北京交通大學(xué)地鐵車站畢業(yè)設(shè)計(jì)

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北京交通大學(xué)地鐵車站畢業(yè)設(shè)計(jì)

中文題目：北京地鐵6號(hào)線東大橋站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

英文題目：BeijingSubwayLineNo.6EastBridge

stationstructuraldesign

一．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基本內(nèi)容和要求：

基本內(nèi)容：

1、車站站位選擇；

2、車站總平面布置（包括站位選擇、出入口布置、通風(fēng)亭布置等）；

3、車站結(jié)構(gòu)形式選擇；

4、車站縱斷面設(shè)計(jì)；

5、主體結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計(jì)算；

6、截面檢算與結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)；

7、施工方案設(shè)計(jì)。

基本要求：

1、設(shè)計(jì)內(nèi)容要有依據(jù)；

2、獨(dú)立完成上述各項(xiàng)內(nèi)容；

3、論文寫作規(guī)范化；

4、引用規(guī)范應(yīng)注明；

5、每項(xiàng)計(jì)算應(yīng)附正規(guī)的計(jì)算簡圖和內(nèi)力圖。

二．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重點(diǎn)研究的問題：

1、車站總平面布置；

2、車站主體結(jié)構(gòu)橫斷面設(shè)計(jì)；

3、車站主體結(jié)構(gòu)縱斷面設(shè)計(jì)；

4、結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)；

3、施工方案設(shè)計(jì)。

三．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作：

1、中英文摘要；

2、開題報(bào)告；

3、設(shè)計(jì)正文，包括計(jì)算說明書；

4、計(jì)算分析采用專用軟件進(jìn)行；

5、提交圖紙：車站總平面布置圖、車站主體結(jié)構(gòu)橫斷面圖、、車站主體結(jié)構(gòu)縱剖面圖、車站主體結(jié)構(gòu)配筋圖、施工方案設(shè)計(jì)圖；

6、外文翻譯一篇，不少于50000英文字符；

7、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告；

8、查閱相關(guān)文獻(xiàn)不少于20篇。

四．設(shè)計(jì)詳細(xì)資料

1．站位概況及站位地區(qū)總平面圖

東大橋站位于東大橋路口東側(cè)，朝外大街、工體東路、東大橋路、朝陽北路及朝陽路五條道路交匯與此形成五叉路口，路口西北象限為臨街商用建筑群及東草園等居住小區(qū)；路口西南象限為藍(lán)島大廈和昆泰大廈等高層商業(yè)建筑；路口東南象限為市政綠化用地和CBD住宅、商業(yè)用地；路口東北象限為佰富國際商用高層寫字樓；朝陽北路和工人體育場東路之間為公交站場（共5路公交車在此始發(fā)）。該區(qū)域是朝陽地區(qū)重要的客流集散點(diǎn)，地面交通十分繁忙。地鐵車站設(shè)置在公交站場及以東的朝陽北路下，東西走向。

東大橋站為三層島式車站，有效站臺(tái)寬13m，長158m，地下一層為地鐵站廳層，地下二層為地鐵設(shè)備層、地下三層為地鐵站臺(tái)層。主體結(jié)構(gòu)采用雙柱三跨結(jié)構(gòu)，車站總長175m。車站標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)寬，高，覆土～。

車站主體結(jié)構(gòu)基本位于現(xiàn)況公交站場下，采用明挖法施工。

車站共設(shè)5個(gè)出入口，其中2個(gè)出入口共用通道，出入口均連至地下一層站廳層；設(shè)備層設(shè)兩個(gè)安全口；車站共設(shè)2個(gè)風(fēng)道，分別設(shè)于車站西北和東南；車站還設(shè)置1個(gè)垂直電梯口。除4號(hào)出入口穿越道路及控制性管線段采用暗挖法施工外，其他風(fēng)道、出入口、安全口和垂直電梯口均采用明挖法施工。

2．工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，本段線路土層分布較為穩(wěn)定，自上而下依次為人工填土、新近沉積土層、第四紀(jì)晚更新世沖洪積地層。本次計(jì)算選用XDD11鉆孔的數(shù)據(jù)，XDD11鉆孔位于主體范圍XDD11鉆孔地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)

土層

編號(hào)土層

名稱土層厚度（m）容重

(kN/m3)C

(kP)φ

(°)K0基床系數(shù)(MPa/m)

水平垂直

①1雜填土010

①粉土填土105

③1粉質(zhì)粘土31143330

③粉土18273533

④4中粗砂0355540

⑤圓礫卵石0408090

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑦1中粗砂0356555

⑦圓礫卵石05090100

現(xiàn)況地下水位標(biāo)高~，位于地表下～，位于圓礫卵石⑤層中。抗浮設(shè)防水位按標(biāo)高33m，地面標(biāo)高取。

3．客流預(yù)測：

預(yù)測單向高峰小時(shí)客流量：初期16800人次/小時(shí)，近期22800人次/小時(shí)，遠(yuǎn)期25800人次/小時(shí)。

4．車輛及編組

車輛采用地鐵B型車，3動(dòng)3拖編組。

參考資料推薦：

1、施仲衡，張彌主編?！兜叵妈F道設(shè)計(jì)與施工》，陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2006。

2、《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2003）

3、《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003-2001）

4、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）

5、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）

6、《人民防空工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50225-2005）

7、《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50111-2006）

題目：北京地鐵6號(hào)線東大橋站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

學(xué)院：土建學(xué)院專業(yè)：土木工程學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：

文獻(xiàn)綜述：

關(guān)于地鐵車站設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)綜述

1、地鐵工程的發(fā)展現(xiàn)狀

地鐵與城市中的其他交通工具相比的優(yōu)點(diǎn)是:運(yùn)量大、速度快、無污染。地鐵的運(yùn)輸能力要比地面公共汽車大7倍-10倍，時(shí)速可超過100km，地鐵列車以電力作為能源，不存在空氣污染問題。

19世紀(jì)末，世界上只有倫敦、紐約、伊斯坦布爾、芝加哥、維也納、布達(dá)佩斯、波士頓等8座城市有了地鐵，從20世紀(jì)初到1945年，全世界又有13座城市先后興建了地鐵。第二次世界大戰(zhàn)以后，地鐵以其獨(dú)特的魅力和不可替代的優(yōu)越性備受大城市的青睞，許多國家十分重視地鐵的發(fā)展，本來有的國家規(guī)定只有當(dāng)人口達(dá)到1百萬以上的城市才能修建地鐵，現(xiàn)在國外很多只有幾十萬人口的城市也都在修建或計(jì)劃修建地鐵，現(xiàn)在全世界已有100多座城市開通了300多條地鐵線路，總長度超過6000km。目前世界上許多大城市的地下，己構(gòu)成一個(gè)上下數(shù)層、四通八達(dá)的地鐵線路網(wǎng)，有的還在地下設(shè)有商業(yè)建筑群和娛樂場所，與地鐵一起形成了一個(gè)地下城。還有很多城市的地鐵與地面鐵路、高架鐵路等聯(lián)合構(gòu)成高涼鐵路網(wǎng)，以解決城市緊張的交通運(yùn)輸問題。地鐵現(xiàn)代化的發(fā)展，已成為城市交通現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之

一?，F(xiàn)代化地鐵為了確保乘客的安全，還設(shè)有滅火救災(zāi)的自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng);另外，地鐵列車還裝有自動(dòng)停車設(shè)備，當(dāng)行車中遇見紅燈或其他有關(guān)情況沒有停車時(shí)，它將強(qiáng)迫列車自動(dòng)停車。列車還能根據(jù)地面信號(hào)規(guī)定的速度，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。法國和加拿大等國已采用無人駕駛地鐵列車的最先進(jìn)技術(shù)，這種高度自動(dòng)化的先進(jìn)地鐵系統(tǒng)是由地鐵控制中心用大型電子計(jì)算機(jī)監(jiān)控的，整個(gè)線路網(wǎng)的站際聯(lián)系、信息系統(tǒng)、列車運(yùn)行、車輛調(diào)度等也完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。目前我國100萬以上人口城市已達(dá)35座，這些城市不同程度存在著“乘車難”的問題，發(fā)展地鐵將是城市交通建設(shè)中的必然趨勢。中國是目前世界上動(dòng)工新建地鐵城市最多的國家之

一。除香港、北京、上海、天津、廣州、深圳、南京等城市地鐵已先后通車外，現(xiàn)在還有10多座城市正在擴(kuò)建、興建或計(jì)劃修建地鐵。綜觀世界城市交通動(dòng)向，地鐵發(fā)展前景令人矚目。

北京地鐵是中國第一條地下鐵道，1969年10月北京地鐵第一期工程投入試運(yùn)營，目前，北京地下鐵道現(xiàn)總長公里，30個(gè)運(yùn)營車站，客運(yùn)量日平均125萬人次，北京地鐵的滿載率和單車運(yùn)行均居世界第一。北京市還提出規(guī)劃，到2015年實(shí)現(xiàn)“三環(huán)、四橫、五縱、七放射”總長561公里的軌道交通網(wǎng)絡(luò)。

1950年代末期中國與蘇聯(lián)的關(guān)系惡化后，中國開始規(guī)劃在北京、沈陽、上海三座重要城市修建地鐵，以作為平戰(zhàn)結(jié)合的戰(zhàn)備防御手段。北京地鐵首先開工，一期工程于1965年7月1日開工建設(shè)，其線路沿長安街與北京城墻南緣自西向東貫穿北京市區(qū)，連接西山的衛(wèi)戍部隊(duì)駐地和北京站，采用明挖填埋法施工。全長公里，設(shè)17座車站和一座車輛段（古城

車輛段），1969年10月1日建成通車。根據(jù)預(yù)計(jì)，北京地鐵在戰(zhàn)時(shí)可以每天運(yùn)送5個(gè)陸軍整編師的兵力自西山運(yùn)至北京市區(qū)。

由于屬于戰(zhàn)備工程，北京地鐵在通車后很長時(shí)間北京地鐵復(fù)八線于1992年6月24日開工建設(shè)，1999年9月28日通車試運(yùn)營，2000年6月28日與一線全線貫通。截至2007年，北京地鐵已開通的線路包括1號(hào)線、2號(hào)線、13號(hào)線、八通線和5號(hào)線，運(yùn)營線路總里程142公里，共有93座運(yùn)營車站。其中，1號(hào)線全長公里，23座運(yùn)營車站；2號(hào)線全長公里，18座運(yùn)營車站；13號(hào)線全長公里，16座運(yùn)營車站；八通線全長公里，13座運(yùn)營車站；5號(hào)線全長公里，23座運(yùn)營車站。北京地鐵目前日客運(yùn)量150萬人次左右。

最近，北京地鐵實(shí)行了全程2元票制，成為國內(nèi)票價(jià)最低的城市軌道交通系統(tǒng)。

2、地鐵車站發(fā)展趨勢

地鐵是一種規(guī)模宏大的交通性公共建筑。根據(jù)其功能、使用要求、設(shè)置位置的不同可以劃分為車站、區(qū)間、車輛段三個(gè)部分，它們構(gòu)成了一條完整的地鐵線路運(yùn)營系統(tǒng)。

圖2地鐵線路及車站設(shè)置示意圖

車站是地鐵系統(tǒng)中一個(gè)很重要的組成部分，地鐵乘客乘坐地鐵必須經(jīng)過車站，它與乘客的關(guān)系極為密切；同時(shí)它又集中設(shè)置了地鐵運(yùn)營中很大一部分技術(shù)設(shè)備和運(yùn)營管理系統(tǒng)，因此，它對(duì)保證地鐵安全運(yùn)行起著很關(guān)鍵的作用。所以車站位置的選擇、環(huán)境條件的好壞、設(shè)計(jì)的合理與否，都會(huì)直接影響地鐵的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，影響到城市規(guī)劃和城市景觀。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，在現(xiàn)代修建的地鐵車站中出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

(1)車站組成由單一功能向多功能方向發(fā)展。隨著城市化步伐的加快，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市人口迅猛增加，對(duì)城市交通帶來了日益嚴(yán)重的矛盾和壓力，同時(shí)，由于地面建筑物的修建，城市用地更加緊張，為了節(jié)約城市用地，建設(shè)立體化的城市受到普遍重視，且得到迅速的發(fā)展。在以往修建的地鐵車站中，絕大多數(shù)是為解決城市客運(yùn)交通而修建的。現(xiàn)在，由于物質(zhì)文化水平的提高，乘客對(duì)交通環(huán)境提出了更高的要求，地鐵車站的功能為適應(yīng)這一變化而得到了很大的發(fā)展，如斯德哥爾摩地鐵車站站廳通常劃分成地鐵使用區(qū)及城市公用區(qū)兩部分。在公用區(qū)內(nèi)設(shè)有小商店、自動(dòng)售貨機(jī)，個(gè)別車站還設(shè)有理發(fā)室、照相館、物件寄存等設(shè)施。巴黎某地鐵車站在站廳內(nèi)設(shè)置了小休息區(qū)，為了與站內(nèi)乘客人流分開，設(shè)計(jì)者將休息區(qū)的地面加高，其上設(shè)有休息椅、酒吧等。東京銀座站還設(shè)置了大型地下商場、停車庫、倉庫等設(shè)施。使地鐵車站在以交通為主的基礎(chǔ)上，逐步向商業(yè)化、社會(huì)化的方向發(fā)展，從單一功能向多功能方向發(fā)展。

(2)車站設(shè)備向高科技方向發(fā)展，設(shè)施日趨完善?？萍汲晒拈_發(fā)應(yīng)用，對(duì)地鐵車站的運(yùn)營、管理、設(shè)備更新都起到了很大的推動(dòng)作用。列車運(yùn)行自動(dòng)化控制和管理系統(tǒng)，保證了行車安全，提高了運(yùn)輸效率，改善了勞動(dòng)條件。自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)控、自動(dòng)滅火系統(tǒng)等現(xiàn)代化設(shè)施，對(duì)車站建筑設(shè)計(jì)提出了更高的要求，使地鐵車站向現(xiàn)代化和高科技方向發(fā)展。

3、地鐵車站施工工法

目前國內(nèi)外修建地鐵車站的施工方法有明挖法、新奧法、盾構(gòu)法和這三種方法的組合及變化形式。

1）明挖法與蓋挖法

（1）明挖法

明挖法是各國地下鐵道施工的首選方法，在地面交通和環(huán)境允許的地方通常采用明挖法施工，明挖法具有施工作業(yè)面多、速度快、工期短、易保證工程質(zhì)量和工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但因?qū)Τ鞘猩罡蓴_大，應(yīng)用受到各種因素的限制，尤其是當(dāng)?shù)孛娼煌ê铜h(huán)境不允許時(shí)，只能采用蓋挖法或新奧法。明挖法適用于淺埋車站，有寬闊的施工場地，可修建的空間比較大，如帶有換乘站、地下商場、休息和娛樂場所及停車庫等的地下綜合體車站，如上海地鐵徐家匯站。

明挖法施工主要分為圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、站內(nèi)土方開挖、車站主體結(jié)構(gòu)施作和回填上覆土和恢復(fù)管線四個(gè)部分。根據(jù)不同的地質(zhì)條件和車站結(jié)構(gòu)的大小以及基坑深度，明挖法的圍護(hù)結(jié)構(gòu)可采用地下連續(xù)墻、錨桿、鉆孔樁加旋噴樁止水、SMW水泥土加型鋼等。采用地下連續(xù)做圍護(hù)結(jié)構(gòu)的明挖法修建地鐵車站的施工流程為：地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工－內(nèi)井點(diǎn)降水或基坑底土體加固－開挖上層土體設(shè)置上層鋼支撐－開挖中間層土體－設(shè)置中間層鋼支撐－最后開挖底層土體－澆筑底板混凝土結(jié)構(gòu)－拆除中間層支撐－澆筑車站混凝土結(jié)構(gòu)－拆除頂層支撐－澆筑車站頂板混凝土結(jié)構(gòu)－回填土體等。

（2）蓋挖法

蓋挖法是利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系，在較繁忙交通路段利用結(jié)構(gòu)頂板或臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)施維持路面交通，在其下進(jìn)行車站施工工法。按結(jié)構(gòu)施工的順序分蓋挖逆作法和蓋挖順作法兩種。蓋挖逆作法一般都是對(duì)交通作短暫封鎖一年左右，將結(jié)構(gòu)頂板施工結(jié)束，恢復(fù)道路交通，利用豎井作出人口進(jìn)行內(nèi)部暗挖逆筑。蓋挖順作法一般是利用臨時(shí)性設(shè)施（如鋼結(jié)構(gòu)）作輔助措施維持道路通行，在夜間將道路封鎖，掀開蓋板進(jìn)行基坑土方開挖或結(jié)構(gòu)施工。蓋挖法也成為修建車站的主要方法，在世界上蓋挖法修建車站占有很大比例，采用這種方法，在北京、上海、南京、廣州等修建了近10余座地鐵車站。蓋挖逆作法具有占用場地時(shí)間短，對(duì)地面干擾小和施工安全等優(yōu)點(diǎn)；適用于車站上面有高層建筑、埋深較大的地鐵車站，如上海地鐵新閘門路站；缺點(diǎn)是施工工序復(fù)雜、交叉作業(yè)和施工條件差等。蓋挖順作法同樣具有蓋挖逆作法的優(yōu)缺點(diǎn)，只是適用于市區(qū)淺埋地鐵車站。

采用蓋挖法的基本施工流程為：施作車站內(nèi)臨時(shí)支承樁－施工地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)－注漿加固地下連續(xù)墻墻趾－加固地基與基坑底土體－第一層鋼支撐抽槽設(shè)置－開挖第一層土體－安裝第二層鋼支撐－車站頂板立模、梆扎鋼筋和澆筑混凝土－頂板覆土、埋管和路面澆筑－暗挖第二層土體－第二層鋼支撐下移至第三層安裝、第四層鋼支撐安裝－中樓板立模、扎鋼筋和混凝土澆筑－分小段暗挖第三層土體－第四層鋼支撐逐根移至－第五層安裝－底板混凝土澆筑。

2）暗挖法

（1）新奧法

新奧法（NATM，為NewAustrianTunnellingMethod的縮寫）為也是通常所說的礦山法，新奧法是當(dāng)代隧道施工設(shè)計(jì)應(yīng)用最廣泛的方法。其施工思路是在監(jiān)控量測的基礎(chǔ)上，及時(shí)更改噴射混凝土的厚度，錨桿、鋼支持和鋼絲網(wǎng)的參數(shù)以及二次襯砌等支護(hù)措施，來保持開挖洞室的穩(wěn)定，從而保證施工的安全，當(dāng)?shù)孛娼煌ê铜h(huán)境不允許時(shí)，世界上各國常采用這種施工方法，如日本采用新奧法修建的東葉高速線北習(xí)志野站，為三拱兩柱單層式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)地面的影響小、造價(jià)低，適用于堅(jiān)硬巖土介質(zhì)、底下水位底，但是進(jìn)度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大和風(fēng)險(xiǎn)也大。

新奧法施工對(duì)大斷面的開挖有側(cè)壁導(dǎo)坑、臺(tái)階和CRD等，其施工流程為：放線－鉆孔、裝藥和放炮－通風(fēng)除塵后出渣－打錨桿、鋼拱架支撐和掛鋼筋網(wǎng)－施作噴射混凝土初期支護(hù)－最后修建模筑混凝土二次襯砌。用到的輔助工法有降水、大小導(dǎo)管、注漿和采取必要的監(jiān)控

量測措施。

（2）淺埋暗挖法

淺埋暗挖法是按照“新奧法”原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，以加固、處理軟弱地層為前提，采用足夠剛性的復(fù)合襯砌（由初期支護(hù)和二次襯砌及中間防水層所組成）為基本支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種用于軟土地層近地表隧道的暗挖施工方法，它以施工監(jiān)測為手段，指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工，保證施工安全，控制地表沉降。淺埋暗挖法的施工原則是：管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測，與明挖法相比，淺埋暗挖法的最大優(yōu)點(diǎn)是避免了大量拆遷、改建工作，減少了對(duì)周圍環(huán)境的粉塵污染和噪聲影響，對(duì)城市交通的干擾小。盾構(gòu)法雖然也具有上述同樣優(yōu)點(diǎn)，但盾構(gòu)法不能適應(yīng)隧道斷面變化，而且當(dāng)盾構(gòu)開挖的隧道不是足夠長時(shí)，盾構(gòu)法的經(jīng)濟(jì)性不明顯。選用淺埋暗挖法應(yīng)考慮的基本適用條件有：不允許帶水作業(yè)和要求開挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性，而且是淺埋地鐵車站。缺點(diǎn)是地下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大、機(jī)械化程度低。

淺埋暗挖法對(duì)土體的加固和對(duì)水的處理方法有凍結(jié)法、注漿、深層攪拌和管棚等。對(duì)于斷面較大的隧道，考慮分部開挖、分部支護(hù)和封閉成環(huán)的需要，選擇中隔壁法（CD）法、交叉隔壁法（CRD）和側(cè)壁導(dǎo)坑法（眼鏡法）等。淺埋暗挖法常用的初期支護(hù)形式是鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土。地表位移、拱頂下沉、隧道周邊收斂等量測項(xiàng)目常被選為監(jiān)控量測的必測項(xiàng)目，而土壓力、土體位移、支護(hù)應(yīng)力等可作為選測項(xiàng)目。

（3）暗挖與蓋挖相結(jié)合的施工方法

暗挖與蓋挖相結(jié)合的施工方法是一種新技術(shù)，是我國在使用暗挖法和蓋挖法施工的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研究總結(jié)而提出的具有蓋挖法和暗挖法各自優(yōu)點(diǎn)的一種新的施工方法。其關(guān)鍵是將地鐵車站視為由樁、梁和拱組成的地下結(jié)構(gòu)，如北京天安門西站。天安門西站的具體施工流程為：導(dǎo)洞開挖、支護(hù)－樁孔、柱孔開挖及護(hù)壁－條形基礎(chǔ)施作－樁、柱吊裝及灌注混凝土－樁、柱頂梁施作－三跨頂拱初期支護(hù)施作－花邊墻施作－三跨頂拱二次襯砌施作－站廳層施作－站臺(tái)層施作－站臺(tái)板施作－建筑裝修及設(shè)備安裝。

（4）暗挖新技術(shù)

暗挖法也有了新的進(jìn)展，主要有預(yù)制塊法、預(yù)切槽法和氣壓法，預(yù)制塊法是把盾構(gòu)管片的安裝技術(shù)和暗挖技術(shù)融合在一起的一項(xiàng)新技術(shù)，先做兩側(cè)導(dǎo)洞及側(cè)墻，然后注漿開挖并放置鋼拱架、噴射混凝土、安裝預(yù)制塊、在背后注漿，跨度已達(dá)18m以上，該技術(shù)在法國已大量應(yīng)用。預(yù)切糟法是按照結(jié)構(gòu)尺寸制造一個(gè)臺(tái)架，裝有特制鏈條鋸沿拱圈方向把地層切成一個(gè)高10-35cm、深4-5m的糟縫，然后放置鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土，形成鋼筋混凝土拱，在其保護(hù)下開挖施工，效果很好，在法國、意大利等國家已開始應(yīng)用。氣壓暗挖法是采用氣壓條件下的新奧法施工，因采用氣壓較低，一般對(duì)人體健康沒有影響。壓縮空氣不僅可排除隧道中的地下水，還可減少地面沉降，防止地面結(jié)構(gòu)損壞，減少加壓隧道一次襯砌的荷載，對(duì)開挖面有支護(hù)作用，降低成本，對(duì)降低施工中的粉塵有顯著作用，這種辦法已在奧地利、德國、英國、日本等國家應(yīng)用。

3）盾構(gòu)綜合法修建地鐵車站

國外已經(jīng)采用了配合盾構(gòu)法修建地鐵車站的施工方法，這種施工方法可一次采用盾構(gòu)法將區(qū)間隧道和過站隧道貫通，再在盾構(gòu)隧道的基礎(chǔ)上擴(kuò)挖而形成地鐵車站；或直接利用大直徑盾構(gòu)機(jī)或連體盾構(gòu)機(jī)修建地鐵車站。配合盾構(gòu)法修建地鐵車站的優(yōu)點(diǎn)是可充分有效地利用盾構(gòu)設(shè)備，達(dá)到進(jìn)一步提高地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量、縮短建設(shè)周期，從總體上較大幅度地降低工程造價(jià)的目的。從而使得盾構(gòu)法在城市地鐵工程中得到了大規(guī)模的采用；同時(shí)不影響地面交通和中斷地下生命線（上下水道、電線和電話線管道以及天然氣管道等等），且施工安全、機(jī)械化程度高。這種施工方法適用于市區(qū)深埋車站和線路交匯處換乘下層站等。但是，其施工所使用的機(jī)械復(fù)雜，安裝操作難度大，國外盾構(gòu)綜合法修建地鐵車站有以下五種形式。

（1）擴(kuò)挖區(qū)間盾構(gòu)隧道修建

此方法直接在兩條單線區(qū)間盾構(gòu)隧道的基礎(chǔ)上，擴(kuò)挖形成車站。得到實(shí)際應(yīng)用的有兩種方法：一種是托梁法，一種是半盾構(gòu)法。此大類方法已有較多工程實(shí)例，但多用于單層島式站臺(tái)，且單線區(qū)間盾構(gòu)隧道的建筑界限還應(yīng)滿足車站的使用要求。

（a）托梁法

此方法采用兩臺(tái)單線盾構(gòu)，并行施工修建兩條單線區(qū)間隧道，而后修建兩側(cè)立柱，從兩側(cè)立柱頂部向區(qū)間隧道間的地層中壓入托梁，在托梁的支撐下進(jìn)行上部土體的開挖和管片的拆除，立?，F(xiàn)澆車站頂部結(jié)構(gòu)，然后開挖下部土體和管片的拆除并施做下部結(jié)構(gòu)，最近建成的日本東京地鐵7號(hào)線（南北線）的永田町站即采用該法修建的。

（b）半盾構(gòu)法

與托梁法一樣，用兩臺(tái)盾構(gòu)并行并行施工修建兩條單線區(qū)間隧道，而后修建兩側(cè)立柱，再用半盾構(gòu)修筑車站頂部結(jié)構(gòu)，最后進(jìn)行管片的拆除和開挖下部土體并施做下部結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)型式如圖3所示。

圖3半盾構(gòu)法修建的車站結(jié)構(gòu)

（2）建成兩條或三條平行隧道

（a）建成三條平行隧道。用直徑為9-10m的盾構(gòu)建成三條平行隧道，在中間隧道與兩側(cè)隧道間修建聯(lián)絡(luò)通道形成地鐵車站。該法適用于修建站臺(tái)較寬的島式車站，在前蘇聯(lián)深埋地鐵中應(yīng)用較多，如基輔地鐵車站（見圖4）。

圖4基輔地鐵車站的結(jié)構(gòu)型式

（b）建成兩條平行隧道。日本近期投入技術(shù)研究力量，成功開發(fā)出了采用圓周盾構(gòu)方式將小直徑的區(qū)間盾構(gòu)隧道擴(kuò)大為大直徑的方法，為在區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法，但在車站受凈空限制而不便擴(kuò)建為車站結(jié)構(gòu)的情況提供了可能途徑。

英國直接用7m左右的盾構(gòu)機(jī)修建兩條平行隧道，形成側(cè)式站臺(tái)車站，缺點(diǎn)為修建車站的盾構(gòu)機(jī)不能采用修建區(qū)間的盾構(gòu)機(jī)，如果都用大直徑盾構(gòu)機(jī)修建區(qū)間和車站的話，造成不必要的浪費(fèi)，其結(jié)構(gòu)示意見圖5，當(dāng)然也可修建少量的聯(lián)絡(luò)通道，滿足車站工作人員和乘客的通行。

圖5倫敦地鐵盾構(gòu)車站

（c）固定式或分離式連體盾構(gòu)機(jī)直接修建

日本在采用兩連盾構(gòu)機(jī)修建區(qū)間隧道成功后，繼而又開發(fā)了采用固定式或可分離式連體盾構(gòu)機(jī)直接修建車站的方法，這些方法越來越多地應(yīng)用到工程中，取得了良好的效果，但多為單層車站。日本還有采用此法修建雙層地鐵車站的計(jì)劃。如都營地鐵12號(hào)線飯?zhí)飿蛘?，就是采用固定式三連體盾構(gòu)機(jī)修建的，該站為單層島式站臺(tái)車站。圖6為采用分離式三連體盾構(gòu)機(jī)修建單層側(cè)式站臺(tái)車站示意圖。

圖6單層側(cè)式車站

（3）修建拱形結(jié)構(gòu)

此方法為先修建兩個(gè)小型盾構(gòu)并充填混凝土，以此作為拱座基礎(chǔ)，再修建上部單拱結(jié)構(gòu)形成車站，此方法在俄羅斯較多使用，且已在雙層車站中使用。圖7為圣彼得堡地鐵三拱墻柱式車站，先用盾構(gòu)貫通區(qū)間隧道，修建兩側(cè)的立柱（實(shí)際上為連續(xù)開洞的隔墻，在墻上裝有自動(dòng)控制的門，列車到站時(shí)會(huì)自動(dòng)開啟），再暗挖站臺(tái)隧道上部土體，修建拱部結(jié)構(gòu)，最后開挖下部土體并修建仰拱結(jié)構(gòu)，在修建上部拱式結(jié)構(gòu)時(shí)，可結(jié)合輔助工法采用礦山法開挖（如加固土層后開挖或機(jī)械開槽形成上部拱式結(jié)構(gòu)后開挖等）、也可直接采用若干小型盾構(gòu)修筑

上部拱式結(jié)構(gòu)體后，在上部結(jié)構(gòu)保護(hù)下開挖。

圖7圣彼得堡地鐵車站

（4）復(fù)式微型盾構(gòu)修建

這是一種正在發(fā)展中的方法，其思路是采用小型或微型盾構(gòu)設(shè)備，先修筑車站結(jié)構(gòu)體，而后開挖內(nèi)部土體，可修建大型地鐵車站。其形式有多種，按盾構(gòu)機(jī)刀盤的切削方向，可建成弧型或矩形車站結(jié)構(gòu)體。此法不用大型盾構(gòu)設(shè)備，安全可靠、可在極其軟弱的地層條件下修建大型車站結(jié)構(gòu)，但尚需進(jìn)一步完善小型盾構(gòu)設(shè)備

4、基本研究方法

目前明挖法仍然是地鐵車站首選的施工方法，結(jié)合北京市的地質(zhì)條件及已經(jīng)建成的地鐵工程實(shí)例，北京地鐵6號(hào)線東大橋站擬采用明挖法施工。

1)明挖法的主要技術(shù)

明挖法是目前我國地鐵車站采用最多的一種施工方法，對(duì)埋深不大、地面無建(構(gòu))筑物、地面交通和環(huán)境保護(hù)無特殊要求時(shí)的區(qū)間隧道也采用該方法，主要有放坡明挖和圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的明挖兩種方法，在修建地鐵的城市均有應(yīng)用。其技術(shù)上的進(jìn)步主要反映在基坑的開挖方法和圍護(hù)結(jié)構(gòu)上。針對(duì)不同的地層，基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要有地下連續(xù)墻、人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、鉆孔咬合樁、SMW工法樁、工字鋼樁和鋼板樁圍堰等。

在基坑開挖方面，有代表性的是時(shí)空效應(yīng)理論。在此基礎(chǔ)上，上海地鐵總結(jié)出一套在軟弱地層中開挖、支撐和結(jié)構(gòu)施工的方法。首先采用大口井進(jìn)行基坑降水，以提高基底被動(dòng)土的強(qiáng)度，然后，對(duì)基坑實(shí)施分段開挖，隨挖隨支撐，控制坑底暴露時(shí)間(或?qū)Φ装宓貙舆M(jìn)行預(yù)加固)，適時(shí)地澆注底板結(jié)構(gòu)。同時(shí)，對(duì)基坑和周邊管線和建筑進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施。

在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面的主要施工技術(shù)有：

(1)地下連續(xù)墻

該結(jié)構(gòu)適合于飽水軟弱地層，如飽水沙層、飽和的淤泥土層等。在此類土層中地下連續(xù)墻既可以控制土壓力，又可以有效地阻隔地下水，同時(shí)還可以作為車站結(jié)構(gòu)的一部分，因此在上海地鐵車站的建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。

(2)人工挖孔樁和鉆孔灌注樁

人工挖孔樁和鉆孔灌注樁均是采用排樁樁墻來擋土和防水，實(shí)現(xiàn)基坑的圍護(hù)。其中人工挖孔樁適合于地下水位較深或無水的地層，要求地層強(qiáng)度較高。其斷面形式不受施工機(jī)具的限制，可以作成圓形和方形，而且其施工質(zhì)量和強(qiáng)度要高于普通的鉆孔灌注樁，但后者具有較廣的土層適用范圍，二者不能替代。人工挖孔樁和鉆孔灌注樁在北京、廣州、深圳等地鐵工程中都有應(yīng)用。

(3)SMW工法樁

該工法是在水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型鋼或其它種類的勁性材料，來增強(qiáng)水泥土攪拌樁抗彎、抗剪能力。以其作成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)同時(shí)具有較好的防水功能，在6—10m深的基坑中具備技術(shù)優(yōu)勢，與地下連續(xù)墻相比，SMW工法樁施工速度快，施工占地少，無污染。同時(shí)由于型鋼可以拔出回收，造價(jià)低廉。因此，此方法在上海和南京地鐵車站的出人口基坑圍護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。

(4)鉆孔咬合樁

鉆孔咬合樁是近年來開發(fā)的一種基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)新工法，采用全套管鉆機(jī)成孔，相鄰樁采用素混凝土和鋼筋混凝土間隔布置并相互咬合排列。與其它類型灌注樁相比具有不坍孔、成樁質(zhì)量好、防水效果好、成樁效率高、造價(jià)低、施工無污染等優(yōu)點(diǎn)，在軟土地層，尤其在富水軟土地層中施做維護(hù)結(jié)構(gòu)具有明顯優(yōu)勢。該技術(shù)已首先在深圳地鐵金益區(qū)間等明挖基坑施工中

成功應(yīng)用，并已推廣應(yīng)用于杭州等地區(qū)的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。

各主要城市明挖車站基坑支護(hù)形式（部分）見表1。

表1：各主要城市明挖車站基坑支護(hù)形式（部分）

2）明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含了兩部分：①基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：②主體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部構(gòu)件設(shè)計(jì)。

（1）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（a）圍護(hù)結(jié)構(gòu)選擇

根據(jù)結(jié)構(gòu)的特性、場地情況、周圍環(huán)境、基坑深度、寬度、工期安排、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)狀況，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較選擇。對(duì)于含水的軟黏土、流砂地層一般采用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)；對(duì)于水位不高，或允許大面積降水的黏性土層，可采用人工挖孔或鉆孔灌注樁；對(duì)于水位較高，且不允許大面積降水的粘性砂土層，可采用鉆孔樁+旋噴樁的圍護(hù)型式；對(duì)于自穩(wěn)性較好的軟巖地層或弱風(fēng)化巖層，可以采用噴錨支護(hù)或土釘墻技術(shù)。為降低成本，設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)具體工況，選擇一到兩種圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

（b）荷載確定

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載一般有地面超壓、水土壓力。

i)地面超壓一般按20kPa計(jì)，當(dāng)基坑邊沿有建筑物或特殊荷載(如塔吊基礎(chǔ)等)時(shí)需按實(shí)際荷載計(jì)算。

ii)水土壓力：在施工階段，黏性土層或坑內(nèi)外均進(jìn)行降水的砂性土層按水土合算，僅坑內(nèi)降水的砂性土層按水土分算；在使用階段，為永久結(jié)構(gòu)的安全，不論砂性土層還是黏性土層，均宜按水土分算考慮。

（c）圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算方法

i)彈塑性有限元法：將結(jié)構(gòu)與地層作為一相互作用體，通過理論假定確定地層的本構(gòu)關(guān)系及地層與結(jié)構(gòu)界面的作用模式，按照施工過程逐步模擬地層與結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理，確定結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的變化及周圍土層的力學(xué)機(jī)理及變位。目前采用的計(jì)算模型主要有理想彈塑性模型、黏彈性模型、鄧肯一張非線性模型等。通用的計(jì)算程序有ANSYS程序、2D-σ、3D-σ程序及同濟(jì)曙光程序等。由于圍巖性質(zhì)極其復(fù)雜，很難用一種單一的模型進(jìn)行模擬，加之地層應(yīng)力的釋放過程與開挖方式、開挖過程、支撐形式、支撐剛度等有著密切的聯(lián)系，使計(jì)算過程中的一些參數(shù)難于確定，最后導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果難于反應(yīng)真實(shí)的受力情況。因此這種計(jì)算方法一般用于定性分析或同一工況下的施工方式比選。

ii)桿件有限元法：己知基坑面以上的結(jié)構(gòu)荷載，用彈簧模擬基坑以下地層與結(jié)構(gòu)的相互作用，以梁(板)單元模擬結(jié)構(gòu)，隨施工的不同階段按增量法或總量法對(duì)受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。目前多采用SAP84程序、理正深基坑計(jì)算程序、同濟(jì)啟明星計(jì)算程序等。

iii)理論假定簡化法：如假想支點(diǎn)法、等值梁法、m法等。目前設(shè)計(jì)中，以桿件有限元法應(yīng)用較為普遍，計(jì)算結(jié)果或計(jì)算精度較為接近實(shí)際。

（d）圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)結(jié)構(gòu)受力結(jié)果，依照相應(yīng)的規(guī)范按結(jié)構(gòu)的重要性、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、變位及構(gòu)造要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在滿足上述條件下盡量做到經(jīng)濟(jì)合理、便于施工。

(2)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（a）支撐結(jié)構(gòu)選擇

首先根據(jù)地層條件、地下管線、基坑尺寸、施工要求確定錨拉式或內(nèi)撐式支撐方式。對(duì)于內(nèi)撐式結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)材料情況、施加預(yù)應(yīng)力方式來確定支撐結(jié)構(gòu)材料。

但是應(yīng)該開發(fā)深基坑圍護(hù)技術(shù)和地面變形監(jiān)控技術(shù)，以便明挖法在地鐵車站的施工中得到更廣的應(yīng)用。蓋挖法應(yīng)是修建車站的主要方法，在世界上蓋挖法修建車站占有很大比例，要建

立合理的施工組織網(wǎng)絡(luò)來疏導(dǎo)交通，降低對(duì)地面交通的影響，以及開發(fā)小型地下靈合的開挖機(jī)械等，來提高施工質(zhì)量和縮短工期。

（b）支撐結(jié)構(gòu)計(jì)算

i)錨桿計(jì)算：錨桿承載力主要由拉桿的極限抗拉強(qiáng)度、拉桿與錨固體之間的極限握裹力、錨固體與土體之間的極限抗拔力確定。一般在軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖層和土層中，錨桿的極限抗拉強(qiáng)度、錨桿孔壁與砂漿的摩阻力均低于砂漿對(duì)鋼拉桿的握裹力，錨桿極限抗拔力受孑L壁摩阻力的控制，即取決于沿接觸面外圍軟質(zhì)巖和土層的抗剪強(qiáng)度。

ii)內(nèi)支撐計(jì)算：根據(jù)偏心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度、平面內(nèi)及平面外的穩(wěn)定性進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，除豎向荷載(支撐自重和支撐頂面的施工活荷載等)產(chǎn)生的偏心彎距外，同時(shí)要考慮支撐安裝誤差造成的偏心影響，其偏心距可考慮支撐計(jì)算長度的1/1000。

此外，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算還包括基坑穩(wěn)定計(jì)算和地面沉降計(jì)算。

(c）主體結(jié)構(gòu)計(jì)算

一般明挖車站結(jié)構(gòu)可只進(jìn)行橫斷面的結(jié)構(gòu)受力分析計(jì)算，但是當(dāng)遇到覆土厚度沿線路縱向有較大變化、結(jié)構(gòu)上部直接建有建筑物或重要構(gòu)筑物、底板坐落地層有顯著差異等情況時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)分析．

i）計(jì)算過程

結(jié)構(gòu)計(jì)算采用荷載結(jié)構(gòu)模式，采用MADIS-CIVIL、SAP90或者ANSYS結(jié)構(gòu)計(jì)算程序進(jìn)行分析．

ii）主要荷載

結(jié)構(gòu)自重、地層壓力、設(shè)備重量、人群荷載、地面車輛荷載及其沖擊力、地震作用，人防荷載．

5、明挖車站存在的問題及車站施工方法的發(fā)展動(dòng)向

1)明挖地鐵車站存在的問題

(a）外界氣象條件對(duì)施工影響較大；

(b）施工對(duì)城市地面交通和居民的正常生活影響很大，易產(chǎn)生噪聲、粉塵及廢棄泥漿等污染物；

(c）需要拆除工程影響范圍內(nèi)的建筑物和管線；

(d）在飽和的軟土層，深基坑引起的地面沉降難以控制，且坑內(nèi)土坡向穩(wěn)定常常會(huì)成為威脅工程安全大問題。

2)車站施工方法的發(fā)展動(dòng)向

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，施工機(jī)械的現(xiàn)代化，為了減少地鐵車站建設(shè)對(duì)對(duì)城市地面交通和居民的正常生活的影響，減少拆除工程量，暗挖法、盾構(gòu)法等工法在地鐵車站的開挖中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

6、選題的目的

當(dāng)前在大城市中，尤其是百萬人口而密度又大的城市，隨著城市的發(fā)展道路交通更加繁忙，地面有限的空間越來越不能適應(yīng)道路交通、建構(gòu)筑物、廣場和綠化等用地的需求，因此很多道路、管網(wǎng)和貯庫等不得不向地下發(fā)展。

改革開放以來，北京市地面交通道路設(shè)施雖然已有很大的發(fā)展，如道路拓寬、城市環(huán)行線路和高架立交橋不斷增加，但仍不能滿足日益增長的交通需要量，為了緩解路面交通壓力，解決高峰時(shí)交通堵塞現(xiàn)象，開辟地鐵交通是很好的解決途徑。地鐵車站是地鐵系統(tǒng)中一個(gè)很重要的組成部分，它與乘客的關(guān)系極為密切，同時(shí)它又集中設(shè)置了地鐵運(yùn)營中很大一部分技術(shù)設(shè)備和運(yùn)營管理系統(tǒng)。因此，它對(duì)保證地鐵安全運(yùn)行起著很關(guān)鍵的作用。車站位置的選擇、環(huán)境條件的好壞、設(shè)計(jì)的合理與否等，都會(huì)直接影響地鐵的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，影響到城市規(guī)劃和城市景觀。

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的旨在通過對(duì)北京地鐵6號(hào)線東大橋站的地質(zhì)條件和周圍環(huán)境分析，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)習(xí)調(diào)研的資料，同時(shí)大量查閱文獻(xiàn)資料，運(yùn)用所學(xué)的基本理論知識(shí)，采用工程類比、概率極限狀態(tài)及軟件分析等方法對(duì)該車站進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工方案設(shè)計(jì)，達(dá)到熟練掌握地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步探討各種地鐵施工工法、結(jié)構(gòu)形式等對(duì)地鐵車站本身、周圍環(huán)境的影響等問題。

主要參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50157－2003）.北京：中國計(jì)劃出版社，2003

[2]施仲衡，張彌等.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工.陜西：陜西科學(xué)出版社，1997

[3]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010－2002）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002

[4]劉成宇等.土力學(xué).北京：人民鐵道出版社，

[5]周景星等.基礎(chǔ)工程.北京：清華大學(xué)出版社，

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[8]王鐵成等.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2004

研究方案：

通過對(duì)北京地鐵6號(hào)線東大橋站的地質(zhì)條件和周圍環(huán)境分析，結(jié)合詳細(xì)的設(shè)計(jì)資料，同時(shí)大量查閱文獻(xiàn)資料，運(yùn)用所學(xué)的基本理論知識(shí)，采用工程類比、概率極限狀態(tài)及軟件分析等方法對(duì)該車站進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工方案設(shè)計(jì)，達(dá)到熟練掌握地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及指導(dǎo)實(shí)際地鐵車站施工的目的。

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：

序號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）各階段審核日期：年月日

中文摘要

地鐵車站的設(shè)計(jì)與施工，既是地鐵工程亮點(diǎn)所在，更是一個(gè)難點(diǎn)問題。本畢業(yè)設(shè)計(jì)按照地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范等，根據(jù)北京地鐵6號(hào)線東大橋站的運(yùn)營要求、站址環(huán)境和工程水文地質(zhì)條件等，本著經(jīng)濟(jì)合理、安全實(shí)用的原則，對(duì)東大橋車站進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方案設(shè)計(jì)等。

本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要思路如下：

1、根據(jù)線路特征、運(yùn)營要求、周圍環(huán)境及施工方法等條件確定車站平面形式；

2、根據(jù)客流量確定車站規(guī)模，按照“適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的原則對(duì)車站建筑設(shè)計(jì)，包括對(duì)車站型式及站廳、站臺(tái)層的平面布置和車站附屬設(shè)施等；

3、根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算各種荷載和進(jìn)行荷載組合，選擇正常使用階段的標(biāo)準(zhǔn)組合和基本組合采用荷載結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用彈性地基梁的理論使用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件MIDAS軟件對(duì)車站結(jié)構(gòu)在正常使用階段工況下進(jìn)行建筑布置設(shè)計(jì)荷載結(jié)構(gòu)模型MADIS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工方案設(shè)計(jì)

Abstract

Thedesignandconstructionofmetrostation,notonlyisthebrightofmetroengineering,butalsoisadifficultproblem.Accordingtotheenvironmentandgeologysituationaswellasthecodefordesignofmetroandthecodefordesignofconcretestructuresetc,thisthesisaccomplishesthearchitecturedesign,structuredesignandconstructiondesignofLineEastBridgestationofBeijingmetrointheprincipleofeconomy,reasonability,safetyandpracticality.

Thewaytoaccomplishthisthesisisshownbelow:

1,providingtheplanearrangementofthestationbasedonthelinecharacteristic,businessrequirement,over-groundandundergroundenvironmentandconstructionmethodetc;

2,determiningthescaleofthestationbytheamountsofthepassengers,andmakingthearchitecturedesignofthestationwiththepurposeof“applicability,economy,pretty”,whichincludesthestationpattern,theplanearrangementofthehallandtheplatformofthestation,thesubsidiaryfacilitiesofthestation,etc;

3,workingouttheloadsanddoingcombinationsoftheloadsbythecodefordesignofmetro,choosingthestandardcombinationoftheusingstage,adoptingload-structuremodel,calculatingtheinternalforceofthestructureintheusingstagemakinguseofMIDASwiththemethodofplaneelasticfoundationbeam,doingcalculationaboutsteelscollocatingoftheprincipalstructureaccordingtothebiggestinternalforcecalculatedandthecodefordesignofconcretestructures;4,designingtheconstructionprojectbasedontheengineeringgeologicalcondition,hydrogeologicalcondition,surroundingenvironmentandothers.

Keywords:thearchitecturedesign,load-structuremodel,structuredesignMIDAS,designofconstructionscheme

第一章概述

一、站址環(huán)境

東大橋站位于東大橋路口東側(cè)，朝外大街、工體東路、東大橋路、朝陽北路及朝陽路五條道路交匯與此形成五叉路口，路口西北象限為臨街商用建筑群及東草園等居住小區(qū)；路口西南象限為藍(lán)島大廈和昆泰大廈等高層商業(yè)建筑；路口東南象限為市政綠化用地和CBD住宅、商業(yè)用地；路口東北象限為佰富國際商用高層寫字樓；朝陽北路和工人體育場東路之間為公交站場（共5路公交車在此始發(fā)）。該區(qū)域是朝陽地區(qū)重要的客流集散點(diǎn)，地面交通十分繁

忙。地鐵車站設(shè)置在公交站場及以東的朝陽北路下，東西走向。

二、工程概況及有關(guān)參數(shù)計(jì)參數(shù)

東大橋站為三層島式車站，有效站臺(tái)寬13m，長158m，地下一層為地鐵站廳層，地下二層為地鐵設(shè)備層、地下三層為地鐵站臺(tái)層。主體結(jié)構(gòu)采用雙柱三跨結(jié)構(gòu)，車站總長175m。車站標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)寬，高，覆土～。車站主體結(jié)構(gòu)基本位于現(xiàn)況公交站場下，采用明挖法施工。

三、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，本段線路土層分布較為穩(wěn)定，自上而下依次為人工填土、新近沉積土層、第四紀(jì)晚更新世沖洪積地層。本次計(jì)算選用XDD11鉆孔的數(shù)據(jù)，XDD11鉆孔位于主體范圍XDD11鉆孔地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)

土層

編號(hào)土層

名稱土層厚度（m）容重

(kN/m3)C

(kP)φ

(°)K0基床系數(shù)(MPa/m)

水平垂直

①1雜填土010

①粉土填土105

③1粉質(zhì)粘土31143330

③粉土18273533

④4中粗砂0355540

⑤圓礫卵石0408090

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑦1中粗砂0356555

⑦圓礫卵石05090100

現(xiàn)況地下水位標(biāo)高~，位于地表下～，位于圓礫卵石⑤層中?？垢≡O(shè)防水位按標(biāo)高33m，地面標(biāo)高取。

四、設(shè)計(jì)內(nèi)容

1、車站站位選擇；

2、車站總平面布置（包括站位選擇、出入口布置、通風(fēng)亭布置等）；

3、車站結(jié)構(gòu)形式選擇；

4、車站縱斷面設(shè)計(jì)；

5、主體結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計(jì)算；

6、截面檢算與結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)；

7、施工方案設(shè)計(jì)。

五、設(shè)計(jì)依據(jù)

1、《地下鐵道設(shè)計(jì)與施工》陜西科學(xué)出版社；

2、《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（50157—2003）

3、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2002）

4、《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2001）

5、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ16-97)

6、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）

7、《人民防空工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50225-2005）

8、《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50111-2006

第二章車站建筑設(shè)計(jì)

一、設(shè)計(jì)原則

1、車站設(shè)計(jì)遵循“以人為本，百年大計(jì)，安全可靠，經(jīng)濟(jì)適用，保護(hù)環(huán)境”的設(shè)計(jì)總則。

2、車站設(shè)計(jì)符合國家“適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的建筑方針，更好地體現(xiàn)時(shí)代精神和地方特色。

3、車站設(shè)計(jì)符合城市總體規(guī)劃要求，滿足地鐵交通功能的要求，最大限度地吸引乘客，滿足乘客的乘降、集散和換乘的要求。

4、車站設(shè)計(jì)在滿足功能的前提下，妥善處理與城市交通、地面建筑、地下管線、地下構(gòu)筑物之間的關(guān)系，減少拆遷和管線改移，減少對(duì)建筑、交通和市民的影響。

5、車站的規(guī)模及通過能力按遠(yuǎn)期超高峰小時(shí)設(shè)計(jì)客流量確定，遠(yuǎn)期超高峰設(shè)計(jì)小時(shí)客流量為該站預(yù)測遠(yuǎn)期高峰小時(shí)客流量（或客流控制時(shí)期的高峰小時(shí)客流量）乘以～超高峰系數(shù)。

6、車站的設(shè)計(jì)規(guī)模還應(yīng)滿足事故發(fā)生時(shí)乘客緊急疏散的需要。車站的緊急疏散能力，應(yīng)保證在遠(yuǎn)期高峰小時(shí)客流量時(shí)將一列車乘客及站臺(tái)上候車乘客、站內(nèi)工作人員在6min內(nèi)疏散完畢。

7、車站設(shè)計(jì)應(yīng)合理組織客流，保證乘客方便進(jìn)出站，安全順暢；車站的集散廳、站臺(tái)、出入口、樓梯和通道、自動(dòng)扶梯、售檢票機(jī)(口)等各部位的通過能力應(yīng)相互匹配。

8、車站設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量壓縮車站規(guī)模，采取最合理的結(jié)構(gòu)形式，減少初期投資，便于運(yùn)營管理，減少運(yùn)營費(fèi)用，以提高經(jīng)濟(jì)效益。

9、車站建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)簡潔、明快、易于識(shí)別，并應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代交通建筑的特點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)與周圍的城市景觀相協(xié)調(diào)。地鐵車站出入口布置盡可能與地上規(guī)劃建筑結(jié)合。

10、車站設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范、規(guī)定，滿足客流、行車組織與運(yùn)營管理及各專業(yè)工藝要求。

11、車站設(shè)計(jì)充分考慮防災(zāi)的相關(guān)措施，在災(zāi)害條件下保證人員的安全疏散。

12、車站設(shè)計(jì)按五級(jí)人防設(shè)防，按8度地震烈度考慮車站主體及出入口風(fēng)亭設(shè)計(jì)均應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范要求。

二、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1、站廳層

(1)公共區(qū)地坪裝修面至吊頂凈高3200mm；公共區(qū)裝修面層至任何懸掛障礙物不小于2400mm；辦公用房吊頂凈高不小于2400mm；通道用房吊頂凈高不小于2400mm。

(2)站廳層公地坪裝修面厚度：公共區(qū)為200mm，設(shè)備區(qū)為200mm。

2、站臺(tái)層

(1)島式站臺(tái)寬度不小于8000mm；島式站臺(tái)的側(cè)站臺(tái)寬度不小于2500mm。

(2)站臺(tái)有效長度158m。

(3)有效站臺(tái)寬度13m。

(4)有效裝修面層厚度100mm。

(5)站臺(tái)層吊頂公共區(qū)凈高3700mm。

(6)站臺(tái)裝修面至軌頂面高950mm。

(7)有效站臺(tái)邊緣到線路中心1500mm。

(8)線路中心至側(cè)墻凈距2250mm。

(9)軌頂至結(jié)構(gòu)底板頂面650mm。

3、通道、出入口

寬度不小于2500mm，凈高不小于2400mm，與自動(dòng)扶梯或樓梯相連的通道寬度，必須與其通過能力相匹配。

4、建筑等級(jí)、火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)、耐火等級(jí)

本車站建筑設(shè)計(jì)等級(jí)為一級(jí)，火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為一級(jí)，耐火等級(jí)為一級(jí)。

5、抗震設(shè)計(jì)等級(jí)、人防設(shè)計(jì)等級(jí)

本車站結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為二級(jí)，抗震滿足車站8度抗震設(shè)防烈度要求；人防等級(jí)為五級(jí)，滿足人防設(shè)計(jì)要求。

6、車站結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限

本車站主要構(gòu)件及支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限為100年，其他

式中：S－單節(jié)車廂長度，地鐵B型車計(jì)算長度。

n－遠(yuǎn)期列車編組數(shù)，遠(yuǎn)期列車采用3動(dòng)車+3拖車編組。

Δ－停車誤差，一般采用停車不準(zhǔn)確距離為1～2m。

站臺(tái)有效長度取158m。

站臺(tái)總長度是根據(jù)站臺(tái)層房間布置的位置及需要由站臺(tái)進(jìn)入房門的位置而定，是指每側(cè)站臺(tái)的總長度，其需綜合考慮站臺(tái)有效長度、站內(nèi)管理和設(shè)備用方面面積等因素確定。

(4)站臺(tái)寬度

車站站臺(tái)寬度由遠(yuǎn)期預(yù)測客流量、列車編組長度、結(jié)構(gòu)橫斷面形式、站臺(tái)型式、樓梯及自動(dòng)扶梯位置和車站所處位置等因素確定。本設(shè)計(jì)采用島式站臺(tái)，樓梯和自動(dòng)扶梯沿站臺(tái)中間縱向布置，兩側(cè)布設(shè)側(cè)站臺(tái)。

島式站臺(tái)寬度計(jì)算公式如下：

其中

b取公式（）、（）中的較大者。

式中:b—側(cè)站臺(tái)寬度；

n—橫向柱數(shù)；

z—橫向柱寬；

t—每組人行梯與自動(dòng)扶梯寬度之和

—遠(yuǎn)期每列車高峰小時(shí)單側(cè)上車設(shè)計(jì)客流量（換乘車站應(yīng)含換乘客流量）；

—站臺(tái)人流密度；

—站臺(tái)有效長度；

—站臺(tái)安全防護(hù)寬度

站臺(tái)有效寬度取13米。

4、車站布置車站房屋面積統(tǒng)計(jì)表

房間

類別序號(hào)房間

名稱功能要求（m2）備注

生產(chǎn)辦公

用房1綜合控制室45站廳層

2公安安全室15站廳層

3交接班室25站廳層

4值班休息室30站廳層

生活輔助

用房1茶水間6站臺(tái)層

2盥洗室8站臺(tái)層

3女更衣室10站廳層

4男更衣室10站廳層

5廁所50站臺(tái)層

6清掃工具室15站臺(tái)層

7車站用品庫10站廳層

設(shè)備管理

用房1通信設(shè)備室50站廳層

2通信電源室20站廳層

3信號(hào)設(shè)備室80站廳層

4信號(hào)電源室15站廳層

5商用通信設(shè)

備室40站廳層

6APC電源室10站廳層

7APC票務(wù)室10站廳層

8人防信號(hào)室15站廳層

9信號(hào)電纜

接入室15站廳層

10通信電纜

接入室25站廳層

11配電照明室15/15/25/25站廳層

12電瓶間20-25站廳層/站臺(tái)層

13電纜間5站廳層/站臺(tái)層

14環(huán)控電控間30/40站廳層/站臺(tái)層

15空調(diào)通風(fēng)用房850站廳層

16降壓變電所280-300站臺(tái)層

17消防泵房20站廳層

18污水泵房20站臺(tái)層

19廢水泵房25站臺(tái)層

車站技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如下表：

表車站技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

序號(hào)項(xiàng)目描述

1站臺(tái)形式及寬度島式站臺(tái)，寬13米

2車站中心里程處結(jié)構(gòu)覆土厚度（m）

3車站中心里程處結(jié)構(gòu)底板埋深（m）

4車站中心里程處站廳至地面高差（m）

5站臺(tái)至站廳高差（m）

6車站主體結(jié)構(gòu)外包尺寸（長×寬×高m）××

四、車站建筑設(shè)計(jì)

1、車站型式

本站為兩層雙柱，三跨，島式車站。車站斷面為矩形，采用鋼柱混凝土柱。車站共設(shè)5個(gè)出入口，其中2個(gè)出入口共用通道，出入口均連至地下一層站廳層；設(shè)備層設(shè)兩個(gè)安全口；車站共設(shè)2個(gè)風(fēng)道，分別設(shè)于車站西北和東南；車站還設(shè)置1個(gè)垂直電梯口。

2、車站附屬設(shè)施

車站附屬設(shè)施需滿足客流的日常狀況下的通道能力的需要，還需要滿足防災(zāi)的疏散要求。按遠(yuǎn)期高峰小時(shí)預(yù)測，最高超高峰客流量按計(jì)。

(1)出入口及通道

a、出入口及通道寬度計(jì)算

通道總寬度：,1m寬通道雙向混行每小時(shí)通過人數(shù)為4000人。

出入口總寬度：,1m寬樓梯雙向混行每小時(shí)通過人數(shù)為3200人。

b、出入口及通道寬度確定

出入口及通道的數(shù)量由車站規(guī)模、站位選擇、城市規(guī)劃、地形地貌、環(huán)境條件及預(yù)測遠(yuǎn)期高峰小時(shí)客流量等因素綜合確定，綜合考慮東大橋站的實(shí)際情況，共設(shè)5個(gè)出入口，其中2

個(gè)出入口共用通道，出入口和通道均按5m設(shè)計(jì)，均能滿足通過能力要求和疏散要求。

(2)風(fēng)亭、風(fēng)道與冷卻塔

在車站兩端各設(shè)一個(gè)風(fēng)道及風(fēng)亭，按照系統(tǒng)的統(tǒng)一布置要求進(jìn)行設(shè)置，風(fēng)亭及冷卻塔于周圍建筑物的間距均滿足防火要求。

(3)樓梯、自動(dòng)扶梯與電梯

a、樓梯、自動(dòng)扶梯寬度計(jì)算

樓梯需求寬度計(jì)算：

本站單側(cè)客流為33540人次/小時(shí)，樓梯的最大通過能力為4200人/

樓梯總寬度

自動(dòng)扶梯需求寬度計(jì)算：

本站單側(cè)客流為33540人次/小時(shí)，1m自動(dòng)扶梯最大通過能力為9600人/

自動(dòng)扶梯總寬度：

b、出入口部的樓梯、自動(dòng)扶梯及電梯設(shè)置

考慮車站實(shí)際情況，各出入口同時(shí)布設(shè)一部3m的樓梯和一部1m的自動(dòng)扶梯。結(jié)合遠(yuǎn)期客流預(yù)測情況，布設(shè)一部垂直電梯。

樓梯寬度的檢核：

樓梯的通過能力為：

式中：－自動(dòng)扶梯臺(tái)數(shù)；

－自動(dòng)扶梯每小時(shí)輸送能力9600人/小時(shí)/米（自動(dòng)扶梯寬1m，梯速為，傾角為）－自動(dòng)扶梯的利用率，選用；

－樓梯寬數(shù)；

－樓梯雙向混行通過能力，取3200人/小時(shí)/米；

－樓梯的利用率，選用；

將數(shù)據(jù)代入公式可得：

人次/小時(shí)

該數(shù)值大于車站的遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)客流量67080人次/小時(shí)，故自動(dòng)扶梯和樓梯設(shè)置滿足客流量要求。

c、至站臺(tái)層樓梯、自動(dòng)扶梯及電梯的設(shè)置

依據(jù)客流要求，樓梯寬度及自動(dòng)扶梯需求寬度計(jì)算結(jié)果,至站臺(tái)設(shè)置3部自動(dòng)扶梯，3部3m樓梯,垂直電梯設(shè)在非付費(fèi)區(qū)。

樓梯寬度的檢核：

樓梯的通過能力為：

式中：－自動(dòng)扶梯臺(tái)數(shù)；

－自動(dòng)扶梯每小時(shí)輸送能力9600人/小時(shí)/米（自動(dòng)扶梯寬為1m，梯速為，傾角為）－自動(dòng)扶梯的利用率，選用；

－樓梯寬數(shù)；

－樓梯雙向混行通過能力，取3200人/小時(shí)/米；

－樓梯的利用率，選用；

將數(shù)據(jù)代入公式可得：

人次/小時(shí)

該數(shù)值大于車站的遠(yuǎn)期單側(cè)設(shè)計(jì)客流量33540人次/小時(shí)，故自動(dòng)扶梯和樓梯設(shè)置滿足客流量要求。

d、防災(zāi)疏散時(shí)的樓梯寬度計(jì)算

車站站出入口、樓梯和通道的通過能力，應(yīng)滿足火災(zāi)狀態(tài)下，6分鐘將一列車人和站臺(tái)候車人員、車站工作人員疏散至安全地點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以站臺(tái)-站廳樓、扶梯為疏散控制點(diǎn)。樓梯疏散寬度按下式計(jì)算：

式中：

Q1－1列車乘客數(shù)，1677人。

Q2－站臺(tái)上候車乘客和站臺(tái)上工作人員，高峰小時(shí)進(jìn)站客流量為33540人/小時(shí)，站臺(tái)層工作人員數(shù)為10，Q2=33540/40+10=849人。

A1－自動(dòng)扶梯通過能力，160人/min(9600人/小時(shí))。

A2－人行樓梯通過能力,62人/min(3700人/小時(shí))。

N－1m寬自動(dòng)扶梯臺(tái)數(shù)，N=3。

B－人行樓梯總寬度，B=9m。

則

樓梯滿足防災(zāi)要求。

(4)售檢票設(shè)施

a、售票

根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件和車站實(shí)際情況，售票方式采用自動(dòng)售票機(jī)售票。

自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量計(jì)算公式為：

式中，－使用售票機(jī)的人數(shù)或上行和下行上車的高峰小時(shí)客流總量

－超高峰小時(shí)系數(shù)，選用～

－自動(dòng)售票機(jī)每臺(tái)每小時(shí)售票能力，取

故，?。ú豢紤]儲(chǔ)值票的情況）

b、進(jìn)出站檢票口設(shè)置

進(jìn)站檢票口數(shù)量計(jì)算公式為：

式中，－高峰小時(shí)進(jìn)站客流量

－超高峰小時(shí)系數(shù)，選用～

－檢票機(jī)每臺(tái)每小時(shí)檢票能力，取

故，取

c、進(jìn)出站檢票口設(shè)置

出站檢票口數(shù)量計(jì)算公式為：（2-8）

式中，－高峰小時(shí)出站客流量

－超高峰小時(shí)系數(shù)，選用～

－檢票機(jī)每臺(tái)每小時(shí)檢票能力，取

故，取

(5)無障礙設(shè)計(jì)

為方便殘疾人乘坐本線地鐵，本站在進(jìn)入車站的西南出入口設(shè)置殘疾人專用電梯，方便殘疾人到達(dá)站臺(tái)。同時(shí)在車站裝修設(shè)計(jì)時(shí)，在殘疾人乘客流線上，還要設(shè)計(jì)盲人導(dǎo)向帶，具體要求應(yīng)符合無障礙設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)范。

3、車站裝修

(1)裝修范圍

車站的主體部分和附屬部分

(2)裝修的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與原則

a、以安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀為總原則，并應(yīng)充分體現(xiàn)城市交通快捷、秩序、通暢、易識(shí)別的特點(diǎn)，力求以簡潔、明快、樸實(shí)、經(jīng)濟(jì)、不追求豪華，并以最大限度的體現(xiàn)古都風(fēng)貌為目標(biāo)。

b、在統(tǒng)一的要求下，體現(xiàn)本站的特點(diǎn)，采用適宜的手法，最大限度地改善地下封閉空間地沉悶和壓抑感。

c、選用不燃、無毒、放射性指標(biāo)滿足國家環(huán)保要求，經(jīng)濟(jì)、耐久、便于設(shè)備管理和清洗地性能，地面材料應(yīng)防滑、耐久、耐磨、耐腐蝕。

d、按功能的需要，在設(shè)備、管理及公共部位采用具有吸音、防潮功能地裝飾材料。

(3)裝修設(shè)計(jì)構(gòu)思

站車站結(jié)構(gòu)

一、設(shè)計(jì)原則

1、地下車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足施工工藝、行車運(yùn)營、城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、抗震、防水、防災(zāi)、防火、防迷流、防腐蝕及人民防空等對(duì)結(jié)構(gòu)的要求，同時(shí)做到結(jié)構(gòu)安全、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理與確保質(zhì)量的要求。

2、根據(jù)沿線不同地段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及城市總體規(guī)劃要求，結(jié)合周圍地面既有建筑物、地下構(gòu)筑物、管線及道路交通狀況，通過對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保及使用功能等方面的綜合比較，合理選擇施工方法和結(jié)構(gòu)型式。

3、地下車站結(jié)構(gòu)在施工及使用期間應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及耐久性。應(yīng)根據(jù)構(gòu)件特點(diǎn)進(jìn)行承載力（包括失穩(wěn)）計(jì)算以及抗傾覆、滑移、抗浮、疲勞、變形、抗裂或裂縫開展寬度驗(yàn)算；并滿足耐久性規(guī)定。

4、地下車站結(jié)構(gòu)的凈空尺寸應(yīng)滿足地下鐵道建筑限界及各種設(shè)備使用功能的要求、施工工藝的要求，并考慮施工誤差、結(jié)構(gòu)變形和位移等因素給出必要的富裕量。

5、地下車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)以地質(zhì)勘察資料為依據(jù)，考慮不同施工方法對(duì)地質(zhì)勘探的特殊要求，并在施工中通過對(duì)地層的觀察和監(jiān)測進(jìn)行驗(yàn)證和反饋修改勘察資料。

6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)減少施工中和建成后對(duì)環(huán)境造成的不利影響，并應(yīng)考慮城市規(guī)劃引起周圍環(huán)境的改變（包括未來換乘線路的實(shí)施）對(duì)地鐵車站的作用。

7、結(jié)構(gòu)計(jì)算模型應(yīng)符合實(shí)際工況條件，充分考慮結(jié)構(gòu)與地層的相互作用和施工中已形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用。

8、地下車站結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)防烈度8度進(jìn)行抗震驗(yàn)算，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)烈度、場地條件、結(jié)構(gòu)類型和埋深等因素選用能較好反映其臨震工作狀況的分析方法，并采取必要的構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)和接頭處的整體抗震能力。

9、結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)中遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理”以及“防水與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并重和統(tǒng)一考慮”的原則。

10、地下結(jié)構(gòu)須具有戰(zhàn)時(shí)防護(hù)功能并做好平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換功能。在規(guī)定的設(shè)防部位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按5級(jí)人防的抗力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)算，并設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施。

11、車站結(jié)構(gòu)所有的受力構(gòu)件，尚應(yīng)滿足現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。

二、主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1、地下車站結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)使用年限

(1)主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限為100年，包括構(gòu)成主體框架的結(jié)構(gòu)各層樓板、側(cè)墻、框架梁、框架柱等；

(2)支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件作為永久構(gòu)件的一部分。在考慮剛度、強(qiáng)度折減的基礎(chǔ)上，其設(shè)計(jì)使用年限為100年；

(3)其它內(nèi)部構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限為50年，包括自成結(jié)構(gòu)體系的站臺(tái)板、樓梯及其梁、柱、墻等。

(4)以上構(gòu)件相應(yīng)結(jié)構(gòu)可靠度理論的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期均采用50年。

2、地下車站結(jié)構(gòu)中非支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)為一級(jí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)為三級(jí)。按荷載效應(yīng)基本組合進(jìn)行承載能力計(jì)算時(shí)，非支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)取γ0＝，支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)取γ0＝。

3、地下車站結(jié)構(gòu)的地震作用應(yīng)符合8度抗震設(shè)防烈度的要求，設(shè)計(jì)基本地震加速度值取。車站結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防分類均為乙類，混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為二級(jí)。主體結(jié)構(gòu)、人行通道應(yīng)按提高一度抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施，風(fēng)道結(jié)構(gòu)仍按8度抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施。

4、地下結(jié)構(gòu)人防等級(jí)為5級(jí)，防化等級(jí)為丁級(jí)，防護(hù)單元內(nèi)的使用要求為“一般人防工程且有密閉或防水要求”。

5、地下鐵道結(jié)構(gòu)中露天或迎土面混凝土構(gòu)件的環(huán)境類別為二類a，內(nèi)部混凝土構(gòu)件的環(huán)境類別為一類，兩者均視為一般環(huán)境條件。

6、非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件（不包括支護(hù)構(gòu)件）正截面的裂縫控制等級(jí)為三級(jí)，即允許出現(xiàn)裂縫。防水混凝土構(gòu)件的裂縫寬度均應(yīng)不大于，內(nèi)部非防水混凝土構(gòu)件的裂縫寬度均應(yīng)不大于。

7、地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按最不利情況進(jìn)行抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算。在不考慮側(cè)壁摩阻力時(shí)，抗浮安全系數(shù)；當(dāng)考慮側(cè)壁摩阻力時(shí)，抗浮安全系數(shù)。

8、地下車站及人行通道均按一級(jí)防水等級(jí)要求設(shè)計(jì)，車站的風(fēng)道、風(fēng)井等部位均按二級(jí)防水等級(jí)要求設(shè)計(jì)。

9、地下鐵道結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件的耐火等級(jí)為一級(jí)。

三、采用或參照的主要設(shè)計(jì)規(guī)范

1、《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50517－2003）

2、《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003－2001）

3、《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50299-1999）

4、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009－2001）

5、《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2001）

6、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010－2002）

7、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ17-88）

8、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）

9、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）

四、荷載及其荷載組合

(1)荷載（作用）類型

根據(jù)本站的結(jié)構(gòu)類型，按《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50517－2003）及所列荷載，按永久荷載、可變荷載、偶然荷載（地震荷載、人防荷載）進(jìn)行分類，確定結(jié)構(gòu)整體或構(gòu)件可能出現(xiàn)的荷載（作用）。決定荷載的數(shù)值時(shí)，應(yīng)考慮施工和使用過程中發(fā)生的變化。

東大橋站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及的主要荷載，見表。

表主要荷載取值表

荷載

類型

荷載名稱

荷載計(jì)算及取值

永久

荷載

結(jié)構(gòu)自重

結(jié)構(gòu)自身重量產(chǎn)生的沿各構(gòu)件軸線分布的豎向荷載，包括建筑做法與隔墻的自重。

地層荷載垂直壓力按實(shí)際土柱重量；

水平壓力施工階段按朗肯土壓力公式計(jì)算，使用階段按靜止土壓力計(jì)算；對(duì)于粘性土地層采用水土合算，對(duì)于砂性土地層采用水土分算的辦法。本計(jì)算中忽略地面荷載和鄰近建筑物以及施工機(jī)械等引起的附加水平側(cè)壓力。

靜水壓力及浮力

施工階段按降水實(shí)際情形進(jìn)行計(jì)算；

使用階段按可能出現(xiàn)的最高水位進(jìn)行計(jì)算。

混凝土收縮及徐變影響力

按降低溫度15考慮。

設(shè)備荷載

設(shè)備區(qū)按8kPa進(jìn)行設(shè)計(jì)。

側(cè)向地層抗力及地層反力

根據(jù)計(jì)算模型模擬實(shí)際情形確定。

可變

荷載基本可變荷載地面車輛荷載及其引起的側(cè)向土壓力地面車輛荷載按20kPa的均布荷載取值。

地鐵車輛荷載按地鐵車輛實(shí)際軸重、排列和制動(dòng)力考慮；并按通過重型設(shè)備運(yùn)輸車輛驗(yàn)算

人群荷載

按20kpa計(jì)

其他可變荷載

施工荷載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮各種施工荷載可能發(fā)生的組合。按q=10kPa計(jì)算。

溫度荷載

使用階段溫度變化根據(jù)北京市地區(qū)實(shí)際溫度情況考慮；施工階段按混凝土使用階段荷載組合表

序號(hào)荷載

組合永久荷載可變

荷載偶然荷載

人防荷載地震荷載

1基本組合構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算起控制作用

不起控制作無

無

2短期效應(yīng)組合構(gòu)件抗裂驗(yàn)算無無

3長期效應(yīng)組合構(gòu)件變形驗(yàn)算～無無

4抗震偶然組合構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算無

5人防偶然組合構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算無

第四章主體標(biāo)準(zhǔn)斷面結(jié)構(gòu)計(jì)算

一、工程概況及主要設(shè)計(jì)參數(shù)擬定

北京地鐵六號(hào)線一期工程?hào)|大橋站位于東大橋路口東側(cè)，為島式站臺(tái)，明挖法施工，主體為三層三跨框架結(jié)構(gòu)，頂板覆土厚度為～。

主體標(biāo)準(zhǔn)段縱向柱10m。初擬結(jié)構(gòu)頂板厚800mm，側(cè)墻厚800mm，底板厚900mm,樓板400mm，混凝土標(biāo)號(hào)為C40；立柱為800×1000mm鋼筋混凝土柱，混凝土標(biāo)號(hào)為C50。

二、巖土物理力學(xué)特性指標(biāo)

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，本段線路土層分布較為穩(wěn)定，自上而下依次為人工填土、新近沉積土層、第四紀(jì)晚更新世沖洪積地層。本次計(jì)算選用XDD11鉆孔的數(shù)據(jù)，XDD11鉆孔位于主體范圍XDD11鉆孔地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)

土層

編號(hào)土層

名稱土層厚度(m)容重

(kN/m3)C

(kP)φ

(°)K0基床系數(shù)(MPa/m)

水平垂直

①1雜填土010

①粉土填土105

③1粉質(zhì)粘土31143330

③粉土18273533

④4中粗砂0355540

⑤圓礫卵石0408090

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑦1中粗砂0356555

⑦圓礫卵石05090100

現(xiàn)況地下水位標(biāo)高～，位于地表下～，位于圓礫卵石⑤層中。抗浮設(shè)防水位按標(biāo)高33m，地面標(biāo)高取。

三、計(jì)算依據(jù)及原

（一）主要設(shè)計(jì)規(guī)范

1、《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2003）

2、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）

3、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）

4、《人民防空工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50225-2005）

5、《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50111-2006）

（二）計(jì)算基本原則

1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)使用年限為100年。

2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全等級(jí)為一級(jí)，相應(yīng)構(gòu)件的重要性系數(shù)γ0取。

3、頂板、側(cè)墻、底板受力鋼筋凈保護(hù)層厚度外側(cè)50mm，內(nèi)側(cè)40mm，樓板受力鋼筋凈保護(hù)層厚度為30mm，主梁受力鋼筋凈保護(hù)層厚度為35mm，柱受力鋼筋凈保護(hù)層厚度為40mm。

4、結(jié)構(gòu)構(gòu)件在永久荷載和基本荷載組合下，應(yīng)按荷載短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)組合的影響進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫驗(yàn)算，最大允許裂縫寬度為：迎土面≤，非迎土面≤；當(dāng)計(jì)及地震、人防偶然組合時(shí)，不驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的裂縫寬度。

5、結(jié)構(gòu)的地震作用按8度設(shè)防，框架構(gòu)件的抗震等級(jí)為三級(jí)。

6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按5級(jí)人防的抗力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)算。

7、結(jié)構(gòu)荷載

組合驗(yàn)算工況永久

荷載可變

荷載偶然荷載

地震

荷載人防

荷載

1基本組合構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算

2抗震荷載作用下構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算

3人防荷載作用下構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算

8、按最不利情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算，在不考慮側(cè)壁摩阻力時(shí)，其抗浮安全系數(shù)不得小于。

（三）計(jì)算假定

主體結(jié)構(gòu)計(jì)算按照平面應(yīng)變假設(shè)，采用荷載－結(jié)構(gòu)模型，通過Midas結(jié)構(gòu)分析通用程序進(jìn)行=m3；

土層2：=m3；

土層3：=m3。

2、靜側(cè)壓系數(shù)

結(jié)構(gòu)所在土層靜側(cè)壓系數(shù)加權(quán)平均值為：

土層1：＝；土層2：＝；土層3：＝。

3、內(nèi)摩擦角

結(jié)構(gòu)所在土層內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值為：

土層1：＝°；土層2：＝°；土層3：＝°。

4、基床系數(shù)

底板位于粉質(zhì)粘土⑥層中，垂直基床系數(shù)為：＝40MPa/m；

結(jié)構(gòu)所在土層水平基床系數(shù)加權(quán)平均值為：

土層1：＝34MPa/m；土層2：＝70MPa/m；土層3：＝55MPa/m。

五、主體框架結(jié)構(gòu)計(jì)算

（一）荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算

1、正常使用階段荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算

地面超載標(biāo)準(zhǔn)值：＝20kN/m2；

站廳層建筑面層標(biāo)準(zhǔn)值：=20×=4kN/m2；

公共區(qū)站廳層人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值：=4kN/m2；

設(shè)備區(qū)站廳層設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值：=8kN/m2；

水土壓力分為低水位（即車站范圍正常使用階段荷載計(jì)算圖（低水位）

(2)抗浮水位荷載標(biāo)準(zhǔn)值（延米）

豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值：=20×3=60kN/m；

結(jié)構(gòu)側(cè)向土壓力：

=20××＝m；

=+×2×＝m；

＝+××＝m；

結(jié)構(gòu)頂板水壓力：=0；

結(jié)構(gòu)側(cè)向水壓力：

=0kN/m；

=×10＝kN/m；

結(jié)構(gòu)底板水浮力：=+×10＝170kN/m；

其中，分別為抗浮設(shè)計(jì)水位到車站結(jié)構(gòu)頂、底板形心線的距離。

底板地基反力按計(jì)算由地基彈簧變形提供，結(jié)構(gòu)自重由程序自行考慮。

圖2正常使用階段荷載計(jì)算圖（抗浮水位）

2、地震使用階段荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算

該狀態(tài)不與地面超載組合，并不驗(yàn)算裂縫寬度，水壓力按抗浮設(shè)防水位考慮。

本工程處于抗震設(shè)防烈度8度區(qū)，地震綜合影響系數(shù)=，地震動(dòng)峰值加速度Ag=，

則垂直方向地震系數(shù)，水平方向，地震角：水上θ=3，水下θ=5°。土體重度調(diào)整為：

洞頂上方土柱：=20/cos3°=m3；

側(cè)墻：

地下水位以上：=cos3°=m3；

地下水位以下：=cos5°=m3；

(1)水平地震荷載包括3部分：

FE1——主體構(gòu)件由于自身的質(zhì)量產(chǎn)生的水平慣性力；

FE2——洞頂上方土柱的水平慣性力；

?——由于計(jì)算：

；

地下水位以上：

tan2(45°2)-tan2(45°-/2)＝；=×（×）=m；

=+×（×2）=m。

地下水位以下，底板以上：

tan2(45°2)-tan2(45°-/2)＝；=×（×+×2）=m；

=+×（×）=m。

(2)垂向地震荷載包括2部分：

FEV1——主體構(gòu)件由于自身的質(zhì)量產(chǎn)生的垂向慣性力；

FEV2——洞頂上方土柱的垂向慣性力；

1)FV1計(jì)算

頂板：=2/3××××25=m；

中板：=2/3××××25=m；

側(cè)墻：＝2/3××××25×=

立柱：=2/3××××25×=。

2)FV2計(jì)算

=×3=m；

=2/3×××=m。

圖3地震使用階段荷載計(jì)算圖

3、人防使用階段荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算

該狀態(tài)不與地面超載組合，并不驗(yàn)算裂縫寬度，地下水位考慮低水位和抗浮水位兩種情況。人防設(shè)計(jì)等級(jí)為5級(jí)，地面空氣沖擊波超壓峰值=，降壓時(shí)間=（按等沖量簡化等效正壓時(shí)間取值）。

(1)低水位情況下荷載的計(jì)算：

1)頂板

頂板位于粉土③層中，＝，波速比=，壓力波初始速度

＝250m/s；按受彎構(gòu)件，允許延性比=；

＝111m/s；

土中壓縮波的最大壓力：

=[×/(111×]×100=kN/m2；

查表得頂蓋不利覆土厚度＝，動(dòng)力系數(shù)＝；頂蓋綜合反射系數(shù)＝×＝

；

=××=kN/m2；

2)側(cè)墻

按大偏心受壓構(gòu)件，允許延性比=；

查表得側(cè)墻動(dòng)力系數(shù)＝；

低水位下：

粉土①層，＝，=111，＝；

粉土③層，＝，111，＝；

粉質(zhì)粘土③1層，＝，=156，＝；

中粗砂④4層，＝，=296，＝；

圓礫卵石⑤層，＝，=292，＝；

粉土⑥2層，＝，=120，＝；

粘土⑥1層，＝，=178，＝；

粉質(zhì)粘土⑥層，＝，=200，＝。

粉土①層：

=[×/(111×]×100=kN/m2；

=××=kN/m