地铁车站出入口结构设计总结

力 辉， 温江丰

(中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133)

0 引言

地铁车站在轨道交通中起着枢纽作用，是乘客集散、候车的场所。车站出入口常以分散的形式布置，以便更好地吸引和疏散客流，通常1个车站设有至少2个出入口。在轨道交通运营中，车站的安全稳定尤为重要，而出入口是连接车站与外界的通道，其结构设计的优劣关系着整个车站的安全稳定。

1 工程概况

旗峰公园站位于旗峰路和东莞大道交叉路口处，东南象限为旗峰新村，东北象限为旗峰山公园广场，西南象限为东莞市委党校，西北象限为休闲广场。本站附属包含A、B、C、D、E共5个出入口及2个风亭组，出入口及风亭组均为地下1层结构。

2 出入口通道结构布置形式

出入口通道包含斜向通道 (从地下通向地面的部分)、水平通道(连接车站站厅的部分)。由于包含有电梯坑、集水坑等，斜通道底板往往高低不平，不但给结构设计带来诸多不便，而且开挖过程中还会扰动土体、降低地基承载力，需进行地基加固处理。针对以上情况，设计过程中对出入口斜通道底板进行优化，让电扶梯、人行楼梯以及电梯基坑等均包含于底板内，使得底板较为规则。此举不但方便结构设计计算，还利于施工，提升施工速度，降低工程成本。

3 出入口围护结构

3.1 围护结构设计

地铁出入口基坑深度大部分为8～12m，局部加深段为12～15m，基坑支护结构安全等级为一级。本站出入口基坑大部分位于淤泥质黏土<3-4>、中砂<3-10>、残积层<6-6>，局部位于全风化岩<10-1>中。残积土颗粒成分具有“两头大、中间小”的特点，动水压力过大时，容易导致管涌、流土等现象发生，所以基坑围护结构采取地下连续墙形式。出入口基坑竖向设置2道支撑，第一道支撑采用600×800钢筋混凝土支撑；第二道支撑采用φ600mm、t=14mm钢管支撑。

3.2 围护结构计算

围护结构计算采用《理正深基坑支护结构设计》软件，按增量法进行计算。计算考虑的主要荷载有水土压力、地面超载、施工荷载等。地面超载一般取q=20 kPa，盾构端头井取q=70 kPa。基坑外侧土压力采用朗金主动土压力，砂性土采取水土分算，黏性土采取水土合算。整体稳定性安全系数取1.35，围护结构计算模式见图3。

图1 出入口平面图

图2 出入口纵剖面图

图3 弹性支点法计算示意图

4 出入口主体结构

一般出入口通道纵向长为30～50m，横向宽为5～7m。可认为作用于通道纵向上的荷载在一定范围内是均匀不变的，通道横向环框承受着大部分外力荷载。沿通道纵向截取1m框架作为计算单元，将三维空间结构简化为二维平面框架进行受力分析。

出入口主体结构计算主要包含3方面内容：

1)荷载计算：主要有水土压力、地面超载、施工荷载等。

2)内力计算：假定地基为弹性半无限平面，对框架进行内力分析计算，结构计算一般分为3种模式。

(1)敞口断面：即斜通道敞口段，根据侧墙悬臂的长度，选取控制截面进行结构内力分析(加载模式见图4)。

(2)闭合断面：出入口水平通道以及部分斜通道为闭合断面，根据覆土厚度和通道高度变化选取控制截面进行内力计算(加载模式见图5)。

(3)倒U型断面：位于出入口转角处，转角处的顶板和底板上分别布置加强梁L1和L2(见图1、2)，已作为倒U型框架的支承点。而实际支承点加强梁L1和L2能承受一定的负弯矩，并不是纯铰支点，因此可以对倒U型断面的顶、底板正弯矩进行适当调幅，调幅弯矩可作为负弯矩加载于铰支点上(加载模式见图6)。

3)截面配筋计算：根据框架内力计算结果，进行截面配筋计算。

图5 闭合断面结构加载模式图

图6 倒U型断面结构加载模式图

5 抗浮措施

出入口覆土厚一般为6～8m，与站厅层连接的水平通道，其覆土层往往较厚，结构抗浮一般均能满足要求。而随着地面覆土的不断减少，斜向通道的部分段可能出现满足不了结构抗浮要求的情形。此时需在结构顶部设置压顶梁，利用连续墙的重量及其与土的摩擦力和结构共同抗浮。

6 出入口接头构造

出入口与车站主体的连接是出入口结构设计中的重点，在车站外1.0m左右设置第一道变形缝，以调节出入口与车站主体结构间的沉降差。为了防止荷载沿纵向分布不均匀以及地基反力不均匀而导致结构产生裂缝，根据工程实际情况，当出入口通道较长时需在通道中间加设变形缝。

7 结语

1)地下结构受地质情况影响很大，结构设计前需仔细阅读工程地质报告。

2)出入口结构设计应以国家有关规范、规程为依据，确保工程的安全可靠。

3)在满足安全的前提下，结构需尽可能方便施工、降低投资费用，方能体现出结构设计的先进性、合理性。

4)结构构造上不应忽视电梯坑底板、加强梁等小构件，应选用正确的计算模式进行内力计算。

[1]于志成，施华文.深基坑支护设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社，1997.

[2]JGJ120—99，建筑基坑支护技术规程[S].

[3]施仲衡，张弥，王新杰.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科学技术出版社，1997.

[4]GB 50157—2003，地铁设计规范[S].

[5]GB 50010—2010，混凝土结构设计规范[S].