地鐵地下結構設計的思考

李偉

摘 要：筆者通過對規范和相關資料的學習結合工作積累進行了一些地鐵地下結構設計的思考，希望能通過總結提高自己，更希望能夠與建設者交流互勉。

關鍵詞：地鐵；地下結構；設計

中圖分類號：U231 文獻標志碼：A

城市的地鐵建設給百姓日常工作與生活帶來的極大的便利，同時活躍了地鐵沿線的經濟活動。目前全國除直轄市和省會城市外有近50個三線城市開始或準備修建地鐵，隨著我國地鐵建設的蓬勃發展，地鐵設計規范也在不斷更新和完善，設計隊伍不斷擴大，建設管理逐漸趨于完善。但是由于地鐵建設周期較長一般在5年左右，因此技術的積累較為緩慢，所以需要建設者們不斷地積累與交流。下面針對地鐵地下巖土施工提出幾點思考。

1 三分天下，設計先行

設計、施工、監測對于地下工程來講常被稱作為“三分天下”，意思是在地下巖土工程中三者都很重要，需要協調統一，缺少其中一個環節或者有一個環節不到位都會帶來安全隱患，而不是 “三國鼎立”的意思。如果我們簡單粗暴地割裂開，就會出現下面問題。例如：某城市地鐵標準車站橫跨路口，參考同類工程擬定采用連續墻加內支持結合坑內降水，按規范進行試算方案合理經濟性較好。但現場踏勘時發現十字路口立交橋下凈空僅有5m～6m，結合現場條件連續墻施工方案無法成立。如圖1所示，假設不考慮施工因素按該方案完成施工圖，后果可想而知。

可見設計先于施工和監測，設計方案合理、圖紙深度到位是每一個優質工程的先決條件。那么作為一個優秀的設計工作者就需要對現場施工和監測有一定深度的理解，與施工和監測緊密結合才能做好一個項目。

2 水文地質條件

地鐵地下結構屬于巖土工程的一部分，與水文地質條件密切相關。李老師的《巖土工程50講》中提到的“老中醫”說法個人非常贊同，至少我們不能拿著地勘報告中的“巖土力學參數表”挑個順眼的鉆孔就開始搞設計了，這樣會“出人命”的。曾經有這樣一個淺埋暗挖結構，位于黃土和粉質黏土層中采用大管棚加超前小導管注漿進行初支，結合洞外管井降水CD法開挖，當地類似工程較多方案成熟，各階段審查均順利通過。在施工到中間段道路正下方時，發生較嚴重塌陷道路暫時封閉，好在應急措施得當未造成人員傷亡。經事故分析發現，在118號詳勘鉆孔中揭示局部拱頂存在砂層透鏡體且位于地下水位以下，地層描述中該砂層松散可、挖性好、降水易產生沉降，參建各方對該透鏡體均未引起重視。初期降水引起的沉降導致老舊的市政管線滲漏水，降水效果變差，在未查明原因的情況下加大降水功率引起地下土體流失，最終造成不可挽回的損失。主觀原因是麻痹大意，都沒有認真閱讀詳勘報告把每一個地層的屬性放在心里，我想這就是我們和“老中醫”的區別吧。

3 與周邊環境的關系

地鐵建設位于繁華或即將繁華的城市中，且絕大部分地下結構埋深較淺，方案階段需要詳細調查周邊建筑物、管線、市政道路等設施的現狀和規劃狀況，了解清楚他們與地鐵之間的相互關系，周密分析其可實施性、實施條件及代價。前面提到的立交橋和市政給水和排水管線都會造成設計方案的調整，甚至推翻原有方案。所以說我們投身地鐵建設不能停留在把截面尺寸定好、計算無差錯、鋼筋配夠、構造措施正確就完成任務，如果前期的一個不經心就會給后期的設計與施工帶來困難。如圖3所示，在前期對現場25條管線逐一梳理，并給出了相應方案，而且將重要管線與市政及權屬單位進行了對接落實。即使這樣，在施工階段仍出現了過十字路口橫跨基坑寬度2.1m的直埋電力、光釬綜合排線無法遷改，原來認為最好處理的管線反而無法解決，最終只能通過局部圍護結構變更來委曲求全。

結語

綜上所述，想成為一名好的地鐵結構設計工作者，不光要掌握好理論基礎、認真研讀本專業規范、理順結構間的關系，其中包括明挖圍護結構與主體、暗挖初支與二村的關系、車站主體與附屬接口、車站與區間接口、明挖與暗挖接口等，還要能夠掌握一定施工、檢測的知識，要能夠讀懂地質以及了解建筑、人防、限界、軌道、雜散電流等相關專業的常識，要能夠把地鐵周邊狀況及相互影響關系爛熟于心。

參考文獻

[1]李廣信.巖土工程50講—巖壇漫話（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]GB50157-2013，地鐵設計規范[S].

[3]地鐵工程設計與施工[M].北京：人民交通出版社，2004.