浅谈明挖地铁车站与风道接口的结构设计问题

杨益　王志彪

摘 要：本文从变形缝的形状和大小的设计以及梁柱体系的构建、车站主体抗浮性的提高等方面对明挖地铁车站风道接口进行了一定的研究和设计。

关键词：明挖法；地铁车站；风道接口

中图分类号：U231 文献标志码：A

0 引言

近些年来，地铁作为当今社会一种经济、高效的出行交通工具备受人们的青睐。明挖法作为当今社会地铁车站施工采取的主要方法，其中对风道与车站接口处设计问题的相关研究较少，但是由于风道接口处的受力情况千变万化，因此它也是设计当中尤为突出的关键环节。后期此处可能经常会发生一些意外情况，如漏水、开裂等，因此对于风道接口处的结构设计问题的研究就显得尤为重要。

1 风道接口处变形缝的形状和大小的设置

风道与车站接口处的开口距离较大，一般情况下约20m～50m。我们通常要在此部位设计变形缝。在风道接口的设置中，我们应该把变形缝的平面和立面尽量设置为直面状态，切勿弯曲。如果变形缝的曲面设置过多或者设置成弯曲的情况，将会给止水带的设计和安装带来一定的不便，施工难度较大，而且在后期使用过程中可能会产生渗水漏水的情况。

一般情况下，变形缝到车站外侧墙的长度不宜过长，以超出车站外侧墙体1m～1.5m为合适的距离。如果变形缝到车站的距离选择过长，则会使此位置处风道接口的顶梁和顶板承受荷载过大，时间一长，容易使其结构发生变形和开裂。如果变形缝的长度选择太短，则有可能改变变形缝旁边两侧的落点位置，容易使其落在车站主体的围护结构当中，从而导致变形缝的底端两旁的落点处硬度不够均匀，到了后期，极易发生形变，而且一旦进水也抵挡不住。

2 变形缝设置条件下梁柱体系的设置

在进行地铁车站风道接口处的设计的时候，需要对车站主体结构外侧墙体进行开洞，这种情况下开孔处需要设置梁柱体系来承受顶板传递过来的荷载，以保持结构的稳定性，梁柱体系的设计应当从以下3方面考虑。

第一，考虑顶板的跨度和覆土厚度的问题，应考虑承受顶板的荷载、超载以及覆土重量来进行梁柱体系设计，除了保证结构的受力安全外，在配筋方面，应考虑结构在以后使用过程中产生变形等情况，因此需要对变形缝处的配筋进行加强，以满足结构受力和裂缝控制要求。第二，正如上面对变形缝的分析那样，在对变形缝进行具体施工的时候，需要预留一定的施工空间，因此，梁柱体系距离变形缝的边缘一般将其设置为0.3m，方便施工。第三，在设计的过程中，根据受力情况需要对顶梁、底梁进行上翻或者下翻设计，此时，需要考虑风道接口处的建筑空间要求以及通风专业的过风面积要求，因此，需要跟建筑专业和通风专业配合，仔细核对顶梁和底梁的上下翻的高度，以满足各专业的要求。

3 车站和风道结构抗浮性的提高

车站设计时不同地区也有不同的情况，有的地区抗浮水位比较高，此时车站和风道的主体自身抗浮性可能无法满足设计要求。为了提高车站和风道主体结构的抗浮性，目前国内经常采用压顶梁抗浮设计，在车站顶板上方沿围护结构设置一圈压顶梁，使车站和风道在受水浮力上浮时，压顶梁对结构顶产生向下压力，同时利用围护结构的自重及侧摩阻力共同达到抗浮目的。

另外，也可以在车站或者风道底板下设置抗拔桩来提高抗浮稳定性，抗拔桩的主要靠桩身与土层的摩擦力来受力，抗拔樁的大小、长度和数量根据计算确定，抗拔桩的钢筋和桩身均伸入车站底板，这样的锚入方式能够提升主体结构的整体抗浮能力。另外，抗拔桩桩头防水是设计重点，连接部分应采用遇水膨胀止水胶和密封胶等材料进行连接，如图1所示。

4 预留接口处的预留方法

预留接口受多种因素的影响，通常应根据预留接口实施的时间，后期预留通道的施工方法，接口处的防水能力等进行预留设计。在根据以上因素进行设计的基础上，还应设置梁柱体系以保证侧墙开洞处结构的受力和安全，并且应满足建筑的空间要求，同时还要能够起到防水作用。通常情况下，我们所认可的处理形式有两种方式。

（1）在预留通道两侧的侧墙内预留暗梁暗柱体系，确保在后期使用的过程中有较强的安全性能。在使用的过程中还要对预留接口处进行封堵，在后期需要接驳的时候，再通过人工凿除需要打通的墙体结构部分。

（2）在往预留通道长度方向上延长1m左右设计接口的位置，接口处的梁柱结构应能承受延长部分的荷载，接口处的墙体也要进行封堵。在后期施工时也是通过人工破除被封存的墙体即可，再进行通道的施工工作。

结语

关于明挖地铁站与风道口的设计，变形缝的设置是一个最基本的设计问题，在此基础上，就是梁柱体系的设置问题。对于水位高的地区，为了让主体的抗浮性较强，我们也应当设置合理的措施，提高主体的抗浮性。本文结合一定的实际经验对风道接口的设计和处理进行一定的分析，提供了一些有关这方面问题的帮助。

参考文献

[1]王博.明挖地铁车站整体建模结构受力分析[J].铁道标准设计，2012（11）：75-78.

[2]陈高峰.明挖地铁车站结构设计研究综述[C]//.2010城市轨道交通关键技术论坛暨地铁学术交流会，2010.