地铁车站结构与施工方法

　　一、地铁车站形式与结构组成

　　(一)地铁车站形式分类

　　地铁(轻轨交通)车站的分类 表2K313011

　　(二)构造组成

　　地铁车站通常由车站主体(站台、站厅、设备用房、生活用房)，出入口及通道， 通风道及地面通风亭等三大部分组成。

　　二、施工方法(工艺)与适用条件

　　(一)明挖法施工

　　明挖法是修建地铁车站的常用施工方法，具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等优点，因此，在地面交通和环境条件允许的地方，应尽可能采用。

　　明挖法施工基坑可以分为敞口放坡基坑和有围护结构的基坑两类。

　　若基坑所处地面空旷，周围无建筑物或建筑物距离基坑边很远，地面有足够空地能满足施工需要又不影响周围环境，基坑深度不大时，则可采用敞口放坡基坑施工。这种基坑施工简单、速度快、噪声小，无须做围护结构。

　　如果因场地限制不能采用放坡开挖，则应采用适当的挡土结构，如土钉加混凝土喷抹面对边坡加以支护，即使如此，该方法的造价仍然是较低的。如果基坑很深，地质条件差，地下水位高，特别是又处于繁华市区，地面建筑物密集，交通繁忙，无足够空地满足施工需要，没有条件采用敞口放坡基坑时，则可采用有围护结构的基坑。其中，敞口放坡基坑分为边坡面不加支护的基坑以及锚喷护坡基坑两类;有围护结构基坑的围护结构又分为不同类型，具体见图2K313011-1。

　　(二)盖挖法施工

　　(1)盖挖法施工也是明挖施工的一种形式，与常见的明挖法施工的主要区别在于施工方法和顺序不同：盖挖法是先盖后挖。

　　(2)盖挖法具有诸多优点：围护结构变形小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降，有利于保护临近建筑物和构筑物;基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全;盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚锭，施工空间大;盖挖逆作法用于城市街区施工时，可尽快恢复路面，对道路交通影响较小。

　　盖挖法也存在一些缺点：混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难;盖挖逆作法施工时，暗挖施工难度大、费用高。

　　(3)盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。目前，城市中施工采用最多的是盖挖逆作法。

　　1)盖挖顺作法

　　盖挖顺作法主要依赖坚固的挡土结构，根据现场条件、地下水位高低、开挖深度以及周围建筑物的邻近程度可选择钢筋混凝土钻(挖)孔灌注桩或地下连续墙，对于饱和的软弱地层应以刚度大、止水性能好的地下连续墙为首选方案。目前，盖挖顺作法中的挡土结构常用来作为主体结构边墙体的一部分或全部。

　　2)盖挖逆作法

　　盖挖逆作法是在明挖内支撑基础上发展起来的，施工过程中不需设置临时支撑，而是借助结构顶板、中板自身的水平刚度和抗压强度实现对基坑围护桩(墙)的支护作用。

　　其工法特点是：快速覆盖、缩短中断交通的时间;自上而下的顶板、中隔板及水平支撑体系刚度大，可营造一个相对安全的作业环境;占地少、回填量小、可分层施工，也可分左右两幅施工，交通导改灵活;不受季节影响、无冬期施工要求，低噪声、扰民少;设备简单、不需大型设备，操作空间大、操作环境相对较好。

　　3)盖挖半逆作法

　　在半逆作法施工中，一般都必须设置横撑并施加预应力。

　　采用逆作或半逆作法施工时都要注意混凝土施工缝的处理问题，由于它是在上部混凝土达到设计强度后再接着往下浇筑的，受混凝土的收缩及析水影响，施工缝处不可避免地要出现3～10mm宽的缝隙，将对结构的强度、耐久性和防水性产生不良影响。

　　(三)喷锚暗挖法

　　喷锚暗挖法对地层的适应性较广，适用于结构埋置较浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。

　　1.新奥法与浅埋暗挖法的区别

　　“新奥法”是利用围岩的自承能力，使围岩成为支护体系的组成部分，支护在与围岩共同变形承受形变应力。因此，要求初期支护有一定柔度以利用和充分发挥围岩的自承能力。而作用于浅埋暗挖法施工隧道上的地层压力是覆盖层的全部或部分土柱重，其地层压力和支护刚柔度关系不大，由于需要减少城市地表沉陷，还要求初期支护有一定刚度。设计时基本不考虑利用围岩的自承能力，这是浅埋暗挖法与“新奥法”主要区别。

　　2.浅埋暗挖法的工艺特点

　　在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅(或其他钢结构)和锚喷作为初期支护手段，遵循“新奥法”大部分原理，按照“十八字”原则(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行隧道的设计和施工，称之为浅埋暗挖技术。

　　适用条件。首先，浅埋暗挖法不允许带水作业。大范围的淤泥质软土、粉细砂地层，降水有困难或经济上选择此工法不合算的地层，不宜采用此法。第二，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。

　　三、不同方法施工的地铁车站结构

　　(一)明挖法施工车站结构

　　明挖法施工的车站主要采用矩形框架结构或拱形结构。

　　1.矩形框架结构

　　这是明挖车站中采用最多的一种形式。侧式车站一般采用双跨结构;岛式车站多采用双跨或三跨结构。

　　2.拱形结构

　　一般用于站台宽度较窄的单跨单层或单跨双层车站。结构由拱形和平底板组成，墙脚与底板之间采用铰接，并在其外侧设有与底板整体浇筑的挡墙，用以抵抗刚架的水平推力。

　　(二)盖挖法施工车站结构

　　1.结构形式

　　在城镇交通要道区域采用盖挖法施工的地铁车站多采用矩形框架结构。

　　软土地区地铁车站一般采用地下墙或钻孔灌注桩作为施工阶段的围护结构。地下墙可作侧墙结构的一部分，与内部现浇钢筋混凝土组成双层衬砌结构;也可将单层地下墙作为主体结构侧墙结构。

　　2.侧墙

　　在地下墙中可采用预埋“直螺纹钢筋连接器”将板的钢筋与地下墙的钢筋相接，确保单层侧墙与板的连接强度及刚度。 砂性地层中不宜采用单层侧墙。

　　双层侧墙即地下墙在施工阶段作为围护结构，回筑时在地下墙内侧现浇钢筋混凝土内衬侧墙，与先施工的地下墙组成叠合结构，共同承受使用阶段的水土侧压力，板与双层墙组成现浇钢筋混凝土框架结构。

　　3.中间竖向临时支撑系统

　　中间竖向临时支撑系统由临时立柱及其基础组成，系统的设置方法有三种：

　　①在永久柱的两侧单独设置临时柱;

　　②临时柱与永久柱合一;

　　③临时柱与永久柱合一，同时增设临时柱。

　　(三)喷锚暗挖(矿山)法施工车站结构

　　喷锚暗挖法施工的地铁车站， 可采用单拱式车站、双拱式车站或三拱式车站，并根据需要可作成单层或双层。

　　1.单拱车站隧道

　　这种结构形式由于可以获得宽敞的空间和宏伟的建筑效果， 在岩石地层中采用较多;近年来国外在第四纪地层中也有采用的实例，但施工难度大、技术措施复杂，造价也高。

　　2.双拱车站隧道

　　双拱车站有两种基本形式，即双拱塔柱式和双拱立柱式。

　　3.三拱车站

　　三拱车站亦有塔柱式和立柱式两种基本形式，但三拱塔柱式车站现已很少采用，土层中大多采用三拱立柱式车站。