地铁工程明挖区间设计的相关分析

市政·交通·水利工程设计Ｉ　胁‘　。７　ｃ·Ｒ／ａｔ￣ｒ　ｅＩｏ晡ｅ５‘西　肿ｅ　腑　Ｉ　　ｌ地铁工程明挖区间设计的相关分析．　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｏｐｅｎ　Ｃｕｔ　Ｉｎｔｅｒｖａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｉｎ　Ｍｅｔｒｏ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　赵贺明　（北京城建设计发展集团股份有限公司，辽宁大连１１６０００）　ＺＨＡＯＨｅ－ｍｉｎｇ　（ＢｅｉｊｉｎｇＵｒｂａｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＤｅｓｉｃｎ＆ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｄａｌｉａｎ　１　１６０００，Ｃｈｉｎａ）　【摘　要】分析了地铁工程明挖法的应用情况，从围护结构与主体结构出发分析了地铁工程明挖区间设计重点，并就梭　鱼湾站一甘并子站明挖区问设计展开了分析，可供类似工程参考。　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｏｐｅｎ－ｃｕｔｓｕｂｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｆｒｏｍｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｍａｉｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆｔｈｅ　ｓｕｂｗａｙ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ　ｋｅｙｉｎｔｅｒｖａｌ，ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅＯａｎｊｉｎｇｚｉ　ＳｔａｔｉｏｎＥｘｃａｖａｔｉｏｎｉｎｔｃｒｖａｉ　ｄｅｓｉｎ　ａｎａｌｇｙｚｅｓｔｈｅ　ＢａｒｒａｃｕｄａＢａｙｓｔａｔｉｏｎ，ｏｎｌｙｆｏｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎｓｉｍｉｌａｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．　【关键词】明挖法；区间设计；围护结构　【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｏｐｅｎｃｕｔｍｅｔｈｏｄ；ｎｉｔｅｒｖａｌｄｅｓｉｇｎ；ｅｎｃｌｏｓｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　【中图文分类号］Ｕ２３ｌ　【文献标志码】Ａ　【文章编号】１００７．９４６７（２０１８）－０１３９－０３　［ＤＯＩ］１０．１３６１６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｃｊｓｙｓｊ．２０１８．０２．０３７　１引言　明挖法作为世界各国地铁工程建设的常用方法，具有拖工　是各国早期地下铁道施工的优选方法。其优点主要可以归纳　为两点：（１）明挖法边坡支护设计已十分成熟，可根据不同土　质、线路埋深、场地条件、道路及管线状况采用钻孔灌注桩、土　钉墙、放坡锚喷或其它支护型式，安全性较高；（２）明挖法施　工，可实现对施工进程、作业面的直接观察，便于发现安全隐　简单、快捷以及经济性好的优点。在实际地铁工程项目中，其　主要适用于大型浅埋类地铁区间开挖，同时为了保证工程安　全，必须做好围护与主体结构设计，切实保证开挖作业的安全　患，施工安全、进度、质量等均较容易控制；明挖法工艺、设备　较为简单，造价也相对较低【１】。　可靠。　２地铁工程明挖法的应用情况　根据地铁所处区域的工程水文地质、施工对环境的影响　等因素，可将地铁区间隧道施工方法分为明挖法、暗挖法和盾　构法３种。其中，明挖法对于大型浅埋类地铁区间、地下车站　３地铁工程明挖区间设计重点分析　地铁工程明挖区间设计重点是围护结构与主体结构。　３．１围护结构选型设计　地铁工程明挖区间安全性、经济性主要由围护结构控　的修建依旧是一种主要的施工方法，其适用于结构埋深较浅、　制，具体选型设计要求如下：满足施工可行性要求；满足基坑　施工场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区。明挖法　保护等级对水平位移、地表沉降的要求；考虑基坑施工技术水　由上而下地暴露工作面，具有施工速度快、造价较低的特点，　平、设备配置等因素。在满足上述３点要求的基础上，可制定　【作者简介】赵贺明（１９８３一），男，安徽阜阳人，工程师，从事地铁结　构设计与研究。　出几种围护结构方案，通过经济、技术性分析，确定最终的维　护结构形式。如表１所列即为几种不同地铁区间明挖围护结　１３９　１ｆ工程建设与设计　￣ｏｒｔ＇，ｏ＇ｊｅｃｔ一　构比较嘲。　表１几种不同地铁区间明挖围护结构比较　路线、老甘井子住宅区后，到达甘井子站。本区间设计范围包　括梭鱼湾站～甘井子站正线区间及区间范围的附属结构工　程。附属结构包含一座联络通道带废水泵房。区　间起点里程为Ｋ１４＋４６３．８１８，终点里程为　Ｋ１５＋５１３．９２０，总长１０５０．１０２ｍ，线路纵向坡度呈　Ｖ字坡，区间覆土约ｌ１．１～１６．１ｍ。　４．２明挖区间设计　４．２．１基坑围护结构选择　梭鱼湾站～甘井子站区间主体结构基坑四　周场地较为开阔，基坑距离周边建筑物较远，结　３．２主体结构选型设计　地铁工程明挖区间主体结构的选型设计原则为“安全、经　合本区间的工程、水文地质以及周边场地条件，通过技术、经　济性分析，围护结构推荐采用套管咬合桩＋内支撑，标准段基　坑宽１０．７ｍ，深１６ｍ左右，围护结构采用　ｌＯ００ｍｍ＠７５０ｍｍ　套管咬合桩＋３道内支撑，围护桩插入基地中风化岩３．０ｍ［４］。　济、方便施工”，结构型式通常是整体浇筑钢筋混凝土矩形框　架结构，可设中隔墙或根据线路要求采用单跨结构，隧道出地　面后采用钢筋混凝土ｕ槽型结构。根据国内相关施工经验，地　铁工程明挖区间围护结构与主体结构的组合方式主要包括以　基坑内上部第四系层和强风化层采用降水，下部中风化　岩及以下采用坑内明排。　套管咬合桩＋内支撑整体稳定安全系数Ｋ。：１．３９８，满足　规范要求；区间按每延米进行抗浮计算，结合地勘及地区经验　下４种（见图１）：临时墙结构、单一墙结构、叠合墙结构、复合　墙结构［３１。　抗浮水位取至地表下２ｍ，经计算抗浮系数为１．０８＞１．０５，满足　抗浮要求。　４．２．２主体结构设计　１）结构方案　（１）结构断面净空尺寸的确定：根据地下建筑限界与相关　施工、使用要求确定净空尺寸，综合分析施工误差、结构变形　等，确定裕量为１００ｍｍ。　（２）结构型式：区间的结构型式是根据施工方法和使用功　能决定的。区间为地下一层双跨矩形框架结构，由侧墙、板、中　隔墙等构件组成，在板和墙交界处设置受力斜托，以改善板的　受力条件。　（３）主体结构参数：围护结构采用Ｃ３０钻孔灌注桩和Ｃ２５　喷射混凝土；主体结构采用（２４０＞ｉＰ８顶（底）板、中板、中隔墙、　内衬墙，Ｃ４０疏散平台以及Ｃ２０垫层。根据计算结构内力，初　图１桩墙式围护结构与主体结构组合方式　步拟定结构主要构件尺寸如下：７００ｒａｍ厚的侧墙、８００ｍｍ厚　的顶板、４５０ｍｍ厚的中板、９００ｍｍ厚的底板和４００ｍｍ厚的中　隔墙。　２）主体结构计算　４实例分析　４。１工程概况　梭鱼湾站～甘井子站区间以梭鱼湾站为起点，由南向北　沿梭鱼湾商务区２２号路敷设，跨过工兴路后，下穿南甘线铁　】４０　（１）荷载分类：结构设计根据结构类型，按《地铁设计规　范》（ＧＢ　５０１５７－－２０１３）所列荷载，按永久、可变、偶然荷载进行　分类，对可能出现的最不利组合进行计算［５］。　计与主体结构设计，有利于保证地下结构合理受力，实现整个　地铁工程作业的安全、顺利完成。　【参考文献】　【１】ＧＢ　５０１５７－２０１３地铁设计规范［ｓ】．　（２）荷载组合：主要荷载组合见表２（括号内为对结构有利　情况）。　表２荷载组合表　荷载　组合验算工况　【２］ＤＢ　１２／２８９－－２００９地铁安全防范系统技术规范【ｓ］．　荐主　：　叠　巍　【３】傅吴．明挖法下地铁施工风险管理研究【Ｄ］．邯郸：河北工程大学，　２０１６．　【４】高灵通．谈地铁附属结构明挖基坑井点降水技术措施【Ｊ】．工程建设　与设计，２０１６（１５）：１２６．１２８．　【５】高海宾．地铁车站明挖施工技术分析［Ｊ］．中国高新技术企业，２０１４　对主体结构标准断面进行各种工况结构计算，采用　（６）：１４４．１４５．　ＳＡＰ２０００计算软件，区间结构内力为长期使用工况控制。从结　构内力计算结果可知，在本站的荷载条件下，地下两层双跨的　矩形框架结构形式受力合理，能满足结构强度、刚度和稳定性　要求。　５结语　综上所述，在城市地铁工程施工中，明挖法主要应用于　地铁浅埋区间，要求施工场地开阔，具有足够的工作面。我国　地铁工程明挖法的应用已较为成熟，通过合理的围护结构设　【收稿日期】２０１７．０９．２６　（上接第１３８页）　处治方法选择的主要因素，将换填材料作为次要因素，研究　换填处治方法适合处理的工况，确定适合现场的具体换填方　法。　【参考文献】　【１】邓卫东．不同换填或处治层位施工速率等对山区路堤稳定和沉降　的影响【Ｊ］．重庆交通学院学报，１９９９，ｉ８（１）：１　１３—１２０．　４结语　山丘地区地形地貌复杂，双坡山谷地形、鸡爪沟地形、山　凹地形存在一定的侧向约束，且山区软弱土多以锅底状软弱　土为主，同时山区软弱土厚度变化大，变化范围从Ｏ－１５ｍ，这　些因素作用下，可将常规换填方法在处理深度及换填材料方　面进行拓展。　【２】李建国．地基处理换填法研究［Ｊ】．建材世界，２０１２，３３（６）：１３８—１３９．　【３】冯健雪．公路软弱地基换填深度的探讨【Ｊ】＿山西建筑，２０１４（１９）：　】４８．１４９．　根据山区地形地貌、山区软弱土存在形式、工程特性、土　层分布及路基与软弱土层的位置关系，并结合施工经验，山区　【４】王哲，李侠．　中应注意的问题【Ｊ】．山西　软土换填处治方法可归纳为四种形式，即清除填筑、整体换　建筑，２００９，３５（１７）：７６－７７．　填、部分换填、挤淤换填。本文提出换填处治方法的前提就是　由于存在山体的约束作用，路基稳定性能够得到保证，因而可　【５】杨俊．路基换填技术在公路施工中的应用［Ｊ】．技术与市场，２０１４（５）　２３４．　以不完全处理，因此，山体约束作用决定了换填的适用条件。　约束距离一定时，处理深度、填筑高度影响着路基稳定性。换　填材料主要是从经济的角度进行考虑，而施工季节与地下水　位主要影响着换填材料的选择。因此，应从路基工程特性出　发，将山体约束距离、处理深度、填筑高度作为影响广义换填　［６１曹ｊ　（１４）：２５．　工中的应用［Ｊ】．河南科技，２０１０　【７】徐臣软弱地基处理中换填法施工技术［Ｊ］．中国高新技术企业，　２０１ｏ（５）：１３２－１３３．　【收稿日期］２０１７．０６．２６　１４１