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摘 要：在城市发展的过程中，交通形式的变化直接体现着我国城市发展的水平。当前，一些中型城市大力发展地铁交通建设，一方面可以有效的缓解城市陆上交通的压力，另一方面，还可以使人们的出行变得更加便捷。在这一发展趋势下，加强地铁交通的建设已经被交通部门提上日程，本文重点分析了地铁站结构设计中的主要影响因素，也就是地层环境对地铁建设产生的影响，在实际的建设过程中，就可以做到趋利避害，将我国的城市交通建设发展到一个崭新的高度。
关键词：地层环境；地铁站；结构设计
地层环境对于城市交通的发展建设具有重要的影响，尤其是对于地铁站的建设来说，只有充分掌握了地层结构的变化才能制定出合理的施工方案开展施工，避免不利因素的出现，将我国的地铁事业发展起来。针对当前我国地铁在建设的过程中面临的现状，本文重点论述了地层环境与地铁站结构之间的关系，进而进行进一步的分析论证，希望通过本文的论述能够有效的解决地铁在施工的过程中所产生的问题，营造一个安全的地下空间，为城市交通的发展提供理论上的依据。
1 当前土层环境中地铁结构内力计算
从目前的形式上来看，地铁的建设与发展需要对土层的环境进行详细的测量。首先从地铁站的选择上就应该充分考虑到地层环境的影响，笔者认为地层环境是与大气环境相对应的，各自构成一个独立的整体，在过去的发展中，我国对于地层环境的勘探以及手法并不是十分明确，因此与西方的发达国家相比具有一定的劣势，在此基础上，要想实现城市的现代化建设就应该加强地层环境的勘测，其中一项重要的勘测内容就是结构应力，这与地铁的施工具有十分密切的影响，只有充分考虑到了这一问题，才能进行施工建设。具体来说，结构应力的影响因素包括地铁站附近是否具有大型的建筑，因为这些建筑在进行施工的过程中多少会对地层环境产生一定的影响，而我们要将这一因素考虑在地铁设计之中。除此之外，还包括地下水位的问题，如果地下水位过高，势必会影响到铁轨的敷设，受到地下水的侵蚀，就会对地铁线路产生一定的不良影响，因此要事先做好相应的预防工作。另外，有些城市地下具有隧道工程，事先检测地铁站下是否存在这样的工程有助于降低工程难度。
在地铁站台的设计中，可以预先作出预测，例如将站台设计成岛式的结构，并且采用钢筋混凝土的结构作为整体的结构框架，在施工方法的选择上，明挖法是最为合适的一种施工方法，同时，施工人员已经对地下水位进行了相应的计算，并且地层环境的土质也已经做出了相应的检测，这样在施工的过程中就能够做到循序渐进的进行，并且充分确保了符合地铁站的结构设计要求。
为了满足地铁结构内部应力的要求，要准确的计算出地铁能够承载的最大负荷力，以此确定铁轨的敷设，荷载力主要分为三类，其一是永久性的荷载，其二是可变性的荷载，其三是偶然性的荷载，通过对这三种不同荷载力的计算，最终得出了相关的结论，并且在设计的过程中，可以根据实际情况的需要，对不同种类的荷载进行相互结合，最终得到一个最佳的组合，这个组合是对地铁工程最为不利的，这样才能在保证地铁工程能够承受最坏的应力影响，进而促进地铁工程的安全施工。
2 地层环境变化
根据地层环境的变化，对于地铁结构的设计也具有一定的影响，因此应该对这一变化进行充分的认识。下面我们分别从三个方面进行分析。
2.1 隧道工程对与地铁结构设计的影响
首先，地铁在修建的过程中，势必会影响到土层的结构，产生一定的变化，这一变化中，最为重要的影响就是土层的稳定性，原有的土层具有稳定的应力场，但是随着周围环境的变化，这一应力场的环境也会发生着变化，所以就要想办法进行改变，将原有的稳定性找回来这样才不会对地铁的建设带来负面的影响。土层的变化是十分明显的，而在这其中，受到影响最大的就是岩土层，随着工程施工的进一步深入，地层环境也会随之发生变化，例如岩土应力受到影响而出现了调整以致卸载，亦或是在对岩土层进行爆破的过程中，也会对土层产生一定的震动，除此之外，地下水的排泄等也是在施工中常见的现象。
为了研究地铁临近地下开挖隧道对于地铁结构设计的影响，我们假设地铁车站地板下方4m处存在一条与地铁干线正交的隧道经过，由于下方隧道对于岩土的开挖，导致地铁车站的地基基床系数下降，这样随着岩土的不断开挖，地铁上方的岩土也会产生松动，下沉到底部，对车站的内力产生一定的影响，通过对地铁内力的重新计算过程，我们发现，地铁结构内力和原来的内力在分布形态上没有多大的改变，但是顶部的轴力有所减小，弯矩在柱体节点处有所增大，地铁底板的轴力减小，弯矩变大，并且变化的相对比较明显。很明显在拟定的环境中，结构内力进行了重新的调整，底板和柱体的轴力有所减小，但是幅度相对较小，但是在底板各个跨度中弯矩的变化幅度相对较大，因此，在设计中应当重视考虑增加底板的强度和抗形变的能力。
2.2 地铁临近地面存在新兴的建筑
地铁在城市交通布局中，往往都是要经过繁华地区以及城市开发区，因此，这就导致，地铁车站附近往往会存在新兴的建筑出现，随着建筑的施工过程，地铁地层环境也会发生变化，建筑物的基底应力将会按照某一角度进行扩散，进而，对地下结构造成一定的影响。
当地下结构上方存在新兴建筑物时，其结构内力就会发生变化，由于受力状况是不对称的，所以，结构内力的变化也是比较复杂的，总的来看，当地铁线路周围存在新兴建筑时，地铁结构中的内力变化普遍较大，因此，在设计过程中应当全面的对地铁结构受力变化进行分析，应当适当的加大顶板、中板和底板的强度，同时，注重顶板侧向墙体的强度和抗变形能力。
2.3 地下水位上涨对于地铁车站结构设计的影响
在地下结构建设和施工过程中，地下周围的水位条件和活动状况，直接影响着地层应力的变化和承载能力，所以，一旦地下水位发生变化就会导致地铁结构内力的变化。地下水位的上涨，地铁结构中底板和中板的弯矩会越来越大，底板、中板和顶板所受到的轴力也会越来越大，并且，顶板变化的程度比较剧烈。因此，在地铁结构设计过程中，应当对结构的整体进行考察，适当加强顶板和底板的强度，同时中板和侧墙的强度也应当有所强化，进而确保结构的安全性。
结束语
要想提高地铁结构的稳定性和安全性，就必须要在结构设计中，充分的考虑地层环境的变化，只有这样，才能够确保地铁在未来使用过程中的安全和可靠性，环境的变化对其影响很大，因此设计时应该重点考察结构构件的承载力。
参考文献
[1]侯勉望.地铁车站设计中抗浮问题的研究[J].科学之友（B版），2008，7.
[2]冯金海.地铁浅埋暗挖法和盾构法的适应性研究[J].科技创业月刊，2007，3.
[3]但晓华.西安地铁北客站降水施工技术[J].铁道建筑技术，2010，2.
关键词：地层环境；地铁站；结构设计
地层环境对于城市交通的发展建设具有重要的影响，尤其是对于地铁站的建设来说，只有充分掌握了地层结构的变化才能制定出合理的施工方案开展施工，避免不利因素的出现，将我国的地铁事业发展起来。针对当前我国地铁在建设的过程中面临的现状，本文重点论述了地层环境与地铁站结构之间的关系，进而进行进一步的分析论证，希望通过本文的论述能够有效的解决地铁在施工的过程中所产生的问题，营造一个安全的地下空间，为城市交通的发展提供理论上的依据。
1 当前土层环境中地铁结构内力计算
从目前的形式上来看，地铁的建设与发展需要对土层的环境进行详细的测量。首先从地铁站的选择上就应该充分考虑到地层环境的影响，笔者认为地层环境是与大气环境相对应的，各自构成一个独立的整体，在过去的发展中，我国对于地层环境的勘探以及手法并不是十分明确，因此与西方的发达国家相比具有一定的劣势，在此基础上，要想实现城市的现代化建设就应该加强地层环境的勘测，其中一项重要的勘测内容就是结构应力，这与地铁的施工具有十分密切的影响，只有充分考虑到了这一问题，才能进行施工建设。具体来说，结构应力的影响因素包括地铁站附近是否具有大型的建筑，因为这些建筑在进行施工的过程中多少会对地层环境产生一定的影响，而我们要将这一因素考虑在地铁设计之中。除此之外，还包括地下水位的问题，如果地下水位过高，势必会影响到铁轨的敷设，受到地下水的侵蚀，就会对地铁线路产生一定的不良影响，因此要事先做好相应的预防工作。另外，有些城市地下具有隧道工程，事先检测地铁站下是否存在这样的工程有助于降低工程难度。
在地铁站台的设计中，可以预先作出预测，例如将站台设计成岛式的结构，并且采用钢筋混凝土的结构作为整体的结构框架，在施工方法的选择上，明挖法是最为合适的一种施工方法，同时，施工人员已经对地下水位进行了相应的计算，并且地层环境的土质也已经做出了相应的检测，这样在施工的过程中就能够做到循序渐进的进行，并且充分确保了符合地铁站的结构设计要求。
为了满足地铁结构内部应力的要求，要准确的计算出地铁能够承载的最大负荷力，以此确定铁轨的敷设，荷载力主要分为三类，其一是永久性的荷载，其二是可变性的荷载，其三是偶然性的荷载，通过对这三种不同荷载力的计算，最终得出了相关的结论，并且在设计的过程中，可以根据实际情况的需要，对不同种类的荷载进行相互结合，最终得到一个最佳的组合，这个组合是对地铁工程最为不利的，这样才能在保证地铁工程能够承受最坏的应力影响，进而促进地铁工程的安全施工。
2 地层环境变化
根据地层环境的变化，对于地铁结构的设计也具有一定的影响，因此应该对这一变化进行充分的认识。下面我们分别从三个方面进行分析。
2.1 隧道工程对与地铁结构设计的影响
首先，地铁在修建的过程中，势必会影响到土层的结构，产生一定的变化，这一变化中，最为重要的影响就是土层的稳定性，原有的土层具有稳定的应力场，但是随着周围环境的变化，这一应力场的环境也会发生着变化，所以就要想办法进行改变，将原有的稳定性找回来这样才不会对地铁的建设带来负面的影响。土层的变化是十分明显的，而在这其中，受到影响最大的就是岩土层，随着工程施工的进一步深入，地层环境也会随之发生变化，例如岩土应力受到影响而出现了调整以致卸载，亦或是在对岩土层进行爆破的过程中，也会对土层产生一定的震动，除此之外，地下水的排泄等也是在施工中常见的现象。
为了研究地铁临近地下开挖隧道对于地铁结构设计的影响，我们假设地铁车站地板下方4m处存在一条与地铁干线正交的隧道经过，由于下方隧道对于岩土的开挖，导致地铁车站的地基基床系数下降，这样随着岩土的不断开挖，地铁上方的岩土也会产生松动，下沉到底部，对车站的内力产生一定的影响，通过对地铁内力的重新计算过程，我们发现，地铁结构内力和原来的内力在分布形态上没有多大的改变，但是顶部的轴力有所减小，弯矩在柱体节点处有所增大，地铁底板的轴力减小，弯矩变大，并且变化的相对比较明显。很明显在拟定的环境中，结构内力进行了重新的调整，底板和柱体的轴力有所减小，但是幅度相对较小，但是在底板各个跨度中弯矩的变化幅度相对较大，因此，在设计中应当重视考虑增加底板的强度和抗形变的能力。
2.2 地铁临近地面存在新兴的建筑
地铁在城市交通布局中，往往都是要经过繁华地区以及城市开发区，因此，这就导致，地铁车站附近往往会存在新兴的建筑出现，随着建筑的施工过程，地铁地层环境也会发生变化，建筑物的基底应力将会按照某一角度进行扩散，进而，对地下结构造成一定的影响。
当地下结构上方存在新兴建筑物时，其结构内力就会发生变化，由于受力状况是不对称的，所以，结构内力的变化也是比较复杂的，总的来看，当地铁线路周围存在新兴建筑时，地铁结构中的内力变化普遍较大，因此，在设计过程中应当全面的对地铁结构受力变化进行分析，应当适当的加大顶板、中板和底板的强度，同时，注重顶板侧向墙体的强度和抗变形能力。
2.3 地下水位上涨对于地铁车站结构设计的影响
在地下结构建设和施工过程中，地下周围的水位条件和活动状况，直接影响着地层应力的变化和承载能力，所以，一旦地下水位发生变化就会导致地铁结构内力的变化。地下水位的上涨，地铁结构中底板和中板的弯矩会越来越大，底板、中板和顶板所受到的轴力也会越来越大，并且，顶板变化的程度比较剧烈。因此，在地铁结构设计过程中，应当对结构的整体进行考察，适当加强顶板和底板的强度，同时中板和侧墙的强度也应当有所强化，进而确保结构的安全性。
结束语
要想提高地铁结构的稳定性和安全性，就必须要在结构设计中，充分的考虑地层环境的变化，只有这样，才能够确保地铁在未来使用过程中的安全和可靠性，环境的变化对其影响很大，因此设计时应该重点考察结构构件的承载力。
参考文献
[1]侯勉望.地铁车站设计中抗浮问题的研究[J].科学之友（B版），2008，7.
[2]冯金海.地铁浅埋暗挖法和盾构法的适应性研究[J].科技创业月刊，2007，3.
[3]但晓华.西安地铁北客站降水施工技术[J].铁道建筑技术，2010，2.