天津地鐵區間隔斷門設置難點與對策

【摘要】本文就天津地鐵1號線區間隔斷門設置中遇到的一些問題進行了分析，提出了相應的對策，滿足了天津地鐵設防的要求，對節省投資、加快施工進度起到了良好的作用，同時也說明了只要對區間隔斷門設置面，臨的問題作詳細的分析處理，今后區間隔斷門的設置將可以更趨靈活.
【關鍵詞】地鐵 人防 區間隔斷門 問題對策
天津地鐵一號線地下段可大致分為三段：中間段是天津地鐵既有線改造的7．278km，共有8座地下站，北段是既有線西站向劉園方向延長的新建地下段3．506km，南段是新華路站向雙林方向延長的新建地下段4．597km，區間采用盾構法施工。根據天津地鐵1號線的設防原則，所有地下線均設防。
天津地鐵一號線存在一個既有線改造的問題，所以其設計和施工較全國城市的地鐵相比有其特殊性。天津地鐵西站至新華路既有段改造方案是在反復論證的基礎上確定的，改造方案基本保持既有區間隧道結構不做改造，只對既有車站部分進行破除，并拆除車站相鄰的既有區間隧道部分箱節，加大既有車站的長度以滿足6節車廂編組的要求(原車站按3節車廂編組要求設計入一號線小白樓站以南各地下區間采用盾構法施工。在區間隔斷門的設置上，也必須在以上施工方案的大前提下來進行具體的實施，這就帶來了諸多難題。根據人防的設防要求，在各地下站間的地F區間(即防護單元之間)需設置區間隔斷門，以滿足防護單元的劃分要求，在我們具體的設計過程中，專門針對區間隔斷門設置面臨的問題做了較為全面的分析，并提出了相應的解決方案。下面就該項目的情況具體作一介紹。
難點分析
區間隔斷門的一般設置要求是：
①站與站(防護單元)之間的地下區間隧道內
②必須在線路的直線段上；
③門應往下坡方向開啟，當往上坡方向開啟時軌道坡度不大于千分之5；
④雙洞雙線情況下，如左右兩線區間隔斷門設置里程相同，則兩線線間距必須大于門扇寬度+400mm的要求。
以上要求是從區間隔斷門的安裝、使用條件出發提出的，一般情況下上述要求是必須滿足的，在以往新建地鐵線路的設計中，以上條件作為限制條件也是較容易滿足的。
由于受改造線路的制約，天津地鐵既有線區間洞體基本不做改動，因此區間隔斷門只能在改造車站的端部、與既有隧道箱節相鄰的位置進行設置，也就是說，區間隔斷門設置的位置并沒有多少可選擇的余地。區間隔斷門設置面臨的主要難點歸納起來有以下幾點：2．1 區間隔斷門位于曲線段上，軌道有大超高值曲線段設置區間隔斷門，必將帶來軌道的超高，即兩根軌道不在同一水平面上，例如二緯路站北端左線設置區間隔斷門處的軌道超高值達110mm。區間隔斷門是一種橫向受力、單扇、立轉式門，出于防護密閉方面的考慮，門扇與軌頂面間的間隙很小，常規的區間隔斷門只能在線路的平直段設置。即要求設置區間隔斷門處橫斷面不允許有任何坡度，縱斷面的軌道坡度當門往上坡方向開啟時不大于千分之5，否則將會影響區間隔斷門門扇的正常開啟及區間隔斷門的雙向密封。而在線路的曲線段，內外軌有高差，常規的區間隔斷門設計不能滿足曲線段的設置要求。
2．2 區間隔斷門位于新舊結構差異沉降較大區段
由于既有段車站及區間建于1984年，至今已有18年之久，結構建成后的后期沉降已經穩定。而新建結構部分在降水、開挖、主體構筑、覆土回填、水位回升的過程中，必然要產生—個基坑坑底隆起、結構沉降、結構上升的過程，結陶的最終沉降(或上升)取決于地質、覆十厚度、地下水位高低等同素。因此，在新舊結構相交處，必然存在一個差異沉降。前面已經提到，區間隔斷門只能在改造車站的端部、與既有隧道箱節相鄰的位置進行設置，正處于結構差異沉降較大的區段。而區間隔斷門的門框是隨著區間隧道新結構打筑時安裝的，必然也要隨著結構一起沉降、上升、沉降，即使軌道鋪設完畢后，這種高程的變化也不會停止，換言之，軌頂面與區間隔斷門下門框以及門扇間相對高程關系也—直處于變化之中，這給區間隔斷門與軌道間的密閉帶來很大的難度，也給區間隔斷門的設計和加工安裝帶來很大的難度。
2．3 區間隔斷門的設計以及加工安裝不能按常規的方法
相比于土建結構而言，區間隔斷門作為一種機械結構，對施工精度的要求要遠大于土建結構常的區間隔斷門設計中，保證門扇與門框間相對關系較為容易(可以通過機械加工來實現)，門扇框尺寸在保證設備限界的前提下，考慮一定的綜合富裕度，一般可以按照設計尺寸在工廠全部加試裝配后，直接到現場進行安裝。在區間隔斷門設在乎直段的情況下，門扇與軌道間的密閉通過一套升降密封梁機構來實現，即使軌道高程與理論設計值有偏差，其偏差范圍也不大，可以調節機械機構的行程來實現，難度較小。但區間隔斷門在曲線段有超高值、結構差異沉降區段設置后，有很多機械零部件的尺寸要根據施工現場的實測確定，區間隔斷門不能在工廠加工試裝配完后再出廠，有部分構件要提前進場，很顯然，常規設計及加工安裝方法難以滿足要求。
2．4盾構法施工條件下區間隔斷門的設置
盾構法施工條件下，如果區間隔斷門仍然按照常規設置在區間，則每條正線均需拆除10m左右長的管片，而且拆除管片之后防護段與管片的連接接頭處理、防水的處理等都具有一定的難度，防護段施工的時間也難以把握，很有可能影響正常的區間施工進度。初步估算僅拆除管片并擴寬一項就需增加費用約80萬元，從節省工程投資的角度講也是很不合適的。
主要對策
前面提到的區間隔斷門設置難點問題，表面上看是區間隔斷門設置困難，實際上主要是區間隔斷門設計困難，其最根本的矛盾，通俗地講，是機械結構與土建結構間“細”精度與“粗’精度間的矛盾、“死”尺寸與“活”尺寸間的矛盾。
區間隔斷門作為一種機械結構產品，要求門扇與門框間、門扇與軌道間的配合要精確，誤差在毫米級，而土建施工的誤差NlJ在厘米級以上，兩者考慮的設計富裕量也相差較多；區間隔斷門為保證加工的質量與安裝精度，要求所有零部件、構件盡量在工廠加工裝配，工地現場工作量越少越好；土建施工中遇到什么問題可以及時在施工前調整，區間隔斷門一旦在工廠加工，其刪、的設計改變都有可能造成整個產品的報廢，所以在處理以上難點問題時，必須考慮全面，慎重處理。
3．1 設備零部件加工分類分別處理
如前所述，常規的區間隔斷門設計及加工安裝方法難以滿足天津地鐵上號線的區間隔斷門設置要求。針對區間隔斷門安裝現場的情況，將設備零部件分類處理，不同類別采取不同的處理方法。例如，可將零部件根據尺寸的確定程度分為固定尺寸件、現場量測件、現場可調件；固定尺寸件是不受現場尺寸變化影響的零部件，可以按照設計尺寸預先在工廠加工裝配，絕大部分的零部件均可歸到此類，如門扇主體結構、閉鎖、鉸頁、除下門框外的門框左右上三邊；現場量測件是需要在設備安裝場地實地量測后，根據實地量測值再在工廠加工的零部件，如下門框組件；現場可調件是預先已經對可能出現的尺寸偏差量有較準確的估計，可以預先在工廠加工，在現場進行部分調整的零部件，如升降密封梁機構，軌道密封箱。
3．2 將區間隔斷門設置處作為線路調線調坡的控制點
按照一般的施工進度，軌道鋪設時要進行調線調坡，對處于結構差異沉降較大區段的區間隔斷門來說，其門框已經隨土建結構澆筑在一起，其位置(里程)是固定的，如果能將區間隔斷門設置處作為調線調坡的控制點，則可以保證軌道在該點與門框相對關系的準確與穩定，同樣也可保證該處門扇與軌道間關系的穩定。這樣一來，在3．1中提到的現場量測件尺寸可以較精確地確定。
結構差異沉降而引起的變化值，根據規范規定和軌道運營要求，理論計算值應控制在—3mm(上升)～5mm(沉降)之間，因選擇區間隔斷門設置處作為調線調坡的控制點，在保證防護要求的前提下，根據該差異沉降范圍可適當加大門扇與軌道間的間隙值，將差異沉降調整量計人3．2中提到的現場可調件，從而保旺只要差異沉降不超出規范的范圍，區間隔斷門均有可調整的余地。
3．3盾構法施工條件下將區間隔斷門設置子盾構端頭井內
既然盾構區間拆除管片的造價高，且施工困難，而區間隔斷門又不能設在車站里，將區間隔斷門設置在盾構法施工的端頭井(盾構始發井或到達井)里是最為可行的方法。端頭井本身就是車站與盾構區間的分界點，在端頭井內襯以里二次澆筑區間隔斷門門框墻，區間隔斷門安裝在此位置，其作為防護單元分界設施的功能并沒有改變。
將區間隔斷門設置在端頭井里完全不影響盾構區間的正常施工。區間隔斷門可以在盾構施工完成以后再進行施作，區間隔斷門的門扇也可以從端頭井的吊裝孔直接吊人，施工安裝方便。惟一要提前施作的，就是在端頭井的內襯里根據區間隔斷門門框墻鋼筋配置的要求預埋鋼筋連接器和拉結筋。
此解決辦法土建只需增加門框墻的鋼筋混凝土費用，同在區間設置的方案相比每個防護單元可節省上百萬的土建投資，經濟效果顯著。
4 結束語
天津地鐵一號線的建設給區間隔斷門的設計提出了新的課題，我院根據上述思路已經在新型區間隔斷門的設計中做了詳盡的考慮；因天津地鐵一號線既有線改造尚未進入全面的施工階段，有些措施尚需實踐的檢驗。如果本文所闡述的方法能得以成功的話，無疑會使今后區間隔斷門的設置更趨靈活，不會再局限于常規的沒置要求，在面臨某些特殊線路條件的限制時，我們將能有更多的選擇。