第二篇城市交通轨道工程一、城市轨道交通工程结构与施工方法（一）地铁车站形式与结构特点1、地铁车站形式及车站组成（1）车站与地面相对位置：高架车站：车站位于地面高架结构上，分为路中设置和路侧设置两种；地面车站：车站位于地面，采用岛式和侧式均可，路堑式为其特殊形式；地下车站：车站结构位于地面以下，有浅埋和深埋两种。

（2）运营性质：中间站：仅供乘客上下乘降用，是最常用、数量最多的一种形式。

区域站：因为一条轨道交通线路中，客流量是不均匀的，行车组织往往采取长、短交路的运营模式。

设于两种不同行车密度交界处的车站，称之为区域站。

（即中间折返站，短交路列车可以在此处折返。

）换乘站：位于两条及两条线以上的线路交叉点的车站，具有中间站的作用和换乘的用途。

可以认为“中南路站”是换乘站。

枢纽站：枢纽站是由此站分出另一条线路的车站。

该站可以接、送两条线路上的列车。

联运站：指车站具有两种不同性质的列车线路进行联运及客流换乘。

具有中间站和换成站的作用。

可以认为“循礼门站”是联运站。

终点站：设在线路两端的车站。

就列车上下而言，终点站也是起点站（或称之为始发站）。

终点站设有可供列车全部折返的折返线和设备，也可以供列车临时停留检修。

（3）结构断面：矩形：矩形断面是常用的一种断面形式。

适用于明挖或者浅埋暗挖车站。

车站可以为单层、双层甚至多层，跨度可以为单跨、双跨设置多跨。

拱形：拱形断面多用于深埋或浅埋暗挖车站，有单拱和多跨连拱等形式。

单拱因为中部起拱较高，并且中间无柱，因此建筑空间显得高大宽阔，如果处理得当，可以达到很明显的艺术效果。

明挖车站单跨结构时，也可以采用拱形断面。

圆形：为盾构法施工时常采用的一种形式。

其他形状：椭圆形、马蹄形等等。

（4）站台形式岛式站台：站台位于上、下行线路之间。

具有站台面积利用率高、提升设施公用，能灵活调剂客流量、使用方便、管理集中等优点。

侧式站台：站台位于上、下行线路两侧。

岛、侧混合式：将岛式站台与侧式站台同设在一个车站内。

如“循礼门站”就是这样一种形式。

2、构造组成（1）地铁车站通常由车站主体（站台、站厅、设备用房、生活用房）、出入口及通道，通风道及地面通风亭等三部分组成。

（2）地铁施工通常在城镇中修建，其施工方法的选择会受到地面建筑物、道路、城市交通、环境保护、施工机具以及资金条件等因素影响。

因此地铁修建不仅要从技术、经济、修建地区的具体条件考虑，还要考虑施工方法对城市生活的影响。

3、施工方法（1）明挖法施工第1、明挖法是先从地面向下开挖基坑至设计标高，然后再基坑内的预定位置由下而上地建造主体结构及防水措施，最后回填土并且恢复路面。

第2、这种方法是常用的一种方法。

优点：作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低。

有条件的地方，都用这种方法。

第3、明挖基坑有敞口放坡法和有围护结构的基坑两类。

很明显敞口放坡式就是地面有足够的空间可以利用，才用的一种方法，造价很低。

如因场地限制，可以适当将边坡放陡，这样可以再边坡上采用土钉加混凝土喷抹面对边坡加以支护，即使这样造价也较低。

如果基坑很深、地质条件差、地下水位高、空间不够，可以加围护结构。

明挖法基坑类型：敞口放坡基坑：边坡面不加支护的基坑和喷混凝土面和锚杆护坡的基坑；有围护结构的基坑：工字钢桩围护基坑、钢板桩围护基坑、钻孔灌注桩围护基坑、地下连续墙围护基坑、土钉墙围护基坑、复合式围护基坑。

（2）盖挖法施工第1、盖挖法施工也是明挖施工的一种形式，与常见的明挖法施工的主要区别在于施工方法和顺序不同。

盖挖法是先盖起来然后再开挖，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通，再向下施工。

施工流程：在现有道路上按照所需宽度，以定型标准预制的棚盖结构（包括纵、横梁和路面板）或现浇混凝土顶（盖）板结构置于桩（或墙）柱结构上维持地面交通，在棚盖结构支护下进行开挖和施做主题结构、防水结构，然后回填土，并恢复管、线、路或埋设新的管、线、路。

最后恢复道路结构。

盖挖法优点：围护结构变形小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降，有利于保护邻近建筑物和构筑物；基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全；盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或者锚锭，施工空间大；盖挖逆作法用于城市街区施工时，可尽快恢复路面，对道路交通影响较小。

盖挖法的缺点：盖挖法施工时，对混凝土结构的水平施工缝处理较为困难；盖挖逆作法施工时，暗挖施工难度大，费用高；盖挖法每次分部开挖深度及浇筑或衬砌的深度，应该依据：基坑稳定、环境保护、永久结构形式和混凝土浇筑作业等因素来确定。

盖挖法：盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。

我们城市中施工采用最多的就是盖挖逆作法。

第2、盖挖顺作法盖挖顺作法主要依赖坚固的挡土结构，根据现场条件、地下水位高低、开挖深度以及周围建筑物的邻近程度可选择钢筋混凝土钻孔灌注桩或地下连续墙，对于饱和的软弱地层应以刚度大、止水性能好的地下连续墙为首选方案。

目前，盖挖顺作法的挡土结构常用来作为主体结构边墙体的一部分或全部。

步骤：构筑连续墙—构筑中间支撑柱—构筑连续墙及覆盖板—开挖及支撑安装—开挖及构造底板—构造侧墙、柱子—构造侧墙及底板—构造内部结构及路面恢复。

第3、盖挖逆作法盖挖逆作法施工时，先施做车站周边围护桩和结构主体桩柱，然后将结构盖板至于桩（围护桩）、柱（钢管柱或混凝土柱）上，自上而下完成土方开挖以及浇筑边墙、中隔板和底板衬砌的施工。

施工的过程中不需要设置临时支撑，借助结构顶板、中板自身的水平刚度和抗压强度实现对基坑围护桩（墙）的支护作用。

工法特点：快速覆盖，缩短中断交通的时间；自上而下的顶板、中隔板及水平支撑体系刚度大，可营造一个相对安全的作业环境；占地少、回填量小、可分层施工，也可分左右两幅施工，交通导改灵活；不受季节影响、无冬期施工要求，低噪声、扰民少；设备简单、不需大型设备，操作空间大、操作环境相对较好。

盖挖逆作法对钢管柱的加工、运输、吊装、就位要求精度极高，不论是旋挖桩钢管基础或条形基础都有一套完整的工艺流程。

流程图：构筑围护结构—构筑主体结构中间立柱—构筑顶板—回填土、恢复路面—开挖中层土—构筑上层主体结构—开挖下层土—构筑下层主体结构第4、盖挖半逆作法这种方法类似于逆作法，其区别仅在于顶板完成及恢复路面的过程。

在半逆作法施工中，一般都需要设置横撑并施加预应力。

采用半逆作法和逆作法施工时，都应该特别注意混凝土施工缝的处理问题，由于它是上部混凝土达到设计强度后再接着往下浇筑的，而混凝土的收缩及析水，施工缝处不可避免地要出现3-10mm宽的缝隙，将对结构的强度、耐久性和防水性产生不良影响。

如主体结构的中间立柱为钢管混凝土柱，而柱下基础为钢筋混凝土灌注桩基础，这里涉及到一个问题，就是需要解决好两者之间的连接问题。

一般的处理方法就是将钢管柱直接插入灌注桩的混凝土内1.0m左右，并在钢管柱底部均匀设置几个孔，以利于混凝土流动，同时也可以加强桩柱之间的连接。

有时也可在钢管柱和灌注桩之间架设H型钢加以连接。

施工步骤：构筑连续墙中间支撑柱及临时性挡土设备—构筑顶板（1）—打设中间桩、临时性挡土及构筑顶板（2）—构筑连续墙及顶板（3）—依次向下开挖及逐层安装水平支撑—向下开挖、构筑底板—构筑侧墙、柱、楼板—构筑侧墙及内部的其余结构物。

总结：顺作法：就是自上而下挖土，然后自下而上构筑结构物；逆作法，就是自上而下挖土，自上而下构筑结构（缺点就是混凝土连接肯定会有问题）；半逆作法，就是一步一步构筑连续墙及顶板，然后自上而下开挖，然后就是自下而上的构筑结构物。

（3）喷锚暗挖法这种方法（又称之为矿山法，对地层的适用性较广）适用于：结构埋置较浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。

第1、新奥法：这种方法的精髓就是支护结构与围岩共同承担变形中的形变应力。

是否充分考虑围岩的自承能力，这是浅埋暗挖法与“新奥法”主要区别。

第2、浅埋暗挖法在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和锚喷作为初期支护手段，遵循“新奥法”的大部分原理，按照“十八字”方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测进行设计和施工，这就称之为浅埋暗挖技术。

浅埋暗挖法技术从减少城市地表沉陷考虑，还必须辅以其他配套技术，比如地层加固、降水等。

浅埋暗挖法是一个十分重视施工方法选择的，一个好的结构形式和正确的施工方法能起到事半功倍的效果。

浅埋暗挖法的适用条件：第一、不允许带水作业。

大范围内的淤泥质土、粉细砂地层，降水有困难或经济上选择此工法不合算的地层，不宜用浅埋暗挖法；第二、很明显浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和自稳性。

这里对土体自立性的最低要求是：自立性稳定时间，应该足以进行初期支护作业。

对开挖面前方土体的预加固和预处理，视为浅埋暗挖法的必要前提，目的就在于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。

（4）明挖法施工车站结构第1、矩形框架结构：这是明挖车站中采用最多的一种形式，根据功能要求，可以分为双层于单跨、双跨或者多层多跨形式。

第2、矩形框架结构明挖地铁车站组成：底板、侧墙及顶板等围护结构；楼板、梁、柱及内墙等内部构件。

它们主要用来承受施工和运营期间的内中外部荷载，提供地铁必需的使用空间，同时也是车站建筑造型的有机组成部分。

顶板和楼板：可采用单向板（或梁式板）、井字梁式板、无梁板或密肋板等形式。

底板：底板主要按照受力和功能要求设置。

几乎都采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构。

这有利于整体道床和站台下纵向管道的铺设。

埋置于无地下水的岩石地层中的明挖车站，可不设受力底板，但铺底应满足整体道床的使用要求。

侧墙：当采用放坡开挖或用工字钢桩、钢板桩等作基坑的临时护壁时，侧墙多采用以顶、底板及楼板作为支承的单向板，装配式构件也可采用密肋板。

当采用地下连续墙或钻孔桩护壁时，可利用它们作为主体结构侧墙的一部分或者全部。

这种情况下的侧墙，视施工场地土质情况不同，可以分为两类：一是灌注桩与内衬墙组成的桩墙结构，二是地下连续墙或者地下连续墙与内衬墙组成的结构。

无地下水时，可以为分离式；在保证柱间土体稳定（必要时可施做喷混凝土层）的前提下，选择较大的桩径；当有地下水时，可以结合注浆形成止水帷幕或改用相搭接的灌注桩（钻孔咬合桩）。

但是在饱和软土或流沙地层中，从提高围护结构的强度、刚度、止水性和保护环境等方面考虑，尤其是当挖深超过10米时，多采用地下连续墙。

当连续墙直接作为主体结构的侧墙或者内衬墙形成主体结构时，设计中需要考虑顶、楼、底板与连续墙的连接问题。

立柱：明挖车站的立柱一般采用混凝土结构，可采用方形、矩形、圆形及椭圆形截面形式。

按照一般的荷载设计，桩间距为6-8米。

当车站与地面建筑合建时，由于柱的设计荷载很大时，需要采用钢管混凝土柱或者劲性钢筋高强混凝土柱。