一、工程概况
北京地铁10号线国贸站为一座与地铁1号线换乘的大型换乘车站,车站处在北京市CBD核心区域东三环中路与建外大街交叉口处,呈南北走向,按分离岛式车站设计,复合式衬砌结构。其主洞室设计长度131.2m,最大单跨开挖宽度15.15m,高度19.386m。两个主洞室之间内接两个客流通道与一个设备联络通道,外连东北、西北和南侧三个风道,共设东北、西北(AB)、东南四个出入口以及一个换乘通道。总建筑面积为18,955.8㎡。
国贸站位于国贸立交桥下,桥桩密集,管线密布,设站条件非常苛刻,周边环境条件特别敏感。国贸站是首次在桥区采用浅埋暗挖法修建的大型地铁车站,主要采用洞桩法、CRD法与台阶法进行施工。站址处工程地质与水文地质条件复杂,结构上方上层滞水饱和,拱部多为中细砂与粉细砂,受动荷载影响明显,车站开挖成拱条件极差,施工难度极大,工程风险极高。
工程于2004年3月开工建设,2008年4月竣工,总投资2.5亿。
二、科技创新与新技术应用
1.设计思路新颖,首先提出在桥桩密集区域采用分离岛式车站的设计理念。车站处于地面交通繁忙的东三环路下,不允许断路,且地下管线密布,无法采用明挖法施工,即使采用了浅埋暗挖法施工,在桥区也无法采用传统的三跨二柱式结构方案。分离岛式车站将整体车站一分为二,分别设在两排桥桩之间,既可实现设站的要求,又可不拆桥桩,不影响立交桥的正常运行,与错开的侧式车站相比缩短了车站长度,可大大方便乘客的通行。
2. 实行全方位、全过程的风险管理。国贸站周边环境复杂,地铁车站施工直接影响立交桥和既有地铁线路的运营安全,风险极大。在对立交桥进行动态诊断的基础上,根据立交桥的健康状况,创造性地提出市政桥梁采用“分级、分区域、分阶段”控制沉降的概念及具体保护措施。国贸站风险管理的实施,直接引导和推动了北京地铁乃至全国地铁建设中“风险管理体系”的形成和建立。施工过程中国贸立交桥始终畅通无阻,确保了奥运会的顺利进行。
3. 在桥桩加固体和隔离保护中首次采用复合锚杆桩保护技术,即在地面向下施作特制的长锚杆,然后从锚杆孔进行深孔劈裂注浆,达到加固桥桩周围土体,又能隔断洞室开挖变形的传播。该技术不仅克服了传统隔离技术在此无法实现的难题,且成本低、工期短、施作方便。
4. 做到了动态设计,信息化施工。由于国贸站为群洞组成的复杂结构体系,且各洞室埋深差异大,施工时间和顺序各不相同,因此,受力转换频繁,群洞效应明显。施工过程中,通过严密的施工监测和信息实时反馈,进行了施工动态设计,指导了施工措施和施工工艺的调整和优化,确保了施工质量和安全。
5. 首次在地铁车站中采用光栅传感器和光纤光栅-纤维复合筋对车站结构进行长期的健康监测,并建立了“车站结构健康评价体系”,为长期的运营维修提供了科学依据。
三、获奖情况
1. “地下工程开挖诱发灾害防控关键技术开发及应用”获得2012年度国家科技进步二等奖;
2. “隧道开挖诱发工程灾害预防与治理关键技术研究及工程应用”获得2009年度北京市科技进步二等奖;
3. 2007年度北京市政工程行业协会市政基础设施结构长城杯金质奖工程。