发布时间 : 星期二 文章地铁车站结构设计原则更新完毕开始阅读5cd03d0dba1aa8114431d903
结构型式应根据工程地质及水文地质条件、车站功能、远期予测客流量、周围环境状况、施工安全性、工程造价等因素，并参考国内外已建矿山法车站工程实例，经综合技术经济比较确定。其结构型式类型如下：
1） 单拱式车站
单拱式车站结构可获得宽敞的空间和宏伟的建筑效果，适用于整体性好的岩石地层且地下水不发育的地区。根据车站建筑布置的需要，可设计为单拱单层或单拱双层结构，横断面可设计为曲墙或直墙。根据围岩级别和岩层的完整程度，一般设计为复合式衬砌。当条件具备时，也可设计为大拱脚薄边墙单拱车站。
2） 双拱式车站
双拱式车站有两种基本型式，即双拱塔柱式和双拱立柱式。 （1） 双拱塔柱式车站
双拱塔柱式车站，是在两个单拱主隧道之间间隔一定距离设置横向联络通道，双层车站还可在其中布置楼梯间。两个主隧道的净距，一般不小于1倍主隧道的开挖宽度。
这种结构型式隧道横断面积相对较小，不仅适用于岩石地层，而且在第四纪地层中，采取一系列辅助施工措施的条件下也可采用，横断面根据地质条件可设计为曲墙和直墙。
（2） 双拱立柱式车站
双拱立柱式车站早期多用于石质较好的地层中，因拱圈相交节点处的防水处理较困难，目前多由单拱车站所代替。
3） 三拱立柱式车站
三拱双层立柱式车站，已有工程实例。由于施工开挖断面大，施工技术复杂困难、造价高、地面沉降控制困难，拱圈相交处防水处理较困难，在第四纪地层中一般不宜广泛采用。如确需设计三拱立柱式车站时，也以单层车站为宜。
3. 结构设计
1） 对于复合式衬砌，其初期支护计算时，应将支护与围岩视为统一的承载结构，宜采用考虑时间效应的平面有限元进行结构分析。二次衬砌宜按荷载——结构模型计算，其设计荷载除计及实际可能发生的水压力、地震力、人防荷载等外，对于Ⅲ~Ⅵ围岩级别的车站隧道，二次衬砌宜再考虑30~50%的围岩压力值进行结构设计，其荷载设计值可参考《铁路隧道设计规范》（TB 10003-2001）有关条文。
2） 深埋车站隧道，按照“新奥法”原理进行设计。应合理地利用围岩自承能力、防止围岩松弛，及早施作初期支护，并使其具有与围岩特性相适应的柔性，可允许围岩产生一定的变形。二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。变形基本稳定应符合下列条件：
（1） 隧道周边变形速率有明显减缓趋势；
（2） 水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱脚下沉速度小于0.15mm/d； （3） 施作二次衬砌前的总变形量，已达预计总变形量的80%以上； （4） 初期支护表面裂缝不再继续发展。
初期支护设计参数，可参考《铁路隧道设计规范》（TB10003-2001）选定；二次衬砌可根据结构计算设计为防水砼或防水钢筋砼。
3） 浅埋暗挖法车站隧道，应按照浅埋暗挖法原理设计。初期支护要施作及时，且具有较强的支护能力。应按主要承载结构设计，满足强度和刚度的要求。其荷载应为全部覆土重量和其它施工期间所产生的附加荷载。初期支护一般宜采用喷锚支护加格棚钢架的结构形式，并增设超前锚杆、小导管注浆、大管棚等辅助施工措施。二次衬砌宜采用防水钢筋砼，必要时可采用补偿收缩砼。
4） 应根据工程地质、水文地质状况、施工方法、隧道埋深和周围环境等条件，进行隧道应力和稳定性分析，并结合工程经验确定初期支护及二次衬砌的设计参数。并采用信息化设计，根据现场地质条件、施工量测反馈信息，及时调整相关设计参数，确保工程安全。
5） 结构计算应分为施工阶段和使用阶段。施工阶段计算，应模拟施工全过程按施工开挖顺序进行。根据计算的围岩应力，应变及地面沉降量，并参考类似工程经验确定施工方法。
6） 初期支护的设计和施工中，均应根据工程地质及水文地质条件，做好施工组织设计，采取有效工程技术措施，确保施工各阶段和最终实现支护和围岩的稳定，严格控制地面沉降量，对于浅埋暗挖法隧道应步步为营，及早浇注仰拱及二次衬砌。
7） 矿山法施工车站隧道的复合式衬砌，宜在初期支护与二次衬砌之间设置防水层。初期支护施工时，应予留注浆管及时进行初砌背后注浆。当地层渗透系数大或引排水环境所不允许时，注浆不仅充填初期支护与围岩之间的空隙，还应注入围岩1～2m范围，以最大限度的止水。
8） 初期支护与二次衬砌之间的防水层设计，可根据地层渗透系数、水文地质条件、周围环境状况等，采用全包或半包形式。当采用全包防水层时，泄水孔仅排泄防水层内侧渗漏水，二次衬砌应承受全部静水压力。当采用半包防水层时，应在边墙脚防水层端部防水层与初期支护之间铺设盲管，以排除边墙底部滞留水，通过泄水孔排入隧道内侧沟，引入车站排水系统。计算二次衬砌时，其水压力可作一定的折减，但应考虑长期运营排水系统的堵塞，计算时应留有余地，以策安全。
4. 施工方法
1） 施工方法应根据工程地质及水文地质条件、车站结构类型、横断面大小、埋深情况（深、浅埋）、覆跨比、周围环境情况、施工条件等因素经多方案技术经济比较确定。应选择风险小、地面沉降易于控制、造价较低的施工方法，常用的施工方法如下：
（1） 台阶法：适用于车站位于整体性较好的岩石地层或开挖断面较小时；
（2） 中壁法（CD法）、中壁——隔墙法（CRD法）：适用于单拱式车站，CRD法沉降控制优于CD法；
（3） 中洞法、侧洞法、柱洞法：适用于三拱立柱式车站，几种方法虽然施工顺序不相同，但原则上都是小分块、快封闭、先修筑立柱（或立柱及边墙），尽量减少力的转换和对围岩的扰动。
注：①目前对施工方法还没有规定统一的称呼，以上仅是参考 有关资料的定名；
②施工方法不是一成不变的，可在基本工法的基础上予以 变化。
2） 在软弱围岩或浅埋暗挖车站隧道，开挖前应对地层进行预加固和预支护，以提高周围地层的稳定性。其方法可选择小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆、管棚钢架超前支护等辅助施工措施。根据工程地质及水文地质条件、覆土厚度、周围环境情况、开挖方式、进度要求、机械配套情况选择一种或几种措施并用。
3） 浅埋暗挖车站隧道施工，应按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、严量测”的施工工艺技术要求进行。
4） 初期支护施作完毕后，应及时进行拱背回填注浆，以避免地层变形，有效的控制地表沉陷量。模注二次衬砌应预留注浆孔。当二次衬砌完成后，压注水泥砂浆或水泥浆等，填充二次衬砌与防水板之间的空隙，防止渗漏。
5. 施工监测
施工阶段应根据围岩分级、支护衬砌设计参数、施工方法和施工管理等因素，制定现场量测计划。监控量测，分必测项目和选测项目。
1） 必测项目，应包括下列各项： （1） 洞内观察； （2） 净空水平收敛量测； （3） 拱顶下沉量测； （4） 地表沉陷量测；
（5） 邻近建筑物和地下管线变位量测。 2） 选测项目，应包括下列各项： （1） 围岩内部变形量测； （2） 锚杆轴力量测； （3） 围岩压力量测；
（4） 支护、衬砌应力量测；
（5） 钢架内力及所承受的荷载量测； （6） 围岩弹性波速度测试。
3） 当浅埋车站隧道上方有地面建筑物、地下管线等，而且需要采用钻爆法开挖时，应进行爆破振动监测。
7.1.5 地下车站结构防水 1. 一般要求
1） 地铁地下结构的防水，应满足《地下工程防水技术规范》（GB 50108-2001）的有关规定，并结合使用功能、结构形式、环境条件、施工方法及材料来源等因素确定，设计应满足安全、经济、合理的原则。
2） 地下车站的防水原则，应依据水文地质、周边环境、结构条件而定。对于地下水丰富，有中等及以上侵蚀介质，排水对周边环境有影响或排水有困难的工点，应遵循“以防为主，多道设防、刚柔结合、综合治理”的原则。反之，应遵循“以防为主、防排结合、因地制宜、综合治理”的原则。
3） 防水标准：地下车站、人行通道及机电集中地段防水等级为一级，即不允许渗水，结构表面无湿渍。风道防水等级为二级，即不允许漏水,结构表面有少量湿渍，湿渍总面积不大于总防水面积的6‰，单个湿渍面积不大于0.2m，任意100m防水面积上不超过4处，顶部不允许渗漏。
4） 地铁主体结构采用的混凝土，应满足抗渗、抗裂、耐腐蚀要求，抗渗等级应根据工程埋置深度，按《地下工程防水技术规范》》（GB 50108-2001）选用，结构表面裂缝宽度不得大于0.2mm，且不得贯穿。处于侵蚀性介质中的防水混凝土的耐侵蚀系数不应小于0.8。
5） 防水混凝土的配合比，应通过试验确定，其抗渗等级，应比设计要求提高一级（0.2Mpa）。 6） 在工程中应用的材料，必须经过实验和鉴定，并在实践中检验行之有效的材料。精心设计、精心施工，防水工程应由经过培训的有资质和合格证书的专业防水队伍施工。
7） 选用的防水层材料，应适合工点施工方法，结构特征，能适应砼结构的变形，方便施工，并满足抗微生物和耐腐蚀的性能及防迷流的要求。
8） 要加强车站与区间接头处，明暗接合区的防水，在结构设计要考虑防水设计的要求。 2. 防水方案
1） 车站围护结构、主体结构（包括顶、底板、内衬墙及二衬等）均采用防水混凝土，并采用有效措施提高混凝土的抗裂性及防腐蚀能力。一般抗渗标号不小于S8，耐蚀系数不小于0.8，在确保混凝土质量的同时，根据需要设置外防水层。
2
2