一建市政城市轨道交通工程学习重点、经典例题解析

1K413000 城市轨道交通工程1K413010 城市轨道交通工程结构与特点※重点导读选择考点：地铁车站结构组成；出入口设置；明挖法施工；盖挖法施工；喷锚暗挖法施工；地铁区间隧道施工方法比较；喷锚暗挖的施工流程；盾构法施工步骤；不同方法的区间隧道结构（盾构管片）；联络通道。

案例考点：地铁车站施工方法比较（明挖法施工、盖挖法施工、喷锚暗挖法施工）；地铁车站结构形式；喷锚暗挖的施工流程；盾构法施工步骤。

一、地铁车站形式与结构组成（一）地铁车站形式分类地铁车站根据其所处位置、埋深、运营性质、结构横断面、站台形式等进行不同分类，具体详见表1K413011－1。

地铁（轻轨交通）车站的分类表1K413011－1分类方式分类情况备注车站与地面相对位置高架车站车站位于地面高架结构上，分为路中设置和路侧设置两种。

地面车站车站位于地面，采用岛式或侧式均可，路堑式为其特殊形式。

地下车站车站结构位于地面以下，分为浅埋、深埋车站。

运营性质中间站（多间）仅供乘客上、下乘使用，是最常用、数量最多的车站形式。

区域站（界域）在一条轨道交通线中，由于各区段客流的不均匀性，行车组织往往采取长、短交路（大、小交路）的运营模式。

设于两种不同行车密度交界处的车站（即中间折返站，短交路列车在此折返）。

换乘站（承叉）位于两条及两条以上线路交叉点上的车站。

具有中间站的功能外，还可让乘客在不同线上换乘。

枢纽站（输分）枢纽站是由此站分出另一条线路的车站。

该站可接、送两条线路上的列车。

联运站（联双）指车站内设有两种不同性质的列车线路进行联运及客流换乘。

联运站具有中间站及换乘站的双重功能。

终点站设在线路两端的车站。

就列车上、下行而言，终点站也是起点站（或称始发站）。

终点站设有可供列车全部折返的折返线和设备，也可供列车临时停留检修。

结构横断面矩形矩形断面是车站中常选用的形式。

一般用于浅埋、明挖车站。

车站可设计成单层、双层或多层，跨度可选用单跨、双跨、三跨及多跨形式。

拱形拱形断面多用于深埋或浅埋暗挖车站，有单拱和多跨连拱等形式。

单拱断面由于中部起拱较高，而两侧拱脚相对较低，中间无柱，因此建筑空间显得高大宽阔。

如建筑处理得当，常会得到理想的建筑艺术效果。

明挖车站采用单跨结构时也有采用拱形断面。

圆形为盾构法施工时常见的形式其他如马蹄形、椭圆形等站台形式岛式站台位于上、下行线路之间。

具有站台面积利用率高、提升设施共用，能灵活调剂客流、使用方便、管理较集中等优点。

常用于较大客流量的车站。

其派生形式有曲线式、双鱼腹式、单鱼腹式、梯形式和双岛式等。

侧式常见于客流不大的地下站和高架的中间站。

其派生形式有曲线式，单端喇叭式，双端喇叭式，平行错开式和上、下错开式等形式。

岛、侧混合式岛式站台及侧式站台同设在一个车站内。

常见的有一岛一侧、一岛两侧形式。

此种车站可同时在两侧的站台上、下车。

共线车站往往会出现此种形式。

【2009年真题】通常地铁车站站台的形式多采用（）。

A.岛式B.侧式C.岛、侧混合式D.马蹄式『正确答案』A『答案解析』本题考查的是地铁车站形式与结构组成。

城市轨道交通车站形式：城市轨道交通车站的站台形式可采用岛式、侧式和岛、侧混合的形式，通常地铁车站多采用岛式。

参见教材P96。

（二）构造组成1.地铁车站通常由车站主体（站台、站厅、设备用房、生活用房），出入口及通道，附属建筑物（通风道、风亭、冷却塔等）三大部分组成。

2.车站主体是列车在线路上的停车点，其作用既是供乘客集散、候车、换车及上、下车；又是地铁运营设备设置的中心和办理运营业务的地方。

3.出入口及通道（包括人行天桥）是供乘客进、出车站的建筑设施。

4.通风道及地面通风亭的作用是维持地下车站内空气质量满足乘客吸收新鲜空气的需求。

（三）出入口设置为满足防灾要求，地铁车站安全出口设置应符合下列规定：（1）车站每个站厅公共区安全出口数量应经计算确定，且应设置不少于两个直通地面的安全出口。

（2）单层侧式站台车站，每侧站台安全出口数量应经计算确定，且不应少于两个直通地面的安全出口。

（3）车站的设备与管理用房区域安全出口的数量不应少于两个，其中有人值守的防火分区应有1个安全出口直通地面。

（4）安全出口应分散设置，当同方向设置时，两个安全出口通道口部之间净距不应小于10m。

（5）竖井、爬梯、电梯、消防专用通道，以及设在两侧式站台之间的过轨地道不应作为安全出口。

（6）换乘车站的换乘通道不应作为安全出口。

二、施工方法（工艺）与选择条件在地铁施工中，若场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许时，应优先采用施工速度快且造价较低的明挖法施工。

但是在城市繁忙地带修建地铁时，明挖法往往占用道路，影响交通，因此在交通不能中断而且必须确保一定交通流量的情况下，可选用盖挖法施工。

（一）明挖法施工（2）明挖法是修建地铁车站的常用施工方法，具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等优点，因此，在地面交通和环境条件允许的地方，应尽可能采用。

（3）围护结构及其支撑体系关系到明挖法实施的成败。

常见的基坑内支撑结构形式有：现浇混凝土支撑、钢管支撑和H形钢支撑等。

根据支撑方向的不同，可将支撑分为对撑、角撑和斜撑等，在特殊情况下，也有设置成环形梁的。

典型的地铁车站基坑支撑布置如图1K413011－1所示。

当内支撑跨度较大时，需在坑内设临时立柱，当临时立柱构造和位置恰当时，以后就将其变为结构的永久立柱，图1K413011－2是钢支撑和立柱常见连接节点构造。

（4）明挖法施工工序如下：围护结构施工→降水（或基坑底土体加固）→第一层开挖→设置第一层支撑→第n层开挖→设置第n层支撑→最底层开挖→底板混凝土浇筑→自下而上逐步拆支撑（局部支撑可能保留在结构完成后拆除）→随支撑拆除逐步完成结构侧墙和中板→顶板混凝土浇筑。

明挖法车站施工工序如图1K413011－3所示。

（5）明挖法施工时，土方应分层、分段、分块开挖，开挖后要及时施加支撑。

常用的钢管支撑一端为活络头，采用千斤顶在该侧施加预应力。

支撑施加预应力时应考虑操作时的应力损失，故施加的预应力值应比设计轴力增加10%并对预应力值做好记录。

在支撑预应力加设前后的各12h内应加密监测频率，发现预应力损失或围护结构变形速率无明显收敛时应复加预应力至设计值。

【口诀】先撑后挖，自上而下，随挖随撑，分层开挖，施做底板，自下而上拆支撑（6）选择支护结构时，应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度，首先应确定基坑安全等级，然后根据等级选用基坑支护结构。

基坑设计时的安全等级分级是极为重要的概念，在不同地区分级方法和思路略有不同。

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—2012依据破坏后果严重程度，将基坑支护结构的安全等级划分为三级，见表1K413011－2；对于同一基坑的不同位置，可采用不同的安全等级。

基坑支护结构的安全等级表1K413011－2安全等级破坏后果一级支护结构失效，土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响很严重二级支护结构失效，土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响严重三级支护结构失效，土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响不严重支撑体系布置（二）盖挖法施工（2）盖挖法具有诸多优点：1）围护结构变形小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降，有利于保护邻近建筑物和构筑物。

2）施工受外界气候影响小，基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全。

3）盖挖逆作法用于城市街区施工时，可尽快恢复路面，对道路交通影响较小。

【口诀】盖挖优点：2个小，变形和隆起小盖挖法也存在一些缺点：1）盖挖法施工时，混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难。

2）由于竖向出口少，需水平运输，后期开挖土方不方便。

3）作业空间小，施工速度较明挖法慢、工期长、费用高。

【口诀】盖挖缺点：缝、难、贵盖挖法每次分部开挖与浇筑或衬砌的深度，应综合考虑基坑稳定、环境保护、永久结构形式和混凝土浇筑作业等因素来确定。

（3）盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。

目前，城市中施工采用最多的是盖挖逆作法。

1）盖挖顺作法：盖挖顺作法是在棚盖结构施做后开挖到基坑底，再从下至上施作底板、边墙，最后完成顶板，故称为盖挖顺作法。

临时路面一般由型钢纵、横梁和路面板组成，其具体施工流程见1K413011－4。

由于主体结构是顺作，施工方便，质量易于保证，故顺作法仍然是盖挖法中的常用方法。

盖挖顺作法与明挖顺作法在施工顺序上和技术难度上差别不大，仅挖土和出土工作因受盖板的限制，无法使用大型机械，需采用特殊的小型、高效机具。

2）盖挖逆作法盖挖逆作法施工时，先施作车站周边围护桩和结构主体桩柱，然后将结构盖板置于桩（围护桩）、柱（钢管柱或混凝土柱）上，自上而下完成土方开挖和边墙、中板及底板衬砌的施工，盖挖逆作法的具体施工流程见图1K413011－5。

盖挖逆作法是在明挖内支撑基坑基础上发展起来的，施工过程中不需设置临时支撑，而是借助结构顶板、中板自身的水平刚度和抗压强度实现对基坑围护桩（墙）的支护作用。

3）盖挖半逆作法类似逆作法，其区别仅在于顶板完成及恢复路面过程，在半逆作法施工中，一般都必须设置横撑并施加预应力。

采用逆作或半逆作法施工时都要注意混凝土施工缝的处理问题，由于它是在上部混凝土达到设计强度后再接着往下浇筑的，而混凝土的收缩及析水，施工缝处不可避免地要出现3～10mm宽的缝隙，将对结构的强度、耐久性和防水性产生不良影响。

针对混凝土施工缝存在的上述问题，可采用直接法、注入法或充填法处理。

其中直接法是传统的施工方法，不易做到完全紧密接触；注入法是通过预先设置的注入孔向缝隙内注入水泥浆或环氧树脂；充填法是在下部混凝土浇筑到适当高度，清除浮浆后再用无收缩或微膨胀的混凝土或砂浆充填，充填的高度，用混凝土充填为1.0m；用砂浆充填为0.3m。

为保证施工缝的良好充填，一般设置“V”形施工缝，其倾角以小于30°为宜。

试验证明注入法和充填法能保证结构的整体性。

（三）喷锚暗挖法喷锚暗挖法（又称矿山法，详见1K413041）对地层的适应性较广，适用于结构埋置较浅，地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。

喷锚暗挖法施工遵循新奥法原理，而浅埋暗挖法是在新奥法基础上发展起来的。

1.新奥法【口诀】新奥法：柔度、自承能力新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基础，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导施工的工法。

支护在与围岩共同变形中承受的是形变应力。

因此，要求初期支护有一定柔度，以利用和充分发挥围岩的自承能力，而从减少地表沉陷的城市要求角度出发，还要求初期支护有一定刚度。