地铁车站设置轨排基地设计方案

邵葳

摘要：地铁车站在主体围护桩施工完成，且车站两端头已施工完中板的情况下，要求设置铺轨基地，车站结构预留轨排下料口。本设计取消了受影响锚索腰梁，并将锚具设置于两桩空隙内，并采用SAP84有限元程序空间计算主体结构，为1号线西段铺轨预留了条件。

关键词 ： 铺轨基地轨排下料口锚索腰梁锚具

Abstract: the subway station in main body retaining piles construction completed, and the station two end already construction under the condition of the plate, required on railway base, the station reserved the material mouth GuiPai structure. This design cancelled affected anchor beam waist, and will set in anchorage two piles in space, and by using the finite element program calculation SAP84 space main structure, for line 1 railway west-middle section reserved conditions.

Key words: base material GuiPai railway mouth anchor beam waist anchorage

中图分类号：U231+.4文献标识码：A 文章编号：

O、引言

随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,城市公交需求日益增长, 地铁在城市交通中的地位越来越重要。地铁具有大运量、高效率、低能耗、节约性的特点，是资源节约和环境优好性的交通方式，对缓解城市交通拥堵的状况，引导城市交通向公共交通转形方面的发展起到了积极的作用，而且还有利地支持了城市总体规划和城市发展目标的实现。

根据北京、上海和广州等城市的地铁建设经验，在地铁线路建设过程中，往往会遇到很多困难，如房屋拆迁、交通疏解、管线迁改、特殊地质灾害等，造成土建工期后延，导致后序工序(如铺轨、系统和机电设备安装)的工期更为紧张。铺轨是一个承上启下的关键工序，铺轨速度直接影响后面的系统和机电安装的进程，进而影响到全线的开通工期目标，而合理设置铺轨基地的数量和位置是影响铺轨工期的重要因素。

一、总体工程筹划

沈阳地铁1号线一期工程是沈阳市快速轨道交通线网规划1号线的中段，西起沈阳经济技术开发区，东至终点黎明文化宫。线路正线长22.05km，全部为地下线路。

根据沈阳地铁1号线总体工程筹划要求，全线起、终点共设两个铺轨基地。但由于1号线东段沈阳站站、青年大街站和中街站均为暗挖车站，工期滞后，沈阳地铁建设指挥部提出研究1号线西段（即起点~铁西广场站）先期通车试运营可行性，结合具体的线路和工程实际情况，经过方案比选论证，对1号线总体工程筹划进行调整，确定云峰北街站增加设置一个铺轨基地，为1号线西段铺轨预留条件。

二、云峰北街站概况

(1) 站址环境

沈阳地铁云峰北街站位于北四东路与云峰北街十字路口以北，沿云峰北街呈南北向布置，南侧紧邻北四东路。云峰北街路北是沈阳鼓风机厂股份有限公司的办公楼区及厂房区，已拆迁完毕；路南为沈阳三盛建筑有限公司和低矮平房，仅余一栋六层住宅尚未拆除。

(2) 车站概况

云峰北街站为地下二层单柱双跨岛式站台车站。车站总长147.9 m，总宽18.5 m，站台宽10 m，计算站台长度为118 m。

基坑采用钻孔灌注桩加坑内钢管撑支护形式，明挖法施工，坑外降水。影响车站施工的管线临时改移至基坑外侧，待主体施工完成后原位恢复。

(3) 工程地质与水文地质

本场地地势平坦，场地地貌单元类型属第四系浑河新扇。拟建工程场地位于云峰北街上，根据钻探揭露，各层土自上而下依次为：（1）杂填土、（2）粉质粘土、（3）中、粗砂、（4）砾砂、（5）圆砾、（6）中、粗砂、（7）粉质粘土等。

场区地下水主要为松散岩类孔隙潜水，地下水埋深7.4～8.9m，主要赋存于第四纪全新统浑河新扇冲洪积形成的（4）砾砂、（5）圆砾、（6）中、粗砂中，因（7）粉质粘土层分布不连续，不能成为隔水层，所以该场区在揭露深度内只有一层地下水。地下水水位季节性变幅在0.5～2.0m，含水层渗透性强，抗浮设防水位地面下3米。

三、轨排基地设置要求及存在的问题

（1）轨排基地设置要求

铺轨基地地面应开阔，要求净高15m，并且交通方便，便于轨料进出；每处地面面积2000~8000m2；与线路平行方向长度100~200m(沿线路方向)、宽20~80m。单线轨排井下料口长27m(25m轨排下井+安全富余量)，宽度一般5m。轨排吊装井待铺轨工程完成后再进行封堵。

因轨排井口(或敞开段)上方及两侧要堆放轨道施工材料及设备，土建结构应对轨排吊装井(或敞开段)等下料口及其地面进行加固设计。荷载(未含土压力)要求为：在两侧不大于10m范围内地面均布荷载3.2 t/m2，其他隧道顶地面均布荷载2.4 t/m2。

（2）存在的问题

根据沈阳地铁1号线总体工程筹划要求，确定云峰北街站设置铺轨基地。车站断路封闭施工，场地条件较好，主体基坑采用钻孔灌注桩加内支撑的支护形式，但基坑围护桩已施工完成，两端基坑开挖至底，并完成地下二层中板施工，中部40米范围基坑正待开挖，故将轨排下料口设置于此处。然而，若继续使用内支撑形式，则在基坑回筑阶段即拆撑过程，内衬结构在轨排下料口范围无水平约束，无法抵抗水平土压力，因此轨排下料口影响范围内，基坑两侧需改用锚索支护形式，由于车站外墙与围护桩间仅50mm空隙，没有锚索腰梁及锚具设置空间。

四、轨排基地设计方案

（1）围护横剖面

车站基坑轨排下料口两侧改用锚索支护型式，沿基坑竖向共设四道锚索，一桩一锚，相邻桩间锚索交错角度打设以低群锚效应，第一道锚索位于顶板上部，锚索要梁及锚头可按正常设置，如下图所示。

（2）锚具设计

由于钻孔灌注桩已施工完成，桩与内衬墙距离仅为50mm，没有设置锚索要梁及锚头空间，经过深入探讨与研究，取消第二~四道锚索腰梁，并将锚头置于两桩之间楔形空隙内，如下图所示：

锚头楔形块立面图 锚头楔形块平面图

（3）主体结构设计

计算采用SAP84（6.0版本）有限元程序，采用“荷载-结构”模型，按空间有限元法进行计算。锚索与主体结构共同受力，假定主体结构侧墙承担全部水压力与50%土压力。轨排口位于主体结构两变形缝之间，计算结构长40米，两层双跨箱型结构，中板、顶板预留轨排下料口，轨排下料口周圈设置混凝土挡土墙。

内力与变形的计算结果

（4）施工步序

第一步：基坑开挖至第一道锚索设计标高，完成锚索、腰梁及锚具施工，并张拉预应力；

第二步：依次开挖至第二~四道锚索设计标高后进行锚索施工，然后在桩上相应位置钻孔植筋，采用螺栓与MJ1钢板连接牢固。锚头楔形块由5块钢板地面焊接而成，即1块GB1、1块GB2、2块GB3及1块GB4组成，与MJ1焊接牢固，张拉预应力，锁紧锚头，剪断多余的锚索钢绞线，完成施工；

第三步：至下而上回筑主体结构，预留轨排下料口，施工轨排口周围挡土墙，回填顶板覆土；

第四步：待轨排基地使用完毕后，封堵轨排下料口，凿除轨排口周围挡土墙，封闭防水层及保护层，回填顶板覆土，完成施工。

五、结束语

铺轨在地铁建设中是个承上启下的关键工序，铺轨速度将直接影响后续工程和机电安装的进程，进而影响到全线的开通工期目标。云峰北街站在主体围护桩施工完成的情况下，按总体工程筹划要求设置了铺轨基地，为1号线西段顺利完成铺轨的预期目标提供了保障。

要有应对土建工期风险的措施，使其既满足工期，又经济合理。土建施工后，尽量不要在车站设置铺轨基地，以降低车站风险，节省工程投资；总之，要未雨绸缪，提前预见可能出现的不利情况，才能保证铺轨基地的合理设置，确保实现工期目标。

六、 参考文献

施仲衡，地下铁道设计与施工。西安：陕西科技出版社，1997

GB 50157—2003地铁设计规范[S].北京:中国计 划出版社,2003.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。