东北地区地铁车站结构基坑支护技术的细部结构优化研究

董艳峰

（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266000）

东北地区地铁车站结构基坑支护技术的细部结构优化研究

董艳峰

（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266000）

伴随着我国的经济不断的持续发展，人们对于交通的便利度也提出了很多的要求。伴随着这些要求的不断酝酿，同时我国的城市也在不断的扩大规模，这种情况下，我国的城市中的地铁应运而生，并且在不断的建设中，众所周知，地铁是建设在城市地下的，这样可以有效的节约城市的地上空间，并且充分的利用城市的地下空间，可以说地铁的建设对于国家的发展和人民的生活都是十分有利的。现阶段北方的地铁建设已经非常快速地赶上了我国的先进行列，对于我国的可持续的城市发展是十分有利的，可以作为一项城市发展战略来进行部署。需要注意的是在地铁的建设过程中，地铁车站的结构基坑支护对于整个地铁建设是非常重要的，因此，我们在进行这方面的设计和施工的时候，我们要对深基工程的结构设计和支护的机构技术部分有一个非常超前的优化和创新，只有这样我们才能够更好的服务于东北地区的地铁建设。本文就是针对这方面的内容进行详细的介绍和阐述。

地铁车站；结构基坑支护技术；细部结构优化

在地铁车站的深基坑建设过程中，我们不但要使基坑支护的有关结构满足地下施工周围环境正常使用的硬性条件，同时还要尽最大的努力来节约成本，进而实现建设的效益最大化。地铁车站的基坑支护技术的优化设计主要是有两个方面的优化。第一个优化设计就是深基坑支护技术的具体实施方案的优化设计；第二个优化设计是深基坑的支护技术的细部结构的优化设计。这两种优化设计后者是非常受到欢迎的，这种优化设计在工程的施工和造价上都是很有效的，起到的作用也是非常的关键的。

一、简要叙述地铁车站的深基坑支护的技术概念

地铁车站施工中的深基坑中支护之所以施工是为了要保障地铁施工的地下结构的施工安全，并且还要保障地铁基坑周边的环境的安全。在施工的过程中，我们要在深基的侧部和周边采用支挡和加固等措施。地铁施工中的深基坑在施工的过程中有一定的技术要求。地铁的深基坑施工在深度和施工的现场环境这两个条件上都有可能影响施工的整体进度，我们在地铁的施工中，要按照这两个条件来设计具体的施工方案。在方案制定完毕后，我们要上报监理的工程师来进行审查，只有十分符合相关的设计标准才能进行设计和施工。在地铁的深基设计过程中，我们必须要处理好地下水的水位问题，我国北方通常采用的是轻型井的点抽水，这种抽水方式可以有效的将地下的水位降到地铁基坑的1m以下，在这个过程中，我们必须安排专门的看护人员24小时进行看护，并且定期做好抽水记录。在深基坑的施工中，我们要做好上下方便的阶梯和靠梯，我们要标明禁止攀爬的标志。同时我们要在施工现场设计安全防护栏。为了更好的进行地铁建设，我们要不断的提高对于地铁施工的质量要求，同时还要提升建设过程中的安全系数，我们要朝着这个方向来进行基坑支护的技术优化和创新。

二、简要叙述我国现行的地铁车站深基坑支护的技术在优化过程中出现的问题

伴随着我国地铁规划的不断推进，对于地铁的建设的质量和安全有着非常严格的要求。正是由于这些设计和建设过程中的要求的不断提高，我们的深坑支护技术也在不断的进行创新。但是在现有的实际的建设过程中，施工事故还是出现的比较频繁，为了解决这种事故的高发率，我们要严格的进行施工中的安全预控技术，这样也就暴露了我国现阶段在基坑的支护技术上的一些瑕疵和不足，主要体现在两个方面：第一个方面是地铁基坑的支护细部的机构的优化在设计阶段的问题。这种设计在数学模型的描述中我们主要是从设计的变量的选择，设计的约束条件的确定以及设计的目标函数的建立这三个主要的方面进行开展设计，这一过程中，支护部分的设计变量涉及的最为广泛，这些变量大多数都是离散变量，这样就导致了我们设计中的解非常多，解的空间比较大，这样的结果就导致了我们在设计的过程中存在组合爆炸的问题。为了解决这一个问题，我们需要将整个设计过程进行优化处理，还需要在这一过程中找到一种科学的筛选的办法，这种筛选我们要达到最大的优化棉量。这种结果的出现就需要我们采用有关的力学的知识进行来进行分析，这样的力学分析一定会涉及到很多不同的支护结构，同样还会涉及到土层压力和建筑结构的安全性。我们要通过相关的额优化变量作为优化设计的目标，来进行最优函数的确定，我们要在深坑支护设计的过程中建立数学模型。第二个方面是在地铁深基坑的设计过程中，设计人员往往会反复的进行设计参数的修改和效验，设计人员会通过多种设计方法来进行设计校验，希望可以得到最优化和最准确的设计。但是这一个过程中忽略了一个问题，这个问题就是任何设计方法得出的设计解都是一个可行解，并非是所有解中的最优解。为了满足最优的设计参数和最安全的施工条件，我们在地铁深基坑支护设计的优化过程中发明了一种新的计算方法。这种计算方法就是——遗传算法。这种算法可以为我们在进行深基坑的支护技术优化过程提供一种更为先进的思路。

三、简要叙述遗传算法在地铁车站支护细节部位具体的优化理论应用

遗传算法是一种模拟生物进化和遗传的过程，在这一过程中，我们可以进行选择，进行交叉，进行变异机理的自动适应，这样可以进行全局的优化，这种优化的概率是非常高的。这种算法诞生于20世纪的70年代，但是真正的成熟和发展还是在20世纪的90年代末。现在北方地区的地铁车站结构基坑支护技术的细部结构优化研究大范围的都采用了遗传算法来进行具体技术的使用和设计。在很大的程度上，遗传算法给地铁的深基坑的支护技术的创新和发展带来了一种新的思路。我们通过遗传算法可以有效的搜索到施工范围内的每一个区域，我们可以在施工的细部机构上进行自己的优化处理。我们可以将细部的结构进行可微性和连续性的处理。

[1]龚晓南，高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.

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