趙 碩

（中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司， 江蘇 南京 210000）

目前國際上建立地鐵站使用次數(shù)最多的是明挖法，由于明挖法具有諸多優(yōu)點(diǎn)，所以在地鐵施工過程中占據(jù)著不可撼動(dòng)的位置。同時(shí)使用明挖法建立地鐵車站，需要在保證安全的前提下進(jìn)行，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中能夠方便施工，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)低成本高收益。使用價(jià)值高的地鐵站通常具有低成本運(yùn)營、結(jié)構(gòu)簡單安全和施工方便等優(yōu)點(diǎn)，但是在設(shè)計(jì)的過程中還存在較多的問題，甚至?xí)o設(shè)計(jì)人員造成一定的困擾。本文根據(jù)明挖法在地鐵站施工中遇到的問題進(jìn)行分析和探索，供設(shè)計(jì)人員參考。

1 工程概況

某城市建設(shè)一座地鐵站，地鐵寬為9m，車站的南側(cè)公交站距離地鐵站出口1km，北側(cè)地鐵出口35m 處是綠化帶。周邊建筑較少，車站主體無電路管線。車站頂板的覆土厚為4m，底板深為15m。車站全長196.56m，段寬32.5m，車站設(shè)有4 個(gè)出口，運(yùn)用明挖法進(jìn)行施工。

2 結(jié)構(gòu)類型

2.1 主體構(gòu)造

在地鐵站施工過程中，要全面考慮安全、經(jīng)濟(jì)和施工等因素。明挖法作為最常用的施工方式，主要是通過箱型框架結(jié)構(gòu)形式來完成施工任務(wù)[1]。根據(jù)該框架結(jié)構(gòu)的特性，對(duì)站臺(tái)寬度進(jìn)行設(shè)計(jì)，站臺(tái)寬度是整個(gè)設(shè)計(jì)的參考標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)站臺(tái)寬度在8m 以下，車站不設(shè)置無柱單跨結(jié)構(gòu)，寬度超過12m，需采用單柱雙跨結(jié)構(gòu)，如果站臺(tái)寬度超過14m，需要使用雙柱跨箱體結(jié)構(gòu)。

2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

根據(jù)大量明挖法施工的事例可以發(fā)現(xiàn)，圍護(hù)設(shè)計(jì)的合理性直接影響到成本預(yù)算，如果圍護(hù)類型選擇不合理，將會(huì)降低施工的效率，甚至?xí)霈F(xiàn)返工情況，進(jìn)而導(dǎo)致工程建設(shè)成本超出預(yù)算[2]。目前圍護(hù)結(jié)構(gòu)的種類有很多，為了能夠選擇合適的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)工程的實(shí)際需要來確定。在選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型時(shí)需注意如下問題：

（1）如果在工程施工的過程中，根據(jù)需要增加預(yù)應(yīng)力時(shí)，首先要確定支撐種類、支撐位置以及溫度變化等情況，通常情況下軸力應(yīng)控制在50～80%。

（2）圍護(hù)樁的配筋相關(guān)技術(shù)參數(shù)。目前我國在進(jìn)行地鐵車站建設(shè)的過程中，通常會(huì)采用均勻配置鋼筋的方式來進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)際上圍護(hù)樁的彎矩是不同的，均勻配筋可能會(huì)造成不必要的投入。所以設(shè)計(jì)人員需要充分考慮圍護(hù)樁彎矩受力情況，運(yùn)用相關(guān)規(guī)程進(jìn)行計(jì)算，然后進(jìn)行合理配筋。

3 明挖法基坑的建設(shè)

3.1 明挖法基坑的種類

明挖法的基坑有兩種類型：圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑、放坡基坑。通常情況下地鐵車站的位置上處于城市的繁華地區(qū)，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，周圍建筑物較多，交通較為擁堵，因此很多情況下選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑。

3.2 明挖法施工的主要部分

在進(jìn)行基坑施工的過程中，明挖法是最為常見的施工方式，這種施工方式能夠從地表開始施工，自上而下進(jìn)行作業(yè)，然后開始進(jìn)行結(jié)構(gòu)工程施工，施工結(jié)束后回填，對(duì)路面進(jìn)行復(fù)原。明挖法的主要施工程序如下：

（1）在基坑周圍設(shè)置圍擋，然后合理改動(dòng)工程區(qū)域的管線，下一步加固地基，最后進(jìn)行堆砌連續(xù)墻。

（2）在施工過程中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，按照一定的施工順序建立數(shù)道支撐，通常情況下，第一道支撐采用混凝土支撐，接下來的支撐使用鋼支撐，直到基坑底部，如圖1 所示。

（3）在進(jìn)行基坑底部處理的過程中，需要對(duì)底板進(jìn)行防水處理，還要在邊墻上留有一定的施工縫。

（4）拆除支撐，拆除基坑的縱梁、柱以及中板的支撐，同時(shí)進(jìn)行防水處理。

圖1 明挖法支撐

4 運(yùn)用明挖法需要注意的問題

4.1 需要注意的問題

（1）確定設(shè)計(jì)方案，在基坑支護(hù)施工過程中，設(shè)計(jì)人員需要提前對(duì)基坑開挖的深度以及基坑所處位置的地質(zhì)條件進(jìn)行勘測，同時(shí)充分考慮經(jīng)濟(jì)和設(shè)備使用等因素，綜合考慮各種因素再進(jìn)行支護(hù)的合理規(guī)劃，這樣一來可以保障結(jié)構(gòu)的安全性。在地鐵車站的建設(shè)過程中，使用較多的支護(hù)結(jié)構(gòu)有：攪拌樁、連續(xù)墻和土釘墻。如果條件允許，可在地鐵站周圍安裝防水設(shè)施，進(jìn)一步提高地鐵基坑的穩(wěn)定性。

（2）全面考慮工程主體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求，地表下的連續(xù)墻支護(hù)是整項(xiàng)工程的主體結(jié)構(gòu)，可適當(dāng)發(fā)揮其作用，這樣一方面可以節(jié)約成本，另一方面可以減少資源的浪費(fèi)，和我國當(dāng)前的綠色發(fā)展理念相吻合，所以在設(shè)計(jì)過程中要考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷等。在投入使用之后，應(yīng)該提前做好工程材料因使用年限增加而導(dǎo)致承受能力下降的情況，在設(shè)計(jì)之初通常按材料剛度的75%進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.2 明挖法使用需要注意的技術(shù)問題

在地鐵車站設(shè)計(jì)的過程中，明挖法的使用需要解決如下問題：

（1）細(xì)節(jié)問題，例如板開洞問題，如果在中板開洞過程中，洞的直徑較大，需要提前建立平面模型，計(jì)算梁的負(fù)荷和交叉處的彎矩，確保相應(yīng)技術(shù)參數(shù)符合實(shí)際要求，同時(shí)還要增加側(cè)墻的抗剪和抗彎能力。對(duì)于覆土較薄的地鐵車站結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行側(cè)墻、中板以及頂板的彎構(gòu)件計(jì)算。地下側(cè)墻、底板按照配筋計(jì)算，這樣可以最大限度地保證構(gòu)件的安全使用。

（2）對(duì)于地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的計(jì)算，應(yīng)該遵循科學(xué)合理的原則。在相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算過程中一般選擇二維斷面的計(jì)算方法，主要因?yàn)樵摲N運(yùn)算方法計(jì)算簡單、普及性較高，但是要考慮其應(yīng)用范圍，范圍過大會(huì)造成計(jì)算的失誤。如果無法對(duì)中板以及頂板開孔進(jìn)行分析，需要詳細(xì)計(jì)算前板的外剛度，如果造成內(nèi)力偏小，會(huì)導(dǎo)致工程施工的成本大幅上升?？偨Y(jié)以往的計(jì)算方法，三維計(jì)算較為精準(zhǔn)，特別是在特殊情況下，能夠?qū)⒄`差降到可忽略的范圍，主要是因?yàn)槿S計(jì)算能夠?qū)?nèi)力傳遞的途徑進(jìn)行精準(zhǔn)判定，這樣一來就可以保證精確計(jì)算所有板的載荷力，如果想要保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)設(shè)置梁板的剛度，滿足使用要求。

（3）在設(shè)計(jì)的過程中要格外注意地下水。當(dāng)前我國對(duì)地鐵車站的設(shè)計(jì)和主要設(shè)計(jì)的抗浮性進(jìn)行了明確規(guī)定，在實(shí)際施工的過程中，需要根據(jù)點(diǎn)水情況計(jì)算車站應(yīng)力，為車站投入使用提供保障。

5 結(jié)束語

總而言之，隨著交通方式的不斷增加，地鐵已經(jīng)成為城市出行最受歡迎的方式，當(dāng)前的地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工的質(zhì)量還不夠理想，需要設(shè)計(jì)人員充分考慮各種影響因素，這其中包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)的計(jì)算，保證地鐵施工高效率進(jìn)行，為地鐵車站的投入使用提供保障，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)緩解城市交通的壓力。