成都轨道交通18号线一期快线枢纽工程
—火车南站结构设计
摘要：成都轨道交通18号线一期的火车南站为地下二层岛式站台车站，它与1、7号线进行换乘，它们是集合了轨道交通干线、轨道交通快线、国铁站房、公交枢纽综合体及地块商业开发客流的大型换乘枢纽。18号线火车南站周边条件复杂，首屈一指的结构难点在车站西侧的火车南站南行桥的桩基础与650米长的车站平行设置，桥梁桩基离车站基坑最近距离约1.3米，其次对既有车站的改造也是本站结构难点之一。
关键词：火车南站；换乘；不同客流；桥梁基础；基坑；净距；既有线；运营；改造；便捷；舒适
一、工程概况
18号线起于火车南站，沿天府大道东侧向南敷设，经环球中心、世纪城、麓山至天府新区博览城片区，之后穿越龙泉山向东经三岔湖片区至新机场。
18号线线路全长59.27km，共设置9座车站，其中8座地下站，1座地面站，平均站间距7.2km。设合江车辆段综合基地一处，预留临江停车场一处（近期工程），设主变电所三座，其中麓山主所与1号线三期工程香山主所和设，合江主所设于合江车辆基地内，临江主变电所设于临江停车场内。采用双线全封闭运行系统，速度目标值140km/h的地铁A型车6辆编组，采用交流25kV架空悬挂接触网供电。
18号线火车南站是成都首例集合了轨道交通干线、轨道交通快线、国铁站房、公交枢纽综合体及地块商业开发客流的大型换乘枢纽，在本站形成换乘关系的3条轨道交通线路，1号线是南北干线，7号线是环形干线，18号线是疏导1号线客流的辅助干线，同时也是机场快线。1号线客流多为单站台过站客流，7号线客流多为交互换乘客流，对车站客流组织的需求是便捷换乘，1号线与7号线设
置的“站台直达换乘楼梯、换乘客流单循环”换乘体系满足1号线与7号线换乘客流的需求。18号线客流具备机场快线的特性，对车站客流组织的需求是快速换乘，18号线与1、7号线之间设置的 “双通道、单循环”换乘体系满足18号线与1、7号线换乘客流的需求。
车站为地下二层岛式站台车站，宽为13m。车站有效站台长186m，总长约650m，标准段宽21.9m。车站共设8个出入口，2个消防疏散出入口，3组风亭。
图1 火车南站总平面图
地铁18号线火车南站沿高架桥东侧布置，成都南站站房南侧，凯德广场建筑西侧，呈南北走向。地铁1号线火车南站沿天府大道高架桥西侧布置，位于铁路股道南侧，呈南北走向，地铁7号线火车南站位于1号线车站西侧，沿广和一街道路路中下方布置，呈东西走向。
图2 车站走向及周边环境 二、结构设计重难点
1、在沿650m长的地下两层且一侧全部存在既有公路桥梁桩基础的车站进行基坑开挖，桥梁桩基离车站基坑最近距离约1.3米。
成都地铁18号线火车南站沿三环路人南延线立交高架桥东侧布置，呈南北走向，车站为地下二层岛式站台车站。车站结构明挖施工对既有三环路人南延线立交桥桥墩有影响，需对立交桥既有桥墩进行托换或加固处理。为避免振动对既有桥的影响，采用钢管桩，同心跟管钻施工，加固数量变为37处，其中桥梁桩基离车站基坑最近距离仅为约1.3米。
既有桥墩桩基加固方案：既有桥墩主要为车站基坑西侧最近的一排立交桥桥墩。立交桥与车站基坑平行走向，桥墩桩基受车站基坑开挖影响，将会导致承载力下降、沉降、倾斜。按照初步设计确定的桩基加固原则，对距离车站基坑6米以内的既有桥墩桩基，按照增设桩基承台的方式进行加固。需加固的既有桩基为直径1.8m钻孔桩，加固桩采用每承台6根直径0.245m的钢管桩（按柱桩设计，嵌岩深度≥1m），承台采用条形承台。车站基坑支护措施在靠近桥梁一侧均作加强，采用直径*********的围护桩，内支撑采用混凝土撑，并严格控制围护结构变形以及提高基坑稳定性,可有效减小对基坑外既有桥墩桩基的影响。
图14 车站与桥梁基础总平面图
图15 基坑与桥梁桩基关系图
图16 桥梁桩基加固图
通过对车站基坑本身采取围护桩加密、混凝土支撑以及对桥梁加固等方式，保证了基坑整体性和稳定性，整个基坑开挖和回筑过程中，基坑变形对桥梁基本无影响。实现了在沿650m长的地下两层且一侧全部存在既有公路桥梁桩基础的车站进行基坑开挖，其中最近的桥梁桩基离车站基坑最离约1.3米，在这样的情况下，保证了基坑安全、桥梁安全。
2、西南地区首个为采用“三线换乘双通道、单循环”的换乘体系并对正在运营中的车站结构进行分步分段改造，改造过程难度极大、措施复杂。
图17 改造结构平面图
图18 改造结构剖面图
为更好与运营的1号线车站顶板连接，改造接口采用C型梁。首先完成C通道的土方开挖，在既有车站内接口位置进行围闭，在围闭区域内架设支撑，并采取措施顶紧支撑，再对原通道进行破除，并注意保留底板和侧墙一定范围内（大于防水板的搭接长度）的防水板，再施工接口位置的垫层和防水层，最后施工接口位置的梁、柱和挑出段。
设计和施工难度均较大，下面通过图文结合，具体讲述设计对施工步骤的要求：
图19 车站结构第1期破除范围
先卸除顶部覆土并在1号线C通道TTGL3下架设型钢立柱，凿除第1期范围内结构，侧墙采用静力切割和人工凿除的开洞方式，首先用静力切割形成侧墙孔洞，再人工凿除其余部分。既有1号线C通道TBZ3、TTGL3采用人工凿除的方式。人工凿除线与静力切割线之间保留原结构钢筋备用。在凿除既有柱过程中应注意保护原侧墙钢筋，需满足预留侧墙钢筋锚入GZZ1、GZZ2中，详见上图。
图20 车站结构第1期梁柱浇筑范围
本期施工第1期结构梁柱钢筋,浇筑阴影范围砼，并施作中板改造（施工GZZ1、GZZ2时，应先完成该处中板改造，再完成其上部结构）。脚手架（脚手架搭设范围为主体结构侧墙上）不能拆除，待梁、柱砼强度达到设计要求的80%以上方可进行下一步凿除施工。详见上图。
图21 车站结构第2期破除范围
凿除第2期范围内结构，同时注意保护原结构中锚入钢筋。详见上图。
图22 车站结构第2期梁柱浇筑范围
即时架设临时型钢立柱，施工第2期结构梁钢筋,浇筑阴影范围砼；脚手架不拆除，待梁砼强度达到设计要求的80%以上方可进行下一步凿除施工。详见上图。
图23 车站结构第3期破除范围
凿除第3期范围内结构，注意保护原结构中锚入钢筋。详见上图。
图24 车站结构第3期浇筑范围
即时架设临时型钢立柱，施工第3期结构梁钢筋,浇筑阴影范围砼。脚手架不能拆除，待梁GZTL1、柱GZZ1、GZZ2砼强度达到设计要求的100%方可拆除下方脚手架及临时立柱。
通过以上设计要求的施工步骤，在运营线路上对未进行预留的顶、中板梁的改造，并结合合理、巧妙的施工步骤，最终形成通道接口，实现了西南地区首个为采用“三线换乘双通道、单循环”的换乘体系。
三、总结
成都地铁18号线是一条服务于成都市区与天府国际机场之间的快线，是中国全国首条兼顾中心城客流、市域客流、机场客流，集多种运营组织模式于一体的复合线路，也是全国最快开进中心城区的市域快线，18号线也是“轨道交通引领城市发展格局”的重要环节，它连通了成都主城区与成都东部新区，直通天府国际机场。
作为18号线一期快线枢纽的第一个重点车站——火车南站，它不仅是承载了五种客流性质交通线路的融合车站，更是一座大型换乘枢纽。它的成功设计、修建可为后续成都更多的枢纽站带来一些思考和启迪，也愿这座核心地段的枢纽工程为成都人民带来更加便捷、舒适的轨道交通生活！
