7.1 地下车站结构设计1. 地下车站结构设计，应满足施工、运营、城市规划、防水、防迷流以及人防的有关要求。

车站结构设计应符合强度、刚度、稳定性、耐久性、抗浮和裂缝开展宽度验算的要求。

2. 地下车站结构设计，必须以地质勘察资料为依据，并考虑不同施工方法对地质勘探的特殊要求，通过施工过程中对地质的直接观察或监控量测反馈进行验证，必要时应根据实际情况修改设计。

3. 地下车站结构设计的净空尺寸，应满足地铁建筑限界或其它使用及施工工艺的要求，并考虑施工误差、结构变形及后期沉降的影响。

4. 地下车站结构设计，应根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件及城市规划要求，结合周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路交通状况等通过对其技术经济、环境影响和使用功能等方面的综合比较，合理的选择施工方法和结构型式。

5. 地下车站结构设计，应减少施工和建成后对环境造成不利的影响。

6. 地下车站结构设计，宜与车站周围规划中的相关建筑协调统一、同步规划，应考虑设计、施工方案的相互影响。

7. 地下车站结构设计，应根据该地区的地震设防烈度、场地条件、结构类型和隧道埋深等因素考虑地震的影响，进行抗震验算，并在结构设计时采取相应的构造措施，以提高结构的整体抗震能力。

8. 地下车站结构防水设计，应满足《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）的规定，遵循“防、排、堵、截相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则。

9. 地下车站结构设计，应采取防止杂散电流腐蚀的措施。

钢结构及钢连接件，应按有关规范要求进行防锈蚀处理。

10. 地下车站结构的所有受力构件，应根据《建筑设计防火规范》（GBJ 16-87）修订本，1997年版，第2.0.1条和附录二“建筑构件的燃烧性能和耐火极限”的规定要求进行设计。

11. 地下车站结构设计，应根据地区城市规划的人防要求，严格按《人民防空工程设计规范》（GB 5 0225-95）的规定进行设计。

12. 地下车站结构设计，应结合支护结构特点、地质条件、周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路状况，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-89）及该地区基坑支护规范（规程）的规定，确定基坑安全等级，提出监测要求，有效控制地表沉降。

必要时应采取预加固措施，以确保邻近建筑和重要地下管线的正常使用。

13. 地下车站结构设计，可视其使用条件和荷载特性等情况，选用与其特点相近的现行相关结构设计规范进行设计。

车站结构施工方法，应根据车站范围内的工程地质和水文地质勘探资料、周围环境及交通等情况进行技术、经济综合比较后选择。

1. 车站结构施工对地下构筑物、地下管线及地面交通影响不明显，具备明挖施工场地条件的车站，宜采用明挖顺作法施工；地面交通需要尽快恢复时，宜采用盖挖顺作法、盖挖逆作法或盖挖半逆作法施工。

地铁车站明挖深基坑常用施工方法及其适用条件如表7.1.2-1。

2. 车站位于较完整的岩石地层且地下水不发育，或由于站位交通繁忙、施工场地狭窄，不允许中断交通及车站采用明挖法施工对地下构筑物、地下管线的影响难以解决等因素，不宜采用明挖法施工的车站，方可采用暗挖法施工。

目前地铁车站通常采用矿山法。

1）矿山法施工应根据工程地质及水文地质条件、车站结构类型、横断面大小、埋深情况（深、浅埋）、覆跨比、周围环境情况、施工条件等因素经多方案技术经济比较确定。

应选择风险小、地面沉降易于控制、造价较低的施工方法。

常用的施工方法有台阶法，中壁法（CD法）、中壁——隔墙法（CRD法），中洞法、侧洞法、柱洞法等，具体详见“区间”明挖结构施工方法适用条件汇总表表7.1.2-12）软弱围岩或浅埋暗挖车站隧道，开挖前应对地层进行预加固和预支护，以提高周围地层的稳定性。

其方法可选择小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆、管棚钢架超前支护等辅助施工措施。

根据工程地质及水文地质条件、覆土厚度、周围环境情况、开挖方式、进度要求、机械配套情况选择一种或几种措施并用。

1. 围护结构及基坑开挖1）围护结构设计一般要求（1）明、盖挖法施工的地下车站的围护结构的选择，根据工程地质和水文地质条件、周围环境、建构筑物、基坑深度、施工条件等情况，可选用地下连续墙、钻（挖）孔桩、钢板桩、工字钢桩、土钉墙及喷锚支护等支护结构。

围护结构设计，应严格按照国家或各地区有关规范、规程的规定和当地既有工程经验进行支护结构方案的技术经济比选后确定。

（2）土钉墙、喷锚支护、钢板桩和工字型钢桩等支护结构，只能作为临时支护结构，且宜适用于基坑较浅的情况。

地下连续墙和钻（挖）孔桩，支护结构既可作基坑围护的临时支护结构又可作为永久主体结构的侧墙或侧墙的一部分。

（3）当钻（挖）孔桩、地下连续墙既作围护结构又作为永久结构或永久结构的一部分时，其与内衬的关系应和结构防水方案结合起来考虑，依据工程地质、水文地质条件进行叠合墙和重合墙的技术经济综合比较确定设计方案。

（4）叠合式结构的墙面应凿毛清洗，使内衬与围护结构有效粘结，当计算剪应力小于允许剪应力（0. 4Mpa），可视为整体进行计算，墙体厚度取两者之和，当抗剪强度不能满足要求时，应按《公路钢筋砼预应力砼桥涵设计规范》（JTJ 023-85）第6.2.32条设置抗剪钢筋。

（5）当为叠合式结构时，围护结构应进行裂缝宽度验算，其控制标准与主体结构裂缝宽度验算一致。

（6）重合式地下墙，其墙面与内衬之间设置隔离层，两者之间靠在一起，相互平整重合但不连接，内、外墙所产生的垂直方向变形相互不影响，但水平方向变形则相同。

（7）单一式地下墙（包括人工地下墙）槽段之间有可靠的防水措施、施工质量有保证时，可采用单层墙结构型式。

对于单层墙结构，围护结构除满足强度计算、抗裂或裂缝宽度验算要求外，还必须考虑抗渗要求，其抗渗标号不得低于0.8Mpa；当处于侵蚀性介质中时还应满足抗侵蚀的要求，其耐锓蚀系数不应小于0.8。

（8）对于叠合式结构，在进行围护结构施工时，须预留与顶、底板、楼板连接的钢筋接驳器。

（9）明挖顺作法施工支护结构的支撑系统，可采用钢管支撑、型钢支撑、混凝土支撑和锚杆（索）支撑。

①钢管支撑和型钢支撑，适用于基坑宽度不大的车站，一般在基坑宽度小于22m左右。

钢支撑承载力较大，对控制变形较好，安拆灵活方便，可以倒换重复使用，较为经济。

②钢筋混凝土对称支撑，适用于基坑宽度不大，施工工期要求不高。

该支撑承载力较大，但拆除困难，无法重复使用和回收。

③锚杆（索）支撑，适用于基坑宽度较大，难以设置内支撑时，应优先选用。

该支撑系统可为施工提供宽敞的施工环境，但不宜在淤泥、饱水砂层等软弱地层中使用，无法回收利用，对周边地下空间的利用有影响，造价较高。

1）围护结构基坑开挖方式（1）坡率法基坑周围具有放坡可能的场地，且土质较好，地下水位较深，应优先考虑采用坡率法方案施工。

坡率应按地质专业给定的稳定边坡确定，在没有给定边坡坡率的情况下，可参照表7.1.3-1、7.1.3-2选用。

岩石边坡坡率允许值表7.1.3-1土质边坡坡率允许值表7.1.3-2（1）地下连续墙地下连续墙支护可适用于多种地质条件和各种复杂施工环境，它既可作为基坑开挖的支护结构，又可作为主体结构的侧墙或侧墙的一部分，与主体结构共同组成叠合墙或重合墙以承受其荷载。

当上部有其它建筑物时，亦可作为建筑物的基础，但墙底应进行注浆加固。

当地质条件较好，且地下连续墙接缝处防水有可靠保证时，可采用单一式地下连续墙。

①地下连续墙的幅宽应根据车站平面布置、地质条件、施工机具性能、施工环境、结构布置、起吊能力等确定，一般幅宽为6m，其墙厚可采用0.6～0.8m，由计算确定。

但当地下连续墙邻近有建筑物、重要地下管线时，幅宽宜缩短。

且槽段应间隔成槽，一般宜相隔1～2段，并应尽量缩短成槽时间。

②地下连续墙的垂直度和平整度，当为临时支护结构时，其垂直度误差不应大于5‰；当为单一或复合墙体时，其垂直度误差不应大于3‰。

施工中应确保车站建筑限界及结构厚度。

③地下连续墙段之间，一般可采用不传递应力的普通柔性接头，当纵向必须形成整体或对防渗有特殊要求时，应采用刚性止水接头。

④当地下连续墙作为主体结构侧墙或侧墙的一部分时，墙顶水平位移不宜大于25mm。

⑤地下连续墙成槽前应布置导墙，导墙深度不宜小于1.5m。

⑥地下连续墙及灌注桩的倾斜度和平整度，应根据建筑物的使用要求和地质条件以及挖槽机械性能等因素确定。

⑦地下连续墙及灌注桩受力钢筋应采用HRB400级和HRB335级钢筋，直径不宜小于20mm。

⑧地下连续墙构造钢筋可采用HRB235级钢筋，直径不宜小于16mm。

钢筋间距要恰当，使混凝土在泥浆中能稳定流动，有利于保证混凝土与钢筋的握裹力，竖向主筋最小净距不小于75mm，水平构造筋间距宜为200～300mm。

⑨连续墙可按无围囹设计，当无围囹时，应按支撑轴力及其布置方式进行墙体强度验算，以确定水平筋的设计，其水平筋一般宜适当加强。

（2）排桩①排桩一般采用人工挖孔桩和钻孔灌注桩。

人工挖孔桩适用于除饱和粉细砂、淤泥层外的Ⅰ、Ⅱ类地层。

钻孔桩除饱和粉细砂地层外适用于一切地质条件。

②排桩既可做为支护结构，又可做为主体结构侧墙或侧墙的一部分。

基坑围护桩可采用平面咬合或组合排桩的咬合布置形式，既可挡土又可阻水。

③排桩设计应包括下列内容土压力、水压力计算。

宜按分层土的γ、φ和C计算；排桩插入深度计算（指基坑底面以下深度）；排桩内力计算；锚杆或支撑设计（含围囹设计）；桩顶冠梁及其他构造设计；基坑降水、截水和排水设计；支护结构的监控量测要求。

（3）土钉墙支护①土钉墙支护，适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。

当采用有限放坡土钉墙支护时，开挖深度5～12m，当土钉与有限放坡、护坡桩及预应力锚杆联合支护时深度可增加。

②土钉墙不适用于含水丰富的粉细砂层、砂卵石层和淤泥质土。

③土钉墙支护不适用于对变形具有严格要求的基坑。

④土钉墙设计中应有如下内容土钉墙平、剖面尺寸及分段施工高度；土钉布置方式及间距；土钉直径、长度、倾角及空间的方向；土钉钢筋的类型、直径和构造；土钉与面层连接构造设计；喷射混凝土面层设计与坡顶防护设计；整体稳定性分析；坡顶、坡脚排水沟设计。

⑤土钉墙喷混凝土厚度要求：第一层喷混凝土厚30～50mm；喷混凝土墙面总厚度80～200mm。

⑥采用土钉墙施工时，坡顶、坡面和坡脚均应设置排水措施；坡面应根据开挖实际效果情况，设置一定数量泄水孔。

⑦采用土钉墙施工时，基坑开挖分层进行，坡面平整度允许误差±20mm，坡面宜为1∶0.2～1∶0.7。

⑧土钉墙注浆材料宜用水泥净浆或水泥砂浆，水泥砂浆配合比宜为1∶1～1∶2（重量比，水灰比宜为0.38～0.45）。

⑨土钉孔深允许偏差±50mm；土钉孔径70～120mm，钢筋直径φ16～φ32mm；土钉间距宜为1～2 m，土钉与水平夹角5°～20°。