复杂外部条件下地铁车站结构方案探讨

0 引言

我国地铁车站结构设计建设和地铁车站结构创新是互相影响的，随着地铁车站修建的规模不断扩大，外部复杂因素增多，相关工程人员对地铁车站结构问题进行分析，并对地铁车站结构设计不断进行思考实践，努力提升技术水平，建设了大量的优质项目工程，成为行业的典范，为以后地铁车站结构设计建造留下参考学习的宝贵经验。这些经验主要用于车站和区间隧道协调困难问题的车站结构设计和车站赋存外部条件复杂问题的车站结构的设计。

1 现存的外部问题

1.1 建设工期紧张

随着城市化的发展，城市规模变大，城市人口增多，导致城市地面交通建设已经远远不能满足城市化建设的需要，也不能满足人民生活的需要，所以迫切需要进行地铁的建设。相关部门也对地铁工程修建有时间上的要求，尤其在一些寒冷地区，工程修建受气候影响，在冬季气候寒冷，无法进行施工作业，实际施工建设时间大大缩短，工期非常紧张。如在长春地铁建设过程中，国家相关部门要求1号线2015年通车，2号线2016年通车，土建时间仅为两年半，工期很紧张。而且在长春的冬季气温很低，无法进行施工，只有夏季和春秋季部分时间可以利用[1]。在地铁修建过程中还会遇到一些影响工程进度的问题，如场地占用协调问题，并且在进行车站建设时，因为城市中心的建筑很多，为尽量避免工程对城市建筑和居民生活造成影响，只能采用暗挖法进行建设，不能进行明挖现浇法，前者比后者在工程难度和效率上明显有差距，制约了地铁车站结构设计施工。

1.2 地铁车站和区间盾构隧道施工协调困难

受地面建筑、地下管道改造影响，无法先进行地铁车站的开工建设，而盾构法要利用车站进行施工，车站不开工无法进行盾构始发、接收、盾构过站。隧道的建设优先采用盾构法，因为盾构法具有节省劳动量、对其他工程建筑和地表结构影响小，建设效率快等特点。但是因为车站原因导致盾构法的优势无法凸显，所以工程期限受到影响，采取其他方法进行施工明显会加大危险，车站与区间盾构隧道施工形成矛盾。

1.3 地铁车站建设缺乏明挖的条件

因为地铁在城市中心进行修建受地面上建筑物颇多、地面道路状况复杂、地面以下管道众多等因素影响，地铁站施工建设已不能进行明挖浇筑，条件已经严重影响修建方式，只能采用暗挖法[2]。但是车站建设明显与区间盾构隧道存在矛盾，所以区间隧道也必须进行暗挖，使工程进度放缓，工程危险系数增加。

1.4 地铁车站赋存外部条件复杂

地铁车站一般都建立在人流量比较大的地方，方便大家交通出行，还可与地面交通进行换乘。而在人流量大的地方往往外部条件复杂，传统地铁车站结构不能适用。比如建立在人潮密集的商场下方，或者在大的路口，或者和铁路站建在一起，还有的车站建立在一些重要的建筑下方或附近，有的甚至综合了许多因素，使问题变得更加复杂。

2 基于复杂外部条件下地铁车站结构设计施工思路

基于施工过程中遇到的复杂问题，参考近年来各地进行地铁建设过程中地铁车站结构设计的优秀案例，结合目前最前沿的地铁车站结构设计理念和科学方法，对地铁车站结构设计方法进行汇总介绍：基于车站部位双洞双线盾构隧道扩挖建造地铁车站、大直径单洞双线盾构隧道扩挖建造地铁车站、复杂桥区下方分离式地铁车站、铁路站场和城市重要交通干道下方组合式地铁车站、预制装配式地铁车站等。通过这些方法，为当下、未来地铁车站结构设计和建设提供思路指导。

2.1 基于常规盾构隧道扩挖建造车站

用盾构法进行施工可以保证施工的安全高效，适应复杂的地层结构和地下情况。但是盾构法建设还是存在一定的问题，如盾构法施工涉及到与车站施工之间的矛盾；盾构法隧道施工和地铁车站施工不能统一规划，施工行动互相影响；盾构机始发掉头和转场次数太多，每次始发、掉头、转场都需要盾构机进行分解、吊出，程序复杂。

共词分析法 （Co-word analysis）是信息计量学的一种重要研究方法，常用在文献计量学领域探测某一学科或主题的研究热点或学科结构等，其基本原理是：当两个能够表达某一学科或主题的专业术语在同一篇文献中出现时，表明这两个词具有内在联系，共同出现的次数越多，表明这两个术语关系越紧密， “距离”越近。根据两个术语的这种 “距离”，利用现代多元统计方法和工具，研究者可将一个学科内的重要关键词进行分类，归纳出某学科领域的研究热点、学科结构等信息 [1]。

相关单位针对以上问题进行研究分析，拿出了妥善的解决办法：对整条地铁线路进行盾构施工，先要保证地铁隧道打通，并根据具体情况决定地铁车站的结构建设办法，对于条件允许的部位，扩挖隧道，然后进行车站的建设[3]。对于条件不允许的部位暂且不管，用暗挖法进行隧道施工，最后选择用明挖法或暗挖法进行扩挖建造地铁车站，施工设计剖面图如图1～图2所示。

图1 盾构隧道暗挖法扩挖形成车站结构

图2 盾构隧道明挖法形成车站结构

这种方法避开了盾构隧道施工和地铁车站结构两者之间的矛盾，使施工的速度加快、施工安全性增加、减少了设备的投入、简化了施工流程、减低了建设的成本、大大的提高了施工效率。

Basal等人指出手机应用软件为语言教学提供了新的机会，创新性地改变了教师的教学方法和学生的学习方法。为此，他们做了一个为期四周的研究，考察利用一款名为WhatsApp的手机应用对40个英语习语进行教学的效果。实验者将五十名土耳其英语教学专业一年级的学生随机平分为实验组和对照组，实验组采用手机应用教学而对照组则用传统方法教学。实验前的测试表明两组学生对这40个习语的了解不分伯仲，实验后的测试表明采用手机应用教学和用传统方法教学都富有成效，但实验组学生成绩明显高于对照组学生成绩，这说明利用手机应用进行习语教学比利用传统方法教学更成功、有效[4]。

2.2 基于大直径盾构隧道扩挖建造车站

以北京地铁14号线工程为例，东风北桥站到京顺路站全长3.2km，期间设计4座车站和3条区间的隧道。在该工程建设时，经过勘查，该区域地质主要是含水的粉质黏土和砂层，地质结构较为脆弱，地面上大多数部位没有降水的条件。在该线路上方，地面的交通非常密集，因为人流量大且道路狭窄，风险较大[4]。此外，此区域管道多，建筑密集，道路繁忙，不适用明挖法进行施工。同时，此区域地表有很多设施，且地质结构不牢固不紧密，施工极易造成塌陷，造成严重事故，所以不能采用浅埋暗挖法进行施工。在对此区域进行全面了解后决定使用盾构法进行施工。但按照常规的盾构隧道施工办法进行，车站扩挖施工非常容易受到隧道影响，所以有了区间单洞双线的形式，利用大直径盾构机推进，如图3所示，中间的车站在隧道的基础上再进行扩挖。经过时间可以证明，先进行大直径盾构隧道的开掘，在隧道打通后，在隧道的基础上进行地铁车站的扩挖建设，当时的举措是正确的。先进行隧道的施工建设，保证隧道顺利打通，对于一些条件还不成熟、外部环境不稳定的地方先搁置，先不进行车站建设，保证先通车，一般来说双线的盾构轨道之间需要建立联络通道，加大了施工的风险。如果工程采取的是大直径的盾构隧道，在隧道内进行双线的建设，因为大直径隧道的空间就没有必要再进行联络通道的建设，有效控制风险，渡线设置也不会很复杂。

图3 大直径盾构隧道扩挖方式形成车站的结构

2.3 穿越桥区分离式车站

大部分地铁线都是在城市中心建设运营，而由于城市很多中心交通位置建设了高架桥，高架桥的建设又是因为人流量较大，所以在这类地方有必要建设地铁站。但是，由于地铁站建设是在大桥附近，桥下会有桥桩，在地铁站建设过程中不可避免要碰到。地铁站建设不能依照常规形式进行，因为空间的限制，所以必须采取分离式结构[5]。在分离式地铁车站建设过程中采取PBA工法，主要是通过侧壁支撑结构和拱部初期支护组成的整体支体系来代替传统的预支护和初期支护结构，从而保证洞室主体在开挖过程中的安全。在工程建设时，导洞里的钻孔灌注桩起到了很好的隔离作用，将附近的桥桩巧妙地保护起来。

2.4 穿越铁路场站和道路组合式车站

地铁线路穿过铁路场站是非常重要的交通线，车站刚好布置在铁路场站下方，与铁路场站或交通要道重叠、合为一体。在交通要道和铁路场站人流量比较大，交通拥堵，为了方便人流疏散，所以要进行地铁车站的设置。在这种情况下进行地铁车站设置就需要改变以往车站整体结构模式，将车站分成2个或2个以上的部分，避开交通要道和铁路场站的建筑地基，利用地下通道将各个部分连接起来[6]。上海地铁南京路站就是一个很好的例子，将车站分成2个部分，地铁站结构模式，如图4所示。

图4 上海地铁南京路站平面图

2.5 预制装配式车站

装配式车站由地铁站各个部分拼装而成，各个部件都是先在工厂制造好，运输到施工工地，现场进行拼装。这种地铁车站建设的方式在西方发达国家已经应用了很多年，并且效果非常好。施工方面快捷，节省了大量的人力物力，在一些特殊情况下同样可以不受影响进行施工，极大地提高了地铁车站施工效率[7]。这项技术对我国来说还是“新技术”，目前国家进行了相关的实验，从而积累相关施工经验。国内选择了长春市地铁2号线袁家店作为预制装配地铁车站的实验工程地点，实验解决长春天气严寒、工期短给地铁车站建设带来的困难。长春地铁2号线袁家店站预制装配式车站模拟效果（见图5）。在国内的其他城市明挖式地铁车站结构施工建设中也有意采取预制装配式地铁车站结构。在预制装配式地铁车站结构中，一般采用明挖方式进行施工，采用明挖方式可以提升施工的安全性，同时这种施工方法相对比较方便。预制装配式地铁车站一般情况下都采用大板拼接的方式进行组合，所有外部结构成一个拱形，联系紧密，形成一个整体，保持良好的抗压效果，纵向环与环之间螺栓连接拉近，内部结构因为不规则进行混凝土现浇筑。采用预制装配的地铁车站接头非常脆弱，很有可能承受不了强大的外部压力，或者不够绝对紧密，使整体车站结构性能不够好，车站承载力受接头影响而不够稳定，防水性、抗震性能都不能令人满意[8]。所以，需要相关工程部门在进行车站各部位的安装组合时一定要缜密判断，严密施工，保证结构各部分规格完好准确，接头连接牢靠，保证预制装配式车站结构完整，功能良好。

图5 袁家店地铁车站预制装配式结构模拟图

3 结论

随着我国城市化建设、地铁建设技术进步，基于时间经验的总结积累，在复杂外部条件下地铁车站结构设计和施工技术取得了一定的进步，这对我国在复杂环境下地铁施工提供了一定的借鉴和参考，对复杂外部条件下地铁车站结构关键总结如下。

（1）因为区间隧道和地铁车站施工之间存在矛盾，在进行地铁整体施工建设时，必须要对此进行重视，统筹兼顾。为了保证施工的效率，可先对线路整体进行施工，先完成隧道的盾构掘进，打通隧道。在隧道打通后，根据具体情况，在外部条件允许的情况下可进行隧道的扩挖，形成地铁车站，具体比如上文中所举的方法案例，在双洞双线盾构隧道基础上扩挖形成车站，或者在大直径单洞双线盾构隧道基础上扩挖形成地铁车站。而对于外部条件复杂、客观情况实在不允许的情况下，可先搁置该区段，先可以不进行地铁车站的设置，在隧道其他工程结束后具体再进行研究，或者取消设置；

甲状腺功能亢进是内分泌科常见的疾病，是由于甲状腺激素合成异常，致使患者内分泌紊乱、代谢亢进等。临床表现为心悸、视力下降、体重降低等，如不能及时控制，则会危及患者神经系统、心血管系统、肾脏等。对患者生命及正常生活造成不利影响[1] 。故早诊断、早治疗，对甲状腺功能亢进患者尤为重要。本文以我院收治的甲状腺功能亢进患者为例，探讨尿常规检验对其的诊断价值。现详细报告如下。

目前，广州地铁5、6号线的直线电机在线监测系统实现了在线实时检测、气隙及槽隙的预警，以及统计查询等功能，为广州地铁5、6号线的安全运行提供了强有力的保障，是车辆检修部门的重要保障系统之一。未来应在大数据分析方面进一步挖掘，以实现大数据的准确预警、设备评价和检修效果评价，从而获得更大的经济和社会效益。

（2）穿过桥区桥桩的地铁车站可以将车站进行分离，保护桥桩不受影响，采取分离式车站结构，在车站的左右线之间建设通道，连接车站两个部分；

（3）在城市铁路车站和交通要道下穿越的地铁车站，可以将地铁车站分成多个结构，不影响铁路场站和地面交通道路设施的建筑地基，采取组合式的地铁车站结构；

主测分两次进行。第一次主测时，HP－A班和LP－C班听较慢语速的版本，HP－B班和LP－D班听正常语速的版本。接下来的问卷调查显示所有学生都对测试中的听力材料不熟悉。随后，HP－B班和LP－D班听力课堂上所有教学材料均采用较慢语速版本。十个自然教学周后，HP－B班和LP－D班的学生进行较慢语速版本(第一次主测中HP－A班和LP－C班所使用的版本)的第二次主测。这样，对同一份听力测试试卷就可以收集到横向和纵向两个方向的对比数据信息。利用SPSS17．0对原始数据进行独立样本和成对样本的T检验分析，以检测输入语速和听力理解的相互关系。

（4）要多向国外学习先进的工程技术，从多个角度考虑问题，尽量节省工程施工周期，节省资源。采取国外成熟的地铁车站结构设计模式，实验预制装配式地铁车站结构，掌握技术，向全国进行推广。在预制装配式地铁车站结构设计和施工过程中，要注意关键部位的处理。针对预制装配式车站的接头处理要多进行实践、探讨、研究，保证接头处理技术能够满足车站建设需要，保证车站的整体工程质量。

参考文献

[1]李兆平.复杂外部条件下地铁车站结构方案探讨[J].北京交通大学学报，2018，42（4）：5-12.

[2]黄卫根，许原骑.复杂环境条件下地铁车站设计方案调整思路研究[J].低碳世界，2015（4）：280-282.

[3]胡建国，陈 宏.广州地铁五号线火车站站方案设计[J].隧道建设，2007，27（1）：34-36.

[4]王俊强.广州地铁黄沙车站结构设计及其优化[J].水利水电，1996（2）：10-16.

[5]张永冠.不同地层地铁车站的力学行为探讨[J].城市建筑，2016（11）：367.

[6]杨俊晓.浅谈地铁侧式车站结构设计与探讨[J].城市建筑，2017（9）：67.

[7]马树林.山地城市复杂地形条件下地铁车站建筑设计—重庆五号线红岩村站[J].建筑知识，2016（12）：22-23.

[8]张新金，刘维宁，路美丽.盾构法与明挖法结合建造地铁车站的结构方案研究[J].铁道学报，2009，31（6）：83-90.