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
     1K413011掌握地鐵車站結(jié)構(gòu)與施工方法 
     地下鐵道（本書簡稱為地鐵）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。本條文簡要介紹車站形式、結(jié)構(gòu)組成及常用的施工方法。
     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、運營性質(zhì)、結(jié)構(gòu)橫斷面、站臺形式等進行不同分類，具體詳見表1K413011。
     地鐵【輕軌交通）車站的分類 表1K413011
     （二）構(gòu)造組成
     1．地鐵車站通常由車站主體（站臺、站廳、設(shè)備用房、生活用房），出人口及通道，通風道及地面通風亭等三大部分組成。
     2．車站主體是列車在線路上的停車點，其作用既是供乘客集散、候車、換車及上、下車；又是地鐵運營設(shè)備設(shè)置的中心和辦理運營業(yè)務(wù)的地方。
     3．出入口及通道（包括人行天橋）是供乘客進、出車站的建筑設(shè)施。
     4．通風道及地面通風亭的作用是保證地下車站有一個舒適的地下環(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，其施工方法選擇會受到地面建筑物、道路、城市交通、環(huán)境保護、施工機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、修建地區(qū)具體條件考慮，而且還要考慮施工方法對城市生活的影響。
     （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)計標高，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，具有施工作業(yè)面多、速度快、工期短、易保證工程質(zhì)量、工程造價低等優(yōu)點，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(詳見1K413020)可以分為敞口放坡基坑和有圍護結(jié)構(gòu)的基坑兩類。若基坑所處地面空曠，周圍無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，則采用敞口放坡基坑施工。這種基坑施工簡單、速度快、噪聲小，無需做圍護結(jié)構(gòu)。如果因場地限制，基坑邊坡坡度稍陡于規(guī)范規(guī)定時，則可采用適當?shù)膿跬两Y(jié)構(gòu)，如土釘加混凝土噴抹面對邊坡加以支護。即使如此，該方法的造價仍然是較低的。
     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，無足夠空地滿足施工需要，沒有條件采用敞口放坡基坑時，則可采用有圍護結(jié)構(gòu)的基坑。其中，敞口放坡基坑分為邊坡面不加支護的基坑以及噴混凝土面和錨桿護坡基坑兩類；有圍護結(jié)構(gòu)基坑的圍護結(jié)構(gòu)又分為不同類型，具體見圖1K413011-1。
     （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，即先以臨時路面或結(jié)構(gòu)頂板維持地面暢通，再向下
     支護的基坑施工。施工基本流程：在現(xiàn)有道路上按所需寬度，以定型標準的預(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)支護下進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：圍護結(jié)構(gòu)變形小，能夠有效控制周圍土體的變形和地表沉降，有利于保護臨近建筑物和構(gòu)筑物；基坑底部土體穩(wěn)定，隆起小，施工安全；蓋挖逆作法施工一般不設(shè)內(nèi)部支撐或錨錠，施工空間大；蓋挖逆作法用于城市街區(qū)施工時，可盡快恢復(fù)路面，對道路交通影響較小。
     蓋挖法也存在一些缺點：蓋挖法施工時，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，暗挖施工難度大、費用高；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、永久結(jié)構(gòu)形式和混凝土澆筑作業(yè)等因素來確定。
     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工流程見圖1K413011-2。
     蓋挖順作法主要依賴堅固的擋土結(jié)構(gòu)，根據(jù)現(xiàn)場條件、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，對于飽和的軟
     圖1K413011-2盞挖順作法施工流程(a)構(gòu)筑連續(xù)墻；(6)構(gòu)筑中間支承樁I(c)構(gòu)筑連續(xù)墻及覆蓋板}(d)開挖及支撐安裝l(e)開挖及構(gòu)筑底板}(f)構(gòu)筑側(cè)墻、柱
     (g)構(gòu)筑側(cè)墻及頂板，(h)構(gòu)筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)及路面復(fù)舊弱地層應(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1K413011-3。蓋挖逆作法施工時，先施作車站周邊圍護樁和結(jié)構(gòu)主體樁柱，然后將結(jié)構(gòu)蓋板置于樁（圍護樁）、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)展起來的，施工過程中不需設(shè)置臨時支撐，而是借助結(jié)構(gòu)頂板、中板自身的水平剛度和抗壓強度實現(xiàn)對基坑圍護樁（墻）的支護作用。
     其工法特點是：快速覆蓋、縮短中斷交通的時間；自上而下的頂板、中隔板及水平支撐體系剛度大，可營造一個相對安全的作業(yè)環(huán)境；占地少、回填量小、可分層施工，也可分左右兩幅施工，交通導(dǎo)改靈活；不受季節(jié)影響、無冬期施工要求，低噪聲、擾民少；設(shè)備簡單、不需大型設(shè)備，操作空間大、操作環(huán)境相對較好。 
     圖1K413011-3蓋挖逆作法施工流程(a)構(gòu)筑圍護結(jié)構(gòu)}(b)構(gòu)筑主體結(jié)構(gòu)中間立柱；(c)構(gòu)筑頂板I
     (d)回填土、恢復(fù)路面；(e)開挖中層土；(f)構(gòu)筑上層
     主體結(jié)構(gòu)；(g)開挖下層土；(h)構(gòu)筑下層主體結(jié)構(gòu)
     蓋挖逆作法沒有太復(fù)雜技術(shù)，它是將若干簡單的、原始的技術(shù)巧妙地有機組合，形成的一套完整的施工工法。蓋挖逆作法對鋼管柱的加工、運輸、吊裝、就位要求精度極高，不論是旋挖樁鋼管基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)都有一套完整的工藝流程。
     (3)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)路面過程，蓋挖半逆作法的施工步驟見圖1K413011-4。在半逆作法施工中，一般都必須設(shè)置橫撐并施加預(yù)應(yīng)力。
     采用逆作或半逆作法施工時都要注意混凝土施工縫的處理問題，由于它是在上部混凝土達到設(shè)計強度后再接著往下澆筑的，而混凝土的收縮及析水，施工縫處不可避免地要出現(xiàn)3～lOmm寬的縫隙，將對結(jié)構(gòu)的強度、耐久性和防水性產(chǎn)生不良影響。
     在逆作法和半逆作法施工中，如主體結(jié)構(gòu)的中間立柱為鋼管混凝土柱，而柱下基礎(chǔ)為鋼筋混凝土灌注樁時，需要解決好兩者之間的連接問題。一般是將鋼管柱直接插入灌注樁的混凝土內(nèi)1．Om左右，并在鋼管柱底部均勻設(shè)置幾個孔，以利混凝土流動，同時也可加
     蓋挖半逆作法施工流程 (a>構(gòu)筑連續(xù)墻中間支承樁及臨時性擋土設(shè)備；(B)構(gòu)筑頂板(I)， (C)打設(shè)中間樁、臨時性擋土及構(gòu)筑頂板(Ⅱ)；(d)構(gòu)筑連續(xù)墻及頂扳(Ⅲ)；（e)依序向下開挖及
     逐層安裝水平支撐；(f)向下 開控，構(gòu)筑底板，（g）構(gòu)筑側(cè)墻．柱及樓板；
     （h）構(gòu)筑側(cè)墻及內(nèi)部之其余結(jié)構(gòu)物強樁、柱間連接。有時也可在鋼管柱和灌注樁之間插入H型鋼加以連接。
     （三）噴錨暗挖法
     噴錨埋暗挖法（又稱礦山法，詳見1K41304】）對地層的適應(yīng)性較廣，適用于結(jié)構(gòu)埋置較淺，地面建筑物密集、交通運輸繁忙、地下管線密布，及對地面沉降要求嚴格L的城鎮(zhèn)地區(qū)地下構(gòu)筑物施工。
     1．新奧法
     “新奧法”是以維護和利用圍巖的自承能力為基點，使圍巖成為支護體系的組成部分，支護在與圍巖共同變形中承受的是形變應(yīng)力。因此，要求初期支護有一定柔度，以利用和充分發(fā)揮圍巖的自承能力。而作用于淺埋隧道上的地層壓力是覆蓋層的全部或部分土柱重，其地層壓力和支護剛?cè)岫汝P(guān)系不大，從減少地表沉陷的城市要求角度出發(fā)，還要求初期支護有一定剛度。設(shè)計時并投有充分考慮利用圍巖的自承能力，這是淺埋暗挖法與“新奧法”主要區(qū)別。
     2．淺埋暗挖法。
     在城鎮(zhèn)軟弱圍巖地層中，在淺埋條件下修建地下工程，以改造地質(zhì)條件為前提，以控制地表沉降為重點，以格柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和錨噴作為初期支護手段，遵循“新奧法”大部分原理。按照“十八字”原則（即管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測）進行隧道的設(shè)計和施工，稱之為淺埋暗挖技術(shù)。
     淺埋暗挖技術(shù)從減少城市地表沉陷考慮，還必須輔之以其他配套技術(shù)，比如地層加固、降水等。淺埋暗挖法十分講究施工方法的選擇（尤其是地鐵車站多跨結(jié)構(gòu)和大跨結(jié)構(gòu)），一個合理的結(jié)構(gòu)形式和正確的施工方法能起到事半功倍的作用。
     采用淺埋暗挖法時要注意其適用條件。首先，淺埋暗挖法不允許帶水作業(yè)。如果含水地層達不到疏干，帶水作業(yè)是非常危險的，開挖面的穩(wěn)定性時刻受到威脅，甚至發(fā)生塌方。大范圍的淤泥質(zhì)軟土、粉細砂地層，降水有困難或經(jīng)濟上選擇此工法不合算的地層，不宜采用此法。第二，采用淺埋暗挖法要求開挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性。我國規(guī)范對土壤的自立性從定性上提出了要求：工作面土體的自立時間，應(yīng)足以進行必要的初期支護作業(yè)。對開挖面前方地層的預(yù)加固和預(yù)處理，視為淺埋暗挖法的必要前提，目的就在于加強開挖面的穩(wěn)定性，增加施工的安全性。
     常用的單跨隧道淺埋暗挖方法選擇（根據(jù)開挖斷面大?。┮妶D1K413011-5；具體詳見1K413041。
     圖1K413011-5常用的單跨隧道淺埋暗挖方法選擇

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