预制混凝土梁为主,梁体在工厂预制,桥面板为现浇,这样既加快了工程进度, 又便于准确定位整体道床预埋钢筋钩。
八通线跨越京通快速路辅路、通惠河、京承铁路、京秦铁路等13 处现存和规划道路,京承铁路、京秦铁路、京通快速路辅路等节点设计为钢—混结合梁桥。跨越铁路时,桥跨最大设计为50 m , 建筑高度为2.5 m , 在跨京通快速路辅路时由于地理位置的限制, 基础设计为门式框架墩。其它节点设计成现浇预应力箱型梁。
5 车站工程
车站设计为2 级框架结构,便于站内房间布置。抗震烈度8 度,并充分考虑了框架桥本身的疲劳延性。高架车站采用钢筋混凝土灌注桩基础,四惠和四惠东站地面站采用筏板基础,定福庄车站采用独立扩大基础,土桥站由于地质条件较差,基础采用了CFG 桩复合地基。
除四惠和四惠东站采用了岛式站台外,其余车站均为侧式站台。车站平均建筑面积约5 600 m2 ; 地面车站采用地下通道实现乘客进出站,高架站采用人行天桥实现乘客进出站。车站内部设自动扶梯和电梯, 出入口设置10 %残疾人坡道和0.5 m 宽的自行车坡道。
八通线车站的外立面造型反映了现代交通建筑的特点,与周围环境协调相宜,美观效果较好,对最大限度地吸引客流起到了积极作用。顶棚采用钢架加彩色钢板或铝型板,内部采用铝质板吊顶,内外装修标准为1 000 元/ m2 。
6 环境工程设计
八通线在设计中主要采取了全线铺设了无缝线路,提高了线路的平顺性,同时,在线路设计上尽量避m , 新建车站11 座。铁科院承担监理一标(01～04 施工标段) 和监理二标(05～08 施工标段) 的工作,该工程具有施工单位多,战线长,外部环境复杂的特点,如何使整个八通线各单位土建工程的进度基本保持一致,为后期铺轨按期提供良好的工作条件,是摆在铁科院监理和业主的一道难题。本文就八通线进度控制方免小半径曲线,有效减低了轮轨噪声; 采用了减震扣件,在车站采用了科隆蛋减震扣件,高架桥整体道床采用了无挡肩、弹性分开式DT Ⅶ2 型扣件及短轨枕,扣件垂直静刚度达到50～70 kN/mm , 可以调整扣件的纵向阻力,并且增大了轨距和高度的调整量;地面采用碎石道床;全线声音敏感点处设置了隔声屏障;车辆电传动采用VVVF 传动方式,直流750 V 供电;并且对动力系统和转向架等重要节点进行了优化设计,有助于降低噪声。
八通线全线进行绿化,改善了沿线的城市景观,土桥车辆段是花园式生产区。
7 八通线工程主要特点
使用专为八通线设计的碎石道床段的2.5 m 预应力混凝土长轨枕;全线铺设温度应力式无缝线路;路基填料设计标准和压实度标准比较高; 高架桥上采用了高弹性的减振扣件;在城市轨道交通中首次采用了预应力混凝土工型组合梁(25 m 为标准型),提出了此类梁的徐变上拱的限定值和控制方法; 车站采用全封闭型,提高了候车舒适度;预应力梁采用了一次浇注两次张拉的新工艺;全线根据需要设置了声音屏障,改善了沿线环境状况。
