地铁车站和区间隧道的设计和选型

一、地铁车站的建筑设计

1地铁车站的分类

1.1 按照车站埋深分：浅埋车站、深埋车站

1.2 按照车站运营性质分：中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站

1.3 按照车站结构断面形式分：矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他

1.4 按车站站台形式分：岛式、侧式、岛侧混合式

2 地铁车站建筑及平面布局

2.1 地铁车站的组成

地铁车站由车站主体（站台、站厅、生产、生活用房）、出入口及通道、通风道及地面通风厅等三大部分组成。

车站建筑又可概括为以下部分组成：乘客使用空间、运营管理用房、技术设备用房、辅助用房。

2.2车站总体平面布置

按照以下流程确定：前期工作（设计资料的收集、现场调查、构思），确定车站中心位置及方向，选定车站类型，合理布置车站出入口、通道、通风道与地面通风厅。

3 车站建筑设计

3.1 车站设计

3.1.1 设计原则

（1）根据车站规模、类型及平面布置，合理组织人流路线，划分功能分区。

（2）车站一般宜设在直线上。

（3）车站公用区间划分为付费区和非付费区。

（4）隔、吸声措施。

（5）无障碍通行。

3.1.2 平剖面设计

（1）车站规模确定。确定车站外形尺寸大小、层数和站房面积，确定车站规模大小。

（2）车站功能分析。确定车站乘客流线、工作人员流线、设备工艺流线等，以便于合理进行车站平剖面布置。

（3）站厅设计。主要解决客流出入的通道口、售票、进出站检票、付费区与非付费区的分隔、站厅与站台的上下楼梯与自动楼梯的位置等。

（4）站台设计。确定站台形式、站台层的有效长度、宽度和站台高度，然后进行站台层公共区（上、下车与候车区及疏散通路）的设计。

（5）主要房间布置。包括变电所、环控用房、主副值班室、车站控制室、站长室等，一般设置在站厅和站台层的两端。

（6）车站主要设施布置。包括楼梯、自动扶梯、电梯、售检票设施等的布置和各部位通过能力的设计，按照有关规范执行。

3.1.3 消防、安全与疏散

主要考虑建筑防火与防水淹问题。

3.2 车站出入口及出入口通道

3.2.1 普通出入口的设计

（1）出入口数量的确定。一般情况，浅埋地下车站的出入口不少于4个，深埋车站不少于2个。

（2）主要尺寸的确定。出入口的宽度总和应大于该站远期预测超高峰小时客流量所需的总和，可按照公式计算。

3.2.2 出入口通道

包括出入口通道宽度的设计、埋深、楼梯踏步和自动扶梯的设置等，出入口通道地面坡度等。

3.3 车站通风道

3.3.1 车站通风道

确定地铁车站内的通风方式、环控设备的布置等来确定车站内通风道的布置。

3.3.2 地面通风亭

根据风量及风口数量确定通风亭的大小，根据实际环境和设备的条件确定通风亭的位置。

3.4 残废人设施

考虑残废人专用电梯和站内盲道的设置。

二、地铁车站的结构选型

1 地铁车站结构选型的原则

地铁车站应根据车站规模、运行要求、地面环境、地质、技术经济指标、等条件选用合理的结构形式和施工方法。结构净空尺寸应满足建筑、设备、使用以及施工工艺等要求，还要考虑施工误差、结构变形和后期沉降的影响。

2 地铁车站的结构形式

地铁车站按照施工方法可以分为明挖法施工的车站结构、暗挖法（盖挖法）施工的车站结构、矿山法施工的车站结构和盾构法施工的车站结构。

2.1 明挖法施工的车站结构形式

（1）矩形框架结构。这是明挖车站中采用最多的一种形式，根据功能要求可以设计成单层、双层、单跨、双跨或多层多跨等形式。侧式站台一般采用双跨结构；岛式站台多采用三跨结构、站台宽度≤10m时站台区宜采用双跨结构，有时也采用单跨结构；在道路狭窄的地段修建地铁车站，也可采用上、下行线重叠的结构。

（2）拱形结构。一般用于站台宽度较窄的单跨单层或单跨双层车站，可以获得较好的建筑艺术效果。

2.2 盖挖法施工的车站结构形式

盖挖车站也多采用矩形框架结构，与明挖车站矩形框架相同，其与明挖车站的主要区别就在于施工方法和顺序不同。

2.3 矿山法施工的车站结构

地铁矿山法隧道的结构断面形式，应根据围岩条件、使用要求、施工工艺及开挖断面的尺寸等从结构受力、围岩稳定以及环境保护等方面综合考虑、合理确定。矿山法施工的车站结构可采用单拱式车站、双拱式车站或者三拱式车站，可根据需要作成单层或者双层。

2.4 盾构法施工的车站结构

传统的盾构车站是采用单圆盾构与半盾构结合或单圆盾构与矿山法结合修建的。近年来开发的“多圆盾构”等新型盾构，进一步丰富了盾构车站的型式。

盾构车站的站台有侧式、岛式及复合型着3种基本类型。组合以后盾构车站的结构型式大致有由两个并列的圆形隧道组成的侧式站台车站、由三个并列的圆形隧道组成的三拱塔柱式车站、立柱式车站。

三、地铁区间隧道的结构选型

1 地铁区间隧道结构选型的原则

区间隧道结构包括行车隧道、渡线、折返线、地下存车线、联络线以及其他附属建筑物。地下铁道区间隧道衬砌结构与构造主要取决于隧道的用途、沿线地形、地物、水文地质、工程地质条件、施工方法、环境要求、维修管理、工期要求及投资高低等因素。

2地铁区间隧道的结构形式

区间隧道结构按施工方法可以归纳为明挖法、矿山法（钻爆法、新奥法）、盾构法和特殊方法等。

2.1 明挖法修建的地铁区间隧道结构形式

明挖法施工的地铁区间隧道结构通常采用矩形断面，一般为整体浇注或装配式结构，其优点是其内轮廓与地铁建筑限界接近，内部净空可得到充分利用，结构受力合理，顶板上部便于敷设城市地下管网和设施。

2.2 矿山法修建的地铁区间隧道结构形式

采用矿山法施工地铁区间隧道的时候，一般采用拱形结构，其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。前者多用于单线或者双线的区间隧道或联络通道，后两者多用在停车线、折返线或喇叭口岔线上。视地层及地下条件、环境条件、施工方法及隧道开挖断面尺寸的不同，矿山法隧道可选用单层衬砌或双层衬砌。

2.3 盾构法修建的地铁区间隧道结构形式

盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模注钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌，以及挤压混凝土整体式衬砌三大类。

注：此处只给出了大致的思路和相关问题的概述，具体的要求和相关计算部分可以参见《地铁与轻轨》、《地下铁道设计与施工》等指导书。