论文部分内容阅读
摘要：地铁上盖商业开发的特殊之处在于要以地铁结构安全及正常运营为前提，而这往往会给设计施工带来较大的难度。目前，一体化设计施工的地铁上盖开发的工程案例在国内并不鲜见，例如北京八王坟车辆段上盖、上海地铁莘庄站、徐盈路站地铁上盖等。但是由于受到地块规划的不确定性、工筹的不匹配性等多种因素的制约，一些地铁上盖难以做到与地铁同步设计与施工，而往往是在地铁按常规工况（或者预留一定的物业开发条件）建成的情况下，才确定了上盖物业开发的方案。这就给地铁上盖结构的设计施工带来了较大的难度。
关键词：地铁；上盖设计；难点；对策
1导言
“地铁+物业”的开发模式，倡导公共交通出行，为发展低碳环保的智慧社区提供了良好的基础，另一方面，依托智慧社区的信息技术平台，可以更好的优化地铁站点周边的交通组织，降低碳排放和噪音等，因此在地铁上盖发展智慧社区是种双赢组合。
2项目概况
成都地铁1号线广福站位于天府新区老成仁路、天府大道与东山大道围合的三角形地块内，与上盖综合体建设用地范围在平面上产生交叠，车站主体大部分位于综合体裙房结构下部，其中高层距车站最近约25m，综合体底板与车站顶板间竖向净距约4.1m，两者平面关系见图1。
地铁车站采用明挖法施工，为双层单柱双跨框架结构。车站总宽19.7m，总高13.23m，两端均接盾构区间，其中围护结构采用Φ1200m@2400mm钻孔桩，嵌固深度7.0m，共设三道支撑，桩顶冠梁兼做抗浮压梁。上盖综合体由高层办公（框剪结构，地下1层、地上24层）、商业裙房（框架结构，地下1层、地上7层）组成，总建筑面积140972m2。
3地铁上盖的智慧社区规划设计的核心特点
3.1优化交通组织，鼓励低碳出行
目前，现有的地铁建设主要面临站点周边交通容量与土地利用模式的承载力不匹配、周边公交站点、停车场和自行车停靠点等设施与轨道站点接驳不完善，以及商业设施与站点设计结合不紧密等问题。智慧社区的交通分析可以直观的展现不同规划方案实施后站点周边的车流变化，为合理组织站点周边的人流、车流，缓解交通拥堵提供科学依据。
3.2控制噪音，降低碳排放，改善社区居住环境
地铁上盖物业开发，倡导低碳减排，绿色出行，智慧社区的环境分析可以对比不同设计方案下产生的交通产生的噪音，以及碳排放量，选出最优方案，为设计低碳环保的社区提供科学的数据基础。
3.3使用清洁能源，促进小区可持续发展
根据《BP世界能源统计年鉴（2017年）》的数据，中国依然是世界上最大的能源消费国，占全球能源消费量的23%，全球能源消费增长的27%。如何调整能源结构，降低能耗，是发展智慧社区的重要目标之一。智慧社区的能源消耗，可以对区域不同时段的供电量和潜在的太阳能发电量数据进行比对，优化能源供给方案，促进社区能源供需平衡。
4地铁上盖设计措施
4.1结构方案比选
根据上盖物业的建筑使用功能及经济技术对比，推出两种方案。方案一，结合方案：车站上方的裙房通过设置多排短柱与车站顶板相连，附加荷载一部分由车站两侧的地铁围护桩来承担，另一部分附加荷载（不超过地铁站的设计承载力）采用“分时设柱转换”的思想，即通过短柱将荷载直接作用在车站顶板上，将车站视为裙房的箱型基础。方案二，脱离方案：上盖综合体直接跨过车站，裙房全部附加荷载通过转换结构由车站两侧围护桩（包括新增桩基）来承担。
两种方案各有优劣，方案一，即结合方案，通过“分时设柱转换”的工序，将裙房的一部分荷载（理论上可控的荷载值）通过短柱直接传递至车站顶板，因此减小了上盖综合体转换结构的施工难度，降低了工程造价，但是，由于地铁施工在前，难以根据后建项目的需求进行结构方面加强处理，这就对“分时设柱转换”及其相关工序如何做才能满足地铁车站结构安全和正常运营要求提出了非常高的要求，而地铁车站结构承载能力已没有多余利用空间；另外，上盖综合体与地铁车站设计使用年限也不匹配。方案二，即脱离方案，上盖综合体直接跨越车站主体结构，利用车站两侧围护桩来承担车站范围内上部结构的全部荷载，上盖与车站主体结构完全脱离，二个结构体相互独立，受限较小，受力更明确。经多方综合比较，确定上盖综合体选用方案二，即脱离方案。
4.2高低压配电系统设计
高压系统采用单母线分段接线形式，35kV配电系统以放射式向各变压器供电，根据甲方需求，本项目配电房为无人值守，不需设置值班室，因此将本项目新增高低压设备等纳入已建既有线车辆段的综合監控系统，实现高压设备的远动控制等。
每两台变压器组成的低压配电系统变压器低压侧采用单母线分段接线，低压母线之间设联络开关，正常情况下，两台变压器分列运行，当其中一台故障或检修时，母联开关投入，由另一台变压器承担全部一、二级负荷，主进开关与联络开关之间均设电气/机械联锁。低压配电采用放射式与树干式结合的方式，消防风机等由双电源供电，末端自动切换。
4.3优化居住环境
在噪音方面，由于打通友邻北路东延段，往深康地铁站方向的交通流量将有所增加，但这些交通流量将主要通过下穿隧道，所以噪音值反而降低了。根据受到高度噪音（48dB以上）影响的人数和噪音值之间的关系曲线，分别得到不同方案中受到高度噪音影响的人数，两个场景方案的对比分析显示，建议方案中，受到高度噪音影响的人数比原方案下降了1.9%；处于48dB以上声环境的人数比原方案少1300人左右。如果能采用更优质的路面材料或者加入更多降噪措施（如声屏障等），将能进一步降低车辆噪音，改善周边声环境。
4.4防雷接地设计
本项目属于人员密集场所，经计算，地铁上盖上各建筑需要按二类防雷建筑设防。根据原车辆段设计资料，已建车辆段即平台下方防雷接地设计中只采用了大平台周围一圈的部分柱子作为防雷接地引下线。 由于已建盖下平台的接地设计图纸中没有将中间的柱子作为防雷引下线，不能确定平台上中间的柱子是否是与基础接地网焊接。本项目中平台上各楼栋建筑物防雷引下线可以利用钢筋混泥土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线，但根据规范要求，接地网的接地极和接地导体、接地导体与接地导体的连接宜采用焊接，如果平台上中间的柱子与基础接地网没有焊接，则不宜采用钢筋混泥土梁、柱、基础内的钢筋作为接地极。
为了确保可以利用建筑物柱内钢筋作为接地引下线，根据现场柱子布置，盖上柱子钢筋基本伸出盖上1m以上，因此同甲方沟通，邀请防雷接地检测机构测量本项目中需要作为引下线的一百多处结构柱的接地电阻，所测试的一百多个柱子的接地电阻都小于1Ω；因此，通过专门机构的测量数据可确定：本项目可以利用建筑内的钢筋作为防雷接地的共用接地引下线。
4.5上盖综合体地铁抗浮安全性
综合体转换结构底部距车站顶板的净距约为1.5m，因此，在施工期间，仅能保证车站顶板覆土厚度约为1.5m，与原设计3m覆土的工况相差1.5m的覆土荷载，另外，冠梁下部垫梁需先剔凿截断，故围护桩在此期间不参与抗浮。因此，车站抗浮存在安全隐患，为安全起见，需控制地下水位，根据计算需保证水位控制在车站中板以下。另外，施工期间，转换结构在首次张拉施工之前，其自重需通过支撑下传、短时期作用于车站顶板。此工况下，顶板覆土1.5m厚，转换结构自重荷载可等效为1.8m厚覆土荷载，总的荷载仍小于原设计工况的3m的覆土厚和20kPa的超载，因此，施工期间车站结构是安全的。
结束语
综上所述，地铁上盖物业的电气设计中，在盖上覆土深度不够管线埋地情况下，可以采用室外电缆沟方式。采用转换结构整体横跨车站，并利用地铁围护桩作为横跨结构的桩基方案对地铁主体结构影响可控，且能降低的工程造价，方案整体具有可行性。
参考文献：
[1]林立.地鐵上盖的智慧社区规划与设计[J].中外建筑，2017（05）：108-110.
[2]黄宇君.地铁车辆段上盖居住物业交通组织设计研究[J].建材与装饰，2017（10）：98-99.
[3]周莹，刘敏.地铁上盖建筑电气设计简介[J].建筑电气，2017，37（01）：29-32.
[4]史春光.非一体化设计的地铁上盖结构的设计施工方案探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2017（03）：99-101.
关键词：地铁；上盖设计；难点；对策
1导言
“地铁+物业”的开发模式，倡导公共交通出行，为发展低碳环保的智慧社区提供了良好的基础，另一方面，依托智慧社区的信息技术平台，可以更好的优化地铁站点周边的交通组织，降低碳排放和噪音等，因此在地铁上盖发展智慧社区是种双赢组合。
2项目概况
成都地铁1号线广福站位于天府新区老成仁路、天府大道与东山大道围合的三角形地块内，与上盖综合体建设用地范围在平面上产生交叠，车站主体大部分位于综合体裙房结构下部，其中高层距车站最近约25m，综合体底板与车站顶板间竖向净距约4.1m，两者平面关系见图1。
地铁车站采用明挖法施工，为双层单柱双跨框架结构。车站总宽19.7m，总高13.23m，两端均接盾构区间，其中围护结构采用Φ1200m@2400mm钻孔桩，嵌固深度7.0m，共设三道支撑，桩顶冠梁兼做抗浮压梁。上盖综合体由高层办公（框剪结构，地下1层、地上24层）、商业裙房（框架结构，地下1层、地上7层）组成，总建筑面积140972m2。
3地铁上盖的智慧社区规划设计的核心特点
3.1优化交通组织，鼓励低碳出行
目前，现有的地铁建设主要面临站点周边交通容量与土地利用模式的承载力不匹配、周边公交站点、停车场和自行车停靠点等设施与轨道站点接驳不完善，以及商业设施与站点设计结合不紧密等问题。智慧社区的交通分析可以直观的展现不同规划方案实施后站点周边的车流变化，为合理组织站点周边的人流、车流，缓解交通拥堵提供科学依据。
3.2控制噪音，降低碳排放，改善社区居住环境
地铁上盖物业开发，倡导低碳减排，绿色出行，智慧社区的环境分析可以对比不同设计方案下产生的交通产生的噪音，以及碳排放量，选出最优方案，为设计低碳环保的社区提供科学的数据基础。
3.3使用清洁能源，促进小区可持续发展
根据《BP世界能源统计年鉴（2017年）》的数据，中国依然是世界上最大的能源消费国，占全球能源消费量的23%，全球能源消费增长的27%。如何调整能源结构，降低能耗，是发展智慧社区的重要目标之一。智慧社区的能源消耗，可以对区域不同时段的供电量和潜在的太阳能发电量数据进行比对，优化能源供给方案，促进社区能源供需平衡。
4地铁上盖设计措施
4.1结构方案比选
根据上盖物业的建筑使用功能及经济技术对比，推出两种方案。方案一，结合方案：车站上方的裙房通过设置多排短柱与车站顶板相连，附加荷载一部分由车站两侧的地铁围护桩来承担，另一部分附加荷载（不超过地铁站的设计承载力）采用“分时设柱转换”的思想，即通过短柱将荷载直接作用在车站顶板上，将车站视为裙房的箱型基础。方案二，脱离方案：上盖综合体直接跨过车站，裙房全部附加荷载通过转换结构由车站两侧围护桩（包括新增桩基）来承担。
两种方案各有优劣，方案一，即结合方案，通过“分时设柱转换”的工序，将裙房的一部分荷载（理论上可控的荷载值）通过短柱直接传递至车站顶板，因此减小了上盖综合体转换结构的施工难度，降低了工程造价，但是，由于地铁施工在前，难以根据后建项目的需求进行结构方面加强处理，这就对“分时设柱转换”及其相关工序如何做才能满足地铁车站结构安全和正常运营要求提出了非常高的要求，而地铁车站结构承载能力已没有多余利用空间；另外，上盖综合体与地铁车站设计使用年限也不匹配。方案二，即脱离方案，上盖综合体直接跨越车站主体结构，利用车站两侧围护桩来承担车站范围内上部结构的全部荷载，上盖与车站主体结构完全脱离，二个结构体相互独立，受限较小，受力更明确。经多方综合比较，确定上盖综合体选用方案二，即脱离方案。
4.2高低压配电系统设计
高压系统采用单母线分段接线形式，35kV配电系统以放射式向各变压器供电，根据甲方需求，本项目配电房为无人值守，不需设置值班室，因此将本项目新增高低压设备等纳入已建既有线车辆段的综合監控系统，实现高压设备的远动控制等。
每两台变压器组成的低压配电系统变压器低压侧采用单母线分段接线，低压母线之间设联络开关，正常情况下，两台变压器分列运行，当其中一台故障或检修时，母联开关投入，由另一台变压器承担全部一、二级负荷，主进开关与联络开关之间均设电气/机械联锁。低压配电采用放射式与树干式结合的方式，消防风机等由双电源供电，末端自动切换。
4.3优化居住环境
在噪音方面，由于打通友邻北路东延段，往深康地铁站方向的交通流量将有所增加，但这些交通流量将主要通过下穿隧道，所以噪音值反而降低了。根据受到高度噪音（48dB以上）影响的人数和噪音值之间的关系曲线，分别得到不同方案中受到高度噪音影响的人数，两个场景方案的对比分析显示，建议方案中，受到高度噪音影响的人数比原方案下降了1.9%；处于48dB以上声环境的人数比原方案少1300人左右。如果能采用更优质的路面材料或者加入更多降噪措施（如声屏障等），将能进一步降低车辆噪音，改善周边声环境。
4.4防雷接地设计
本项目属于人员密集场所，经计算，地铁上盖上各建筑需要按二类防雷建筑设防。根据原车辆段设计资料，已建车辆段即平台下方防雷接地设计中只采用了大平台周围一圈的部分柱子作为防雷接地引下线。 由于已建盖下平台的接地设计图纸中没有将中间的柱子作为防雷引下线，不能确定平台上中间的柱子是否是与基础接地网焊接。本项目中平台上各楼栋建筑物防雷引下线可以利用钢筋混泥土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线，但根据规范要求，接地网的接地极和接地导体、接地导体与接地导体的连接宜采用焊接，如果平台上中间的柱子与基础接地网没有焊接，则不宜采用钢筋混泥土梁、柱、基础内的钢筋作为接地极。
为了确保可以利用建筑物柱内钢筋作为接地引下线，根据现场柱子布置，盖上柱子钢筋基本伸出盖上1m以上，因此同甲方沟通，邀请防雷接地检测机构测量本项目中需要作为引下线的一百多处结构柱的接地电阻，所测试的一百多个柱子的接地电阻都小于1Ω；因此，通过专门机构的测量数据可确定：本项目可以利用建筑内的钢筋作为防雷接地的共用接地引下线。
4.5上盖综合体地铁抗浮安全性
综合体转换结构底部距车站顶板的净距约为1.5m，因此，在施工期间，仅能保证车站顶板覆土厚度约为1.5m，与原设计3m覆土的工况相差1.5m的覆土荷载，另外，冠梁下部垫梁需先剔凿截断，故围护桩在此期间不参与抗浮。因此，车站抗浮存在安全隐患，为安全起见，需控制地下水位，根据计算需保证水位控制在车站中板以下。另外，施工期间，转换结构在首次张拉施工之前，其自重需通过支撑下传、短时期作用于车站顶板。此工况下，顶板覆土1.5m厚，转换结构自重荷载可等效为1.8m厚覆土荷载，总的荷载仍小于原设计工况的3m的覆土厚和20kPa的超载，因此，施工期间车站结构是安全的。
结束语
综上所述，地铁上盖物业的电气设计中，在盖上覆土深度不够管线埋地情况下，可以采用室外电缆沟方式。采用转换结构整体横跨车站，并利用地铁围护桩作为横跨结构的桩基方案对地铁主体结构影响可控，且能降低的工程造价，方案整体具有可行性。
参考文献：
[1]林立.地鐵上盖的智慧社区规划与设计[J].中外建筑，2017（05）：108-110.
[2]黄宇君.地铁车辆段上盖居住物业交通组织设计研究[J].建材与装饰，2017（10）：98-99.
[3]周莹，刘敏.地铁上盖建筑电气设计简介[J].建筑电气，2017，37（01）：29-32.
[4]史春光.非一体化设计的地铁上盖结构的设计施工方案探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2017（03）：99-101.