地鐵車站設(shè)計(jì)論文

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北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)老師評(píng)閱意見 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中文題目： 地鐵車站方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 英文題目：Beijing Subway Programme And Structural Design 學(xué) 院： 土木建筑工程學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2014 年 月 2 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題 目： 適合專業(yè)： 指導(dǎo)教師（簽名）： 提交日期： 2014 年 6月 9日 學(xué)院：土木建筑工程 專業(yè)：土木工程 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基本內(nèi)容和要求： 主要內(nèi)容： 1．車站總平面布置（(包括站位選擇、出入口布置、通風(fēng)亭布置等） 2．車站主體結(jié)構(gòu)橫斷面設(shè)計(jì)（包括頂縱梁、地縱梁、吊頂?shù)龋? 3．車站主體結(jié)構(gòu)縱斷面設(shè)計(jì)（包括站臺(tái)層、站廳層的建筑布置等） 4．主體結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計(jì)算（包括荷載基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合等） 5．截面檢算與結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)（包括主要受力筋、構(gòu)造鋼筋的設(shè)計(jì)等） 6．施工方案設(shè)計(jì)（包括開挖施工方式、注意事項(xiàng)等） 基本要求： 1．獨(dú)立完成上述各項(xiàng)內(nèi)容； 2．論文寫作規(guī)范化； 3．引用規(guī)范應(yīng)注明。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重點(diǎn)研究的問題： 1．車站總平面布置 2．車站主體結(jié)構(gòu)橫斷面設(shè)計(jì) 3．車站主體結(jié)構(gòu)縱斷面設(shè)計(jì) 4．主體結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計(jì)算 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作： 1．中英文摘要； 2．開題報(bào)告； 3．設(shè)計(jì)正文； 4．提交圖紙：車站總平面布置圖、車站主體結(jié)構(gòu)橫斷面圖、車站各層平面建筑布置圖、車站主體結(jié)構(gòu)縱剖面圖、車站主體結(jié)構(gòu)配筋圖、施工方案設(shè)計(jì)圖； 5．外文翻譯一篇，不少于40000字符； 6．畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告。 參考資料推薦： （1）《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2003） （2）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002） （3）施仲衡，張彌主編，《地下鐵道設(shè)計(jì)與施工》 其他要說明的問題： 指導(dǎo)教師提供：車站所在地面環(huán)境總平面圖、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件。 題 目： 學(xué)院： 土建學(xué)院 專業(yè)：土木工程 學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)： 文獻(xiàn)綜述 摘要：本文給出城市地鐵隧道及車站的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、基本設(shè)計(jì)方法、當(dāng)前存在的問題、發(fā)展動(dòng)向，進(jìn)而引出開展本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容、意義、必要性和價(jià)值等。 關(guān)鍵詞：城市地鐵；建筑設(shè)計(jì)；施工方法 引言 1地鐵簡介 1.1地鐵的起源 地鐵是地下鐵道交通的簡稱。它是采用在地下挖隧道，運(yùn)用有軌電力機(jī)車牽引的交通方式，除為方便乘客，在地面每隔一段距離建一個(gè)進(jìn)出站口外，一般不占用城市的寶貴土地和空間。既不對(duì)地面構(gòu)成環(huán)境污染，又可為乘客躲避城市的嘈雜提供良好環(huán)境。此外，地鐵還是發(fā)生戰(zhàn)爭等特大緊急情況最理想的庇護(hù)所，夏季還可避暑，但它們的主要任務(wù)是快速輸送城市客流。 據(jù)相關(guān)資料記載，地鐵思想的產(chǎn)生，并不是交通專家發(fā)明的，而是英國查理斯法官首先提出的。20世紀(jì)中期，倫敦開始出現(xiàn)車輛擁擠、交通混亂現(xiàn)象，久居城里的查理斯很關(guān)心此狀況，經(jīng)長期認(rèn)真思考．他提出把交通引向地下，以減少地面的擁擠狀況。他的想法很快得到英國政府支持，城市地鐵建設(shè)的帷幕從此拉開了。 1.2地鐵的特點(diǎn) 地鐵是一種獨(dú)立的有軌交通系統(tǒng)，其正常運(yùn)行不受地面道路擁擠的影響，能快捷、安全、舒適地運(yùn)送旅客。地鐵(或者軌道交通)是現(xiàn)代城市交通的主流和方向，其運(yùn)量大，速度快，干擾小，能耗低，被譽(yù)為現(xiàn)代城市的大動(dòng)脈，是一座城市融入國際大城市現(xiàn)代化交通的顯著標(biāo)志，它不僅是一個(gè)國家國力和科技水平的實(shí)力展現(xiàn)，而且是解決大城市交通緊張狀況的最有效的方式。 與其他交通方式相比，地鐵交通的主要特點(diǎn)如下： (1)地鐵交通是大型城市基礎(chǔ)設(shè)施，為社會(huì)生產(chǎn)和生活提供基礎(chǔ)服務(wù)，具有顯著的公益性。 (2)地鐵交通基礎(chǔ)設(shè)施的線路、車站、通信和車輛等，具有資產(chǎn)專用性，一經(jīng)完成不能他用。 (3)地鐵交通建設(shè)成本高，規(guī)模大，回收周期長。地鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，可以降低成本。 (4)地鐵交通項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營等各階段，需多專業(yè)、多行業(yè)、多企業(yè)間相互配合。 1.3地鐵的優(yōu)缺點(diǎn) 地鐵有很多其他交通工具比不上的優(yōu)點(diǎn)： (1)電力驅(qū)動(dòng)，能源使用效率高，無污染； (2)地下或者高架橋上行走，不占用地面的空間，提高了城市有限空間的利用率； (3)無堵車塞車情況發(fā)生，節(jié)約了時(shí)間，節(jié)約了能源； (4)載客容量大。一款8節(jié)編組的A型地鐵列車最多能載客1500人左右； (5)速度快。地鐵列車平均運(yùn)行速度都能達(dá)到時(shí)速50-80公里左右，急速可以達(dá)到時(shí)速100公里； (6)安全性好。統(tǒng)一的調(diào)度指揮，自動(dòng)化程度高，發(fā)生事故的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他地面交通工具。 但是地鐵也有一些缺點(diǎn)： (1)造價(jià)高。目前來說每公里地下隧道造價(jià)一般在1億-2億人民幣左右；高架線路便宜，每公里在3000萬人民幣左右。 (2)建造周期較長。一般來說一條地鐵線路的總長度不超過40公里（因?yàn)橹笓]系統(tǒng)無法控制更長的單條線路），國內(nèi)單條地鐵線長度大多在20-40公里左右，建造時(shí)間最短也要2年左右，通常是2-4年。 (3)運(yùn)營費(fèi)用高。目前來看，除香港地鐵公司以外，世界各個(gè)城市的地鐵系統(tǒng)都是虧損狀態(tài)（香港地鐵公司還經(jīng)營房地產(chǎn)等其他業(yè)務(wù)，否則也會(huì)虧損），需每年提供運(yùn)營補(bǔ)助。 1.4世界地鐵發(fā)展簡史 1863年，世界上第一條用蒸汽機(jī)車牽引的地下鐵道線路在英國倫敦建成通車，至今已有130多年的歷史。世界第一條地下鐵道的誕生，為人口密集的大都市如何發(fā)展公共交通取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。特別是到1879年電力驅(qū)動(dòng)機(jī)車的研究成功，使地下客運(yùn)環(huán)境和服務(wù)條件得到了空前的改善，地鐵建設(shè)顯示出強(qiáng)大的生命力。自1863年至1899年，英國的倫敦和格拉斯哥、美國的紐約和波士頓、匈牙利的布達(dá)佩斯、奧地利的維也納以及法國的巴黎共5個(gè)國家的7座城市率先建成了地下鐵道。倫敦地鐵歷經(jīng)130多年的發(fā)展，現(xiàn)線路總長度約410km(地下隧道171 km)，共設(shè)置車站275座，地鐵車輛保有量總數(shù)約4139輛，年客運(yùn)總量已突破8億人次。 美國紐約也于1867年建成了第一條地鐵?，F(xiàn)在紐約已發(fā)展成為世界上地鐵線路最多、里程最長的一座城市。目前，紐約地鐵線路總長度約421 km，其中地下隧道258 km，共設(shè)置車站476座，地鐵車輛保有總數(shù)約6561輛，年客運(yùn)總量已突破10億人次。 日本東京的第一條地鐵線路于1927年建成通車。雖然日本的地鐵也是效仿歐洲技術(shù)建設(shè)而成的，但他們?cè)谛藿ǖ罔F的同時(shí)，著重開發(fā)主要車站及其鄰近的公眾聚集場所，這些場所能促進(jìn)地下商業(yè)中心的建設(shè)，而且與地下車站連成一片，使地鐵這一公益性基礎(chǔ)設(shè)施獲得了新的活力，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1996年，東京地鐵已擁有12條線路，線路總長度約為237km，共設(shè)置車站196座，車輛保有總數(shù)約2450輛，年客運(yùn)總量已突破25億人次，使當(dāng)今世界上地鐵客運(yùn)量最大的城市之一。 我國地鐵建設(shè)事業(yè)起步較晚，其發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)相當(dāng)曲折的過程。20世紀(jì)50年代：起步階段。我國開始籌備北京地鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，于1969年10月建成北京地鐵1號(hào)線，全長23．6 km。隨后建設(shè)了天津地鐵(7.1km，現(xiàn)已拆除重建)、哈爾濱人防隧道等工程。該階段地鐵建設(shè)以人防功能為指導(dǎo)思想。20世紀(jì)80年代：發(fā)展階段。我國僅有北京、上海、廣州等幾個(gè)大城市規(guī)劃建設(shè)地鐵。該階段地鐵建設(shè)開始真正以城市交通為目的。20世紀(jì)90年代：政府調(diào)控階段。進(jìn)入90年代，一批省會(huì)城市開始籌劃建設(shè)地鐵，但由于項(xiàng)目多且造價(jià)高而暫停了地鐵的審批。同時(shí)，國家計(jì)委開始研究制定地鐵交通設(shè)備國產(chǎn)化政策。該階段為政府通過研究制定相關(guān)政策來指導(dǎo)地鐵的規(guī)劃和建設(shè)。1999年以后：建設(shè)高潮階段。在這段時(shí)期，國家的政策逐步鼓勵(lì)大中城市發(fā)展地鐵交通，全國已建有地鐵的城市達(dá)10個(gè)，新申請(qǐng)立項(xiàng)準(zhǔn)備建設(shè)的城市有23個(gè)。該階段地鐵建設(shè)速度大大超過之前的30年。 國內(nèi)地鐵建設(shè)以大城市與省會(huì)城市為主。目前，我國已經(jīng)擁有地鐵的城市分別是北京、上海、天津、廣州、深圳、大連、武漢、南京、香港和臺(tái)北這10個(gè)城市，它們多為直轄市、省會(huì)城市，其中北京，上海，廣州和香港的通車?yán)锍桃殉^100 km。正在建設(shè)或已獲得批復(fù)建設(shè)地鐵的城市還有23個(gè)，分別是重慶、成都、蘇州、杭州、無錫、寧波、沈陽、哈爾濱、烏魯木齊、西安、鄭州、南昌、長沙、合肥、青島、福州、泉州、東莞、廣佛線、貴陽、昆明、南寧、澳門。據(jù)我國各城市地鐵交通發(fā)展規(guī)劃圖顯示，至2016年我國將新建地鐵交通線路89條，總建設(shè)里程為2500 km，投資規(guī)模達(dá)99373億元。 從上述世界地鐵建設(shè)發(fā)展概況可以看出，在20世紀(jì)50年代至90年代之間，世界范圍內(nèi)的城市地下鐵道有了迅速發(fā)展。其主要原因一是在戰(zhàn)后以和平發(fā)展為主流的年代里，亞洲、拉丁美洲、東歐的城市化進(jìn)程加快，數(shù)百萬人口的城市不斷增加；二是發(fā)達(dá)國家中的小汽車激增與城市街道有限通行能力之間的矛盾日益突出，空氣嚴(yán)重污染，使這些城市都面臨著如何在較長的距離內(nèi)，以最有效而快速的方式來輸送大量乘客的問題。實(shí)踐證明，只有通過建造地下鐵道系統(tǒng)，才能解決這一難題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上已有40多個(gè)國家和地區(qū)127座城市都建造了地下鐵道，累計(jì)地鐵線路總長度為5263.9km，年客運(yùn)總量約為230億次。 2地鐵車站建筑設(shè)計(jì) 2.1地鐵車站分類 地鐵車站根據(jù)所處位置、埋深、運(yùn)營性質(zhì)、結(jié)構(gòu)橫斷面形式、站臺(tái)形式、換乘方式的不同進(jìn)行分類。 1.按車站與地面相對(duì)位置分類 (1)地下車站：車站結(jié)構(gòu)位于地面以下。 (2)地面車站：車站位于地面。 (3)高架車站：車站位于地面高架橋上。 2.按車站埋深分類 (1)淺埋車站：車站結(jié)構(gòu)頂板位于地面以下的深度較淺。 (2)深埋車站：車站結(jié)構(gòu)頂板位于地面以下的深度較深。深埋車站一般設(shè)在地面以下穩(wěn)定地層或堅(jiān)固地層內(nèi)。 3.按車站運(yùn)營性質(zhì)分類 (1)中間站(即一般站)：中間站僅供乘客上、下車之用。功能單一，是地鐵最常用的車站。 (2)區(qū)域站(即折返站)：區(qū)域站是設(shè)在兩種不同行車密度交界處的車站。站內(nèi)設(shè)有折返線和設(shè)備。根據(jù)客流量大小，合理組織列車運(yùn)行，在兩個(gè)區(qū)域站之間的區(qū)段上增加或減少行車密度。區(qū)域站兼有中間站的功能。 (3)換乘站：換乘站是位于兩條及兩條以上線路交叉點(diǎn)上的車站。它除具有中間站的功能外，更主要的是它還可以從一條線上的車站通過換乘設(shè)施轉(zhuǎn)換到另一條線路上的車站。 (4)樞紐站：樞紐站是由此站分出另一條線路的車站。該站可接、送兩條線路上的乘客。 (5)聯(lián)運(yùn)站：聯(lián)運(yùn)站是指車站內(nèi)設(shè)有兩種不同性質(zhì)的列車線路進(jìn)行聯(lián)運(yùn)及客流換乘。聯(lián)運(yùn)站具有中間站及換乘站的雙重功能。 (6)終點(diǎn)站：終點(diǎn)站是設(shè)在線路兩端的車站。就列車上、下行而言，終點(diǎn)站也是起點(diǎn)站(或稱始發(fā)站)，終點(diǎn)站設(shè)有可供列車全部折返的折返線和設(shè)備，也可供列車臨時(shí)停留檢修。如線路遠(yuǎn)期延長后，則此終點(diǎn)站即變?yōu)橹虚g站。 4.按車站結(jié)構(gòu)橫斷面形式分類 車站結(jié)構(gòu)橫斷面形式主要根據(jù)車站埋深、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件、施工方法、建筑藝術(shù)效果等因素確定。在選定結(jié)構(gòu)橫斷面形式時(shí)，應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)的合理性、經(jīng)濟(jì)性、施工技術(shù)和設(shè)備條件。 2.2車站結(jié)構(gòu)橫斷面形式 1.主要有下列4種 (1)矩形斷面：矩形斷面是車站中常選用的形式，一般用于淺埋車站。車站可設(shè)計(jì)成單層、雙層或多層；跨度可選用單跨、雙跨、三跨及多跨的形式。 (2)拱形斷面：拱形斷面多用于深埋車站，有單拱和多跨連拱等形式。單拱斷面由于中部起拱，高度較高，兩側(cè)拱腳處相對(duì)較低，中間無柱，因此建筑空間顯得高大寬闊，如建筑處理得當(dāng)，常會(huì)得到理想的建筑藝術(shù)效果。 (3)圓形斷面：圓形斷面用于深埋或盾構(gòu)法施工的車站。 (4)其它類型斷面：其它類型斷面有馬蹄形、橢圓形等。 2.按車站站臺(tái)型式分類 車站站臺(tái)型式主要有以下3類 (1)島式站臺(tái)：站臺(tái)位于上、下行行車線路之間，這種站臺(tái)布置形式稱為島式站臺(tái)。具有島式站臺(tái)的車站稱為島式站臺(tái)車站(簡稱島式車站，下同。)島式車站是常用的一種車站型式。 島式車站具有站臺(tái)面積利用率高、能靈活調(diào)劑客流、乘客使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此，一般常用于客流量較大的車站。有喇叭口(常用作車站設(shè)備用房)的島式車站在改建擴(kuò)建時(shí)，延長車站是很困難的。 (2)側(cè)式站臺(tái)：站臺(tái)位于上、下行行車線路的兩側(cè)，這種站臺(tái)布置形式稱為側(cè)式站臺(tái)。具有側(cè)式站臺(tái)的車站稱為側(cè)式站臺(tái)車站(簡稱側(cè)式車站，下同)。側(cè)式車站也是常用的一種車站型式。側(cè)式站臺(tái)根據(jù)環(huán)境條件可以布置成平行相對(duì)式、平行錯(cuò)開式、上下重疊式及上下錯(cuò)開式等形式。 側(cè)式式車站站臺(tái)面積利用率、調(diào)劑客流、站臺(tái)之間聯(lián)系等方面不及島式車站，因此，側(cè)式車站多用于客流量不大的車站及高架車站。當(dāng)車站和區(qū)間都采用明挖法施工時(shí)，車站與區(qū)間的線間距相同，故無需喇叭口，減少土方工程量，改建擴(kuò)建時(shí)，延長車站比較容易。 (3)島、側(cè)混合式站臺(tái)：島、側(cè)混合式站臺(tái)是將島式站臺(tái)及側(cè)式站臺(tái)同設(shè)在一個(gè)車站內(nèi)，具有這種站臺(tái)形式的車站稱為島、側(cè)混合式站臺(tái)車站(簡稱島、側(cè)混合式車站，下同。)。 島、側(cè)混合式車站可同時(shí)在兩側(cè)的站臺(tái)上、下車，也可適應(yīng)列車中途折返的要求。島、側(cè)混合式站臺(tái)可布置成一島一側(cè)式或一島兩側(cè)式。 3.按車站間換乘形式分類 車站間換乘為兩類： a）按乘客換乘方式分類 (1)站臺(tái)直接換乘：站臺(tái)直接換乘有兩種方式，一種是指二條不同線路分別設(shè)在一個(gè)站臺(tái)的兩側(cè)，甲線的乘客可直接在同一站臺(tái)的另一側(cè)換乘乙線。另一種方式是指乘客由一個(gè)車站的站臺(tái)通過樓梯或自動(dòng)扶梯直接換乘到另一個(gè)車站的站臺(tái)的換乘方式。這種換乘方式多用于兩個(gè)車站相交或上下重疊式的車站。當(dāng)兩個(gè)車站位于同一個(gè)平面時(shí)，可通過天橋或地道進(jìn)行換乘。 站臺(tái)直接換乘的換乘路線最短，換乘高度最小，沒有高度損失，因此對(duì)乘客來說比較方便，并節(jié)省了換乘時(shí)間。換乘設(shè)施工程量少，比較經(jīng)濟(jì)。 換乘樓梯和自動(dòng)扶梯的總寬度應(yīng)根據(jù)換乘客流量的大小通過計(jì)算確定。其寬度過小，則會(huì)造成換乘樓梯口部人流集聚，容易發(fā)生安全事故，宜留有余地。 (2)站廳換乘：站廳換乘是指乘客由某層車站站臺(tái)經(jīng)樓梯、自動(dòng)扶梯到達(dá)另一個(gè)車站站廳的付費(fèi)區(qū)內(nèi)，再經(jīng)樓梯、自動(dòng)扶梯到達(dá)站臺(tái)的換乘方式。這種換乘方式多用于相交的兩個(gè)車站。 站廳換乘的換乘路線較長，提升高度較大，有高度損失，需設(shè)自動(dòng)扶梯，增加了用電量。 (3)通道換乘：兩個(gè)車站不直接相交時(shí)，相互之間可采用單獨(dú)設(shè)置的換乘通道進(jìn)行換乘，這種換乘方式稱為通道換乘。 通道換乘的換乘路線長，換乘的時(shí)間也較長，特別對(duì)老弱婦幼使用不便。由于增加通道，造價(jià)較高。 換乘通道的位置盡量設(shè)在車站中部，可遠(yuǎn)離站廳出人口，避免與出入站人流交叉干擾，換乘客流不必出站即可直接進(jìn)入另一車站。 b)按車站換乘形式分類 按兩個(gè)車站平面組合的形式分為五類。 (1)“一”字形換乘：兩個(gè)車站上下重疊設(shè)置則構(gòu)成“一”字形組合。站臺(tái)上下對(duì)應(yīng)，雙層設(shè)置，便于布置樓梯、自動(dòng)扶梯，換乘方便。 (2)“L”形換乘：兩個(gè)車站上下立交，車站端部相互連接，在平面上構(gòu)成“L”形組合。相交的角度不限。在車站端部連接處一般設(shè)站廳或換乘廳。有時(shí)也可將兩個(gè)車站相互拉開一段距離，使其在區(qū)間立交，這樣可減少兩站間的高差，減少下層車站的埋深。 (3)“T”形換乘：兩個(gè)車站上下立交，其中一個(gè)車站的端部與另一車站的中部相連接，在平面上構(gòu)成“T”形組合。相交的角度不限。可采用站廳換乘或站臺(tái)換乘。兩個(gè)車站也可相互拉開一段距離，以減少下層車站的埋深。 (4)“十”字形換乘：兩個(gè)車站中部相立交，在平面上構(gòu)成“十”字形組合。相交的角度不限?！笆弊中螕Q乘車站采用站臺(tái)直接換乘的方式。 (5)“工”字形換乘：兩個(gè)車站在同一水平面平行設(shè)置時(shí)，通過天橋或地道換乘，在平面上構(gòu)成“工”字形組合?！肮ぁ弊中螕Q乘車站采用站臺(tái)直接換乘的方式。 2.3地鐵車站的組成 地鐵車站由車站主體(站臺(tái)，站廳，生產(chǎn)、生活用房)，出人口及通道，通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭等三大部分組成。車站主體是列車在線路上的停車點(diǎn)，其作用是供乘客集散、候車、換車及上、下車。它又是地鐵運(yùn)營設(shè)備設(shè)置的中心和辦理運(yùn)營業(yè)務(wù)的地方。出入口及通道是供乘客進(jìn)、出車站的口部建筑設(shè)施。通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭的作用是保證地下車站具有一個(gè)舒適的地下環(huán)境。對(duì)于地下車站來說，這三部分必須具備；高架車站一般由車站、出人口及通道組成；地面車站可以僅設(shè)車站及出人口。 地鐵車站功能復(fù)雜、涉及面廣、設(shè)備及輔助設(shè)施多、專業(yè)性強(qiáng)。歸納起來，由下列部分組成車站建筑。 (1)乘客使用空間 乘客使用空間在車站建筑組成中占有很重要的位置，它是車站中的主體部分，此部分的面積占車站總面積50％左右。乘客使用空間是直接為乘客服務(wù)的場所，主要包括站廳、站臺(tái)、出入口、通道、售票處、檢票口、問訊、公用電話、小賣部、樓梯及自動(dòng)扶梯等。 乘客使用空間的布設(shè)位置對(duì)決定車站類型、總平面布局、車站平面、結(jié)構(gòu)橫斷面形式、功能是否合理、面積利用率、人流路線組織等的設(shè)計(jì)有較大的影響。 乘客使用區(qū)內(nèi)設(shè)有自動(dòng)扶梯，樓梯，自動(dòng)售、檢票設(shè)施，通風(fēng)管道及建筑裝修，因此這部分的投資所占的費(fèi)用比重較大。 (2)運(yùn)營管理用房 運(yùn)營管理用房是為保證車站具有正常運(yùn)營條件和營業(yè)秩序而設(shè)置的辦公用房。由進(jìn)行日常工作和管理的部門及人員使用，是直接或間接為列車運(yùn)行和乘客服務(wù)的，主要包括站長室、行車值班室、業(yè)務(wù)室、廣播室、會(huì)議室、公安保衛(wèi)、清掃員室等。 運(yùn)營管理用房與乘客關(guān)系密切，一般布設(shè)在臨近乘客使用空間的地方。 (3)技術(shù)設(shè)備用房 技術(shù)設(shè)備用房是為保證列車正常運(yùn)行、保證車站內(nèi)具有良好環(huán)境條件及在事故災(zāi)害情況下能夠及時(shí)排除災(zāi)情的不可缺少的設(shè)備用房。它是直接或問接為列車運(yùn)行和乘客服務(wù)的，主要包括環(huán)控室、變電所、綜合控制室、防災(zāi)中心、通信機(jī)械室、信號(hào)機(jī)械室。自動(dòng)售檢票室、泵房、冷凍站、機(jī)房、配電以及上述設(shè)備用房所屬的值班室、FAS、BAS、AFC室、工區(qū)用房、附屬用房及設(shè)施等。 技術(shù)設(shè)備用房是整個(gè)車站的心臟所在地。由于這些用房與乘客沒有直接聯(lián)系，關(guān)系不太密切，因此，一般可布設(shè)在離乘客較遠(yuǎn)的地方。 (4)輔助用房 輔助用房是為保證車站內(nèi)部工作人員正常工作生活所設(shè)置的用房。是直接供站內(nèi)工作人員使用的，主要包括廁所、更衣室、休息室、茶水間、盥洗間、儲(chǔ)藏室等。這些用房均設(shè)在站內(nèi)工作人員使用的區(qū)域內(nèi)。 2.4車站總平面布置 車站建筑總平面布局主要解決在車站中心位置及方向確定以后，根據(jù)車站所在地周圍的環(huán)境條件、城市有關(guān)部門對(duì)車站布局的要求，依據(jù)選定的車站類型，合理地布設(shè)車站出人口、通道、通風(fēng)道等設(shè)施，以便使乘客能夠安全、迅速、方便地進(jìn)、出車站。同時(shí)還要處理好地鐵車站、出入口及通道、通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭與城市建筑物、道路交通、地下過街道或天橋、綠地等的關(guān)系，使之相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 2.5車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 1.車站結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)選擇 的結(jié)構(gòu)型式 、 施工方法 、 荷載特性等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.車站結(jié)構(gòu)要滿足車站建筑、設(shè)備安裝、行車運(yùn)營、施工工藝、 環(huán)境保護(hù)等要求，確保車站的正常使用，達(dá)到總體規(guī)劃設(shè)計(jì)的要求。 3.車站結(jié)構(gòu)的凈空，尺寸應(yīng)滿 足地鐵建筑限界和其他使用及 施工工藝等要求并考慮施工誤差、測量誤差、結(jié)構(gòu)變形及后期沉降的影響 。 4.對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)類型， 必須選擇與實(shí)際狀態(tài)相吻合的設(shè)計(jì)理論規(guī)范和配套體系進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 5.結(jié)構(gòu)計(jì)算模型應(yīng)符合實(shí)際工況條件，充分考慮結(jié)構(gòu)與地層的相互 作用和施工中已形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用。 6.車站結(jié)構(gòu)按八度抗震設(shè)防， 抗震等級(jí)為二級(jí)。 7.車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮在施工過程中盡可能減小對(duì)車站周圍環(huán)境 ( 重要建筑物、城市交通干道及地下管線) 的負(fù)面影響。 3地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型概述 目前采用的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法可以歸納為以下四種設(shè)計(jì)模型： (1)以參照過去隧道工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工程類比為主的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法； (2)以現(xiàn)場量測和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)為主的實(shí)用設(shè)計(jì)方法如收斂——約束法。 (3)作用與反作用模型，即荷載—結(jié)構(gòu)模型 (4)連續(xù)介質(zhì)模型，包括解析法和數(shù)值法。針對(duì)各種模型特點(diǎn)談?wù)勔幌聦?duì)該四種模型的認(rèn)識(shí)。 3.1隧道結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)計(jì)算模型的建立原則 對(duì)于均勻介質(zhì)中的圓形隧道，當(dāng)它處于平面軸對(duì)稱狀態(tài)時(shí)，將圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用問題抽象為支護(hù)需求曲線和支護(hù)補(bǔ)給曲線的收斂—約束關(guān)系，從而求出圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到平衡時(shí)的支護(hù)阻力 Pa 。有了這個(gè)值就可以計(jì)算出圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。由此可以看出，即使對(duì)于如此理想的問題，都需要事先將研究對(duì)象的幾何形狀、初始應(yīng)力狀態(tài)、開挖和支護(hù)過程、巖體和支護(hù)結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)特性等條件轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)力學(xué)模型，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)力學(xué)方法求出模型的、作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的特征值(如應(yīng)力、位移或極限荷載等)。一個(gè)理想的隧道工程的數(shù)學(xué)力學(xué)模型應(yīng)能反映下列的因素： (1)必須能描述有裂隙和破壞帶的，以及開挖面形狀變化所形成的三維幾何形狀。 (2)對(duì)圍巖的地質(zhì)狀況和初始應(yīng)力場不僅要能說明當(dāng)時(shí)的，而且還要包括將來可能出現(xiàn)的狀態(tài)。 (3)應(yīng)包括對(duì)圍巖應(yīng)力重分布有影響的巖石和支護(hù)材料非線性特性，而且還要能準(zhǔn)確地測定出反映這些特性的參數(shù)。 (4)如果要知道所設(shè)計(jì)的支護(hù)結(jié)構(gòu)和開挖方法能否獲得成功，即想評(píng)估其安全度，則必須將圍巖、錨桿和混凝土等材料的局部破壞和整體失穩(wěn)的判斷條件納入模型中。當(dāng)然，條件必須滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。 (5)要經(jīng)得起實(shí)際的檢驗(yàn)，這種檢驗(yàn)不能只是偶然巧合，而是需要保證系統(tǒng)的一致性。 這樣的理想模型對(duì)于科學(xué)研究是十分必要的，因?yàn)橹挥袦?zhǔn)確地模擬圍巖性質(zhì)和施工過程，才能更好地了解圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)，作出符合實(shí)際的決策。然而這種理想模型的參數(shù)太多又不易精確測定，將各種影響因素都機(jī)械地轉(zhuǎn)換到模型中來也是十分困難的。因此，理想模型還不宜直接用于設(shè)計(jì)實(shí)踐，必須在可能的情況下，由理想模型推演出一些較簡單的計(jì)算模型，或稱為工程師模型。 3.2隧道結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型 國際隧道協(xié)會(huì)在1987年成立了隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型研究組，收集和匯總了各會(huì)員國目前采用的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。經(jīng)過總結(jié)，國際隧道協(xié)會(huì)認(rèn)為，目前采用的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法可以歸納為以下4種設(shè)計(jì)模型： 3.2.1工程類比法 以參照過去隧道工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工程類比為主，根據(jù)以往類似工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定隧道與地下結(jié)構(gòu)的形狀、主體尺寸和襯砌厚度。在大多數(shù)情況下，隧道支護(hù)體系還是依賴“經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)”的，并在實(shí)施過程中依據(jù)量測信息加以修改和驗(yàn)證。 我們大致上可以發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的幾點(diǎn)的原則是： (1)首先對(duì)隧道圍巖要有一個(gè)正確的分級(jí)。 (2)在各類巖體中，支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)大體是按下述原則選用的。 (3)在施工中應(yīng)盡量少損害圍巖，使其盡量保持原有巖體的強(qiáng)度，因此，應(yīng)采用控制爆破技術(shù)。 (4)預(yù)計(jì)有大變形和松弛的情況下，開挖面要全面防護(hù)(包括正面)，使之有充分的約束效應(yīng)，在臺(tái)階開挖時(shí)，上半斷面進(jìn)深不宜過長，以免影響整個(gè)斷面的閉合時(shí)間。 (5)二次襯砌通常是模筑的，在修二次襯砌之前要設(shè)防水層，形成具有防水性能的組合襯砌。 (6)允許甚至希望巖石出現(xiàn)一定的變形，以減少為完成支護(hù)作用所需的防護(hù)措施。 (7)制定詳細(xì)周密的量測計(jì)劃。通過量測，確定所建立的支護(hù)阻力是否和圍巖類型相適應(yīng)以及還需要什么樣的加強(qiáng)措施等。 支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工順序與正確地掌握巖體的時(shí)間效應(yīng)很有關(guān)系。 3.2.2收斂—約束法 收斂—約束法也稱特性曲線法，是一種采用測試數(shù)據(jù)反饋于設(shè)計(jì)的實(shí)用方法，通常以施工中隧道斷面的變形量測值為依據(jù)。其要點(diǎn)為測繪洞室壁面徑向壓應(yīng)力與徑向位移的關(guān)系曲線與洞壁位移-時(shí)間曲線，它反映四個(gè)階段：①圍巖無約束自由變形；②從初期支護(hù)開始，變形由于受支護(hù)約束抗力的反作用而減緩；③從仰拱完成開始，由于形成了封閉結(jié)構(gòu)使變形速度大為降低；④最后變形穩(wěn)定。若所采用的支護(hù)剛度較大，則地壓急劇增長，若支護(hù)時(shí)間過晚，則出現(xiàn)松動(dòng)地壓。由此可見，支護(hù)時(shí)間和支護(hù)自身剛度及其與圍巖接觸好壞均影響到圍巖的穩(wěn)定和支護(hù)所受地層壓力的大小。收斂變形曲線可供判斷支護(hù)是否適當(dāng)和變形是否趨于穩(wěn)定。此外，尚可配合現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室的巖土力學(xué)試驗(yàn)和應(yīng)力與應(yīng)變測試以及實(shí)驗(yàn)室模型試驗(yàn)等，作為設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。 與其它設(shè)計(jì)方法相比，收斂約束法有以下優(yōu)點(diǎn): (1)通過對(duì)隧道進(jìn)行簡單的軸對(duì)稱假設(shè)后，位于開挖面附近的圍巖與支護(hù)的相互作用過程可簡化成二維或一維的平面應(yīng)變問題。 (2)基于此方法設(shè)計(jì)的洞室周邊圍巖變形更接近實(shí)際變形; (3)能定量給出圍巖支護(hù)系統(tǒng)在錨噴支護(hù)末期洞周收斂的概略值; (4)通過控制圍巖變形可直觀地體現(xiàn)出支護(hù)效果。 但是，收斂約束法的基礎(chǔ)離不開巖體材料的本構(gòu)關(guān)系特性，它是該方法的要害所在。這些問題目前正在研究與探索，陸續(xù)有一些這方面的成果出現(xiàn)，其中仍有許多基礎(chǔ)性問題，因此其應(yīng)用程度存在一定的限制。 3.2.3連續(xù)介質(zhì)模型 連續(xù)介質(zhì)模型包括解析法和數(shù)值法。數(shù)值計(jì)算法目前主要是有限單元法。 解析法中有封閉解和近似解。如圓形洞室的彈性力學(xué)解-基爾施解和圓形洞室的彈塑性解-芬納－塔洛布公式。數(shù)值法目前以有限元法為主，尚有差分法、邊界積分法等。有限元法將結(jié)構(gòu)離散化為有限個(gè)單元，各相鄰單元在共同的節(jié)點(diǎn)上為鉸結(jié)，建立結(jié)構(gòu)體系的總體剛度矩陣和平衡方程，按各節(jié)點(diǎn)位移推求各單元的應(yīng)力。 從各國的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐看，目前，在設(shè)計(jì)隧道的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，主要采用兩類計(jì)算模型，一類是以支護(hù)結(jié)構(gòu)作為承載主體，圍巖作為荷載同時(shí)考慮其對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形約束作用的模型。另一類則相反，視圍巖為承載主體，支護(hù)結(jié)構(gòu)則為約束圍巖變形的模型。前者又稱為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型。它將支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖分開來考慮，支護(hù)結(jié)構(gòu)是承載主體，圍巖作為荷載的來源和支護(hù)結(jié)構(gòu)的彈性支承，故又可稱為荷載-結(jié)構(gòu)模型。在這類模型中隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用是通過彈性支承對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加約束來體現(xiàn)的，而圍巖的承載能力則在確定圍巖壓力和彈性支承的約束能力時(shí)間接地考慮。圍巖的承載能力越高，它給予支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力越小，彈性支承約束支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的抗力越大，相對(duì)來說，支護(hù)結(jié)構(gòu)所起的作用就變小了。這一類計(jì)算模型主要適用于圍巖因過分變形而發(fā)生松弛和崩塌，支護(hù)結(jié)構(gòu)主動(dòng)承擔(dān)圍巖“松動(dòng)”壓力的情況。所以說，利用這類模型進(jìn)行隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，是如何確定作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的主動(dòng)荷載，其中最主要的是圍巖所產(chǎn)生的松動(dòng)壓力，以及彈性支承給支護(hù)結(jié)構(gòu)的彈性抗力。一旦這兩個(gè)問題解決了，剩下的就只是運(yùn)用普通結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求出超靜定體系的內(nèi)力和位移了。屬于這一類模型的計(jì)算方法有：彈性連續(xù)框架（含拱形）法、假定抗力法和彈性地基梁（含曲梁和圓環(huán)）法等都可歸屬于荷載結(jié)構(gòu)法。當(dāng)軟弱地層對(duì)結(jié)構(gòu)變形的約束能力較差時(shí)（或襯砌與地層間的空隙回填，灌漿不密實(shí)時(shí)），地下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算常用彈性連續(xù)框架法，反之，可用假定抗力法或彈性地基法。彈性連續(xù)框架法即為進(jìn)行地面結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算時(shí)的力法與變形法。假定抗力法和彈性地基梁法則已形成了一些經(jīng)典計(jì)算方法。由于這個(gè)模型概念清晰，計(jì)算簡便，易于被工程師們所接受，至今仍很通用，尤其是對(duì)模筑襯砌。第二類模型又稱為巖體力學(xué)模型。它是將支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖視為一體，作為共同承載的隧道結(jié)構(gòu)體系，故又稱為圍巖—結(jié)構(gòu)模型或復(fù)合整體模型，在這個(gè)模型中圍巖是直接的承載單元，支護(hù)結(jié)構(gòu)只是用來約束和限制圍巖的變形，這一點(diǎn)正好和上述模型相反。復(fù)合整體模型是目前隧道結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中力求采用的并正在發(fā)展的模型，因?yàn)樗袭?dāng)前的施工技術(shù)水平。在圍巖—結(jié)構(gòu)模型中可以考慮各種幾何形狀，圍巖和支護(hù)材料的非線性特性，開挖面空間效應(yīng)所形成的三維狀態(tài)，以及地質(zhì)中不連續(xù)面等等。在這個(gè)模型中有些問題是可以用解析法求解，或用收斂—約束法圖解，但絕大部分問題，因數(shù)學(xué)上的困難必須依賴數(shù)值方法，尤其是有限單元法。利用這個(gè)模型進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，是如何確定圍巖的初始應(yīng)力場，以及表示材料非線性特性的各種參數(shù)及其變化情況。一旦這些問題解決了，原則上任何場合都可用有限單元法圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力和位移狀態(tài)。 3.2.4基礎(chǔ)梁模型 假定彈性抗力法對(duì)彈性抗力的分布形式及大小實(shí)反映結(jié)構(gòu)的受力特征，甚至使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏不安全。達(dá)維多夫于20世紀(jì)30年代首先提出了按局部變形彈性基礎(chǔ)梁理論計(jì)算的建議。1956年，納鳥莫夫提出了側(cè)墻按局部變形彈性基礎(chǔ)梁理論計(jì)算的地下結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。該方法將襯砌邊墻視為支撐在側(cè)面和基底巖土體上的雙向彈性地基梁，進(jìn)而計(jì)算圍巖壓力作用下的支護(hù)內(nèi)力。 除了局部變形理論外，共同變形彈性基礎(chǔ)梁理論也隨后應(yīng)用十地下支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算中。共同變形理論不但考慮了圍巖力學(xué)特性，也考慮了各部分巖土體壓縮的相互影響，因此比局部變形理論更合理。在共同變形理論方面，達(dá)維多夫于20世紀(jì)30年代末提出了按共同變形彈性地基梁理論計(jì)算整體式襯砌的方法。1964年，舒爾茨和杜德克不僅按共同變形理論考慮了徑向變形的影響，還考慮了切向變形的影響。 局部變形基礎(chǔ)梁法由納烏莫夫首創(chuàng)，該法計(jì)算拱形直墻襯砌內(nèi)力的特點(diǎn)，是將拱圈和邊墻分為兩個(gè)單元分別進(jìn)行計(jì)算，而在各自的計(jì)算中考慮相互影響。計(jì)算中拱圈視為彈性固定無鉸拱，邊墻視為雙向彈性地基梁。拱圈和邊墻受力變形的相互影響，表現(xiàn)為計(jì)算拱圈時(shí)，拱腳的變位應(yīng)取邊墻墻頂?shù)淖兾?，?jì)算邊墻時(shí)墻頂?shù)某跏紬l件與拱腳的內(nèi)力和變位一致。局部變形基礎(chǔ)梁法計(jì)算簡圖中關(guān)于彈性抗力的考慮方法也按拱圈和邊墻分為兩種情況。拱圈彈性抗力仍采用假定的抗力圖形，零點(diǎn)位于拱頂兩側(cè)約 45° 附近，最大抗力發(fā)生在墻頂，作用方向?yàn)樗?。拱圈任意截面抗力的作用方向?yàn)閺较?，抗力圖形假設(shè)為二次拋物線。 3.3總結(jié) 多年來，圍巖與支護(hù)的相互影響一直是從事隧道的專業(yè)人員面臨的難題之一。由于計(jì)算模型的初始條件的限制，造成其應(yīng)用的局限性，致使隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長期處于以工程類比法為主的局面，這種局面與快速發(fā)展的隧道工程的現(xiàn)實(shí)極不相稱，因此，人們長期以來都在努力尋求一種用于解決圍巖與支護(hù)相互作用的最合理的方法。結(jié)合上述四種設(shè)計(jì)模型的特點(diǎn)，可以結(jié)合兩種以上的模型綜合計(jì)算，并進(jìn)行反分析得到合理的模型初始參數(shù)，進(jìn)而為襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更可靠的依據(jù)。 4地鐵車站施工方法 地鐵工程由區(qū)間隧道加上車站組成區(qū)間隧道的施工方法主要有明挖法及蓋挖法等變化形式、新奧法和盾構(gòu)法，根據(jù)日本1991年的統(tǒng)計(jì)，在城市隧道總延長75224m工程中，礦山法的比例6.1%、盾構(gòu)法占60.9%、明挖法占33%。地鐵車站是地下鐵道中一個(gè)很重要的部分，聯(lián)系著地面與地下的交通，其施工方法也分為明挖法、新奧法和盾構(gòu)法。 4.1明挖法 明挖法是各國地下鐵道施工的首選方法，在地面交通和環(huán)境允許的地方通常采用明挖法施工，明挖法具有施工作業(yè)面多、速度快、工期短、易保證工程質(zhì)量和工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但因?qū)Τ鞘猩罡蓴_大，應(yīng)用受到各種因素的限制，尤其是當(dāng)?shù)孛娼煌ê铜h(huán)境不允許時(shí)，只能采用蓋挖法或新奧法。明挖法適用于淺埋車站，有寬闊的施工場地，可修建的空間比較大，如帶有換乘站、地下商場、休息和娛樂場所及停車庫等的地下綜合體車站，如上海地鐵徐家匯站。 明挖法施工主要分為圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、站內(nèi)土方開挖、車站主體結(jié)構(gòu)施作和回填上覆土和恢復(fù)管線四個(gè)部分。根據(jù)不同的地質(zhì)條件和車站結(jié)構(gòu)的大小以及基坑深度，明挖法的圍護(hù)結(jié)構(gòu)可采用地下連續(xù)墻、錨桿、鉆孔樁加旋噴樁止水、SMW水泥土加型鋼等。采用地下連續(xù)做圍護(hù)結(jié)構(gòu)的明挖法修建地鐵車站的施工流程為：地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工－內(nèi)井點(diǎn)降水或基坑底土體加固－開挖上層土體設(shè)置上層鋼支撐－開挖中間層土體－設(shè)置中間層鋼支撐－最后開挖底層土體－澆筑底板混凝土結(jié)構(gòu)－拆除中間層支撐－澆筑車站混凝土結(jié)構(gòu)－拆除頂層支撐－澆筑車站頂板混凝土結(jié)構(gòu)－回填土體等。 4.2蓋挖法 蓋挖法是利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系，在較繁忙交通路段利用結(jié)構(gòu)頂板或臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)施維持路面交通，在其下進(jìn)行車站施工工法。按結(jié)構(gòu)施工的順序分蓋挖逆作法和蓋挖順作法兩種。蓋挖逆作法一般都是對(duì)交通作短暫封鎖一年左右，將結(jié)構(gòu)頂板施工結(jié)束，恢復(fù)道路交通，利用豎井作出人口進(jìn)行內(nèi)部暗挖逆筑。蓋挖順作法一般是利用臨時(shí)性設(shè)施（如鋼結(jié)構(gòu)）作輔助措施維持道路通行，在夜間將道路封鎖，掀開蓋板進(jìn)行基坑土方開挖或結(jié)構(gòu)施工。蓋挖法也成為修建車站的主要方法，在世界上蓋挖法修建車站占有很大比例，采用這種方法，在北京、上海、南京、廣州等修建了近10余座地鐵車站。蓋挖逆作法具有占用場地時(shí)間短，對(duì)地面干擾小和施工安全等優(yōu)點(diǎn)；適用于車站上面有高層建筑、埋深較大的地鐵車站，如上海地鐵新閘門路站；缺點(diǎn)是施工工序復(fù)雜、交叉作業(yè)和施工條件差等。蓋挖順作法同樣具有蓋挖逆作法的優(yōu)缺點(diǎn)，只是適用于市區(qū)淺埋地鐵車站。 采用蓋挖法的基本施工流程為：施作車站內(nèi)臨時(shí)支承樁－施工地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)－注漿加固地下連續(xù)墻墻趾－加固地基與基坑底土體－第一層鋼支撐抽槽設(shè)置－開挖第一層土體－安裝第二層鋼支撐－車站頂板立模、梆扎鋼筋和澆筑混凝土－頂板覆土、埋管和路面澆筑－暗挖第二層土體－第二層鋼支撐下移至第三層安裝、第四層鋼支撐安裝－中樓板立模、扎鋼筋和混凝土澆筑－分小段暗挖第三層土體－第四層鋼支撐逐根移至－第五層安裝－底板混凝土澆筑。 4.3蓋挖法新技術(shù)——鋪蓋法 地鐵車站屬于淺埋大空間群峒地下構(gòu)造物 此類地下構(gòu)造物在我國主要有以下幾種施工模式：明挖施工法、暗挖施工法和介于二者之間的復(fù)合式開挖法，即蓋挖施工法。明挖車站施工具有造價(jià)較低，技術(shù)和施工管理簡單等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)市政交通及商業(yè)干擾大，污染環(huán)境，且影響周期長。 暗挖車站施工對(duì)市政交通及商業(yè)基本無影響，且環(huán)境污染小，但對(duì)覆蓋土層厚度要求較嚴(yán)，覆蓋土層厚度小于6 m，圍巖條件差，開挖難以形成自然拱，且大斷面超前支護(hù)難以成型時(shí)，按現(xiàn)有施工技術(shù)條件難以滿足要求。此外，大斷面施工對(duì)地下管線及構(gòu)筑物的破壞難以控制，使得工程造價(jià)相對(duì)較高。相對(duì)于明挖法，蓋挖車站施工對(duì)市政交通及商業(yè)的影響可以有很大程度的降低，且造價(jià)適中。但蓋挖法施工難度加大，初期的維護(hù)結(jié)構(gòu)到了后期都沒有用處了，造成了材料的浪費(fèi)。同時(shí)蓋挖法的施工作業(yè)環(huán)境惡劣?；谶@些缺點(diǎn)，目前在日本和韓國等地，地鐵施工主要采用鋪蓋法施工。即白天在交通高峰期，用特制的鋼構(gòu)件鋪蓋于基坑之上，只留一個(gè)小的出口供施工人員進(jìn)出。晚上待路面交通減少后，在用機(jī)械將鋪蓋的鋼構(gòu)件揭去，往基坑里供送施工材料同時(shí)往外運(yùn)送土渣廢料。該施工方法具有明挖法和暗挖法施工的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了這兩種施工工藝的缺點(diǎn)，而且鋼構(gòu)件可以重復(fù)使用，降低了工程造價(jià)，改善了施工環(huán)境。由于蓋挖法所具有的優(yōu)勢，所以在交通繁忙的商業(yè)區(qū)進(jìn)行地鐵車站施工，具有明顯的實(shí)用性。 鋪蓋法施工主要包括4大塊： (1)兩端支撐結(jié)構(gòu)，即端承樁與帽梁(也是基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu))施工； (2)軍用粱的拼裝架設(shè)作業(yè)； (3)軍用梁背部處理； (4)路面系統(tǒng)施工。 4.4暗挖法 4.4.1新奧法 新奧法（NATM，為New Austrian Tunneling Method的縮寫）為也是通常所說的礦山法，新奧法是當(dāng)代隧道施工設(shè)計(jì)應(yīng)用最廣泛的方法。其施工思路是在監(jiān)控量測的基礎(chǔ)上，及時(shí)更改噴射混凝土的厚度，錨桿、鋼支持和鋼絲網(wǎng)的參數(shù)以及二次襯砌等支護(hù)措施，來保持開挖洞室的穩(wěn)定，從而保證施工的安全，當(dāng)?shù)孛娼煌ê铜h(huán)境不允許時(shí)，世界上各國常采用這種施工方法，如日本采用新奧法修建的東葉高速線北習(xí)志野站，為三拱兩柱單層式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)地面的影響小、造價(jià)低，適用于堅(jiān)硬巖土介質(zhì)、底下水位底，但是進(jìn)度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大和風(fēng)險(xiǎn)也大。 新奧法施工對(duì)大斷面的開挖有側(cè)壁導(dǎo)坑、臺(tái)階和CRD等，其施工流程為：放線－鉆孔、裝藥和放炮－通風(fēng)除塵后出渣－打錨桿、鋼拱架支撐和掛鋼筋網(wǎng)－施作噴射混凝土初期支護(hù)－最后修建模筑混凝土二次襯砌。用到的輔助工法有降水、大小導(dǎo)管、注漿和采取必要的監(jiān)控量測措施。 4.4.2淺埋暗挖法 淺埋暗挖法是按照“新奧法”原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，以加固、處理軟弱地層為前提，采用足夠剛性的復(fù)合襯砌（由初期支護(hù)和二次襯砌及中間防水層所組成）為基本支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種用于軟土地層近地表隧道的暗挖施工方法，它以施工監(jiān)測為手段，指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工，保證施工安全，控制地表沉降。淺埋暗挖法的施工原則是：管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測，與明挖法相比，淺埋暗挖法的最大優(yōu)點(diǎn)是避免了大量拆遷、改建工作，減少了對(duì)周圍環(huán)境的粉塵污染和噪聲影響，對(duì)城市交通的干擾小。盾構(gòu)法雖然也具有上述同樣優(yōu)點(diǎn)，但盾構(gòu)法不能適應(yīng)隧道斷面變化，而且當(dāng)盾構(gòu)開挖的隧道不是足夠長時(shí)，盾構(gòu)法的經(jīng)濟(jì)性不明顯。選用淺埋暗挖法應(yīng)考慮的基本適用條件有：不允許帶水作業(yè)和要求開挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性，而且是淺埋地鐵車站。缺點(diǎn)是地下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大、機(jī)械化程度低。 淺埋暗挖法對(duì)土體的加固和對(duì)水的處理方法有凍結(jié)法、注漿、深層攪拌和管棚等。對(duì)于斷面較大的隧道，考慮分部開挖、分部支護(hù)和封閉成環(huán)的需要，選擇中隔壁法（CD）法、交叉隔壁法（CRD）和側(cè)壁導(dǎo)坑法（眼鏡法）等。淺埋暗挖法常用的初期支護(hù)形式是鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土。地表位移、拱頂下沉、隧道周邊收斂等量測項(xiàng)目常被選為監(jiān)控量測的必測項(xiàng)目，而土壓力、土體位移、支護(hù)應(yīng)力等可作為選測項(xiàng)目。 4.4.3暗挖與蓋挖相結(jié)合的施工方法 暗挖與蓋挖相結(jié)合的施工方法是一種新技術(shù)，是我國在使用暗挖法和蓋挖法施工的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研究總結(jié)而提出的具有蓋挖法和暗挖法各自優(yōu)點(diǎn)的一種新的施工方法。其關(guān)鍵是將地鐵車站視為由樁、梁和拱組成的地下結(jié)構(gòu)，如北京天安門西站。天安門西站的具體施工流程為：導(dǎo)洞開挖、支護(hù)－樁孔、柱孔開挖及護(hù)壁－條形基礎(chǔ)施作－樁、柱吊裝及灌注混凝土－樁、柱頂梁施作－三跨頂拱初期支護(hù)施作－花邊墻施作－三跨頂拱二次襯砌施作－站廳層施作－站臺(tái)層施作－站臺(tái)板施作－建筑裝修及設(shè)備安裝。 4.4.4暗挖新技術(shù) 暗挖法也有了新的進(jìn)展，主要有預(yù)制塊法、預(yù)切槽法和氣壓法，預(yù)制塊法是把盾構(gòu)管片的安裝技術(shù)和暗挖技術(shù)融合在一起的一項(xiàng)新技術(shù)，先做兩側(cè)導(dǎo)洞及側(cè)墻，然后注漿開挖并放置鋼拱架、噴射混凝土、安裝預(yù)制塊、在背后注漿，跨度已達(dá)18m以上，該技術(shù)在法國已大量應(yīng)用。預(yù)切糟法是按照結(jié)構(gòu)尺寸制造一個(gè)臺(tái)架，裝有特制鏈條鋸沿拱圈方向把地層切成一個(gè)高10-35cm、深4-5m的糟縫，然后放置鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土，形成鋼筋混凝土拱，在其保護(hù)下開挖施工，效果很好，在法國、意大利等國家已開始應(yīng)用。氣壓暗挖法是采用氣壓條件下的新奧法施工，因采用氣壓較低，一般對(duì)人體健康沒有影響。壓縮空氣不僅可排除隧道中的地下水，還可減少地面沉降，防止地面結(jié)構(gòu)損壞，減少加壓隧道一次襯砌的荷載，對(duì)開挖面有支護(hù)作用，降低成本，對(duì)降低施工中的粉塵有顯著作用，這種辦法已在奧地利、德國、英國、日本等國家應(yīng)用。 4.4.5我國地鐵施工方法現(xiàn)狀 目前我國地鐵建設(shè)主要采用盾構(gòu)法修建區(qū)間隧道，而采用明挖法修建車站。這樣就要求先修建地鐵車站，然后以車站作為盾構(gòu)施工的進(jìn)出豎井，使得施工工期延長，工程造價(jià)增加，而且還影響路面交通和城市周圍的環(huán)境等．如果在修建方法上采取暗挖區(qū)間隧道以盾構(gòu)法施工先行貫通，在已經(jīng)形成的區(qū)間隧道基礎(chǔ)上再用不同方式對(duì)車站、渡線室、連絡(luò)通道等特殊斷面進(jìn)行擴(kuò)挖施工的技術(shù)思路，這樣不僅可大幅縮短建設(shè)周期，提高地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量，確保施工期間的安全，極大地減小對(duì)周圍環(huán)境的影響，并能通過盾構(gòu)法的長距離應(yīng)用產(chǎn)生規(guī)模效益，從總體上較大幅度地降低工程造價(jià)．此外，還解決了明挖法只能適用于埋深較小的車站的限制問題。在已經(jīng)形成的區(qū)間隧道的基礎(chǔ)上擴(kuò)挖而成地鐵車站，這一施工技術(shù)的基本思路及其研究成果對(duì)今后我國地鐵或類似工程的建設(shè)將提供重要參考，同時(shí)，對(duì)于提高我國隧道與地下工程領(lǐng)域的總體技術(shù)水平也有著十分重要的意義。 5明挖法施工步序及車站結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹 結(jié)合北京市的地質(zhì)條件及已經(jīng)建成的地鐵工程實(shí)例，北京六號(hào)線某站擬采用明挖法施工。 明挖法具有施工簡單、 快捷、 經(jīng)濟(jì)、 安全、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn), 是地鐵建設(shè)使用最多的施工方法之一。 19 世紀(jì)世界主要城市開始修建地鐵, 如紐約、 倫敦、 柏林、 東京、 大阪等城市地鐵均采用明挖法施工, 我國最早建設(shè)的北京地鐵也多采用明挖法。按其主體結(jié)構(gòu)的施作順序，明挖法又分為：明挖順作法、蓋挖順作法、蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法等。明挖法地鐵車站的形成需要經(jīng)歷開挖?加撐?回筑?拆撐等多個(gè)工序, 車站結(jié)構(gòu)由內(nèi)部結(jié)構(gòu)、 主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)三大部分組成。 5.1明挖順作法 明挖順作法是先從地表面向下開挖基坑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后在基坑內(nèi)的預(yù)定位置由下而上地建造主體結(jié)構(gòu)及防水措施，最后回填土并恢復(fù)路面。 5.2蓋挖順作法 在路面交通不能長期中斷的道路下修建地下鐵道車站或區(qū)間隧道時(shí)，可以采用蓋挖順作法。采用預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)覆蓋結(jié)構(gòu)置于擋土結(jié)構(gòu)上維持交通，在覆蓋板的保護(hù)下，自上而下反復(fù)進(jìn)行開挖和加設(shè)橫撐，達(dá)到設(shè)計(jì)高程后由下而上建筑主體結(jié)構(gòu)和防水措施。 5.3蓋挖逆作法 如果開挖面較大、覆土較淺、周圍沿線建筑物過于靠近，為盡量防止因開挖基坑面引起臨近建筑物的沉陷，或需要盡早恢復(fù)路面交通，但又缺乏定型覆蓋結(jié)構(gòu)，可采用蓋挖逆作法施工。開挖初期和蓋挖順作法相似，不同的是逆作法自上而下的逐層開挖并建造主體結(jié)構(gòu)至底板，結(jié)構(gòu)頂板首先完成。結(jié)構(gòu)上部的頂板和樓板可以作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的橫撐提高工程安全系數(shù)。 5.4蓋挖半逆作法 類似逆作法，其區(qū)別僅在于頂板完成及恢復(fù)路面后，向下挖土至設(shè)計(jì)標(biāo)高后先建筑底板，再依次序向上逐層建筑側(cè)墻、樓板。 5.5明挖法車站主體結(jié)構(gòu)種類 地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)在 “ 安全、 經(jīng)濟(jì)、 方便施工” 的基礎(chǔ)上, 經(jīng)多方案比選確定, 明挖法地鐵車站主體結(jié)構(gòu)一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu)。 根據(jù)建筑布置及站臺(tái)寬度一般按如下規(guī)則采用: 當(dāng)站臺(tái)寬度為 8 m 時(shí),車站標(biāo)準(zhǔn)斷面為無柱單跨箱型結(jié)構(gòu); 當(dāng)站臺(tái)寬度為 10 m時(shí), 車站標(biāo)準(zhǔn)斷面為單柱雙跨箱型結(jié)構(gòu); 當(dāng)站臺(tái)寬度為 12、14 m 時(shí), 車站標(biāo)準(zhǔn)斷面為雙柱三跨箱型結(jié)構(gòu)。 (1)單層明挖車站，一般適用于線路埋深較淺的車站，如線路由地下轉(zhuǎn)人地面高架或進(jìn)人地面車輛段之前的車站。單層車站一般采用側(cè)式站臺(tái)，站廳、站臺(tái)位于同一層，設(shè)備管理用房設(shè)于側(cè)面也可設(shè)于地面。此種型式車站規(guī)模小，投資少，但使用和管理稍有不便。 (2)一層半明挖車站，也稱“端進(jìn)式車站”，兩端為雙層，上層為站廳。這種車站型式簡單，車站埋深較淺，施工方便，規(guī)模小，投資少，但使用和管理略有不便。多見于早期修建的地鐵車站，如北京地鐵一期工程的部分車站。 (3)雙層明挖車站，這種型式的車站覆土為2m一3m，地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層，客流組織順暢，運(yùn)營管理方便，但規(guī)模大，投資高。根據(jù)設(shè)備管理用房集中布設(shè)位置的不同，雙層車站分為順長布置型式車站、外掛型式車站。 (4)三層以上明挖型式車站，這種型式的車站一般是受區(qū)問埋深影響所致?；蚴菂^(qū)間地質(zhì)條件差受工法影響埋深較大，或是靠近車站處有控制區(qū)間埋深的管線影響等。一般地下一層為站廳層，地下二層為設(shè)備層，地下三層為站臺(tái)層。這種型式車站的使用功能、運(yùn)營管理、造價(jià)等都不太理想，一般在特定情況下選擇使用。 5.6明挖法地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用原則 (1) 當(dāng)基坑深度在10 m(出入口、風(fēng)道結(jié)構(gòu))以下時(shí):如場地條件允許, 優(yōu)先考慮最經(jīng)濟(jì)的放坡開挖。如果場地條件受限, 可選擇采用重力式擋墻、土釘墻、SMW工法樁等護(hù)結(jié)構(gòu)形式。 (2) 當(dāng)基坑深度在10 ~ 15 m(單層站)時(shí):該類基坑可選用SMW工法樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、鉆孔咬合樁、地下連續(xù)墻等維護(hù)結(jié)構(gòu)形式。 (3) 當(dāng)基坑深度在15 ~ 18 m(雙層站)時(shí):該類基坑可選用人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、鉆孔咬合樁、地下連續(xù)墻等維護(hù)結(jié)構(gòu)形式。 6選題目的 當(dāng)前在大城市中，尤其是百萬人口而密度又大的城市，隨著城市的發(fā)展道路交通更加繁忙，地面有限的空間越來越不能適應(yīng)道路交通、建構(gòu)筑物、廣場和綠化等用地的需求，因此很多道路、管網(wǎng)和貯庫等不得不向地下發(fā)展。 改革開放以來，北京市地面交通道路設(shè)施雖然已有很大的發(fā)展，如道路拓寬、城市環(huán)行線路和高架立交橋不斷增加，但仍不能滿足日益增長的交通需要量，為了緩解路面交通壓力，解決高峰時(shí)交通堵塞現(xiàn)象，開辟地鐵交通是很好的解決途徑。地鐵車站是地鐵系統(tǒng)中一個(gè)很重要的組成部分，它與乘客的關(guān)系極為密切，同時(shí)它又集中設(shè)置了地鐵運(yùn)營中很大一部分技術(shù)設(shè)備和運(yùn)營管理系統(tǒng)。因此，它對(duì)保證地鐵安全運(yùn)行起著很關(guān)鍵的作用。車站位置的選擇、環(huán)境條件的好壞、設(shè)計(jì)的合理與否等，都會(huì)直接影響地鐵的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，影響到城市規(guī)劃和城市景觀。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的旨在通過對(duì)北京地鐵6號(hào)線某站的地質(zhì)條件和周圍環(huán)境分析，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)習(xí)調(diào)研的資料，同時(shí)大量查閱文獻(xiàn)資料，運(yùn)用所學(xué)的基本理論知識(shí)，采用工程類比、概率極限狀態(tài)及軟件分析等方法對(duì)該車站進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工方案設(shè)計(jì)，達(dá)到熟練掌握地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步探討各種地鐵施工工法、結(jié)構(gòu)形式等對(duì)地鐵車站本身、周圍環(huán)境的影響等問題。 主要參考文獻(xiàn)： [1] 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