地鐵地下結(jié)構(gòu)設(shè)計的思考

李偉

摘 要：筆者通過對規(guī)范和相關(guān)資料的學(xué)習結(jié)合工作積累進行了一些地鐵地下結(jié)構(gòu)設(shè)計的思考，希望能通過總結(jié)提高自己，更希望能夠與建設(shè)者交流互勉。

關(guān)鍵詞：地鐵；地下結(jié)構(gòu)；設(shè)計

中圖分類號：U231 文獻標志碼：A

城市的地鐵建設(shè)給百姓日常工作與生活帶來的極大的便利，同時活躍了地鐵沿線的經(jīng)濟活動。目前全國除直轄市和省會城市外有近50個三線城市開始或準備修建地鐵，隨著我國地鐵建設(shè)的蓬勃發(fā)展，地鐵設(shè)計規(guī)范也在不斷更新和完善，設(shè)計隊伍不斷擴大，建設(shè)管理逐漸趨于完善。但是由于地鐵建設(shè)周期較長一般在5年左右，因此技術(shù)的積累較為緩慢，所以需要建設(shè)者們不斷地積累與交流。下面針對地鐵地下巖土施工提出幾點思考。

1 三分天下，設(shè)計先行

設(shè)計、施工、監(jiān)測對于地下工程來講常被稱作為“三分天下”，意思是在地下巖土工程中三者都很重要，需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一，缺少其中一個環(huán)節(jié)或者有一個環(huán)節(jié)不到位都會帶來安全隱患，而不是 “三國鼎立”的意思。如果我們簡單粗暴地割裂開，就會出現(xiàn)下面問題。例如：某城市地鐵標準車站橫跨路口，參考同類工程擬定采用連續(xù)墻加內(nèi)支持結(jié)合坑內(nèi)降水，按規(guī)范進行試算方案合理經(jīng)濟性較好。但現(xiàn)場踏勘時發(fā)現(xiàn)十字路口立交橋下凈空僅有5m～6m，結(jié)合現(xiàn)場條件連續(xù)墻施工方案無法成立。如圖1所示，假設(shè)不考慮施工因素按該方案完成施工圖，后果可想而知。

可見設(shè)計先于施工和監(jiān)測，設(shè)計方案合理、圖紙深度到位是每一個優(yōu)質(zhì)工程的先決條件。那么作為一個優(yōu)秀的設(shè)計工作者就需要對現(xiàn)場施工和監(jiān)測有一定深度的理解，與施工和監(jiān)測緊密結(jié)合才能做好一個項目。

2 水文地質(zhì)條件

地鐵地下結(jié)構(gòu)屬于巖土工程的一部分，與水文地質(zhì)條件密切相關(guān)。李老師的《巖土工程50講》中提到的“老中醫(yī)”說法個人非常贊同，至少我們不能拿著地勘報告中的“巖土力學(xué)參數(shù)表”挑個順眼的鉆孔就開始搞設(shè)計了，這樣會“出人命”的。曾經(jīng)有這樣一個淺埋暗挖結(jié)構(gòu)，位于黃土和粉質(zhì)黏土層中采用大管棚加超前小導(dǎo)管注漿進行初支，結(jié)合洞外管井降水CD法開挖，當?shù)仡愃乒こ梯^多方案成熟，各階段審查均順利通過。在施工到中間段道路正下方時，發(fā)生較嚴重塌陷道路暫時封閉，好在應(yīng)急措施得當未造成人員傷亡。經(jīng)事故分析發(fā)現(xiàn)，在118號詳勘鉆孔中揭示局部拱頂存在砂層透鏡體且位于地下水位以下，地層描述中該砂層松散可、挖性好、降水易產(chǎn)生沉降，參建各方對該透鏡體均未引起重視。初期降水引起的沉降導(dǎo)致老舊的市政管線滲漏水，降水效果變差，在未查明原因的情況下加大降水功率引起地下土體流失，最終造成不可挽回的損失。主觀原因是麻痹大意，都沒有認真閱讀詳勘報告把每一個地層的屬性放在心里，我想這就是我們和“老中醫(yī)”的區(qū)別吧。

3 與周邊環(huán)境的關(guān)系

地鐵建設(shè)位于繁華或即將繁華的城市中，且絕大部分地下結(jié)構(gòu)埋深較淺，方案階段需要詳細調(diào)查周邊建筑物、管線、市政道路等設(shè)施的現(xiàn)狀和規(guī)劃狀況，了解清楚他們與地鐵之間的相互關(guān)系，周密分析其可實施性、實施條件及代價。前面提到的立交橋和市政給水和排水管線都會造成設(shè)計方案的調(diào)整，甚至推翻原有方案。所以說我們投身地鐵建設(shè)不能停留在把截面尺寸定好、計算無差錯、鋼筋配夠、構(gòu)造措施正確就完成任務(wù)，如果前期的一個不經(jīng)心就會給后期的設(shè)計與施工帶來困難。如圖3所示，在前期對現(xiàn)場25條管線逐一梳理，并給出了相應(yīng)方案，而且將重要管線與市政及權(quán)屬單位進行了對接落實。即使這樣，在施工階段仍出現(xiàn)了過十字路口橫跨基坑寬度2.1m的直埋電力、光釬綜合排線無法遷改，原來認為最好處理的管線反而無法解決，最終只能通過局部圍護結(jié)構(gòu)變更來委曲求全。

結(jié)語

綜上所述，想成為一名好的地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者，不光要掌握好理論基礎(chǔ)、認真研讀本專業(yè)規(guī)范、理順結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，其中包括明挖圍護結(jié)構(gòu)與主體、暗挖初支與二村的關(guān)系、車站主體與附屬接口、車站與區(qū)間接口、明挖與暗挖接口等，還要能夠掌握一定施工、檢測的知識，要能夠讀懂地質(zhì)以及了解建筑、人防、限界、軌道、雜散電流等相關(guān)專業(yè)的常識，要能夠把地鐵周邊狀況及相互影響關(guān)系爛熟于心。

參考文獻

[1]李廣信.巖土工程50講—巖壇漫話（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]GB50157-2013，地鐵設(shè)計規(guī)范[S].

[3]地鐵工程設(shè)計與施工[M].北京：人民交通出版社，2004.