地铁上盖建设对地铁车站的影响分析

程利民

摘    要：随着城镇化建设的不断深入，地铁项目工程的规划应用也得到了不断的普及，地铁上盖建设已经成为地铁施工建设的重要内容，对于地铁车站的影响也成为了行业内施工建设的重要分析领域。本文将针对地铁车站与上盖的建设进行简要的分析，并提出地铁上盖建设对地铁车站造成的影响，希望能够通过经验的分享，为业界人士带来一些施工建设参考，共同促进我国地铁施工建设技术水平的提高。

关键词：地铁建设工程;上盖建设;地铁车站;结构分析;模型建立;结构变化;位移

1  前言

在经济发展和科学技术水平提升的共同引领下，我国城市化建设也越发的先进起来，同时也促进了城市人口密度提高，为城市的建设带来了一定的压力，造成了城市交通拥堵等问题。所以各个城市之间加强了地铁施工建设，地铁作为一种现在科技发展产物和全新的交通工具，有着优秀的便捷性能和空间节省性能，为城市中的居民提供了便利的出行条件，也极大地促进了地铁周边的土地价值的提高，这也导致了地铁上盖建设的重视程度逐渐提升。因此，有效控制地铁车站上盖建设带来的各类影响，将直接影响到地铁车站的使用安全和普及。

2  我国地铁上盖工程概况的简要分析

2.1  地铁上盖建设主体结构的分析

以某地铁上盖工程为例来进行上盖建设对于地铁车站影响问题的分析，良好的分析结果，能够确保地铁施工建设得到顺利的实施和开展。该地铁上盖工程包括裙房与七座写字楼，裙房的下方有三层地下室，而且该工程建设的位置是处于地铁车站主体结构的侧面。裙房处于靠近地铁车站主体结构的临界点位置，上盖建设主要形式将是以桩基础与梁板式相结合的方法進行建设，在进行地下室建设的过程中，地下室的深度应该与地铁车站的深度保持一致。为了使人们的出行获得良好的方便性，会在侧墙局部的位置设置与地铁车站相连接的进出口，使上盖建筑能够与地铁车站建立起联系。

2.2  计算模型的建立

利用计算机模型的概念，能够更好的分析研究出地铁上盖建设对于地铁车站所能带来的影响，本文将主要针对有限元模型进行分析介绍。建立有限元模型时，应该包含以下几部分，分别是：土体、地铁站、盾构区间隧道、工程基坑支护结构以及支护结构等内容，详细的模型内容能够有效的促进有限元模型发挥作用。选取计算域的时候应该遵循边界原则，尽可能的选择稳定的数值，一般以基坑开挖切结构受力之后的稳定边界值为最优选择。利用有限元模型进行计算时，需要充分的考虑到计算机的运算和单元数量等多种因素的影响，才能够有效的提高计算结果的可靠性。所谓的土体主要是指基坑外围的土地，是基坑边向外延伸一定距离的土地面积，一般情况下，延伸的距离是基坑开挖深度的四倍。设置竖边边界时，要根据有限元模型的规模进行合理的计算，充分考虑抗浮桩的长度，从而有效的提高竖向边界设置的科学性。总体而言，进行有限元模型的建立，所要遵循的计算域的边际原则是指，原则上取至基坑开挖，结构受力后不再产生变位等影响的边界为止。充分考虑单元数目以及计算机的计算水平，坑外土体向外延伸64m，约为基坑的四倍深度进行开挖建设。

3  地铁上盖建设对地铁车站造成的影响

3.1  地铁车站结构发生变形

在进行地铁上盖建设时，会导致地铁车站结构发生变形。上盖建设过程中，上盖的基坑开挖及主体结构施工的变化，会促使地铁车站的底板出现形状变化。根据已有的施工建设的影响来看，变形会随着上盖基坑施工进度的延伸而延伸。有限元模型之中，地铁车站就会出现竖向位移问题，并且该位移情况往往呈现出曲线波浪的形态。通常情况下，地铁的车站两侧都会同步进行上盖基坑挖掘施工，从而促使上盖基坑的对称开挖卸荷影响不断加深，导致了地铁车站结构发生变形。当位移现象逐渐严重时，就会导致地铁站体层板的两侧出现变形和翘边。同时，在上盖基坑对称开挖载荷的干扰之下，地铁车站主体结构同样会出现水平位移的问题，但与之前提出的竖向位移相比，地铁车站结构出现的水平位移距离较小，所带来的影响也较小，而这也导致了行业内对于水平位移问题的重视较弱。从整体上观察地铁车站结构，在进行上盖基坑对称开挖过程中，会导致荷载作用的出现，地铁车站和上盖基坑共同作用，促使了地铁车站结构发生位移变化，从而带来一定的不良影响。

3.2  盾构穿越区土体位移

在进行地铁上盖建设过程中，如果上盖项目临近地铁隧道盾构工作井，则会导致上盖项目与地铁区间盾构隧道的距离大大缩小，所以会对地铁区间盾构隧道造成一定的影响。在沿用有限元模型基础之上，进行影响研究，可以将临近地铁车站端头井到盾构区间数据作为代表性数据进行研究和探讨，科学利用有限元模型，从而研究出上盖建设对地铁区间盾构隧道所造成的影响。具体而言，在进行地铁上盖施工建设时，盾构区间的土地会随着上盖建设的进行而出现位移，位移的表现既有竖向的，也有水平方向的。上盖基坑开挖卸载与结构施工过程中，地铁盾构区间土体会因不同的施工进度而产生不同程度的位移变化，同样的是盾构区间土体变化的水平位移会小于竖向位移程度;伴随着上盖基坑建设的完工，盾构区间土体发生的竖向位移会达到峰值，当上盖主体结构施工完成后，盾构区间图提所发生的竖向位移将会逐渐的缩小;之后，当上盖基坑拆撑完工之后，地铁车站结构所出现的变形将会稳定下来，不再发生进一步的改变。

3.3  上盖基坑出现竖向位移

根据有限元模型可以有效地计算出地铁上盖建设对于地铁车站造成的竖向位移影响，得出竖向位移的规律，这主要表现在随着上盖基坑开挖卸载施工的进行过程中，土地会出现隆起，并且随着结构施工的加剧再慢慢降沉。当上盖基坑开挖到最底部时，土地隆起的情况会达到峰值，而基坑土地的卸载将彻底结束。通过比较有限元模型内的单元变化曲线可以知道，在进行上盖建设过程中，一直都保持着稳定的单减区间和单增区间，所以在进行地铁上盖建成之前，上盖基坑坑底发生的竖向位移主要是受到了临近基坑施工建设的干扰，在基坑开挖卸在和结构施工加载的双重作用干扰之下，临近的上盖基坑坑底将会出现明显的竖向位移情况。

4  结束语

根据以上的分析，我们可以发现利用有限元模型能够充分的研究出地铁上盖建设对于我国地铁车站位移的影响，得出在进行上盖建设的过程中，虽然地铁车站的结构会发生明显的变化，但是导致相同变化的原因却是多种多样的，不仅是由于基坑开挖卸载影响，变形往往也可能是受到了结构施工建设的干扰。所以我们在施工建设过程中，应该加强相关技术的重视，来提高上盖建设的质量水平。

参考文献：

[1] 侯可斌.地铁上盖开发建设项目环境影响评价研究[J].环境科学与技术，2014.

[2] 王国波，伍火胜，王亚西.地铁车站与其上盖钢框结构体系的地震响应分析[J].建筑结构学报，2016.

[3] 王宏涛.地铁上盖建设对地铁车站的影响分析[J].国防交通工程与技术，2016.

[4] 张军.地铁隧道结构变形监测中几种关键技术研究[D].中国地质大学，2013.

[5] 胡浩军，王元汉.深基坑开挖与支护模拟仿真分析[J].岩土力学，2007.