地铁地下结构设计的思考

李伟

摘 要：笔者通过对规范和相关资料的学习结合工作积累进行了一些地铁地下结构设计的思考，希望能通过总结提高自己，更希望能够与建设者交流互勉。

关键词：地铁；地下结构；设计

中图分类号：U231 文献标志码：A

城市的地铁建设给百姓日常工作与生活带来的极大的便利，同时活跃了地铁沿线的经济活动。目前全国除直辖市和省会城市外有近50個三线城市开始或准备修建地铁，随着我国地铁建设的蓬勃发展，地铁设计规范也在不断更新和完善，设计队伍不断扩大，建设管理逐渐趋于完善。但是由于地铁建设周期较长一般在5年左右，因此技术的积累较为缓慢，所以需要建设者们不断地积累与交流。下面针对地铁地下岩土施工提出几点思考。

1 三分天下，设计先行

设计、施工、监测对于地下工程来讲常被称作为“三分天下”，意思是在地下岩土工程中三者都很重要，需要协调统一，缺少其中一个环节或者有一个环节不到位都会带来安全隐患，而不是 “三国鼎立”的意思。如果我们简单粗暴地割裂开，就会出现下面问题。例如：某城市地铁标准车站横跨路口，参考同类工程拟定采用连续墙加内支持结合坑内降水，按规范进行试算方案合理经济性较好。但现场踏勘时发现十字路口立交桥下净空仅有5m～6m，结合现场条件连续墙施工方案无法成立。如图1所示，假设不考虑施工因素按该方案完成施工图，后果可想而知。

可见设计先于施工和监测，设计方案合理、图纸深度到位是每一个优质工程的先决条件。那么作为一个优秀的设计工作者就需要对现场施工和监测有一定深度的理解，与施工和监测紧密结合才能做好一个项目。

2 水文地质条件

地铁地下结构属于岩土工程的一部分，与水文地质条件密切相关。李老师的《岩土工程50讲》中提到的“老中医”说法个人非常赞同，至少我们不能拿着地勘报告中的“岩土力学参数表”挑个顺眼的钻孔就开始搞设计了，这样会“出人命”的。曾经有这样一个浅埋暗挖结构，位于黄土和粉质黏土层中采用大管棚加超前小导管注浆进行初支，结合洞外管井降水CD法开挖，当地类似工程较多方案成熟，各阶段审查均顺利通过。在施工到中间段道路正下方时，发生较严重塌陷道路暂时封闭，好在应急措施得当未造成人员伤亡。经事故分析发现，在118号详勘钻孔中揭示局部拱顶存在砂层透镜体且位于地下水位以下，地层描述中该砂层松散可、挖性好、降水易产生沉降，参建各方对该透镜体均未引起重视。初期降水引起的沉降导致老旧的市政管线渗漏水，降水效果变差，在未查明原因的情况下加大降水功率引起地下土体流失，最终造成不可挽回的损失。主观原因是麻痹大意，都没有认真阅读详勘报告把每一个地层的属性放在心里，我想这就是我们和“老中医”的区别吧。

3 与周边环境的关系

地铁建设位于繁华或即将繁华的城市中，且绝大部分地下结构埋深较浅，方案阶段需要详细调查周边建筑物、管线、市政道路等设施的现状和规划状况，了解清楚他们与地铁之间的相互关系，周密分析其可实施性、实施条件及代价。前面提到的立交桥和市政给水和排水管线都会造成设计方案的调整，甚至推翻原有方案。所以说我们投身地铁建设不能停留在把截面尺寸定好、计算无差错、钢筋配够、构造措施正确就完成任务，如果前期的一个不经心就会给后期的设计与施工带来困难。如图3所示，在前期对现场25条管线逐一梳理，并给出了相应方案，而且将重要管线与市政及权属单位进行了对接落实。即使这样，在施工阶段仍出现了过十字路口横跨基坑宽度2.1m的直埋电力、光钎综合排线无法迁改，原来认为最好处理的管线反而无法解决，最终只能通过局部围护结构变更来委曲求全。

结语

综上所述，想成为一名好的地铁结构设计工作者，不光要掌握好理论基础、认真研读本专业规范、理顺结构间的关系，其中包括明挖围护结构与主体、暗挖初支与二村的关系、车站主体与附属接口、车站与区间接口、明挖与暗挖接口等，还要能够掌握一定施工、检测的知识，要能够读懂地质以及了解建筑、人防、限界、轨道、杂散电流等相关专业的常识，要能够把地铁周边状况及相互影响关系烂熟于心。

参考文献

[1]李广信.岩土工程50讲—岩坛漫话（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]GB50157-2013，地铁设计规范[S].

[3]地铁工程设计与施工[M].北京：人民交通出版社，2004.