隧道与地下工程规划设计理论

隧道与地下工程规划设计理论

21世纪以来，中国已进入城市化加速发展时期。城市化是经济发展和社会进步的重要标志，也是必然结果，是当今世界各国正在发生的和不可逆转的潮流。城市社会经济的快速发展与城市土地资源的有限性形成了矛盾，如何在有限土地资源的基础上不妨碍甚至促进城市的发展是世界各国城市所面临的问题，通过国外发达国家城市的发展经验可以看出，地下空间的利用就是一种有效的解决办法。

标签：城市化；经济；地下空间

一、地铁车站的规划设计

（一）地铁车站路网规划

随着经济的发展与城市化水平的不断提高，我们面临的城市化过程中的问题不断地加剧，特别是交通问题。从国内外的大量实践中我们可以得到这样的结论，城市的交通要想有所缓解要紧紧依靠轨道交通，要全面的利用公共交通的主体地位，各个辅助交通方式全面发展，是整个城市处于一种多层次、多功能、多类型的城市交通运输体系中。制定合理的轨道线网规划设计原则，为进一步轨道交通的规划设计提供依据。根据不同的标准对各种交通模式进行分类，选择适合不同城市的不同功能等级和交通服务等级的交通模式。

（二）地铁客流量预测

中国城市轨道交通客流预测模式主要分为3类：（1）非基于现状OD（起点）客流的预测模式，将相关的公交线路客流和自行车流量向轨道交通线路转移，得到轨道交通客流；（2）基于现状OD客流的预测模式，以经典的“四阶段”法为基础，结合城市规划推算未来轨道交通的客流；（3）基于非集聚模型的预测模式目前应用较多的是在“四阶段”法基础上进行轨道交通线路客流的预测。

（三）地铁车站选址

通常对于相邻两个车站之间的站间距可以由下面的公式来进行估算：

站间距=2 LN+LC

式中：—— LN乘客吸引向地铁站的最大距离，一般为600m；

——LC地铁站的纵轴长度，一般为300m。

因此站间距的纵轴长度一般为1000～1500m。由此可见，站间距过长和过短，都会降低地铁交通网的舒适性和有效性，增加乘客因乘坐地铁出行时花费的时

间。同时地铁站站点的选择一方面要让尽可能多的乘客能够距离其目的地最近，另一方面又要防止人流超过了周围设施和环境的承受能力。考虑到其服务半径为600m，故将站间距设计为1000m左右，能取得较好的平衡。

（四）地铁车站结构设计

地下结构中的主体结构及其相连的重要构件的设计使用年限为100年。相应结构可靠度理论的设计基准期均采用50年。结构构件在永久荷载和基本荷载组合作用下，应按荷载标准组合或准永久组合并考虑长期作用的影响进行结构构件裂缝验算。裂缝控制等级按三级考虑，迎土面及地表附近干湿交替环境应不大于0.2mm，非迎土面及内部混凝土构件的裂缝宽度均应不大于0.3mm，钢筋混凝土管片内外侧的裂缝宽度应不大于0.2mm。当涉及地震、人防或其他偶然荷载作用时，可不验算结构的裂缝宽度。

（五）地铁车站施工方案

（1）施工前期准备工作；

（2）施工围挡，基坑降水，管线改移，施工围护结构；

（3）开挖至第一道支撑底面处，设第一道钢支撑；开挖至第二道支撑底面处，设第二道钢支撑；开挖至第三道支撑底面处设第三道钢支撑；之后，开挖至基坑底面，施做接地网、垫层；

（4）施工车站底板防水层及底板结构、部分侧墙；底板强度达到要求后，拆除第三道支撑，施工侧墙以及中板结构；中板强度达到要求后，拆除第二道支撑，施工侧墙、顶板结构及防水层；拆除第一道支撑；

（5）回填，恢复路面交通；

（6）施工内部结构以及附属结构。

二、广州猎德大桥方案设计

以广州猎德大桥为例，进行其方案设计，包括有工程概况，设计原则，设计方案，防水设计。

（一）工程概况

猎德大桥是广州市第一座悬索桥，其贝壳状索塔“珠江之贝”突破了传统索塔的外观形状，造型新颖，具有极好的美学效果。其中，主桥长480m，跨径组合为47m+167m+219m+47m，主跨采用219m的独塔、空间缆索的自锚式悬索桥。主桥设计荷载：公路I级；道路等级；城市工级主干道；计算行车速度：60km/h。大桥上部结构采用钢箱梁、混凝土箱梁、钢混凝土结合箱梁结构形式。

（二）设计原则

猎德大桥位于广州市城市规划中轴线景观带的核心区域内。在城市规划中轴线，具有现代特点的建筑是主基调。展览馆、观光塔、海心沙旅游公园、众多的高楼大厦，一直延续到天河体育馆，均为大型现代建筑。猎德大桥的设计总原则为：安全、舒适、经济、美观、环保。

注重桥梁高跨比的选择，在无特殊要求时，尽量采用经济跨径。桥梁方案选择时，应充分考虑施工场地、施工工艺及工期，避免设计与施工脱节。

（三）方案设计

塔身外观似两个贝壳状弧形壳体相扣，高131m。其内外轮廓分别为椭圆组合而成，顶部开孔。单肢塔柱，横断面为似梯形，横向全宽8.2m～9.4m～8.13m～23.4m，外侧2m宽，设有1.2m深，1.2m宽的凹槽似贝壳开口，内设灯光，每当夜幕降临光线从贝壳中射出，更加突出“珍珠”的光彩夺目的效果；内侧9.4m～8.8m～12.9m宽，设有lm深凹槽，并每隔5m设50cm厚装饰隔板。其设计紧密融入了广州的悠久历史文化和现代化建设。

猎德大桥采用空间索面的自锚式悬索桥，除了具有一般自锚式悬索桥的结构特点外，主缆和吊索均采用三维空间的布置形式，可以提高结构体系的横向刚度和抗扭刚度。由于两对主缆为非对称空间索面，而且采用三维空间线形，二面及平面皆为抛物线，从高处俯视两对主缆不是平行而是呈“八”字形的。

（四）防水设计

广州猎德大桥所处气候属于亚热带气候，终年温暖湿润、雨量充沛。大桥主缆处于如此复杂恶劣的环境中，主缆系统很容易遭到破坏，因此通过合理有效的主缆防水技术保证大桥寿命是至关重要的。

另外，广州猎德大桥主缆防护技术方案中采用了新型有机硅改性聚醚密封胶作为主缆的密封防水材料。该密封胶的作用主要是防水密封，在外层涂料被破坏的情况下，阻止空气中的水进入主缆内部。同时该密封胶具有一定的弹性，能够承受车辆运行引起的主缆振动、钢丝热胀冷缩引起的主缆形变。所以该密封层对整个主缆防护系统具有举足轻重的作用。

参考文献

[1] 肖明清，蒋超，邓朝辉.佛莞城际铁路狮子洋隧道的几个关键技术问题[J].铁道工程学报，2015（03）：62～66.

[2] 肖明清，蒋超，邓朝辉.广深港高速铁路狮子洋水下盾构隧道修建技术[J].中国工程科学，2009，11（7）：53～58.