地铁附属改造项目常见问题分析与建议——以广佛线季华园站为例

李 智

(广州地铁设计研究院股份有限公司， 广东 广州 510010)

0 引言

根据中国城市轨道交通协会最新发布的统计结果可知： 截至2017年底，中国内地共有34座城市开通了城市轨道交通，开通线路共165条，运营总里程达5 033 km，其中，地铁里程3 884 km，占比77.2%； 另外，全国共有62个城市的城轨交通线网获批，规划里程达7 424 km，共有56个城市开工建设城轨交通，在建线路长度约6 246.3 km[1]。

随着各个城市地铁的成网，地铁周边土地迅速升值，不少开发商纷纷在地铁站周边兴建商场。以广佛线为例，沿线涌现了乐峰广场、金融城广场、中海寰宇天下、南海万科广场、凯德广场、NOVA岭南站等已建广场以及万科悦都荟、新福港鼎峰等在建商场。万科悦都荟及新福港鼎峰的地下商场设计与地铁站接驳，南海万科广场连接通道目前正进行可行性研究，有意向与地铁对接。

目前，虽然有学者对火车站与地铁车站结合的结构形式进行了探讨[2]，对车站局部改造设计与施工进行了研究[3-4]，但对地铁改造方面的研究大多集中在隧道机械[5-6]、工程管理[7]、客流[8]、机电[9-10]、轨道及计算领域[11-14]，对改造方案的讨论较少，且多为换乘站[15]及主体自身的改造[16]，很少涉及与外部地块的同步改造。本文以佛山万科广佛线季华园站(万科地块)出入口及风亭改造设计项目(万科悦都荟项目)为依托，针对改造设计中出现的相关问题，进行深入分析，根据周边环境的变化，动态落实专家意见，提出了可供参考的改造方案，以期为类似的地铁改造项目提供借鉴。

1 工程概况

1.1 项目概况

佛山万科悦都荟项目位于禅城区汾江南路西侧、城里大涌东侧和影荫路南侧，规划用地面积9 785 m2，总建筑面积87 132 m2。项目由4层地下室(其中2层车库、2层商业)、2层商业裙房以及2栋超高层(31层)办公楼组成。塔楼总高度为160.10 m，地下室深度约为20 m，连续墙长约24 m，拟采用桩基础。

季华园站是广佛线的中间站，位于佛山市影荫路与绿景一路之间的汾江南路上，呈南北向布置。本站设4个出入口，2组风亭及1座下沉式冷却塔。其中，C、D出入口位于车站西侧，已开通运营； A、B出入口位于车站东侧，目前正在施工中，A出入口预计2018年底开通，B出入口预计2019年4月开通。改造前2组风亭及下沉式冷却塔均位于车站西侧，目前冷却塔已完成临时迁改。工程平面位置见图1。

图1 工程平面位置图

1.2 改造原因

1)地铁季华园站C、D出入口、2组风亭及下沉式冷却塔侵入万科悦都荟地块，影响地块建筑布置，导致塔楼及环形车道侵入地铁下沉式冷却塔及北端排风亭。2)应佛山万科业主要求，悦都荟负2层需实现与地铁C、D出入口的直接连通。3)改造前C、D出入口均为楼梯，未设置扶梯，不能较好地服务周边居民； 悦都荟项目完成后，地铁出入口楼扶梯改造难度加大，地铁公司要求悦都荟建设时，同步对C、D出入口进行升级改造。

1.3 改造范围

1)对下沉式冷却塔进行迁移，最终将迁移至悦都荟裙楼楼顶； 2)升级改造季华园站D出入口，并与悦都荟负2层商业连通； 3)升级改造季华园站C出入口，并与悦都荟负2层商业连通； 4)对北端排风亭进行改迁，永久改迁至地块北端。改造范围如图2所示。

图2 改造范围

2 常见问题分析

2.1 下沉式冷却塔迁移

2.1.1 设计方案

受地块大小限制，悦都荟塔楼1侵入下沉式冷却塔范围，需对冷却塔进行迁移。迁移方案为： 1)在既有下沉式冷却塔西侧地面新建临时冷却塔，调试并确保冷却塔正常工作。2)切断既有冷却塔与车站的联系，将临时冷却塔与车站设备连通，随后破除既有下沉式冷却塔结构。此步骤实施之前，需进行施工组织设计，进行多次预演，确保一次改迁到位。3)在悦都荟裙楼楼顶新建地铁永久冷却塔，铺设管道，连接至地铁车站。4)启用永久冷却塔，拆除临时冷却塔。

土建工程的重难点是破除既有下沉式冷却塔基础。设计解决思路为： 先切除悦都荟连续墙部位冷却塔结构，并填土恢复地面，然后施工悦都荟地下连续墙，开挖基坑，破除剩余未切除的结构。具体方案为： 1)施工冷却塔切割位置的拉森钢板桩； 2)迁移既有冷却塔至临时位置，将冷却塔底板、侧墙分割，并切除对应结构； 3)在临时封堵风亭侧墙处预埋套管，采用素土回填现有冷却塔，并施工悦都荟连续墙； 4)开挖基坑，破除之前未破除的结构。具体施工设计见图3。

2.1.2 现场施工情况

破除既有下沉式冷却塔基础时，根据施工单位的要求及现场情况，动态优化了施工方案，采用边破边填的方法，取消冷却塔结构外侧的钢板桩围护。下沉式冷却塔破除现场如图4所示。

(a) 施工冷却塔切割位置处的拉森钢板桩

(b) 迁移既有冷却塔至临时位置，将冷却塔底板、侧墙分割，并切除对应结构

(c) 临时封堵风亭侧墙处预埋套管，素土回填现有冷却塔，并施工悦都荟连续墙

图3既有下沉式冷却塔破除设计图(单位： mm)

Fig. 3 Demolition design of submerged cooling tower (unit: mm)

2.1.3 建设及运营管理

机电工程的重难点为： 冷却塔迁移至悦都荟裙楼楼顶后，冷却水泵扬程增大，日常运营维护以及与大楼物业的关系处理问题严峻。解决思路如下：

1)关于水泵扬程增大的问题，通过沟通协调，万科地产与地铁公司达成一致，即冷却塔迁移至新的位置时，管路系统也会发生变化，需系统计算既有水泵选型是否满足要求，不满足时需对既有水泵进行改造、重新选型，同时需对配电部分(含电缆及环控柜开关)进行评估改造。经计算，原水泵扬程不满足要求，因改造由万科引起，万科负责完成改造项目。

2)关于日常运营维护与大楼物业的关系问题，根据国内相关城市的类似工程经验，建议地铁站提供冷却塔用电，万科物业负责对冷却塔补水，并进行计量。建成后，万科对冷却塔进行围挡，移交地铁公司管理。

图4 下沉式冷却塔破除现场

2.2 D出入口升级改造并与悦都荟负2层接驳

2.2.1 设计方案

将原有楼梯改成两扶一楼，并与万科悦都荟地下2层商业接驳。土建工程重难点及设计思路为：

1)改造期间维持2个出入口处于正常运营状态(目前仅C、D出入口开通运营)，设计时，未明确A、B出入口是否实施。设计思路为利用原预留接驳口在C、D出入口之间增设一个临时出入口，然后进行C或D出入口改造。新增临时出入口施工时，需对汾江南路进行管线迁改和交通疏解，对车站站厅层闸机进行改造。手续繁多，工期长，投资大。

2)出入口结构净宽仅5 m(见图5)，按地铁标准的两扶一楼布置时，宽度不够，需拓宽。但出入口西侧为新风亭，东侧紧贴内部人防门及道路红线，无拓宽条件。设计思路为采用非标准扶梯。

3)D出入口与南侧排风亭净距约为10 m(见图6)，增设扶梯将导致出入口长度增加，D出入口与排风亭之间的距离将不满足规范要求。设计思路为破除既有出入口出口段(含集水井段)，反向加长出入口。

2.2.2 重难点处理

1)出入口改造期间，需保证至少2个出入口处于正常使用状态。解决方案为： 利用C、D出入口之间的原预留接驳口作为改造期间的疏散出口，再进行C或D出入口的改造；改造期间最不利情况为预留口与C出入口并存或预留口与D出入口并存，经核实均满足“站厅公共区内任一点与安全出口疏散的距离不得大于50 m”的规范要求；同时，预留接驳口与主体相接处的宽度与C、D出入口相同(结构宽度为5 m，装修后净宽为4.6 m)，满足疏散要求；预留接驳口位于付费区内，改造期间将在接驳口延伸出的通道内设置临时售检票设施，解决临时进出站问题，因此，不调整既有的售票机、进出站闸机等位置。

图5 D出入口内部现状

图6 D出入口外部现状

该方案通过了相关专家审查，可保证改造期间出入口总疏散能力不低于改造前，满足疏散要求。但目前C、D出入口改造尚未开始，东侧A、B出入口在专家审查完之后一段时间开始施工。对于周边环境的变化，最终确定的动态处理原则为： ①通过了解，汾江南路东侧A出入口(D出入口对面)将于2018年底开通，B号出入口(C出入口对面)将于2019年4月左右开通。如A、B出入口能按时开通，则C、D出入口可分别在A、B出入口开通之后进行施工。该方案不需在C、D出入口之间加设临时出入口，因此，可节约工期及工程投资。②若急于在A、B出入口运营之前对既有出入口进行改造或A、B出入口未能如期开通，则可先在悦都荟地下室内建立单独的临时通道与D出入口进行接驳(D出入口已预留暗梁暗柱，满足向西开洞的条件)，满足疏散要求后，对D出入口进行局部隔断，进行爬坡段改造施工。隔断方法可参考魁奇路C出入口的改造方法，如图7所示。③若A、B出入口因受征地等外部因素的影响，未能如期开通，且已按②法完成D出入口的施工，悦都荟急于完成C出入口接驳，则按原确定方案执行，增加中部临时出入口。

2)针对地铁出入口宽度不够的问题，在满足各项技术要求的情况下，通过与自动扶梯供应商沟通，将自动扶梯的宽度1 900 mm优化为1 780 mm，保证中部楼梯宽度不小于1 200 mm，该方案得到了专家认可。

3)针对排风亭与出入口距离小于10 m的情况，采取专家提出的意见，通过加长飞顶、人员侧出的方式解决。出入口飞顶由目前广佛线的标准长度14.2 m加长到22.1 m，仅向人行道一侧开口，以满足与排风亭的距离要求，同时具有雨棚的功能。改造后D出入口的效果图如图8所示。

图7 魁奇路站C出入口隔断施工

Fig. 7 Separation construction of entrance/exit C at Kuiqi Road Station

图8 改造后D出入口效果图

2.2.3 建设及运营管理

机电工程重难点： 由于地铁及商业运营时间不统一，存在建成后接口位置如何管理的问题。针对接口管理问题，建议参考广佛线魁奇路站与新福港鼎峰的接驳模式，地铁侧与商业侧各设置1道防火门及防盗门(如图9所示)，地铁公司和商业中心根据各自的运营时间进行管理，注意接口位置预留FAS、BAS互联互通管线通道即可。

图9 接口位置防火门、防盗门设置图

2.3 C出入口升级改造并与悦都荟负2层接驳

2.3.1 设计方案

本设计方案中需在悦都荟负2层新建垂直电梯，新建垂直电梯与万科悦都荟地下室合建，并与地铁C出入口接驳。土建工程重难点为： 1)C出入口现状为三折跑楼梯，接驳位置标高大于悦都荟负2层楼面标高，且未预留暗梁暗柱，因此，需对C出入口折跑段进行整体改造，统一按悦都荟楼面标高接驳； 2)起坡点位置降低增加了地铁爬坡段的高度及长度，原位复建时，口部将侵入悦都荟塔楼消防登高面，不满足要求。因此，需对C出入口、新风亭全部进行改造，以加长坡道长度，满足爬高需要。改造前的C出入口设计图及现场情况如图10所示。

2.3.2 重难点处理

针对C出入口的改造，结合专家审查意见，确定了C出入口和新风亭的改造方案。由于既有的C出入口楼梯最下面一梯段会影响无障碍通行需求(新增的无障碍电梯与站厅层地面仍需通过楼梯过渡)，功能有缺失，故仍需对C出入口楼梯进行整体改造。但根据相关建议，最终将新风亭保持原状，爬坡长度不够问题通过东移起坡点解决，以缩短改造工期，降低实施风险。改造后的C出入口设计图如图11所示。

(a) 设计图 (b) 现场情况

图10 C出入口设计图及现场情况(单位： mm)

Fig. 10 Design drawing and on-site photo of entrance/exit C (unit: mm)

图11 改造后的C出入口设计图(单位： mm)

2.3.3 建设及运营管理

参考D出入口的建设及运营管理方案执行。

2.4 北端排风亭改迁

2.4.1 设计方案

排风亭改造相对复杂，由于改造过程中要保证地铁的正常运营，因此，需要分步骤进行。具体为： 1)实施临时排风亭； 2)封堵既有排风道，并破除既有排风亭； 3)实施永久排风道、排风亭； 4)将永久排风亭与原有风道连接，并封堵临时排风道。

2.4.2 重难点处理

参考2.3.2节C出入口升级改造并与悦都荟负2层接驳技术的重难点处理。

2.4.3 建设及运营管理

土建工程重难点： 新建排风道与悦都荟地下室建设工期同步，存在同时建设的问题。针对排风亭的建设问题，由万科统一协调，因改造由万科负责，不存在投资分摊等问题。因此，在悦都荟基坑设计时，地铁改造设计单位提资给基坑设计单位即可。设计时将排风道纳入基坑设计中同步实施，后续排风亭改迁时，只需打通接口即可，项目验收后移交给地铁公司。

2.5 临近地铁施工

2.5.1 设计方案

悦都荟地下连续墙与地铁地下连续墙的关系图如图12所示。悦都荟围护结构采用1.2 m的连续墙(兼作永久结构墙)，紧邻地铁，需要合理确定墙边与地铁连续墙的距离(简称“两者距离”)。设计思路为： 1)考虑原地铁地下连续墙施工时有外放，并存在鼓包现象，应适当加大两者距离； 2)考虑到两墙之间的土体在悦都荟连续墙成槽后无法自稳，需全部灌注素混凝土充填，为控制工程量，应尽量缩小两者距离。结合上述2条原则，地铁改造设计考虑两者距离为0.5 m。

D为钢支撑直经，t为钢支撑壁厚。

图12悦都荟地下连续墙与地铁地下连续墙关系图(单位： mm)

Fig. 12 Relationship between Yueduhui underground diaphragm wall and metro underground diaphragm wall (unit: mm)

2.5.2 现场施工情况

悦都荟连续墙成槽施工前，由于各种原因，悦都荟地下连续墙与地铁地下连续墙的净距由0.5 m调整为0.3 m，成槽时出现地铁连续墙侵入槽内约8 cm的情况，耗费人力及时间进行修槽，影响施工进度。

3 结论与建议

3.1 结论

通过对地铁附属结构的改造设计分析，得出了目前既有地铁附属结构改造中常见问题的一种解决思路，供设计、施工单位及业主参考。主要结论如下：

1)对周边条件受控的改造项目，可进行非标准设计。

2)既有地铁附属结构改造施工前，非标准设计的相关参数需满足地铁设计要求，并经专家审查后方可实施。

3)施工方案及设计方案可根据周边环境的变化动态落实专家意见，使改造更加人性化、经济化，避免不必要的投资。

4)建设时，宜以开发商作为改造主体，地铁公司负责对相关技术方案进行把关，建成后，开发商将相关地铁部分移交地铁公司管理。双方可在合建合同中明确建设及运营期间的管理事宜。

3.2 建议

1)相关主管部门可组织编制地铁改造设计规范，对常见的地铁改造问题进行归类。

2)对既有地铁结构破除、临近既有地铁结构工程等施工方案，建议由原地铁施工单位实施或邀请其对施工方案进行审查，减小施工风险。

3)地铁公司组织梳理各线已改造案例，编制常见的建设、运营问题的处理原则。

4)由于受现场施工进度的影响，目前无相关改造施工监测数据，可以此为切入点进一步研究改造施工中对地铁位移控制的关键施工技术，以便更好地指导后续方案设计。