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目录

  1. 前言

  2. 初期规划

  3. 地下复杂管线的难题

  4. 避开既有6号线

  5. 老城区的建筑保护

  6. 地下水的挑战

  7. 美术馆站的施工方法

  8. 独特的地铁线结构设计

  9. 美术馆的文化艺术特征

  10. 与南锣鼓巷站的联动

  11. 结语


前言

在北京中轴线的核心腹地,北京地铁8号线中国美术馆站的落成,是一场跨越十余年的工程攻坚与文化共生之役。从规划蓝图的反复打磨,到地下管线的艰难避让,从既有线路的精准跨越到百年建筑的悉心守护,这座车站在老城区的方寸天地间,用工程智慧破解多重困局,更以文化匠心串联起城市的过去与当下。

初期规划

北京地铁中国美术馆站的规划历程历经十余年,多次调整方案,车站规划最早可追溯至2007年,当时北京地铁8号线二期工程的规划方案获得批复,明确了设置中国美术馆站。2010年5月,北京市规划和自然资源委员会公布了沿线站名命名预案,该站被正式公示为“中国美术馆站”。在最初的规划中,车站设计为明挖施工,并计划与地铁3号线实现换乘,甚至曾有四线换乘(3号线、6号线、8号线、5号线)的远期构想。

然而,进入具体设计阶段后,规划遇到了三大核心挑战,导致方案多次修改:复杂的地下管线:车站位于老城区,地下管线极其复杂,尤其是车站西北角和东南角的热力、电力管线被形容为“北京地铁里最复杂的”以及“啃不动的硬骨头”。

施工工法的变更:由于明挖法需要对道路“开膛破肚”,会牵连大量管线和拆迁,规划将施工方法从明挖改为工期更长的暗挖法。

征地拆迁的延迟:规划中的施工场地拆迁工作进展缓慢,影响了实质开工。部分场地的补偿谈判耗时很长,导致车站西南角的竖井场地直至2014年左右才交付使用。据报道,从2009年招标到2011年实质开工,耗时约一年半才基本解决施工场地问题。

地下复杂管线的难题

北京地铁8号线中国美术馆站在建设过程面临的管线极为复杂的困境,主要体现在管线分布密集、改移难度极大以及由此引发的系列工程挑战上。

中国美术馆站地处北京老城区核心区域,地下管线状况异常复杂,被称为”北京地铁里最复杂的”管线分布。车站位置需同时应对燃气、电力、排水等多种老旧管线交织的困境。尤为棘手的是,车站顶板与上方热力管线的最小垂直距离仅约1.45米。

由于部分关键管线根本无法实施改移,工程面临巨大挑战。建设方曾评估,若强行改移这些管线,其工期将超过地铁站建设本身,造价也更昂贵。这种困境直接导致了车站设计方案改为了“错置布局”管线产权单位众多也加剧了协调难度,建设方需逐一与各家产权单位协商改移方案和补偿费用,有时一个出入口的管线谈判和改移时间就长达一年半,而实际出入口施工仅需半年。

复杂的管线网络直接限制了施工方法的选择。车站原本计划采用工期较短的明挖法,但该方法需要对道路进行”开膛破肚”,会波及更多管线和建筑,因此被迫改为工期更长的暗挖法。在长达9年的建设周期中,因管线规避、下穿既有线等难题,车站施工方案前后共修改了6次,产生了7版不同的图纸。

避开既有6号线

距离8号线中国美术馆站不远的地方就是6号线和5号线东四站。东四站虽然也面临管线密集的挑战,但复杂程度相对可控,且东四作为交通枢纽与5号线换乘更能发挥网络效益。而当时8号线的建设还是一个未知数。6号线建设隧道时可以通过足够的深度避开热力管线以及高地下水位。

而作为后来者,8号线运行隧道需要垂直上穿既有的地铁6号线区间隧道。根据施工记录,8号线车站的底板与6号线盾构区间的顶部最小竖向距离仅有0.27米。这意味着两条地铁线路的隧道在中国美术馆站附近形成了立体的交叉,8号线必须从6号线的正上方通过。

为了在如此紧凑的地下空间内实现安全跨越,8号线的轨道标高(即轨道的高度)必须进行精心设计。列车从中国美术馆站开出后,需要先以一个上坡提升高度,确保有足够的净空越过下方的6号线隧道;在成功跨越之后,轨道再通过一个下坡调整到正常的运行标高,继续驶向金鱼胡同站。而为了对乘客舒适度的影响降到最低,这个坡度被控制在了合理范围,所以在中国美术馆站往金鱼胡同方向望去,即使列车经过了这个“小鼓包”之后,还能清晰的看到列车的红色尾灯。


老城区的建筑保护

中国美术馆站的建设面临极大挑战,因其需在极近距离侧穿北京市重点保护文物金帆音乐厅。该音乐厅建于1922年,为砖结构,自身已存在老化损伤,对变形极其敏感。对于结构变形沉降有极其苛刻的要求。

金帆音乐厅前身:首都剧场

图片来源:探秘王府井:那些隐匿于繁华背后的建筑传奇,你知道几个?

地铁运营产生的振动是长期存在的,针对此问题,地铁方面采取了源头减振和传播路径控制相结合的策略:

减振技术应用:在运营阶段,地铁线路通常会采用减振扣件、浮置板道床等工程措施来降低振动产生和传播。尽管搜索结果未明确列出8号线运营后采取的具体减振技术,但根据行业通用做法,这类措施是保护沿线敏感建筑的标准且有效的手段。

中国美术馆

持续监测保障:对临近古建筑进行长期沉降与振动监测是运营维护的常规工作,能够确保一旦数据出现异常,便可及时采取应对措施。

地下水的挑战

前文也提到了6号线隧道深度避开了热力管线和地下水,而8号线美术馆站去建设别无选择,必须面临显著地下管线和地下水挑战,并通过多种工程技术手段得到了有效应对。

车站的拱部位于粉细砂层和黏土层中,该地层含水量丰富。这种地质条件使得地下水活跃,对基坑和隧道的稳定性构成威胁,增加了施工难度和风险。

美术馆站施工中主要采用了在北京地铁工程中应用广泛且效果良好的管井降水法。同时,对于复杂区域,也运用了具有明显优势的辐射井降水法,这两种方法有效控制了施工区域的地下水位。

地层加固与防水技术:为确保大跨度暗挖结构安全下穿重要污水管道,工程采取了洞内深孔注浆方案来加固地层。并对污水管管节本身进行防渗保护,双管齐下以控制变形,保障管线安全。

美术馆站的施工方法

中国美术馆站的施工难度极大,场地受限(仅有400平方米,而常规需要1200-2000平方米),迫使施工方采用向空间发展的三层搭楼方案安置设备。在中国美术馆站的施工中,PBA法(主体结构)与CRD法(联络以及附属结构)是两种应用于不同工程部位和阶段的暗挖施工技术。

PBA法的核心思想是“先支护,后开挖”,在地下预先构建一个坚固的支撑框架,再在其保护下进行大规模开挖。其名称来源于三个关键构件:桩(Pile)、梁(Beam)、拱(Arch)。这样的施工方法在小玮看世界之前的文章北京地铁名站巡礼—军事博物馆站:深邃潜行流水金戈谱写的动人交响曲也有体现

首先在车站主体结构的地下轮廓线外侧,按设计位置开挖多个小型导洞。这些导洞通常分上下两层布置;在下层导洞内施作条形基础,在上层导洞内施工围护边桩和中柱,并在桩顶浇筑联系各桩的纵梁,在柱下可能浇筑底纵梁。这样就在地下形成了一个由“桩-梁-柱”组成的隐蔽的竖向承载体系。

在桩柱体系完成后,进行车站顶拱(即拱部初期支护和二衬)的施工。这样共同构成一个完整的桩-梁-拱结构,足以承受上方的荷载。逐层向下开挖车站主体土方。最后自下而上地施作车站的底板、中板、侧墙等永久内部结构。

CRD法(交叉中隔壁法)的核心是“化整为零,分块封闭”,将一个大断面隧道分割成多个小导洞,分块有序开挖,并及时用临时支撑连接成整体,快速封闭成环。

将隧道断面分为左右两侧,每侧再分为上下多个小导洞。先开挖左侧的上部导洞,立即施作加固保护。在左侧上部导洞支护稳定后,依次开挖左侧下部、右侧上部、右侧下部导洞。

北京地铁名站巡礼—中国美术馆站:当错位空间遇到望公神韵

每一个导洞开挖后都立即进行支护,并与已施工的临时支撑可靠连接,使整个隧道断面在开挖过程中始终保持由临时支撑构成的稳定网格体系。待隧道初期支护全部封闭成环且变形稳定后,分段拆除内部的临时中支护。最后,浇筑填充形成永久的隧道结构。

CRD法通过分部开挖和强力的临时支撑,有效控制了隧道开挖过程中的变形,安全性高。

施工中,项目采用“超前深孔注浆”和“洞内加强竖向临时支撑”等方法,对隧道初支背后进行反复回填注浆,成功将金帆音乐厅的结构变形沉降控制在7毫米以内,低于10毫米的设计允许值。通过加强沉降观测,施工方能够根据监测数据动态调整施工工艺和支护参数,确保了大断面6个导洞全部安全通过金帆音乐厅。

在整个施工过程中,动态监测系统发挥着“眼睛”和“神经”的作用。通过实时监测,工程师能够精确掌握6号线隧道的毫米级变形。在此基础上,采用了分步分段的微扰动施工方法。具体而言,车站南端的底板施工被划分为多个小段落,严格按照“分步分序”的原则推进。这种做法将一个大范围的施工扰动分解为多个可控的微小幅度的扰动,并通过监测数据及时调整施工参数,实现了对既有线结构的精准保护,最终确保盾构区间上浮被成功控制在0.5毫米,远低于2毫米的设计控制值。

基于以上的施工难度与方法,整个中国美术馆站建设经历了8年多时间:

2011年:工程实质开工,但初期优先建设的是车站东侧(北部)结构。

2013年:东侧结构建成,并率先启用为8号线列车提供站前折返功能,确保了8号线南段(至南锣鼓巷站)能够如期开通。

2014-2016年:联络通道及西站台(南部)再与东站台进行精准对接,大大降低了对接过程中的相互干扰和风险。

2016年8月:车站主体结构全部完工。

2018年12月30日:中国美术馆站全线正式投入运营。

独特的地铁站结构设计

中国美术馆站设计成了独特的“错置车站”或“分离式车站”结构。

车站上下行线路的隧道在大部分地段是分离的,乘客在长达224米的范围内无法看到对向列车。只有在车站中部长约56米的联络通道区域,上下行的乘客才能互相看到。

这一设计客观上降低了车站主体的开挖跨度和对上方土体的扰动,有利于上方古建筑区域的稳定。乘客如要换向,需通过站台中部设置的三个约6米宽、8米长的联络通道,这种流线设计也间接减少了站厅层的集中荷载。

这个关键联络通道的上方,正是前文提到的制约整个车站设计的“十字交叉热力管线”。所以,中国美术馆两个方向站台之间的联络线是单层结构,而两个方向的站台和站厅是双层结构。

而上文也提到了8号线中国美术馆站南行隧道下方是地铁6号线,这样特殊的工程环境决它如同一个“夹心层”,在狭窄的空间内,上方要巧妙避开密集的热力管道,下方又要以极近的距离安全跨越已运营的6号线。

车站部分段为单跨暗挖结构,具有跨度大、矢跨比小的“扁平拱”特点。“单跨暗挖结构”意味着该段车站是一个没有中间支撑柱的整体性拱形结构,并且是在不开挖地面的情况下,在地下直接挖掘和建造而成的。其次,“跨度大”指的是这个拱形结构横向跨越的距离很长,车站结构本身的宽度达到了13.45米。最后,“矢跨比小”是“扁平拱”的核心特征。“矢高”指的是拱顶到拱脚的高度,“矢跨比”就是高度与跨度的比值。中国美术馆站的这一比值很小,说明拱的高度相对其宽度来说非常低,因此整个拱形看起来是扁平的,而不是高耸的弧形。这种“扁平拱”设计是工程上面临挑战的智慧解决方案。由于车站地下空间极其受限,采用低矮的扁平拱可以最大程度地减少对上层土体和管线的扰动,从而在复杂的地下环境中辟出建设空间。这种结构形式在富含水的粉土、粉细砂地层中施工时,对地层沉降和控制地下水影响的要求极为苛刻。

美术馆站的文化艺术特征

中国美术馆站的设计立足于“全网重点站”的设计原则,从中式新古典主义建筑风格入手,提取中国美术馆建筑本身的构件符号,并按其立面分割比例来划分室内空间界面,营造出醇美的艺术展示空间。车站通过大幅面壁画作为空间性格元素,形成中心亮点,材质上可选择陶瓷、紫铜、水墨金属印刷等,既现代又富有传统韵味。

中国美术馆站内的《富春山居图》壁画,是一幅以元代画家黄公望的传世名画为蓝本创作的大型瓷板画,被誉为“画中之兰亭”,也是北京地铁站内首次完整再现的传世古画。壁画位于地铁8号线中国美术馆站A口(北区)站厅处,距离中国美术馆仅10米,乘客从A口进站即可观赏到这一艺术珍品。

该壁画采用瓷板画工艺制作,全长24米,宽1.2米,相当于将原作品放大了三四倍,以适应地铁空间的观赏需求。作品完整呈现了《富春山居图》所描绘的富春江两岸千里江山的壮丽景色。

《富春山居图》是元代画家黄公望创作的纸本绘画,被誉为“中国十大传世名画”之一,有“画中之兰亭”的美誉。黄公望在79岁高龄开始创作此画,历时七年才完成。

2012年,由20多位中央美院老师组成的设计团队决定为美术馆站配备一幅能够“镇得住场”的传世名画。考虑到中国美术馆站的特殊性,需要选择一幅具有极高艺术价值的作品,最终选定《富春山居图》。

底稿寻找:制作过程面临的首要挑战是寻找高清底稿。由于原作已有600多年历史,且因“焚画殉葬”历史事件分为两段,前半卷“剩山图”藏于浙江省博物馆,后半卷“无用师卷”藏于台北故宫博物院。设计团队花费多年时间,从中央美院到日本寻找多个版本都不满意,最终在北京的一次影像展览上发现了最合适的影印版本,并特意飞往台北与真迹对比确认。

瓷板画制作:这幅壁画在广东佛山经过四次高温(1280℃)烧制才完成。第一次烧制绘制框架,第二次添加山、树、水等主要景观,第三次渲染颜色,第四次参照原作在笔墨着重之处再次渲染颜色。每次烧制都需要24小时,确保了画作不易褪色且层次丰富。

壁画精准还原了黄公望独创的“披麻皴”技法,使山石肌理呈现出独特的质感。画面用墨淡雅,山和水的布置疏密得当,墨色浓淡干湿并用,极富变化。

设计团队以电脑修图的方式从左到右逐一修复几百处细节,确保放大后的作品保留原作神韵。画中的高山、树木、石头等元素经过精心处理,避免了因放大可能导致的变形和变色问题。

文化意义:这幅壁画将中国古典艺术融入现代公共交通空间,让乘客在日常出行中也能感受到《富春山居图》所展现的千里江山的意境。它不仅是艺术展示,更是一种文化传播的创新方式。

这幅《富春山居图》地铁壁画从构思到完成历时6年,与黄公望创作原作7年、地铁站建设9年一样,体现了艺术创作的匠心精神,是古典艺术与现代公共空间融合的杰出范例。

对艺术品感兴趣的游客,可进一步参观附近的中国美术馆,以及北京其他艺术场馆,如中国妇女儿童博物馆、中国景泰蓝艺术博物馆等,全面了解北京的艺术文化资源。

与南锣鼓巷站的联动

北京地铁8号线的中国美术馆站与南锣鼓巷站在建设和设计上存在密切的联动关系,这种联动主要体现在线路功能定位、工程技术协调和文化设计理念三个方面。

功能定位与线路设计的协同:北京地铁8号线作为贯穿北京古城南北中轴线的骨干线路,其设计遵循”中轴线”概念。中国美术馆站和南锣鼓巷站同属8号线二期工程的关键节点,在功能定位上具有明确的分工与衔接。

南锣鼓巷站是8号线与6号线的换乘站,采用独特的四层叠摞式站台设计,以实现同台换乘功能。而中国美术馆站最初规划为8号线二期南端的终点站,需具备折返功能,为此设置了站后折返线。两站之间的区间隧道长度约3.19公里,采用盾构法施工。

工程技术实施的协同挑战与应对:施工过程中,两站面临相似的地质风险:包括软土层、地面沉降潜蚀与流砂等问题。这要求区间工程必须采取统一的防护措施,如加强基坑坑壁防护、实施有效的降水方案以及采用合理的施工工艺。

施工进度与开通时间的协调:两站的联动还体现在施工进度和开通时间的协调上。由于中国美术馆站施工难度大、进度缓慢,建设方采取了分阶段开通的策略:2013年12月28日先开通鼓楼大街站至南锣鼓巷站区间,而中国美术馆站则延迟至2018年12月30日才投入使用。

这种分阶段开通的方案体现了建设方在艰难条件下的务实考量,既确保了8号线部分区间的早日运营,又为中国美术馆站这一高风险工程留出了足够的施工时间。

文化设计理念的统一与特色表达:在车站装修设计上,两站均遵循8号线的”中轴线”总体概念,但又各具特色。南锣鼓巷站以现代手法体现中式元素,柱身以中国红加金色传统纹饰点缀,墙面融入胡同元素。中国美术馆站则提取美术馆建筑构件符号,并按其立面分割比例划分室内空间,以整墙大幅面壁画《富春山居图》瓷板画作为空间亮点。

地铁8号线南锣鼓巷站

两站共同参与了北京地铁8号线的”中轴线文化带”建设,在站台门上都张贴了中轴文化装饰设计,为乘客提供沉浸式中轴文化体验。这种统一的文化设计理念使两站在保持各自特色的同时,又形成了有机的文化整体。

地铁8号线南锣鼓巷站

结语

从9年建设周期里的6次方案迭代,到毫米级的变形控制;从“错置车站”的创新结构,到《富春山居图》的艺术浸润,中国美术馆站不仅是北京地铁网络中的关键节点,更是老城区工程建设与文化传承的典范。它与南锣鼓巷站携手勾勒出中轴线的文化脉络,让每一次穿行都成为触摸城市肌理、感受艺术温度的旅程,为现代地铁建设写下了“攻坚克难”与“人文赋能”并重的精彩注脚。





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