討論地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能存在的問題

王志強(qiáng)

摘 要：隨著國(guó)家整體實(shí)力的提升，很多城市在發(fā)展過程中都提高了對(duì)地鐵建設(shè)的重視，對(duì)于一些大型城市而言，地鐵已經(jīng)成為了人們出行的重要交通工具，對(duì)城市交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展也有著重要的意義和影響。但是，地鐵結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)受到一些因?yàn)榈挠绊懚霈F(xiàn)問題，不僅影響著地鐵后期的平穩(wěn)運(yùn)行，還間接的威脅著人們的安全。本篇文章就地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能存在的問題進(jìn)行簡(jiǎn)單的論述，并提出一些個(gè)人觀點(diǎn)，希望能對(duì)相關(guān)人士的研究有所幫助。

關(guān)鍵詞：地鐵；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問題

如今，地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作已經(jīng)成為了很多相關(guān)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)關(guān)注的重點(diǎn)。一方面是因?yàn)榈罔F結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中會(huì)涉及到很多的專業(yè)性內(nèi)容，如果相關(guān)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)水平不高，或者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與地鐵的實(shí)際運(yùn)行不符，那么就會(huì)嚴(yán)重影響地鐵的安全運(yùn)行，需要相關(guān)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有效的掌握地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各環(huán)節(jié)內(nèi)容。另一方面是由于地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，會(huì)受到一些因素的影響而出現(xiàn)各種各樣的問題，需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)及時(shí)分析與處理其中存在的問題，降低不利因素對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響。

一、地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀概述

我國(guó)為了滿足日益增長(zhǎng)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(yíng)中很大一部分技術(shù)設(shè)備和運(yùn)營(yíng)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。如何對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做到經(jīng)濟(jì)上的合理和結(jié)構(gòu)上的安全是非常重要的。

二、地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能存在的問題

1、耐久性能的問題

由于地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有不可逆的特點(diǎn)，工程量非常的大，對(duì)整體城市交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響，所以需要地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的耐久性特點(diǎn)。但是一些城市的地鐵在運(yùn)作過程中，會(huì)受到某些因素的影響而出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，比如某市地鐵就受到滲漏情況的影響而出現(xiàn)封閉大修等情況，對(duì)城市交通運(yùn)輸管理造成了很大的阻礙。在加上地鐵后期的維護(hù)和管理工作耗時(shí)耗力，如果在一開始設(shè)計(jì)地鐵結(jié)構(gòu)的過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就提高地鐵耐久性的重視，那么地鐵安全運(yùn)行就會(huì)得到有效的保障。

地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)靜力法必須考慮波動(dòng)現(xiàn)象，只有這樣才不會(huì)產(chǎn)生很大的誤差，但當(dāng)處理軟地基中的大截面大長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)于若干個(gè)配置接近的地下結(jié)構(gòu)，以及距地面很近的地下結(jié)構(gòu)，必須考慮波動(dòng)效應(yīng)。現(xiàn)有的波動(dòng)力學(xué)方法大多取線彈性或粘彈性模型，而強(qiáng)震時(shí)地基及結(jié)構(gòu)都表現(xiàn)出強(qiáng)的非線性，因此考慮地基及結(jié)構(gòu)的非線性性質(zhì)時(shí)波動(dòng)力學(xué)是一個(gè)急待研究的課題。對(duì)于地震波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于地下結(jié)構(gòu)的橫截面尺寸的課題，需發(fā)展非線性擬靜法。

2、抗震性能的問題

通常情況下，地鐵設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)會(huì)將大量的時(shí)間和精力投入到地鐵結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全性設(shè)計(jì)方面，但是對(duì)于地鐵抗震性能的設(shè)計(jì)卻有所忽視。由于地鐵在是地下交通工具，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中除了要對(duì)空間、道路通暢程度以及相關(guān)結(jié)構(gòu)計(jì)算等進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)，在地鐵的抗震性能方面，也要提高重視。

由于地鐵屬于截面較大的地下交通工具，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害的時(shí)候，會(huì)受到嚴(yán)重破壞，這就需要地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠?qū)Φ罔F站的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理。對(duì)于地鐵結(jié)構(gòu)材料的選擇方面，相關(guān)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)也要盡可能的選擇抗震性能較好的結(jié)構(gòu)材料，并對(duì)相應(yīng)的逃生出口和裝置進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)。這樣才能在最大程度上提高地鐵的抗震性能。

3、變形縫設(shè)置問題

地鐵車站設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)很長(zhǎng)，其下部地基可能不均勻，或者車站縱向結(jié)構(gòu)形式的變化，還有上部荷載的不斷變化等問題都可能造成地基的不均勻沉降，另外，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的澆注以及混凝土自身因溫度的收縮膨脹等問題可能會(huì)引起結(jié)構(gòu)的縱向變化，如果縱向不設(shè)置變形縫，結(jié)構(gòu)可能沿環(huán)向開裂，重則導(dǎo)致結(jié)構(gòu)漏水，輕則結(jié)構(gòu)表面會(huì)出現(xiàn)大量裂紋。變形縫的設(shè)置，縫的兩側(cè)就會(huì)有能產(chǎn)生影響行車安全的差異沉降，尤其對(duì)設(shè)置于軟弱地基的結(jié)構(gòu)，縫的設(shè)置更應(yīng)該慎重考慮。

目前，南方地區(qū)的地鐵車站的結(jié)構(gòu)要求不設(shè)縫的，但是最后的結(jié)果是結(jié)構(gòu)完成后許多地鐵會(huì)發(fā)生環(huán)向裂縫，形成漏水現(xiàn)象。所以，單純的加大縱向配筋還是不能安全解決這個(gè)問題，因?yàn)槠胀ㄤ摻钜l(fā)揮作用是在混凝土受力變形之后，因此，變形縫的設(shè)置問題將是一個(gè)直接影響工程質(zhì)量或工程安全的問題，是一個(gè)需要進(jìn)一步研究和探索的問題。

4、交通疏解的問題

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們的生活水平也在不斷的提高，這些原因直接促使私家車的迅速增加。一般情況下，地鐵的修建都會(huì)選擇在繁華的城市中心位置，尤其是人流比較密集的區(qū)域。所以，在施工的過程中最好選擇施工效益較高的明挖法來(lái)進(jìn)行施工，而這種施工形式本身會(huì)占用大量的場(chǎng)地，會(huì)直接導(dǎo)致交通秩序受到影響，就必須在場(chǎng)地周圍設(shè)置相應(yīng)的圍擋，來(lái)達(dá)到交通疏解的目的。

地鐵的建設(shè)過程中，我們要保證道路的暢通，尤其是在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分流的時(shí)候，避免施工現(xiàn)場(chǎng)的不合理性影響到周圍的居民外出，或者交通受到阻礙。同時(shí)，在交通疏解的時(shí)候，充分利用可利用的空間，一定要設(shè)計(jì)出一條人行道，以方便附近單位的人群或者居民通行。

5、車站盾構(gòu)井段設(shè)計(jì)問題

在車站盾構(gòu)井段設(shè)計(jì)中，若主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)是地下連續(xù)墻，在車站與盾構(gòu)區(qū)間交接處的墻幅長(zhǎng)度應(yīng)注意，因盾構(gòu)機(jī)要破除部分地連墻，為減少盾構(gòu)機(jī)刀盤的磨損，避免切割到地連墻兩側(cè)的工字鋼，墻幅長(zhǎng)度應(yīng)不小于盾構(gòu)孔的直徑6620mm與工字鋼寬度的和。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)墻幅長(zhǎng)度一般取7500～8000mm。

有些地方盾構(gòu)孔處的鋼筋用玻璃纖維筋替代，方便盾構(gòu)機(jī)推過。盾構(gòu)井盾構(gòu)出入洞邊墻預(yù)留鋼環(huán)位置因盾構(gòu)中心線與軌道的相對(duì)關(guān)系標(biāo)注不明確，造成鋼環(huán)安裝的高度與實(shí)際要求的高度有誤差（對(duì)軌道的標(biāo)高與盾構(gòu)斷面的關(guān)系沒有足夠的重視所致），待盾構(gòu)準(zhǔn)備進(jìn)洞時(shí)才發(fā)現(xiàn)問題。盾構(gòu)過站應(yīng)注意限界要求，橫梁是否侵入盾構(gòu)機(jī)過站凈高的要求，是否影響盾構(gòu)機(jī)過站施工，尤其是防淹門、人防門的橫梁，一般較高，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意。

三、結(jié)束語(yǔ)

從文章上面論述的內(nèi)容可以了解到，地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作具有一定的復(fù)雜性和工藝性，各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都存在一定的問題。如果地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不能按照規(guī)范的流程步驟進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，或者沒有及時(shí)處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，那么都會(huì)在很大程度上影響地鐵結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和后期運(yùn)作的安全性。所以在日后設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不僅要對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)等進(jìn)行全面的了解和掌握，同時(shí)還要對(duì)相關(guān)問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析與研究。根據(jù)地鐵整體結(jié)構(gòu)情況，制定妥善的處理方案，這樣才能在最大程度上提高地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全與穩(wěn)定效果，為城市交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展提供有利的保障。

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