张 波

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)



地铁车站结构与施工技术概述

张 波

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

介绍了地铁车站的结构组成要素，从明挖法、盖挖法、喷锚暗挖法三方面，阐述了地铁车站常用的施工方法，并总结了各种方法的施工要点、适用范围及优缺点，为地铁车站工程选择科学的施工方法提供了依据。

地铁车站，明挖法，盖挖法，喷锚暗挖法

1 地铁车站的结构组成

地铁车站主要是由车站主体、出入口及通道、通风道及地面通风亭三部分组成。其中车站主体包括站台、站厅、设备用房和生活用房。主体部分是地铁列车在线路上的停运点，它是乘客集散候车换乘的唯一场所，也是办公设备检修的重要出入口，所以其重要性不言而喻。一个车站通常设置不同的出入口，每个出入口和通道都是连接室内外的重要组成部分，出入口和通道的设置需要结合车站所处的地理位置，一般设在地面十字路口或繁华的商业区。所以对于车站主体的结构设计和施工，不同的方法存在不同的适用性，合理的方法不但可以节省资金，还能给当地人民的出行安全提供强有力的保证。

2 地铁车站施工方法

地铁车站属于地下建筑，和普通民用建筑的施工方式不同，为了方便施工和周围环境交通的使用，一般分为三种：明挖法、盖挖法和喷锚暗挖法。

2.1 明挖法

顾名思义，这种方法与普通民用建筑建造流程相同，先对场地进行大开挖，挖至设计底标高进行地基处理，然后按照先下后上、先外围护后内部的顺序进行施工。对于基础及侧墙施工，如果遇到地下水位偏高，一定要进行降水防水施工。对于地下车站部分，防水防裂是尤为重要的事项。竖向支撑部位及侧墙施工完毕后，尽可能快的进行场地回填和原有路面的恢复工作，因为地铁车站往往都处于交通关键部位，因为施工引起的道路阻断和拥堵也是社会矛盾的突显处。该施工方法具备诸多优点，譬如：工期短、作业面大、造价低等方面。也是比较安全的一种方式，所以在周围环境允许的情况下，尽量采用明挖法施工。

明挖法也有短板，就是基坑的开挖决定基础施工的便捷性，而基坑开口的大小往往由周围建筑环境和地下土质情况决定。对于较开阔的场地，比如城市新区或近郊处，由于人口密度尚不大，对于全路段的封闭施工可行，而且周边建筑较少，非常适合大开挖，由于基坑很深，往往采用阶梯放坡式开挖，基坑基本不需要支护保护，这种基坑施工工期短，施工质量容易保证。相反，对一些老城区的交通紧张建筑密集地区，如若进行明挖法施工，由于场地限制的因素，不可能满足大开挖放坡的要求，往往需要进行基坑支护工作，对于地下工程，基坑支护方案的选择就尤为重要。往往采用挡土墙或地下连续墙等方式进行支护。所以这些场地首先进行的是地质勘探，确定安全可行的支护方案，坚决执行先支护后开挖，早挖早回填的原则。对于基坑雨季施工的因素也要考虑。

车站主体结构通常采用钢筋混凝土框架结构，根据使用要求和场地限制，常用的有单层单跨或者双层双跨或多层多跨。对于普通停车站，常常采用侧式车站，这种车站一般为双跨单层结构或双跨双层结构，岛式车站多采用双跨或多跨。对于中转换乘车站或大型建筑下设车站，多采用上下线重叠结构及多层车站，便于节约地下部分，方便施工。对于常规地铁站，一般框架柱距为8 m左右，特殊荷载时可采用型钢混凝土或劲性高强混凝土。结构主体和普通民用建筑相同，都是由基础底板+侧墙+顶板+梁柱支撑系统组成，只是有别于普通民建的是，在层高和设备线路铺设上要考虑梁板结构的形式，往往采用密肋梁或井字梁来增加层高，毕竟地下施工多100 mm的层高造价就是大幅的增加。底板根据功能的需要，往往要做成厚板结构，方便管道的铺设。在地下车站结构中，由柱和侧墙来承担竖向荷载，其中侧墙常采用地下连续墙或者钻孔桩护壁，既实现了基坑支护，又充当了外围护结构，一举多得。车站基础常采用灌注桩+承台的方式，一是受力稳定，二是方便施工，减小开挖深度。对于基础下土质坚硬的情况，若直接到达无水岩石层，可只设置构造配置的垫层即可，不必设置受力基础底板。车站混凝土柱的形式往往采用矩形或圆形，主要是方便使用和装修。对于降水问题也要根据现场周边情况具体分析，若降水过多，会导致周围建筑基础下沉，严重的会出现安全隐患，所以地下连续墙就是常用的封堵支护手段，尤其对待饱和软土地基和流砂地层尤为有效。

明挖结构还有一种采用拱形结构，它适用于跨度较小的单跨单层建筑，结构中拱形顶板和侧墙固结，侧墙与底板铰接，此结构使顶板和侧墙共同抵抗水平推力，故也是一种很好的受力状态。但由于拱形顶板施工难度大，而且受跨度影响很大，所以只对一些小的站点考虑。

2.2 盖挖法

顾名思义，先盖后挖，也属于明挖施工，只是工序不同。工序上分为顺作法、逆作法和半逆作三种。逆作法尤为常用。施工顺序是先施工车站围护结构和结构主体桩，再将车站盖板与支撑体系连接，按照自上而下的顺序，依次完成土方开挖和边墙、中柱的施工，最后是基础底板的施工。整体结构依靠顶板中板的刚度来实现对基坑的有效侧向支撑，施工安全。优点是不必先大开挖再施工，便于保护周围环境和建筑，施工噪声低，缩短交通管制时间，不受季节影响，回填量小、基坑稳定变形小；缺点是施工缝难处理，施工难度大费用高。所以这种施工方式也就常常适用于车站处于繁华闹市，不允许大开挖且对地基变形要求比较高的情况。

盖挖法与明挖法所采用的结构形式基本相同，都是普通的框架结构，只不过盖挖法的侧向围护支撑系统主要是侧墙，而且也是先施工的部分，所以就存在临时墙与永久墙、临时柱与永久柱的结合转化问题。一般情况多采用双层侧墙，外层侧墙起到围护作用，内层侧墙起到受力作用，两层侧墙组成叠合结构，确保了结构体系的安全。结构中部支撑体系由临时立柱和基础组成，带逆作法施工到立柱阶段，往往施工永久柱结合临时柱，共同承担竖向荷载。

2.3 喷锚法

喷锚法属于暗挖的一种施工工艺，也叫矿山法。它主要的适用条件就是对于车站结构设置较浅或地面建筑较多的形式，常归类为浅埋暗挖和新奥法。这种施工法是不允许带水作用，因为如果地下水太大，会导致开挖受到威胁，严重的发生塌方。常说的十八字原则就是“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”，也是行业施工准则。

在结构形式上，它主要采用拱形结构，有单拱、双拱、三拱，随着明挖法的普及，三拱结构形式已经慢慢淘汰，现在主要的就是单拱和双拱。一般是单层建筑，也可建两层。

3 结语

通过对常用的三种施工方式介绍，我们大致可以分析得出每种施工工艺的适用范围。每种工艺都存在自身的特点，同时也存在弊端，只有我们不断探究，结合运用，才能更好地把地铁车站建设付之于实践。

[1] ISBN 7—112—04879—6 TU·4356(10358)，城市汽车停车库设计手册[S].

[2] JTG D60—2004，公路桥涵设计通用规范[S].

[3] ISBN 978—7—111—49204—7，市政公用工程管理与实务 辅导系列用书[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

张 波(1979- )，男，硕士，工程师

U231.4

A