中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津 300000
摘要：随着城市建设的发展越来越好，人口越来越多。人口密度的增大，使我国很多城市都出现了饱和或超饱和现象，造成交通拥堵严重，尤其是在上下班高峰时期，可谓是堵得水泄不通。在我党的明确指挥下，提出了相应的策略——建造地铁车站的城市。在建造地铁车站时建造师需格外小心，地下不同于地上，地下多是阴暗潮湿，对开掘十分不利，而且安全措施相相比地面上也比较不足，建造出来的地下通道是否坚固也是一个问题。这是对每一个施工者的考验，更是对工程领导者的考验。地铁的开通可以给城市减压，也可以使人们的交通更为便利，因此建造地铁车站势在必行。就目前来看，建造地铁车站的方法主要有明挖法等方法，明挖法是使用最频繁安全系数最高工作效率最高的一种方法。
关键词：明挖法地铁；车站结构设计
引言
目前国际上建立地铁站使用次数最多的是明挖法，由于明挖法具有诸多优点，所以在地铁施工过程中占据着不可撼动的位置。同时使用明挖法建立地铁车站，需要在保证安全的前提下进行，在结构设计过程中能够方便施工，进而实现低成本高收益。使用价值高的地铁站通常具有低成本运营、结构简单安全和施工方便等优点，但是在设计的过程中还存在较多的问题，甚至会给设计人员造成一定的困扰。
1围护结构的设计
1.1围护结构形式
我国地下建筑工程施工的标准是选择连续的墙体作为该工程的承重墙，所有的工程都要围绕这一承重墙来展开，这样做可以使地下建筑更加的牢靠，人民的安全进一步得到保障。这样既彰显了“以人为本”的核心理念，同时，还能大幅减少开支，可以省下一部分钱来作为修建后的维修优化的专项钱款。
1.2主体围护结构设计
在主体的围护结构设计中，应确定其类型。围护结构的一般形状分为单层墙，复合墙和叠合墙。在计算中，单个墙和叠合墙的计算模型应采用单面墙，而复合墙的计算模型应采用两面墙。（1）在地铁基础施工过程中，在地基中会设置拉力或压力弹簧，在对设置地基弹簧时需要根据设计要求合理布置，对于受拉弹簧，必须在基坑下方围护结构中，受压弹簧主要位于基坑上方的围护结构中。（2）荷载计算在主体结构的设计过程中也非常重要。主要结构荷载通常包括垂直荷载，水平荷载，地面超载和底板有利荷载。荷载的计算直接影响主体结构的质量。垂直荷载主要是指覆土的重量，该部分应根据具体公式计算。水平荷载主要来自土的侧向压力和水平方向的侧向水压。荷载计算应针对不同的设计内容使用不同的计算方法，例如，应该是对砂性土水土分算，对黏性土水土合算。超载主要是指地面上一些机械装置和材料施加的压力。（3）地铁车站的支座处构件与平面计算模型相比较弱，在车站横断面模型支座的地方添加刚域，以减少支座处的内力，设置刚域时，可以根据墙厚或柱宽调整。同时根据相关要求，应相应增加跨度中间的弯矩，并减小支座处的弯矩。
1.3设计细节问题
设计师们采用明挖法等一些新奇独特的办法给地铁的修建带来了巨大的方便，当然这么大的工程会有很多细小的地方需要注意。很多地方的长度、宽度、厚度，都需要精准的测量，万万不可马虎一点，这是一项对精准度要求极高的工程，是造福一方百姓的伟大工程，安全系数也必须极高才可。许多设备在使用过程中必须慎之又慎，对墙角或者凹处都要细致地进行修整，在一些微弱的地方万不可用大力气，在细小的地方万不可用大的器皿，用专业的方法和细致的心思才可完成。
1.4合理设置变形缝
地铁车站的建造影响因素众多，稍有不慎都会有危险，结构设计中必须考虑众多因素，包括温度、承受力在内，还有建造材料，在炼制中也要严格把控，材料的温度、形状、性质及含量这些因素都是关键问题，一旦有一方不达标，造成的损失都是不计其数的。
在这么多因素中，变形缝直接影响地铁的运行，它对地铁运行直接造成了安全性的影响，变形缝是伸缩缝、沉降缝和防震缝的总称。建筑物在外界因素下会产生形变，导致开裂甚至破坏，变形缝是针对这种情况而预留的构造缝。为了减少对整体的影响，也会建造许多缝，以便减少可能出现的安全隐患，每个坑下面其实都是要有这种设计的，还有施工缝，这个是必须看重的。大工程与细节问题是相辅相成的，它们之间是相互依存的关系，只有对细节问题加倍重视，才有基础和保证顺利完成大工程。设计师们和施工者们只有共同注视他们，才能保证明挖法的正确进行。
2运用明挖法需要注意的问题
2.1需要注意的问题
（1）确定设计方案，在基坑支护施工过程中，设计人员需要提前对基坑开挖的深度以及基坑所处位置的地质条件进行勘测，同时充分考虑经济和设备使用等因素，综合考虑各种因素再进行支护的合理规划，这样一来可以保障结构的安全性。在地铁车站的建设过程中，使用较多的支护结构有：搅拌桩、连续墙和土钉墙。如果条件允许，可在地铁站周围安装防水设施，进一步提高地铁基坑的稳定性。（2）全面考虑工程主体结构和设计要求，地表下的连续墙支护是整项工程的主体结构，可适当发挥其作用，这样一方面可以节约成本，另一方面可以减少资源的浪费，和我国当前的绿色发展理念相吻合，所以在设计过程中要考虑围护结构的负荷等。在投入使用之后，应该提前做好工程材料因使用年限增加而导致承受能力下降的情况，在设计之初通常按材料刚度的75%进行设计。
2.2明挖法使用需要注意的技术问题
在地铁车站设计的过程中，明挖法的使用需要解决如下问题：（1）细节问题，例如板开洞问题，如果在中板开洞过程中，洞的直径较大，需要提前建立平面模型，计算梁的负荷和交叉处的弯矩，确保相应技术参数符合实际要求，同时还要增加侧墙的抗剪和抗弯能力。对于覆土较薄的地铁车站结构需要进行侧墙、中板以及顶板的弯构件计算。地下侧墙、底板按照配筋计算，这样可以最大限度地保证构件的安全使用。（2）对于地铁车站主体结构的计算，应该遵循科学合理的原则。在相应的结构计算过程中一般选择二维断面的计算方法，主要因为该种运算方法计算简单、普及性较高，但是要考虑其应用范围，范围过大会造成计算的失误。如果无法对中板以及顶板开孔进行分析，需要详细计算前板的外刚度，如果造成内力偏小，会导致工程施工的成本大幅上升。总结以往的计算方法，三维计算较为精准，特别是在特殊情况下，能够将误差降到可忽略的范围，主要是因为三维计算能够将内力传递的途径进行精准判定，这样一来就可以保证精确计算所有板的载荷力，如果想要保证计算结果的准确性，设计人员应设置梁板的刚度，满足使用要求。（3）在设计的过程中要格外注意地下水。当前我国对地铁车站的设计和主要设计的抗浮性进行了明确规定，在实际施工的过程中，需要根据点水情况计算车站应力，为车站投入使用提供保障。
结语
总之，地铁出行越来越受人们的欢迎，目前结构设计对施工期间的质量具有显著影响，并且通过合理的设计能节省经济和成本。因此地下车站设计过程应充分考虑各种因素，包括车站结构和围护结构计算，确保地铁建设质量，为人民提供好的出行条件，缓解城市交通压力，促进社会的持续稳定发展。
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