1、浅谈明挖地铁车站结构设计主要流程及注意问题摘要：随着国民经济的飞速发展、城市地面交通的日趋紧张，地下空间的开发，尤其是地下轨道交通的建设进入了一个跨越式发展的时代，随之而来的是地铁设计市场的繁荣。本文总结自身设计工作经验，对明挖地铁车站结构设计主要流程及设计中需要注意的问题进行论述。 关键词：明挖；地铁车站；结构设计 中图分类号：U231+.1 文献标识码：A 明挖地铁车站结构设计特点：百年大计、周边环境复杂、岩土及地下工程具有明显的地域性和多变性、涉及专业多、协调配合多、设计与施工紧密联系。这些特点决定了地铁结构设计流程多、设计周期长、反复多，其设计过程始终处于边设计边施工的状态。因此，明挖
2、地铁车站从设计开始到施工结束一般需要两年时间。 一、初步设计阶段 （一）做好现场勘探和周边环境资料的收集工作 主要包括：地下管线的类型、直径、材质、埋深、走向，对于重力管线还需了解其坡度方向；了解地面现状交通的情况，结合车站站位确定周边是否有交通疏解的条件；基坑开挖影响范围内建筑物的用途、重要程度、建成年代、现状、结构形式、基础形式及埋深；站址周边是否有适合的车站施工用地，施工场地应尽量靠近车站主体结构。一般施工场地面积：40005000m2，盾构始发场地面积增加：40005000m2，盾构吊出场地面积增加：15002000m2。 （二）确定车站站位的可行性及结构的施工方法 根据车站的平面位置
3、及埋深确定对车站站位起控制作用的管线，并提出合理的永久或临时迁改方案：管线迁改的一般原则是沿车站纵向的管线采取永久或临时迁改方案，沿车站横向的管线采取悬吊保护的方案；当管线无法迁改时，与建筑及相关专业沟通采取车站局部增加管廊、调整车站埋深和站位、局部暗挖施工等办法解决；管线的迁改图应根据车站分期施工方案，综合考虑并选择最佳方案，尽量避免管线的反复迁改；市政管线中的污水管、雨水管、中水管一般埋深、管径均较大，且为重力型管线，有一定的坡度要求，设计中应引起重视。当两类管线为砼管并需做悬吊保护时，应注意悬吊部分砼管需置换成钢管。 根据现状道路交通情况、周边环境及整条线工程筹划的要求，确定合理的分期交
4、通疏解方案：交通疏解方案应尽量使车站的施工对现状交通的影响降到最低程度。一般疏解后的道路应能满足原有道路交通的需求；无特殊要求时，机动车道按 3.5m 设置，人行道按 2m 设置，机动车道的转弯半径按 30m 考虑。 根据疏解方案确定明挖车站各期的施工工法并绘制施工总平面布置图：施工工法的分类及优缺点，见表 1；施工围挡距离围护结构外边的距离：一般情况3m，施工便道5m。 表 1 施工工法的分类及优缺点 （三）结构尺寸拟定及辅助计算 初步设计阶段围护结构设计的重点是结合地质、周边环境资料及当地常用做法拟定围护方案，并通过对控制断面试算，确定经济、合理的围护结构尺寸及及其支撑布置，并对基坑影响范
5、围内建筑物的提出具体的保护措施。本阶段主体结构设计的重点是与各专业沟通，确定合理的结构布置，并通过对控制断面计算，确定经济、合理的结构尺寸（纵梁、板、柱） ，稳定建筑方案。 在设计中要特备注意以下几点：对盾构始发、调出井或出土井处孔边梁的尺寸进行计算确定，其对结构外轮廓有较大影响；当盾构区间在本站始发、吊出或过站时，应注意核实结构平面、竖向尺寸是否满足盾构区间专业的要求；核实主要结构构件与线路中心线的距离是否满足限界专业要求，对于车站内设置有单渡线、交叉渡线、折返线或曲线设置在车站内的情况更需谨慎核实；车站中板上横梁的截面尺寸应注意核实是否满足通风专业的要求；主体与附属通、风道接口处过梁、壁柱
6、的尺寸是否满足受力要求，并与建筑、通风专业及时沟通；车站设置变形缝、诱导缝或后浇带时，应与建筑、设备及轨道专业及时沟通其设置位置，到施工图阶段就很难调整了。例如变形缝不能设置在道岔处，设备区尽量不要设置变形缝。 二、施工图设计阶段 （一）围护结构设计 需注意的问题：对于一个车站围护结构的尺寸不宜变化太多以便于施工；集水井处的围护结构的尺寸、配筋应根据计算确定，一般应较标准段加强；如车站设置有临时铺盖系统，此处的围护桩除了承受水平荷载还需承受竖向荷载，而且此处的侧摩阻力较小，故应对此处的桩间距、桩长、桩的沉降进行核实计算；当维护结构参与抗浮时或围护结构作为主体结构的一部分时，应进行抗裂验算；同一
7、层支撑中，支撑的布置应同时满足计算要求和施工要求，间距一般在 3m 左右；上下层的支撑应相互对应，不宜交错布置，支撑的位置尽量避开柱位；斜撑的轴力计算应为有效支撑力与水平力的合力；斜撑处由于支撑轴力在水平方向的分力有可能使围檩系统产生滑移而导致支撑体系失稳，故设计中应注意围檩要封闭，并采取相应的抗剪措施如抗剪镫、抗剪销钉。 （二）主体结构设计 鉴于断面计算的局限性，建议采用三维模型进行补充分析：结构板、侧墙开大洞处；结构平面布置中受力方向改变及具有双向受力特性的地方；结构布置不规则、受力不对称的地方。结构设计时应根据结构类型，按结构可能出现的最不利组合，按相应规范要求进行计算，并考虑施工过程中荷载变化情况分阶段计算。 需注意的问题：一般应分常水位和抗浮水位分别计算，并取最不利工况进行计算；大量计算表明，一般情况下人防荷载不起控制作用，但当顶板覆土厚度3m 时，应核实人防工况；地铁抗震计算理论与民用建筑相比还很不完善，基本是参照铁路抗震设计规范中有关隧道部分的条文和国家标准建筑抗震设计规范进行的。地震系数法和反应位移法按静力方法求解，结合现有的分析计算结果，地震效应一般不起控制作用故以概念设计为主，以构造措施为辅，注意柱轴压比的控制。
