李澤楷
摘 要:隨著我國科技實力的提升,地鐵行業(yè)已經(jīng)有了更廣泛的發(fā)展,它也因此成為業(yè)內(nèi)外人士關(guān)注的焦點。地鐵車站的建設(shè)是最重要的工程環(huán)節(jié),他需要涉及大量的城市建設(shè)資金,并要占據(jù)較大的城市地下空間,要合理建造出地下車站就要求管理人員有較強資金管理能力與合理施工方案。深埋地鐵車站又對工程造價影響重大,眾所周知,地鐵車站淺埋雖可以降低資金,但局限性很大,受地上影響較大。并且地鐵車站埋的深度受諸多因素影響,管理者應(yīng)廣泛分析這些因素,控制地鐵地下車站所埋深度,盡量減少工程造價。本文闡述了地下車站埋深的意義,分析了地鐵埋深影響因素及對工程造價影響,并提出了自己建議,望在以后地鐵車站工程實施過程中可以起到參考作用。
關(guān)鍵詞:地鐵車站;埋深;工程造價
一、降低地鐵車站埋深的意義
根據(jù)有關(guān)實踐調(diào)查發(fā)現(xiàn),在地鐵建造總投資中土建資金投入占到40%到50%,而在土建各工程中,車站土建投入又占到45%左右。因此通過降低鐵車站埋深可以有效降低工程造價,降低建造成本。通過有關(guān)數(shù)學模型,及函數(shù)分析,基坑每降低一米,造價減少264萬元,建筑高度每降低一米,建筑造價會減250萬元左右,這筆費用對任何一個企業(yè)來說都是一筆不小的數(shù)目。若將這筆費用省下,可以降低地鐵建造的整體投資。
二、地下車站埋深的影響因素
(一)地下管線
地鐵站大都建在人口密集的市區(qū),這部分地區(qū)很大一個特點就是在地底下埋置著錯綜復(fù)雜的各種地下管線,包括光纖、天然氣管線、電纜、下水道等。這就要求地下車站建造管理者在收集到確切地下管道情況資料后,可以根據(jù)其分布情況確定地下車站位置與埋深。首先車站站位要盡量避開管道密集處。這項問題需要盡早注意,以減少管道處理的數(shù)量,進一步為過程降低人力物力的支出。如果在平面位置上難以錯開,則車站埋深原則上要比管線深,簡單來講就是從高程上與地下管線錯開。地下管線是影響車站埋深的一大重要影響因素,如果相關(guān)管理人員可以結(jié)合實踐合理處理地下管線,可以明顯降低工程造價。
(二)凍層因素
凍土是一種受溫度影響較為強烈的一種土質(zhì)結(jié)構(gòu),還有豐富地下水,但由于每年散熱比吸熱多,其中常常伴有一定數(shù)量的冰水混合物,在我國黑龍江及西北地區(qū)很常見。凍土通常具有流變性,其長期強度遠低于瞬時強度特征,這給凍土施工工程帶來了許多麻煩,最突出兩點是融沉與凍脹。融沉即為凍土的冰融化為水,通過空隙流出,使下層土壤進一步下沉。凍脹是因土有不同含水量,經(jīng)過低溫凍結(jié),體積增大,產(chǎn)生不同程度張力,這種力作用在建筑物上回造成很大的損傷,造成大量經(jīng)濟損傷。因此,凍層對主體結(jié)構(gòu)有著非常不利的影響,要想提高地鐵使用壽命,將結(jié)構(gòu)置于凍層以下非常有必要。
(三)地下水的影響
在進行地下工程施工時,地下水是不能忽視的一大因素。有的地下水可能含有腐蝕物質(zhì),若未事先勘測就進行施工,受地下水侵蝕的建筑物很容易生銹、倒塌,損傷勞動成果。并且地下水位一年四季不斷變化,夏季一般上升,冬季一般下降,進行地下車站建造時要查清地下水的水位變化,讓建筑恰好在水位變化范圍之內(nèi),以提高地下車站工程質(zhì)量。
(四)線路坡度因素
根據(jù)《地鐵規(guī)范》中原則:車站宜布置縱斷面的凸形位置上。這樣可以使線路盡可能接近地面,有利于減少地板埋深從而降低工程造價。但規(guī)范中同時規(guī)定地下車站站臺計算長度線路坡度宜采用千分之二,在較為困難的情況下可在千分之二到千分之三之間,長度在300到400的坡道上,由于受最小控制埋深的限制,致使地板埋深增加0.5到1米,主體結(jié)構(gòu)高度也會因此怎加,因此增加的投資可達千萬元,這是筆很大資金投入。
(五)建筑高度影響
對于地鐵車站而言,建筑物是整個工程的標志,同時建筑高度又與地鐵車站埋深緊密相關(guān)。建筑高度會受界限、結(jié)構(gòu)類型、建筑功能要求等影響,建筑物高度一般不容易減少。建筑物高度對工程造價影響又不能小覷,高度每一米的增減會影響到資金上百萬的增減,因此在確保車站功能的情況下,工程師應(yīng)盡可能減少建筑物高度,縮小建筑面積??梢詮能囌镜墓矃^(qū)、設(shè)備用房、車站附屬建筑物等方面入手,盡可能縮小功能小的建筑物規(guī)模,切實減少工程造價。
三、降低地鐵車站埋深的具體措施
(一)改進地下管線設(shè)計
按照傳統(tǒng)設(shè)計,各種管線分屬不同部門單位。建設(shè)和總體設(shè)計單位往往將地下管線的處理作為一般動遷工程委托產(chǎn)權(quán)單位設(shè)計、施工。因各單位技術(shù)標準不同,并且資金流動方向一般不公開,常將地鐵車站埋深。地下管線設(shè)計必須納入總體設(shè)計,進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟分析,以總體最優(yōu)為原則,以盡量將地下車站深度埋淺為目標,以公開這部分資金流動方向為手段,統(tǒng)一制定最為經(jīng)濟、合理、科學的埋深,以最大限度降低工程造價。
(二)對凍層及地下水情況進行數(shù)據(jù)分析,對車站適當埋深
施工人員要有憂患意識,提前對要進行地下車站建造的地層進行勘探。利用現(xiàn)代科技,了解地下水的走向、腐蝕度及四季水位線的變化,通過計算機建立函數(shù)模型,以此確定最為合適的埋深。既要避免埋深過度引起的工程造價過高又要避免因埋深過淺造成的的建筑物腐蝕、損傷。除此之外,還要對凍層情況進行全面勘探,工程師級結(jié)合自身專業(yè)知識,對凍層的融沉與凍脹等情況能夠找到科學應(yīng)對措施,并盡可能躲避敏感土質(zhì),借此降低施工工程中出現(xiàn)問題的可能性。
(三)優(yōu)化設(shè)計降低車站建筑高度
車站建筑的規(guī)模、高度也是影響工程造價的一大因素。車站建筑的結(jié)構(gòu)形式要與地下管線的鋪設(shè),地形地表等環(huán)節(jié)相協(xié)調(diào),盡可能減少底板所埋的深度。在設(shè)計的階段,總體設(shè)計要考慮諸多因素,在保證建筑物質(zhì)量的前提下,需盡可能壓縮建筑物規(guī)模,降低建筑物高度,可以通過建設(shè)凸型車站、縱向管道凹部穿過等方式完成。除了主體建筑,其他配套設(shè)備也可以進行優(yōu)化。例如可以對風道、接觸網(wǎng)等設(shè)備進行合理設(shè)計來實現(xiàn)最大限度的資金節(jié)省??偠灾?,控制地鐵車站的埋深涉及各個部門環(huán)節(jié),我們只要從總體上多考慮,各方面相互協(xié)調(diào)、達成共識、齊心協(xié)力,可降低的工程造價是非常可觀的。
(四)采用合理的車站線路坡度
從鐵路的實踐看, 2 %。一3 %坡度并不能確保不發(fā)生車輛溜車??紤]到采用滾珠軸承車輛, 鐵路將原《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》2%。的限坡改為“ 站坪宜設(shè)在平道上, 困難條件下, 可設(shè)在不大于1.5 %。的坡道上” 。由于隧道內(nèi)存在強大的活塞風, 在1.5 %。的坡道上, 存在著列車溜逸的條件。因此, 從地鐵列車行車的絕對安全出發(fā), 車站線路坡度應(yīng)為平坡, 這與最大限度減小地鐵埋深的要求是一致的, 亦有利于列車啟動。在車站坡度選擇設(shè)計時,要遵循以上原則,這樣可以在保持列車正常運行同時還降低了工程造價。
四、結(jié)語
我國地鐵的發(fā)展可以有效緩解城市交通壓力,但地鐵的建造需要耗費較大的人力。物力。地鐵建造工程涉及多個環(huán)節(jié),其中車站埋深對工程造價影響極大。我國地鐵建造有關(guān)人員需要增加實踐經(jīng)驗,掌握地下勘探技術(shù),利用專業(yè)知識能夠?qū)鰧?、地下水、地下管線等因素設(shè)計科學方案,以建造高質(zhì)量,資金利用率高的產(chǎn)品。促進我國地鐵行業(yè)的發(fā)展。
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