地鐵車站結構與施工技術概述

張 波

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

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地鐵車站結構與施工技術概述

張 波

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

介紹了地鐵車站的結構組成要素，從明挖法、蓋挖法、噴錨暗挖法三方面，闡述了地鐵車站常用的施工方法，并總結了各種方法的施工要點、適用范圍及優(yōu)缺點，為地鐵車站工程選擇科學的施工方法提供了依據(jù)。

地鐵車站，明挖法，蓋挖法，噴錨暗挖法

1 地鐵車站的結構組成

地鐵車站主要是由車站主體、出入口及通道、通風道及地面通風亭三部分組成。其中車站主體包括站臺、站廳、設備用房和生活用房。主體部分是地鐵列車在線路上的停運點，它是乘客集散候車換乘的唯一場所，也是辦公設備檢修的重要出入口，所以其重要性不言而喻。一個車站通常設置不同的出入口，每個出入口和通道都是連接室內外的重要組成部分，出入口和通道的設置需要結合車站所處的地理位置，一般設在地面十字路口或繁華的商業(yè)區(qū)。所以對于車站主體的結構設計和施工，不同的方法存在不同的適用性，合理的方法不但可以節(jié)省資金，還能給當?shù)厝嗣竦某鲂邪踩峁娪辛Φ谋ＷC。

2 地鐵車站施工方法

地鐵車站屬于地下建筑，和普通民用建筑的施工方式不同，為了方便施工和周圍環(huán)境交通的使用，一般分為三種：明挖法、蓋挖法和噴錨暗挖法。

2.1 明挖法

顧名思義，這種方法與普通民用建筑建造流程相同，先對場地進行大開挖，挖至設計底標高進行地基處理，然后按照先下后上、先外圍護后內部的順序進行施工。對于基礎及側墻施工，如果遇到地下水位偏高，一定要進行降水防水施工。對于地下車站部分，防水防裂是尤為重要的事項。豎向支撐部位及側墻施工完畢后，盡可能快的進行場地回填和原有路面的恢復工作，因為地鐵車站往往都處于交通關鍵部位，因為施工引起的道路阻斷和擁堵也是社會矛盾的突顯處。該施工方法具備諸多優(yōu)點，譬如：工期短、作業(yè)面大、造價低等方面。也是比較安全的一種方式，所以在周圍環(huán)境允許的情況下，盡量采用明挖法施工。

明挖法也有短板，就是基坑的開挖決定基礎施工的便捷性，而基坑開口的大小往往由周圍建筑環(huán)境和地下土質情況決定。對于較開闊的場地，比如城市新區(qū)或近郊處，由于人口密度尚不大，對于全路段的封閉施工可行，而且周邊建筑較少，非常適合大開挖，由于基坑很深，往往采用階梯放坡式開挖，基坑基本不需要支護保護，這種基坑施工工期短，施工質量容易保證。相反，對一些老城區(qū)的交通緊張建筑密集地區(qū)，如若進行明挖法施工，由于場地限制的因素，不可能滿足大開挖放坡的要求，往往需要進行基坑支護工作，對于地下工程，基坑支護方案的選擇就尤為重要。往往采用擋土墻或地下連續(xù)墻等方式進行支護。所以這些場地首先進行的是地質勘探，確定安全可行的支護方案，堅決執(zhí)行先支護后開挖，早挖早回填的原則。對于基坑雨季施工的因素也要考慮。

車站主體結構通常采用鋼筋混凝土框架結構，根據(jù)使用要求和場地限制，常用的有單層單跨或者雙層雙跨或多層多跨。對于普通停車站，常常采用側式車站，這種車站一般為雙跨單層結構或雙跨雙層結構，島式車站多采用雙跨或多跨。對于中轉換乘車站或大型建筑下設車站，多采用上下線重疊結構及多層車站，便于節(jié)約地下部分，方便施工。對于常規(guī)地鐵站，一般框架柱距為8 m左右，特殊荷載時可采用型鋼混凝土或勁性高強混凝土。結構主體和普通民用建筑相同，都是由基礎底板+側墻+頂板+梁柱支撐系統(tǒng)組成，只是有別于普通民建的是，在層高和設備線路鋪設上要考慮梁板結構的形式，往往采用密肋梁或井字梁來增加層高，畢竟地下施工多100 mm的層高造價就是大幅的增加。底板根據(jù)功能的需要，往往要做成厚板結構，方便管道的鋪設。在地下車站結構中，由柱和側墻來承擔豎向荷載，其中側墻常采用地下連續(xù)墻或者鉆孔樁護壁，既實現(xiàn)了基坑支護，又充當了外圍護結構，一舉多得。車站基礎常采用灌注樁+承臺的方式，一是受力穩(wěn)定，二是方便施工，減小開挖深度。對于基礎下土質堅硬的情況，若直接到達無水巖石層，可只設置構造配置的墊層即可，不必設置受力基礎底板。車站混凝土柱的形式往往采用矩形或圓形，主要是方便使用和裝修。對于降水問題也要根據(jù)現(xiàn)場周邊情況具體分析，若降水過多，會導致周圍建筑基礎下沉，嚴重的會出現(xiàn)安全隱患，所以地下連續(xù)墻就是常用的封堵支護手段，尤其對待飽和軟土地基和流砂地層尤為有效。

明挖結構還有一種采用拱形結構，它適用于跨度較小的單跨單層建筑，結構中拱形頂板和側墻固結，側墻與底板鉸接，此結構使頂板和側墻共同抵抗水平推力，故也是一種很好的受力狀態(tài)。但由于拱形頂板施工難度大，而且受跨度影響很大，所以只對一些小的站點考慮。

2.2 蓋挖法

顧名思義，先蓋后挖，也屬于明挖施工，只是工序不同。工序上分為順作法、逆作法和半逆作三種。逆作法尤為常用。施工順序是先施工車站圍護結構和結構主體樁，再將車站蓋板與支撐體系連接，按照自上而下的順序，依次完成土方開挖和邊墻、中柱的施工，最后是基礎底板的施工。整體結構依靠頂板中板的剛度來實現(xiàn)對基坑的有效側向支撐，施工安全。優(yōu)點是不必先大開挖再施工，便于保護周圍環(huán)境和建筑，施工噪聲低，縮短交通管制時間，不受季節(jié)影響，回填量小、基坑穩(wěn)定變形小；缺點是施工縫難處理，施工難度大費用高。所以這種施工方式也就常常適用于車站處于繁華鬧市，不允許大開挖且對地基變形要求比較高的情況。

蓋挖法與明挖法所采用的結構形式基本相同，都是普通的框架結構，只不過蓋挖法的側向圍護支撐系統(tǒng)主要是側墻，而且也是先施工的部分，所以就存在臨時墻與永久墻、臨時柱與永久柱的結合轉化問題。一般情況多采用雙層側墻，外層側墻起到圍護作用，內層側墻起到受力作用，兩層側墻組成疊合結構，確保了結構體系的安全。結構中部支撐體系由臨時立柱和基礎組成，帶逆作法施工到立柱階段，往往施工永久柱結合臨時柱，共同承擔豎向荷載。

2.3 噴錨法

噴錨法屬于暗挖的一種施工工藝，也叫礦山法。它主要的適用條件就是對于車站結構設置較淺或地面建筑較多的形式，常歸類為淺埋暗挖和新奧法。這種施工法是不允許帶水作用，因為如果地下水太大，會導致開挖受到威脅，嚴重的發(fā)生塌方。常說的十八字原則就是“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”，也是行業(yè)施工準則。

在結構形式上，它主要采用拱形結構，有單拱、雙拱、三拱，隨著明挖法的普及，三拱結構形式已經慢慢淘汰，現(xiàn)在主要的就是單拱和雙拱。一般是單層建筑，也可建兩層。

3 結語

通過對常用的三種施工方式介紹，我們大致可以分析得出每種施工工藝的適用范圍。每種工藝都存在自身的特點，同時也存在弊端，只有我們不斷探究，結合運用，才能更好地把地鐵車站建設付之于實踐。

[1] ISBN 7—112—04879—6 TU·4356(10358)，城市汽車停車庫設計手冊[S].

[2] JTG D60—2004，公路橋涵設計通用規(guī)范[S].

[3] ISBN 978—7—111—49204—7，市政公用工程管理與實務 輔導系列用書[Z].

On subway station structures and construction technology

Zhang Bo

(ShanxiAcademyofBuildingDesign,Taiyuan030013,China)

The paper introduces the structural components of subway stations, illustrates the common construction methods for the subway stations from the open excavation, cover excavation method, and spray anchor underground excavation method, and sums up the construction points, applied scopes, advantages and disadvantages of these methods, so as to provide some reference for the scientific construction methods for the subway station projects.

subway station, open excavation method, cover excavation method, spray anchor underground excavation method

1009-6825(2016)27-0034-02

2016-07-15

張 波(1979- )，男，碩士，工程師

U231.4

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