解析軌道交通地下車站結構施工

王珂

摘要：軌道交通如地鐵、輕軌等其地下車站具有跨度大，環境因素不確定以及自身結構十分復雜的特點。目前我國已經建成或在建了大量的軌道交通工程，積累了豐富的軌道交通地下車站的經驗。本文通過對一般典型的隧道地下車站工程的結構特點進行了分析，并根據新奧法原理對車站結構施工工藝進行討論，針對施工的準備措施，以及地下車站結構施工的主要技術措施進行了一定的論述。

關鍵字：隧道工程；設計；施工；結構；車站

隨著我國經濟和城鎮化的持續發展，地下軌道交通已經越來越多的被廣大城市所接受。由于地下車站所處的地質環境十分復雜，自身跨度很大，具有非常復雜的結構，因此軌道交通地下車站也是人類征服自然進步的重要標志。地下車站的施工具有十分復雜的流程和工藝要求，被視為一個國家基礎建設領域的科技發展水平和綜合實力的集中代表[1]。

一、現代大型軌道交通地下車站結構的特點

對于地下軌道交通而言，人類對其開發和運用已經擁有110多年的歷史。最早可以追溯到20世紀的英國。地下軌道交通的出現，不僅解決了城市大量公共運輸的要求也極大的緩解了城市地面交通擁堵的情況。現代軌道交通還具有十分重要的帶動區域經濟的作用。這種車站目前已經十分成熟了，例如最早的日本的新京都車站，其地下車站面積十分廣闊，但是只有1/20的面積是真正作用于交通運輸功能的。

正是由于現代軌道交通地下車站的特性，導致了軌交車站具有十分復雜的結構特性，在施工上具有十分復雜的施工流程和工藝。對于軌道交通的地下車站而言，根據其建設規模的不同，施工難以程度和成本也是不同的。而其中大埋深和大跨度的軌道交通地下車站的施工難度是最大的也是最復雜的。大型軌道交通地下車站鋼結構通常具有大而、厚重等突出特點和共性；由于地下地質情況復雜，經常會遇到溶巖、偏壓、地下涌水、斷裂帶等超級復雜的地質情況，這就注定了地下車站的結構會呈現出斜、扭、懸等更多特異性特點。

二、大型軌道交通地下車站鋼結構施工前的準備措施

對于大型軌道交通地下車站的結構工程施工而言，首先是需要確定其技術路線。這就要求在施工之前對車站的所有設計文件進行清楚的調查了解，并及時和設計單位進行技術交底。在對施工車站的結構進行了充分地了解之后，還需要根據項目的自身技術、經濟、環境各方面的因素來綜合考慮和選擇施工工藝和方法。因此，對車站結構的正確無誤的理解準以及對解結構所處的地質、水文、自身資源和交通情況的了解是進行地下車站結構施工的前提和基礎。并基于這些調查的基礎之上，懸著出一條科學合理的最優施工技術路線，主要考慮的有如下幾個因素：

（一）首先也是最重要的一點，便是要充分詳細的調查清楚，車站界都的基本組成情況以及結構承受荷載的部位和荷載在結構當中的傳遞途徑。在對結構進行了清除的了解的基礎后，根據接的組成形式，將結構自身科學合理的劃分為幾個單位，方便施工組裝。其次對機構的荷載傳遞路徑進行詳細的了解掌握之后，才能確定合制定出科學合理的結構施工順序，確保最終的設計完工狀態處于最佳的設計狀態和受力狀態。一般而言，軌道交通的地下車站的主要受力結構為初襯混凝土，鋼柱、鋼梁、鋼桁架以及二襯鋼筋混凝土，對這些重要構造物的受力分析也是十分必要的。

（二）其次對地下車站的施工場地以及周圍的地質、水文情況的調查研究是在施工時選擇施工設備和施工現場組織規劃的重要決定因素。另外，項目的工期也是一個重要的不可忽略的因素。對施工現場的地質水文情況進行詳細的超前勘探是，選擇合適的超前支護的重要依據和手段。

（三）最后對于施工單位而言，需要對自身項目組的資源配置情況和技術班底進行詳細的摸排和調查，這是合理安排重大結構施工的前提和保障。

三、地下結構的主要施工技術和措施

（一）機械設備選擇

對于地下結構的施工技術措施，需要根據施工前期的調查和研究情況，選擇適合科學的施工機械，是軌道交通地下車站結構施工的首要工作。例如，地下車站通常會采用明挖法的施工方式，其中主要的起重機設備就需要進行嚴密的規劃選擇。地面結構施工當中的塔式起重機往往在暗挖式地下車站的施工當中基本發揮不出其作用。而這時就萬鋼需要履帶式或門式起重機進行低空結構吊裝施工。另外在地下車站的結構當中，液壓集群千斤頂往往也會被廣泛的應用于大型夠的施工、頂推、旋轉當中。在限制圍巖變形方面也其著很重要的作用。

（二）測量技術

另外對于軌道交通的地下車站施工而言，由于其自身結構的特殊性。測量技術就顯得更加至關重要。軌道交通地下車站由于其結構凈空高，跨度大。對圍巖的變形監測需要跟的頻繁和準確。然而又由于結地下通視條件差，測量范圍廣的制約因素的存在，導致結構的施工測量具有非常大的難度。目前在軌道交通地下車站的施工當中經常采用的測量方法為GPS定位系和高精度全站儀共同構建起的雙重檢測控制網，進行結構構件的空中三維坐標定位。

（三）焊接技術

在地下車站的主要受力結構當中會布置大量的鋼筋網和鋼拱架。對于鋼拱架通常采用剛強度螺栓進行連接加固。但是對于鋼筋網的構造連接就需要進行等強度的焊接工藝。這一特性就注定了軌道交通地下車站具有大量的焊接工作，同時地工程的受力結構的的鋼筋焊接對質量要求也非常的高。另外，由于地下車站的具有非常多的結構形式，不同的結構部位需要進行不同的焊接工藝和設備，同時對結構進行必要的無損檢測也是重要的鋼結構的關鍵施工工藝。

（四）預變形技術

調查研究表明，在軌道交通地下車站當中，其受力結構主要呈現出斜、扭等受力特征。由于地下車站施工現場空間狹小，實際施工過程當中很難進行準確無誤的施工。這勢必會造成結構的空間三維變形。當結構變形超出規范要求時就會影響到結構整體的安全性。同時，地下工程在地下水作用下也會發生一定程度的不均勻沉降變形，這也可能會引起結構的大變形，在進行結構施工時，必須將這種結構變形因素考慮進去，并制定出相應的結構變形預案和措施。

（五）臨時措施和安全操作系統

軌道交通地下車站結構施工過程中，通常會采取大量的臨時穩定結構措施。作為臨時結構措施，最要作用便是對結構起到臨時穩定的作用。同時作為土建工程也會采取大量的臨時施工輔助施工的措施。而對于臨時措施就需要施工現場根據實際情況進行因地制宜的確定。

（六）氣象保障措施

最后對于地下工程而言，同樣也會受到氣象因素的制約。尤其是下雨會對地下結構安全施工形成極大的威脅。這就要求地下車站在進行結構施工前必須做好，結構的防排水工作，同時也需要緊密關注氣象環境資料。可必要時可以委托當地氣象部門對氣象進行嚴密的實時監測，同時也用該盡量避免在而裂氣象環境下的施工作業[2]。

四、結語：

眾所周知地下工程具有不可逆的特性，這就導致了地下工程的結構施工必須具備有嚴格的施工、監理和檢測程序。目前我國的城市輕軌地下工程，其地下車站具有十分復雜的地質和環境情況，在隧道結構方面要求更高。

參考文獻：

[1]王夢恕.對21世紀我國隧道工程建設的建議[J].現代隧道技術，2001，（1）：2–4. （WangMengshu. Thesuggestion to he Chinese tunnelingin 21st century[J].ModernTunnelingTechnology，2001，（1）：2–4.（inChinese））.

[2]蔣樹屏，劉洪洲，鮮學福.大跨度扁坦隧道動態施工的相似模擬與數值分析研究[J].巖石力學與工程學報，2000，19（5）：567–572.