地铁车站结构设计方法探讨

熊传奇

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102627)

在我国城市交通拥堵日益严重的严峻形势下，加快地铁项目建设的呼声越来越高。现在，地铁和火车站已经成为城市轨道交通的主要交通环节，每天可以同时运送大量地铁乘客，在一定程度上大幅减轻了其在城市交通中的压力。本文主要介绍北京地铁换乘站主体结构的设计和管理方法，仅供同行业人士参考。

1 地铁明挖车站技术分析

地铁暗挖覆盖可分为三种方法：明挖顺法、覆盖-浅埋暗挖逆作法和水平覆盖-深挖半埋暗挖逆作法。这三种基本施工技术方法是明挖、深挖和埋盖法施工，是基本施工方法。由于目前地铁防水施工工艺复杂，施工场地特殊，因此，在地铁车站防水过程中，必须特别重视地铁防水工程的设计和施工。因此，地铁防水工程的设计将直接影响整个车站地铁防水工程的效果。鉴于地铁防水工程设计的重要性，必须从基础防水材料的选择和基础防水的施工技术手段入手，采取一些现代化的技术措施，做好整个地铁的基础防水保护工作。

2 地铁车站的设计原则

车站建筑是中国城市轨道交通网络和铁路网中非常重要的建筑。也是旅客上下、换乘、步行等候的重要场所。为乘客安全、快捷地进出地铁站提供舒适、干净的乘车环境。车站应配备主要的信息技术设备和交通运营商的管理信息系统，以有效保证我国城市轨道交通网络的安全平稳运行。地铁一号线站由室外站台管理、站厅管理、设备管理、出入口四层组成。根据地铁站的分布，地铁站大致可分为岛式曲线站、侧式曲线站和混合曲线站。地铁一号线车站旅客辅助运输设备主要包括直升机自动扶梯、卷帘门、洪门防范、旅客登机引导、照明、票务及检票管理系统、车站辅助设备安全自动控制系统等。所有地铁车站的基本设计原则应从地铁线路、车站主体建筑、车站主体结构、电力系统照明控制系统、车站室外通风及室内空调系统、给排水及车站消防系统、车站区间等设计角度考虑。

3 地铁车站结构的特点

3.1 自然防护能力强

地铁车站位于车站主体结构的上部，具有较厚的天然硬岩土覆盖层，可以根据自然保护和经济性能的要求，确定所有必要的天然岩土覆盖层的层数和厚度，使其具有良好的自然保护性能，可以避免或有效减少各种空袭造成的自然破坏，如炮击和爆破，包括核武器等。同时，它可以有效抵御地震和飓风等各种自然灾害，并防止火灾和爆炸。

3.2 受外界条件影响小

由于车站地层温度具有良好的空气热力学稳定性和气密性，因此地铁车站和站内地层温度的波动除了站口高层段外，外部影响很小，对大部分地铁材料的运输和储存非常有利；地铁沿线的车站比一般的地面建筑结构具有更好的安全性、防震性和气密性，有利于车站的抗震和抗振性，消除了落在地面的灰尘和外界电磁波的直接干扰。

4 地铁结构设计方法

4.1 围护结构设计

首先，充分考虑我国的实际地质条件，选择经济、安全、合理的地质围护结构设计方案。目前，钻孔灌注桩支护结构常用的灌浆形式有低底板连续墙、钻孔塔式灌注桩、人工开挖钻孔灌注桩等。各有利弊，需要用户根据不同的实际使用情况进行选择；在整体结构设计上做一些注意事项。为便于后期施工，尽量减少位于车站两侧围护结构的桩尺寸和强度变化的计算次数，如，桩的深度、桩基直径、地下连续墙的宽度和厚度。当需要确定集中排水井车站围护结构桩的尺寸和加固时，需要计算其尺寸的强度，通常应与标准断面进行强度对比加固；但如果车站围护结构桩是参与多层抗浮，就要检查多层抗裂，否则可以直接省略编号；如果车站附近没有临时场地覆盖和支护系统，这里的车站支护结构桩需要承受横向和竖向力荷载，横向摩擦力较小，因此需要对这里的支护桩的线性间距、长度和沉降进行验证和计算；当我们选择上部围护结构的整体埋设深度时，大多是按照沿圆弧方向滑动的方法进行计算，以确定整体施工稳定性。但在建筑实践操作中，如果属于多柱支撑体系，按上述两种方法计算的埋深过大，需要及时结合当地草壤土的实际变化，再合理选择安全系数；同一上部支护中，埋深应尽量满足以下两个基本技术要求，即深度计算技术要求和整体施工技术要求，间距尽量控制在3m左右。对于上下层之间的围护支撑，应尽量保持相应的状态，同时支撑位置不得避开多根柱子。

4.2 主体结构设计

选择合适的数据计算和处理模式。第一，目前的电子计算常用的变形模式主要有协同变形法，协同变形法和重合变形结构，各有优缺点，每种合适的变形结构因其特点、受力和协同变形法的特点而不同，需要根据不同的实际情况进行选择。另外，鉴于直线段测量计算的技术局限性，可以考虑采用三维直线模型方法进行线性补充测量分析。第二，综合分析考虑了许多方面的一些主要经济因素。在建筑主体结构的规划、设计和施工过程中，需要根据具体的结构类型，考虑最不利的结构组合、整个施工过程和主要荷载的变化，选择最佳的结构组合。比如在主要构件的变形荷载计算中，永久可变荷载一般为1.00，可变永久荷载一般为1.0。第三，做好建模精度的计算。在建筑计算中，这种情况下通常有两种水位，即规则水位、抗震水位和浮动正常水位；根据大量科学计算数据，人防抗震荷载不能起到控制振动的作用，但当建筑物屋顶覆盖的土层厚度大于或小于3m时，为了安全和保险，需要仔细核实建筑物人工防治的工况；建筑主体结构需要进行人防抗震性能设计。

4.3 地下车站的出入口和风亭建筑

影响入口楼梯宽度的主要因素是交通流量，疏散因素直接决定入口楼梯的宽度，服务员的素质直接决定入口使用的自动扶梯数量。楼梯的运行宽度和自动扶梯的运行宽度直接决定了高层建筑在每个出入口的楼梯宽度。外部影响因素复杂，主要是小区周边住宅用地和大型建筑的综合利用。作为人流的交通入口和物流出口，需要有相对开放的公共空间作为公共建筑的独立出入口，周边公共建筑之间的交通距离也需要满足国家相关标准的安全要求。没有相对固定建筑体积的设计，就创造了地上高层建筑的整体风格。你可能需要从外部和整体室内装修设计开始。室内装饰墙也可以说是室内主题网站定位中呼应的欧式风格、文化墙、地方室内主题装饰墙，不同于一般大型城市建筑的地下通道。

4.4 站台层设计

平台前向宽度设计根据各站前向宽度设计要求确定，各站根据飞行流量控制运行周期的高峰发车时间进行定期安全检查。网络层的基本设备和服务在平台外壳中管理。必要时，两端应保证平台的固定长度，但平台不应超过一节车厢的长度，也不应超过侵占侧面的平台和车厢宽度不小于2.5m的平台。

5 结 语

综上所述，在社会经济人口总量快速增长、交通压力日益增大的实际情况下，地铁一号线车站的建设仍具有重要的现实意义。但是，根据目前实际情况的分析，已经基本发布的建筑相关技术规范并没有完全涵盖建筑结构设计中应用的每一个重要细节，因此可能仍然存在一些不足。因此，在我国普通地铁车站的主体结构设计中，需要及时结合实际设计情况，做好初步设计审查阶段和施工准备阶段的车站结构设计，以保证我国地铁的安全顺利运行，为我国现代地铁交通建设的发展做出更大的贡献。