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地鐵站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計及其技術(shù)要點?【摘要】地鐵建設(shè)是打造新城市最核心的工程，其重要性可以說超過了任何一項在建的重點工程。一棟大樓、一座公園的建設(shè)對城市來說很容易，什么時候建都可以，但是地鐵不一樣，地鐵建設(shè)不僅工程浩大，而且還關(guān)系到能否把握住機(jī)遇的問題，地鐵建設(shè)的機(jī)遇不是什么時候都有的，而且地鐵審批等前期工作的耗時長，國內(nèi)其城市都一樣對建設(shè)地鐵異常興奮，因此如果一旦錯過了地鐵建設(shè)機(jī)遇期或者比別人慢了一步，那么發(fā)展水平恐怕就會被別人甩得越來越遠(yuǎn)，因為建設(shè)地鐵不僅單單是解決交通方面的問題，更重要的是關(guān)系整個城市的發(fā)展戰(zhàn)略問題，所以從這個方面來說把握住了地鐵建設(shè)的重大機(jī)遇就等于掌握住了未來發(fā)展的主動權(quán)。?【關(guān)鍵詞】地鐵工程；施工計劃；施工問題；施工計劃?　　1、工程背景?　　某地鐵站工程位于繁華區(qū)，該地區(qū)市政道路密集，車流量大。該地鐵站結(jié)構(gòu)為長條形，屬東西走向，結(jié)構(gòu)形式為地下兩層鋼筋混凝上箱型框架結(jié)構(gòu)，車站全長184.3m，標(biāo)準(zhǔn)斷面寬21.6m，基坑深約18.7m，西端盾構(gòu)井處寬23.5m，基坑深約18.9m，主體結(jié)構(gòu)覆土厚度為3m～4.85m，并于東西端各布置一個風(fēng)道?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)地質(zhì)與場地條件采用大直徑鉆孔灌注樁支護(hù)方案。?　　2、拱蓋法施工建設(shè)地鐵站?6

1　　該地域?qū)儆谘睾Ｇ鹆甑貛?，主城區(qū)以水流沖擊地貌為主，該地鐵站建設(shè)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況復(fù)雜且多變。經(jīng)相關(guān)專家和地鐵工程技術(shù)人員針對當(dāng)?shù)靥厥獾貨r進(jìn)行研究，結(jié)合以往建設(shè)經(jīng)驗，創(chuàng)造并成功應(yīng)用了“拱蓋法”新工法，解決了地鐵站建設(shè)場地地層上軟下硬的難題。?　　在主體基坑開挖前，先在施工斷面頂端和底部開挖好兩個施工導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞之間按架設(shè)相應(yīng)的鋼管柱，將兩個鋼筋拱頂架設(shè)在鋼管柱和兩側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)立壁上，再在鋼筋拱頂上澆筑混凝土，形成拱蓋結(jié)構(gòu)。拱蓋結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，可往下逐層進(jìn)行土方開挖及架設(shè)橫撐，直至設(shè)計的底標(biāo)高，即進(jìn)行相應(yīng)的基坑暗挖施工?；娱_挖完成后，再依序進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)及防水措施。待地鐵站主體工程完成后，及時拆除臨時路面系統(tǒng)上的拱蓋結(jié)構(gòu)，人工回填土方并恢復(fù)路面交通的使用。?　　3、結(jié)構(gòu)評估與分析設(shè)計?　　3.1地鐵站施工的地質(zhì)特點?　　該地鐵站工程所處場地附近為市政道路和高層建筑，施工場地范圍內(nèi)自上而下依次分布的土層為人工填土層（層厚平均為1.32m）、淤泥質(zhì)軟土層（層厚平均為3.64m）、泥質(zhì)砂巖殘積土層（層厚平均為2.83m）、全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（層厚平均為3.50m）、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（層厚平均為6.69m），微風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（層厚平均為3.97m）。場地地下水豐富，穩(wěn)定水位一般位于地表以下1.3m～2.5m。?　　4、鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計方案?6

2　　對地鐵站這類大跨度、天面大面積結(jié)構(gòu)，采用科學(xué)的施工技術(shù)工藝來提高混凝土的抗裂能力：在混凝土澆灌中除加入合適的外加劑降低水化熱、流動性外，還特別在九層和天面結(jié)構(gòu)混凝土中摻入抗裂纖維（聚丙烯纖維），使混凝土的抗彎強(qiáng)度、塑性收縮、抗?jié)B性、抗凍性、抗沖擊性、抗腐蝕性等均有明顯提高。同時對薄壁結(jié)構(gòu)部分（板、墻、梁等）增配構(gòu)造鋼筋，使構(gòu)造筋起到溫度筋的作用（一般用直徑及小間距布置，Ф6@100-150），提高抗裂性能。?　　在結(jié)構(gòu)頂板部位，考慮頂板結(jié)構(gòu)（以及頂縱梁）直接承受上層覆土，地面超載以及水壓的多重作用，且由結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力也相對較大，故按《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB50157-2003）進(jìn)行配筋設(shè)計，即采用允許應(yīng)力法進(jìn)行構(gòu)件內(nèi)力計算，并進(jìn)行構(gòu)件撓度、裂縫寬度等驗算。?　　對于側(cè)墻、中板及底板部位，由于地鐵站主體結(jié)構(gòu)中柱其軸力直接傳至底板，每根中柱底部軸向力達(dá)到近2000kN，對底板產(chǎn)生很大的沖切力；而地鐵列車荷載在這些部位產(chǎn)生的內(nèi)力所占比例相對較小，且屬于結(jié)構(gòu)間接作用。故側(cè)墻、中板及底板部位構(gòu)件均按國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ10-2002）進(jìn)行配筋，可使配筋量減少約15%。?　　5、地鐵施工技術(shù)要領(lǐng)?　　5.1鋼筋混凝土結(jié)合防裂工程?6

3　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題，是工程建設(shè)中有一定普通性的技術(shù)題。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞和建筑物的倒塌、滲漏等，都是從結(jié)構(gòu)裂縫的擴(kuò)展開始引發(fā)的。大量的混凝土工程實踐證明，結(jié)構(gòu)裂縫是不可避免的。因為混凝土是由多種材料組成的一種混合體，且又是一種脆性材料，在溫度、壓力和外力的作用下，都有出現(xiàn)裂縫的可能。特別在地處南方，高溫天氣多，暴雨頻繁，而許多項目都是規(guī)模大、施工期較短、又是超長、大跨度結(jié)構(gòu)，要求使用商品混凝土采用泵送形式澆灌，如何對裂縫進(jìn)行分析、預(yù)防和及時理，就顯得非常必要。由于地鐵站主體結(jié)構(gòu)為長條形，還應(yīng)在場地方向結(jié)合建筑功能要求對應(yīng)設(shè)置變形縫，以防止由于結(jié)構(gòu)不均勻沉降以及收縮、徐變不均勻引起混凝土結(jié)構(gòu)開裂。同時，在混凝土集料中摻人適量的膨脹劑、減水劑和粉煤灰等，也可在一定程度上減少混凝土自身的收縮裂縫。在主體結(jié)構(gòu)迎土面適當(dāng)增加縱向鋼筋的用量，優(yōu)先選用直徑較細(xì)的鋼筋，在不影響混凝土澆筑施工的前提下，使構(gòu)件的縱向鋼筋盡量排列緊密，可有效控制環(huán)向裂縫。?　　5.2地鐵站防水設(shè)計的重要性?　　地鐵車站與區(qū)間隧道屬人員密集、機(jī)電設(shè)備較多的場所，防水設(shè)防等級較高，如車站要求達(dá)到1級防水標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)間隧道要求達(dá)到2級防水標(biāo)準(zhǔn)。為此，防水材料要與地鐵工程的結(jié)構(gòu)形式、各類施工法（包括明挖順作、蓋挖順作、蓋挖逆作、礦山法、盾構(gòu)法等多種工法及多類基坑開挖技術(shù)）相適應(yīng)。目前，隨著軌道交通建設(shè)在全國各大城市空前快速與全面地展開，相關(guān)防水技術(shù)獲得了長足的進(jìn)步，但是，也暴露了不少問題與不足.地鐵站結(jié)構(gòu)的防水原則是以結(jié)構(gòu)自防水為主，剛?cè)峤Y(jié)合，多道防線，綜合治理。其具體防水設(shè)計措施如下：?　　1）結(jié)構(gòu)自防水設(shè)計：在混凝土中摻入UEA膨脹劑，可有效增強(qiáng)大體積混凝土補(bǔ)償收縮性能，其抗?jié)B性能也要比同等強(qiáng)度等級的普通混凝土提高2～3倍，這是地鐵站大體積混凝土結(jié)構(gòu)最重要的一道防水措施。混凝土澆筑施工時，混凝土集料振搗要充分，確?；炷两Y(jié)構(gòu)充分密實，澆筑完成后應(yīng)按設(shè)計及規(guī)范要求進(jìn)行科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)；?　　2）結(jié)構(gòu)外防水設(shè)計：沿主體結(jié)構(gòu)底板、兩側(cè)邊墻、頂板施作數(shù)道軟性防水層。在鋪設(shè)第一道防水層之前，應(yīng)對結(jié)構(gòu)基面作充分的清潔處理，防水薄膜應(yīng)鋪設(shè)平整，確保防水效果；?6

4　　3）變形縫防水設(shè)計：在結(jié)構(gòu)變形縫斷面中部應(yīng)預(yù)埋不銹鋼止水帶，同時在變形縫外側(cè)采用2～3層適當(dāng)厚度（多采用1.0mm～1.2mm厚）的橡膠片和兩層改性瀝青卷材進(jìn)行外包密封。?　　6、地鐵站結(jié)構(gòu)分段分層施工?　　地鐵站主體結(jié)構(gòu)施工應(yīng)按照縱向分段、豎向分層的方法進(jìn)行混凝土澆筑施工?？v向每分段長度不宜超過30m，結(jié)合出入口及內(nèi)部樓梯設(shè)置，整個地鐵站結(jié)構(gòu)共計分為6個區(qū)段，豎向分為底板、結(jié)構(gòu)邊墻及中板、頂板三層進(jìn)行澆筑施工。結(jié)構(gòu)施工縫設(shè)置按以下原則進(jìn)行：?　　縱向結(jié)構(gòu)施工縫應(yīng)設(shè)于跨間縱梁彎矩，剪力最小的位置，通常位于跨距的1/4-1/3位置?？v向施工縫位置的設(shè)置，應(yīng)充分考慮與上下樓梯口、電梯井口預(yù)留孔洞及兩側(cè)墻上的出入口通道及電力、通信電纜管線通道等部位盡量錯開。待主體結(jié)構(gòu)施工完畢后，應(yīng)在路面進(jìn)行分區(qū)圍擋，拆除鋼筋混凝土拱蓋板及鋼管柱，進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)修補(bǔ)施工。分層回填土并碾壓密實，做好路面基層及面層結(jié)構(gòu)施工，恢復(fù)路面交通正常運行。?　　7、結(jié)論?　　地鐵是一座城市的經(jīng)濟(jì)化硬件建設(shè)工程是要求施工方必須謹(jǐn)慎的一項工程。是推動城市發(fā)展的一項重要動力，因此地鐵工程受到政府部門的一致關(guān)注，也是為了方便市民出行，減小、降低城市交通壓力的方法，也減輕了城市環(huán)境污染問題，減少了出行交通性燃油污染。?　　參考文獻(xiàn)：?　　[1]GB50157-2003.地鐵設(shè)計規(guī)范[S].?6

5　　[2]施仲衡，張彌，王新杰.地下鐵道設(shè)計與施工[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1997.6