暗挖地铁车站建筑设计方法探析

石梁+刘洪宇

摘 要：地铁作为改善城市交通状况的重要方式，地铁建设也成为了城市交通设施的重要组成部分。地铁车站施工必须要解决地铁建设对城市建筑的影响。地铁施工可能会导致周边的建筑物出现沉降或坍塌情况，为了更好的进行地铁施工，在地铁车站建筑设计中，可选取暗挖法进行施工。

關键词：暗挖法；地铁车站；建筑设计

一、暗挖车站建筑设计原则

地铁车站是地铁线路中的交通枢纽，随着地铁网络的发展，地铁线路越来越多的穿越城市繁华地段。由于车站所处地理位置的特殊性，车站不能采用全明挖施工，车站越来越多的采用暗挖或明暗结合的建筑结构型式。暗挖车站的核心问题是如何减少车站规模，但又必须满足以下设计原则：

1、适用性

地铁车站是一个人流聚集的公共建筑，车站设计首先是必须满足车站的使用功能，包括： 合理的 设置出入口、AFC 系统、站内楼扶梯，有序的组织进出站客流，最大程度的避免客流的交叉； 提供满 足高峰客流的运输能力、紧急疏散的设备、集散场地； 方便与周边交通系统的换乘、过街功能； 提供相 应的设备及管理用房，满足运营管理的功能要求。

2、安全性

地铁车站首先在满足结构安全的情况下，还必须满足相关的建筑安全，比如： 楼扶梯、AFC 的设置数量必须满足正常高峰客流、突发客流要求，避免出现客流拥挤现象； 提供满足火灾状况下的乘客 紧急疏散要求的设备数量，避免人员伤亡； 满足工 作人员消防需要的消防通道； 火灾状况下提供足够 的新风和排烟设施，完善的消防设施； 满足出地面 建筑的防火距离要求、卫生防疫要求、防淹要求。

3、舒适性

地铁车站设计以人为本，车站设计除完善楼扶梯、残疾人电梯、商业自助等设施外，还应给乘客提 供舒适的感官设计，提供舒适的乘车环境。

二、暗挖车站的建筑结构型式、特点、 适用条件

第一，明、暗结合车站。地铁车站在有明挖施工条件的情况下，且顶板覆土较少时，一般明挖施工难度小、风险小、施工速 度快、经济。但往往由于受各种外界条件的限制， 车站无法采用全明挖施工，若采用全暗挖施工，势必造成施工风险大、难度大、施工时间长、造价高的 现象，此时若能活采用暗挖与明挖结合的型式，则可能收到意想不到的效果。 根据近年来的工程实践，明暗结合型式车站大致分为以下几种类型： 站台暗挖，站厅、设备管理用 房区明挖； 半边明挖半边暗挖； 两端明挖、中间暗挖； 中间明挖、两（ 单） 端暗挖。

第二，全暗挖车站。当车站顶板覆土较大时，车站仍采用明挖法施工，工程造价就不一定合理，或者是路面交通繁忙，不允许中断交通进行明挖施工，且周边没有任何明挖施工场地，此时只能考虑全暗挖施工。全暗挖车站一般为双层车站，根据建筑结构型式可分为双柱 三联拱、单柱双联拱、分离暗挖单拱三种。

三、建筑功能对车站布置的影响

地铁车站涉及专业繁多，根据各系统功能要求能否合理组织房间布置，对车站规模及使用功能影响较大。根据有关数据统计，对车站规模影响 较大的系统主要有通风空调系统、供电系统、电扶梯系统等。

1、通风空调系统

第一，隧道通风系统。隧道通风系统包括区间隧 道通风及车站隧道通风系统两部分。某地铁线推荐区间隧道通风系统与车站隧道通风系统 分开独立设置，且区间隧道通风系统的活塞风采用 双活塞风的模式，此种模式车站需要设置 4 个活塞风道（ 其中 2 个为机械风互为备用风道） ，2（ 或 1） 个排热风道。因为车站暗挖，车站应尽量 减少暗挖通道数量及面积。通过系统模拟测试，此时若采用单活塞风及“变频”技术，车站的活塞风 道可减少为 2 个，且通过“TVF”风机与“TEF”风机的共用，可节省较大规模的土建面积，降低车站造价。如果在车站范围内无条件做区间隧道通风系统，该系统可以设置在车站两端的区间，但其距车 站有效站台端部的最长距离不宜超过 100 m。

第二，车站通风空调系统（ 含防排烟系统） ：。车站通风空调系统包括大系统和小系统。 ①大系统： 大系统是指相对站厅、站台公共区 的空调系统。②小系统： 小系统是指相对设备管理用房的空调系统。小系统有“全空气系统”、“风机盘管系统”、“VRV系统”三种。各种实验数据表明，在新建地铁项目的小系统中全空气系统为首选； 而对于改造项目，宜采用 VRV 系统； 风机盘管系统只有在一年四季比较炎热的地区使用。在选定采用何种小系统外，为节省土建建筑面积，其关键在于优化功能房间组合，尽量减少小系统机房数量。

第三，空调冷源及水系统。空调冷源及水系统包括分站供冷、集中供冷两种。采用分站供冷，需要在车站内设置100 m2 左右的冷冻机房，地面设置冷却塔。若采用集中供冷则可以省略冷冻机房及冷却塔。车站空调冷源及水系统是采用集中供冷还是分站供冷，应视全线地面条件而定。如果某段线路的几个车站地面周边环境约束较大，地面均无条件设置冷却塔，此时可考虑集中供冷的模式。

2、供电系统

供电系统在车站中所占的比例也较大，但由于其系统在某地某线中具有相对的稳定性。为节省土建建筑面积，其关键在于优化功能房间组合。车站供电系统包括牵引变电所、降压变电所、跟随降压变电所，其中是否设牵引变电所视系统而定。在车站房间功能布局上应尽量集中布置，将供电负荷较大的房间设置在一起，可以节省一个跟随降压变电所，压缩车站规模。在有条件的情况下，应尽量将变电所设置在车站站台。

3、电扶梯系统

公共区楼扶梯：在满足距离要求的情况下，另外还必须满足车站正常运营的需要和车站高峰时期的紧急疏散需要。暗挖车站中，如果需要暗挖楼扶梯通道，应通过综合比选暗挖通道的数量及断面的大小对车站的影响，进而确定是采用大断面，减少通道数量，还是选用小 断面，增加通道数量。

电梯： 车站站厅至站台应设无障碍通道， 国内大部分地区的做法均是在站厅与站台之间设 残疾人电梯。对于暗挖车站，为减少暗挖电梯的工 程量，可在站厅至站台的楼梯上设置楼梯升降机， 若无条件，则必须增设暗挖电梯通道。

消防通道： 《地铁设计规范》规定任一防火 分区均应有一直出地面的出入口通道。车站设计 中应尽量将相关的设备管理用房（ 平时有人的房 间） 进行集中布置，减少消防通道的数量。此外， 在有条件的情况下，可考虑将消防出入口与乘客出 入口进行合并设置，减少土建工程量。

四、结束语

综上所述，随着城市地铁的迅速发展，城市地铁设计及施工受周边条件、施工方法、工期等方面的限制因素越来越多，因车站总体布局必须符合城市规划、城市交通规划、环境保护和城市景观的要求，且能够妥善处理好与地面建筑、地下管线、地下构筑物之间的关系。要求对其建筑结构型式提出了更高的要求，目前地铁车站建筑结构型式已经由最初的明挖逐步 向暗挖、明暗结合的多元化发展。通过优化建筑功能布局，达到减少暗挖车站工程规模、降低暗挖车站施工风险、节约工程造价目的，这对地铁车站设计具有重要意义。

参考文献

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