一建市政教材解讀:1K413011 地鐵車站結(jié)構(gòu)與施工方法
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1K413000 城市軌道交通工程
1K413010 城市軌道交通工程結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
1K413011 地鐵車站結(jié)構(gòu)與施工方法
地下鐵道(本書簡(jiǎn)稱為地鐵)工程,包括輕軌交通,已成為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。
一、地鐵車站形式與結(jié)構(gòu)組成
(一)地鐵車站形式分類
地鐵車站根據(jù)其所處位置、埋深、運(yùn)營(yíng)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)橫斷面、站臺(tái)形式等進(jìn)行不同分類,具體詳見表1K413011-1 。
分類方式
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分類情況
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備 注
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車站與地面
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高架車站
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車站位于地面高架結(jié)構(gòu)上,分為路中設(shè)置和路側(cè)設(shè)置兩種
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地面車站
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車站位于地面,采用島式或側(cè)式均可,路塹式為其特殊形式
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相對(duì)位置
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地下車站
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車站結(jié)構(gòu)位于地面以下,分為淺埋、深埋車站
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中間站
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僅供乘客上、下乘降用,是最常用、數(shù)量最多的車站形式
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區(qū)域站
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在一條軌道交通線中,由于各區(qū)段客流的不均勻性,行車組織往往采取長(zhǎng)、短交路(亦稱大、小交路)的運(yùn)營(yíng)模式。設(shè)于兩種不同行車密度交界處的車站,稱之為區(qū)域站(即中間折返站,短交路列車在此折返)
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換乘站
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位于兩條及兩條以上線路交叉點(diǎn)上的車站。具有中間站的功能外,還可讓乘客在不同線上換乘
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運(yùn)營(yíng)性質(zhì)
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樞紐站
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樞紐站是由此站分出另一條線路的車站。該站可接、送兩條線路上的列車
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聯(lián)運(yùn)站
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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
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終點(diǎn)站
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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
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分類方式
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分類情況
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備 注
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矩形
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矩形斷面是車站中常選用的形式。一般用于淺埋、明挖車站。車站可設(shè)計(jì)成單層、雙層或多層;跨度可選用單跨、雙跨、三跨及多跨形式
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結(jié)構(gòu)橫斷面
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拱形
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拱形斷面多用于深埋或淺埋暗挖車站,有單拱和多跨連拱等形式。單拱斷面由于中部起拱較高,而兩側(cè)拱腳相對(duì)較低,中間無(wú)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。明挖車站采用單跨結(jié)構(gòu)時(shí)也有采用拱形斷面的
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網(wǎng)形
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為盾構(gòu)法施工時(shí)常見的形式
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其他
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如馬蹄形、橢圓形等
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島式站臺(tái)
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站臺(tái)位于上、下行線路之間。具有站臺(tái)面積利用率高、提升設(shè)施共用,能靈活調(diào)劑客流、使用方便、管理較集中等優(yōu)點(diǎn)。常用于較大客流量的車站。其派生形式有曲線式、雙魚腹式、單魚腹式、梯形式和雙島式等
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站臺(tái)形式
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側(cè)式站臺(tái)
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站臺(tái)位于上、下行線路的兩側(cè)。側(cè)式站臺(tái)的高架車站能使高架區(qū)間斷面更趨合理。常見于客流不大的地下站和高架的中間站。其派生形式有曲線式,單端喇叭式,雙端喇叭式,平行錯(cuò)開式和上、下錯(cuò)開式等形式
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島、側(cè)混合站臺(tái)
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將島式站臺(tái)及側(cè)式站臺(tái)同設(shè)在一個(gè)車站內(nèi)。常見的有一島一側(cè),或一島兩側(cè)形式。此種車站可同時(shí)在兩側(cè)的站臺(tái)上、下車。共線車站往往會(huì)出現(xiàn)此種形式
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(二)構(gòu)造組成
(1)地鐵車站通常由車站主體(站臺(tái)、站廳、設(shè)備用房、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。
(2)車站主體是列車在線路上的停車點(diǎn),其作用既是供乘客集散、候車、換車及上、下車;又是地鐵運(yùn)營(yíng)設(shè)備設(shè)置的中心和辦理運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的地方。
(3)出人口及通道(包括人行天橋)是供乘客進(jìn)、出車站的建筑設(shè)施。
(4)通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭的作用是保證地下車站有一個(gè)舒適的地下環(huán)境。
二、施工方法(工藝)與選擇條件
地鐵工程通常是在城鎮(zhèn)中修建的,其施工方法選擇會(huì)受到地面建筑物、道路、城市交通、環(huán)境保護(hù)、施工機(jī)具以及資金條件等因素影響。因此,施工方法的決定,不僅要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、修建地區(qū)具體條件考慮,而且還要考慮施工方法對(duì)城市生活的影響。
(一)明挖法施工
(1)明挖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)及其防水措施,最后回填土并恢復(fù)路面。
(2)明挖法是修建地鐵車站的常用施工方法,具有施下作業(yè)面多、速度快、工期短、易保證工程質(zhì)量、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),因此,在地面交通和環(huán)境條件允許的地方,應(yīng)盡可能采用。
(3)明挖法施工基坑可以不設(shè)圍護(hù)敞口開挖,可以設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
若基坑所處地面空曠,周圍無(wú)建筑物或建筑物間距很大,地面有足夠空地能滿足施工需要又不影響周圍環(huán)境時(shí),則采用放坡基坑施工。這種基坑施工簡(jiǎn)單、速度快、噪聲小,
無(wú)須做圍護(hù)結(jié)構(gòu)。如果因場(chǎng)地限制,基坑邊坡坡度稍陡于規(guī)范規(guī)定時(shí),則可采用適當(dāng)?shù)募庸檀胧?,如土釘加混凝土噴抹面?duì)邊坡加以支護(hù);也可設(shè)置重力式擋墻后垂直開挖。即使如此,該方法的造價(jià)仍然是較低的。
如果基坑很深,地質(zhì)條件差,地下水位高,特別是又處于繁華市區(qū),地面建筑物密集,交通繁忙,無(wú)足夠空地滿足施工需要,沒有條件采用敞口基坑時(shí),則應(yīng)采用有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑。
(4)明挖法基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇時(shí),應(yīng)綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度,首先確定基坑安全等級(jí),然后根據(jù)等級(jí)選用基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。 《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120―2012的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)劃分見表1K413011-2;對(duì)于同一基坑的不同位置,可采用不同的安全等級(jí)。依據(jù)該等級(jí),基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)按1K413011-3選型。地鐵車站基坑形式與建筑基坑有所差異,但可參考《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)和施工。
安全等級(jí)
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破壞后 果
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一級(jí)
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支護(hù)結(jié)構(gòu)失效、
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土體過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境或主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響很嚴(yán)重
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二級(jí)
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支護(hù)結(jié)構(gòu)失效、
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土體過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境或主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響嚴(yán)重
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三級(jí)
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支護(hù)結(jié)構(gòu)失效、
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土體過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境或主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響不嚴(yán)重
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(二)蓋挖法施工
(1)蓋挖法施工也是明挖施工的一種形式,與常見的明挖法施工的主要區(qū)別在于施工方法和順序不同:蓋挖法是先蓋后挖,即先以臨時(shí)路面或結(jié)構(gòu)頂板維持地面暢通,再向下施工。施工基本流程:在現(xiàn)有道路上按所需寬度,以定型標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制棚蓋結(jié)構(gòu)(包括縱、橫梁和路面板)或現(xiàn)澆混凝土頂(蓋)板結(jié)構(gòu)置于樁(或墻)柱結(jié)構(gòu)上維持地面交通,在棚蓋結(jié)構(gòu)支護(hù)下進(jìn)行開挖和施做主體結(jié)構(gòu)、防水結(jié)構(gòu),然后回填土并恢復(fù)管、線、路或埋設(shè)新的管、線、路。最后恢復(fù)道路結(jié)構(gòu)。
(2)蓋挖法具有諸多優(yōu)點(diǎn):圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小,能夠有效控制周圍土體的變形和地表沉降,有利于保護(hù)鄰近建筑物和構(gòu)筑物;基坑底部土體穩(wěn)定,隆起小,施工安全;蓋挖逆作法用于城市街區(qū)施工時(shí),可盡快恢復(fù)路面,對(duì)道路交通影響較小。
蓋挖法也存在一些缺點(diǎn):蓋挖法施工時(shí),混凝土結(jié)構(gòu)的水平施工縫的處理較為困難;蓋挖逆作法施工時(shí),暗挖施工難度大、費(fèi)用高;蓋挖法每次分部開挖與澆筑或襯砌的深度,應(yīng)綜合考慮基坑穩(wěn)定、環(huán)境保護(hù)、永久結(jié)構(gòu)形式和混凝土澆筑作業(yè)等因素來(lái)確定。
(3)蓋挖法可分為蓋挖順作法、蓋挖逆作法及蓋挖半逆作法。目前,城市中施工采用最多的是蓋挖逆作法。
1)蓋挖順作法
蓋挖順作法的具體施,丁流程見圖1K413011-1 。
蓋挖順作法主要依賴堅(jiān)固的擋土結(jié)構(gòu),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、地下水位高低、開挖深度以及周圍建筑物的鄰近程度可選擇鋼筋混凝土鉆(挖)孔灌注樁或地下連續(xù)墻,對(duì)于飽和的軟弱地層應(yīng)以剛度大、止水性能好的地下連續(xù)墻為首選方案。目前,蓋挖順作法中的擋土結(jié)構(gòu)常用來(lái)作為主體結(jié)構(gòu)邊墻體的一部分或全部。
2)蓋挖逆作法
蓋挖逆作法的具體施工流程見圖1K413011-2。蓋挖逆作法施工時(shí),先施做車站周邊圍護(hù)樁和結(jié)構(gòu)主體樁柱,然后將結(jié)構(gòu)蓋板置于樁(圍護(hù)樁)、柱(鋼管柱或混凝土柱)上,自上而下完成土方開挖和邊墻、中隔板及底板襯砌的施工。蓋挖逆作法是在明挖內(nèi)支撐基坑基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,施工過(guò)程中不需設(shè)置臨時(shí)支撐,而是借助結(jié)構(gòu)頂板、中板自身的水平剛度和抗壓強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑圍護(hù)樁(墻)的支護(hù)作用。
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