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摘要：文章针对目前各地地铁地下车站结构设计现状进行了归纳、总结，同时提出了地铁地下车站结构设计中存在的交通疏解不注重人行设施的布设、结构耐久性问题没能引起足够的重视、现有的抗震规范不能满足设计需求、承压水突涌稳定性判断公式与现状不符、新版“混规”强制使用高强度钢筋引起资源浪费等一些问题，以期引起业界关注和对行业规范的完善。
关键词：地铁车站，结构设计
Abstract: this paper, based on the current structure design of the subway underground stations around the synthesized and summarized the current situation, and put forward the subway underground station structure existing in design of traffic organization does not pay attention to the pedestrian facilities layout, structure durability can't cause enough attention, existing seismic code can't meet the design requirements, the confined water tu chung stability judgment formula and current situation is not new, "mix rules" mandatory use high strength reinforced cause some problems such as the waste of resources, to draw attention to the industry and the improvement of the industry standard.
Key words: the subway station, the structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1前言
为解决城市交通问题,修建具有超强运力的地铁与轻轨已逐渐成为大城市的首选手段。目前国内已经部分建成或正在修建地铁(或轻轨)的城市有:北京、上海、天津、广州、深圳、大连、武汉、重庆、青岛等城市，正处在设计阶段的城市有长春、沈阳、成都、杭州等城市。地铁在城市中的经济效益与社会效益也是有目共睹的。但是对于以地下工程为主的地铁结构，在结构设计中由于岩土性质的复杂性、施工技术的多变性、设计理论的局限性、相关规范的不完善性，使地铁结构设计尚存在一些问题或不完善的地方，需要我们不断的探索、求解。
2结构设计存在的问题
2.1交通疏解问题
随着我国经济快速发展，城市规模不断扩大，汽车保有量不断增加、城市交通拥堵显现日趋严重，由此带来居民出行难。地铁一般经过城市建成区，站点设在人流主要集散点，而地铁施工一般选择经济效益较好的明挖法施工，需要占用较大的场地，对现有的交通秩序造成较大的影响。为了减少地铁施工期间对道路交通的影响，地铁围挡施工前进行交通疏解设计是非常必要的。
2.1.1交通疏解设计应做到以人为本
利用有限的道路空间，在区域网络交通分流的前提下，应选择合理的施工工法，尽量减少地铁施工期间对城市交通和沿线居民、单位生产和生活及对外出行需求的影响。在交通疏解过程中、宜优先布设人行道及人行过街设施，公交设施，以方便周边居民及单位的出行。
2.1.2交通疏解设计应按不同的设计阶段有序推进。
1）项目建议书和工程可行性研究阶段，对地铁施工影响区域道路交通、公交、居民出行、交通管理设施等现状进行初步调查、分析、评价，对站位选择、施工工法给出明确建议。
2）方案设计阶段对施工点道路、交叉口、交通组织、行人、公交、交通管理及占道管线等进行详细调查与分析并进一步调整和完善设计。
3）初步设计阶段进一步落实各工点施工工法、及围挡要求和市政管线施工占道情况，详细调查各工点交通疏解范围内用地红线情况以及地形、地貌、建构筑物、市政管线、绿化等。根据相关部门、专家审查意见按初步设计深度要求完善、细化交通疏解方案。
4）施工图设计阶段根据站点交通疏解范围内周边环境的变化，结合市政管线迁改施工围挡要求和初步设计中相关部门、专家审查意见完善交通交通疏解方案，并按施工图深度要求进行详细设计。
2.2 地铁耐久性问题
根据现行地铁设计规范，地铁主体工程设计使用年限为100年[1]。地铁结构一旦整体出现结构问题，靠维修很难解决问题。一栋地面建筑出现安全问题可以炸掉重做，其损失是局部的，而一条位于地下的地铁线，重新维修可能比新建还难。因为其上部载有各种市政管线，通道、天桥及繁忙的道路桥梁。两侧可能还有林立的高层建筑，地铁与这些建筑物已经形成既独立又相互关联的联合体。目前，对于地铁结构的耐久性问题，规范中的规定尚不健全或不完全能满足设计人员的使用要求。当然、地铁结构的耐久性问题已经不是一个简单的结构问题，而是涉及到材料问题、岩土问题、力学问题等的诸多大课题，需要大量的总结与研究。
2.3地铁抗震问题
随着各地地铁工程如火如荼的兴建，我国目前还没有独立的地下工程抗震设计规范，地铁工程在抗震设计方面没有现成的法规可循。现有的地铁抗震设计主要是依据《公路工程抗震设计规范》（JTJ00489）、《建筑抗震設计规范》（GB 50011-2010）及《地铁设计规范》（GB 50157-2003）来进行，地铁工程的抗震设防水准如何选取已成为地铁抗震设计中亟待解决的问题。
2.4承压水问题
随着城市地铁建设的不断深入、深基坑工程日益增多，深基坑开挖施工的地质条件和环境也日益复杂。对于承压水突涌稳定性判断分析方法，现行基坑规范教科书里均采用压力平衡理论，其计算公式为：
Hcr=K*rw*h/r。 （1）
式中Hcr为坑底弱透水层临界厚度，K为安全系数，rw为水重度，h为承压水头高于含水层顶板的高度，r为弱透水层土重度。
当实际弱透水层厚度H≥Hcr时，基坑不发生突涌；当H 据此为判定依据设计的深基坑工程，许多在坑底弱透水层厚度不满足的情况下被迫采取诸如隔离地下水法、降低承压水位法或坑底地基加固法等技术措施以防止基坑突涌失稳，在后期基坑监测过程中发现完全没有起到其应有的作用。
实际上,从坑底土突涌塑性破坏的力学机理分析,抑制坑底土突涌塑性破坏的因素还有坑底土粘聚力和摩擦力对承压水产生的抵制作用,而且这种抗力在弱透水层的硬土层中还比较大。
2.５钢筋混凝土结构材料问题
GB 50010-2010混凝土结构设计规范对混凝土结构的钢筋做了以下规定:“梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋”。对于处于岩土环境的地下箱型混凝土结构地铁车站，其主体结构配筋往往是以裂缝验算控制，强制使用高强度钢筋不仅会造成施工困难[2]，而且有悖于国家的技术经济政策，造成能源浪费。
3．结语
修建地铁已成为大城市解决交通问题的必经之路，而目前的《地下铁道设计规范》在结构设计理论方面显得较为笼统，又没有相应的构造规定。尤其在某些特殊岩土地区、地震烈度值较大地区和现状交通复杂地区，设计人员针对具体工程难以操作。由于笔者水平有限，本文主要针对目前在地铁设计过程中遇到的一些问题做了深入思考，以期起到抛砖引玉的作用。
参考文献：
[1]、GB50157-2003.地铁设计规范[S]. 北京：中国计划出版社，2003.
[2]、王文栋.混凝土构造手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2002.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：地铁车站，结构设计
Abstract: this paper, based on the current structure design of the subway underground stations around the synthesized and summarized the current situation, and put forward the subway underground station structure existing in design of traffic organization does not pay attention to the pedestrian facilities layout, structure durability can't cause enough attention, existing seismic code can't meet the design requirements, the confined water tu chung stability judgment formula and current situation is not new, "mix rules" mandatory use high strength reinforced cause some problems such as the waste of resources, to draw attention to the industry and the improvement of the industry standard.
Key words: the subway station, the structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1前言
为解决城市交通问题,修建具有超强运力的地铁与轻轨已逐渐成为大城市的首选手段。目前国内已经部分建成或正在修建地铁(或轻轨)的城市有:北京、上海、天津、广州、深圳、大连、武汉、重庆、青岛等城市，正处在设计阶段的城市有长春、沈阳、成都、杭州等城市。地铁在城市中的经济效益与社会效益也是有目共睹的。但是对于以地下工程为主的地铁结构，在结构设计中由于岩土性质的复杂性、施工技术的多变性、设计理论的局限性、相关规范的不完善性，使地铁结构设计尚存在一些问题或不完善的地方，需要我们不断的探索、求解。
2结构设计存在的问题
2.1交通疏解问题
随着我国经济快速发展，城市规模不断扩大，汽车保有量不断增加、城市交通拥堵显现日趋严重，由此带来居民出行难。地铁一般经过城市建成区，站点设在人流主要集散点，而地铁施工一般选择经济效益较好的明挖法施工，需要占用较大的场地，对现有的交通秩序造成较大的影响。为了减少地铁施工期间对道路交通的影响，地铁围挡施工前进行交通疏解设计是非常必要的。
2.1.1交通疏解设计应做到以人为本
利用有限的道路空间，在区域网络交通分流的前提下，应选择合理的施工工法，尽量减少地铁施工期间对城市交通和沿线居民、单位生产和生活及对外出行需求的影响。在交通疏解过程中、宜优先布设人行道及人行过街设施，公交设施，以方便周边居民及单位的出行。
2.1.2交通疏解设计应按不同的设计阶段有序推进。
1）项目建议书和工程可行性研究阶段，对地铁施工影响区域道路交通、公交、居民出行、交通管理设施等现状进行初步调查、分析、评价，对站位选择、施工工法给出明确建议。
2）方案设计阶段对施工点道路、交叉口、交通组织、行人、公交、交通管理及占道管线等进行详细调查与分析并进一步调整和完善设计。
3）初步设计阶段进一步落实各工点施工工法、及围挡要求和市政管线施工占道情况，详细调查各工点交通疏解范围内用地红线情况以及地形、地貌、建构筑物、市政管线、绿化等。根据相关部门、专家审查意见按初步设计深度要求完善、细化交通疏解方案。
4）施工图设计阶段根据站点交通疏解范围内周边环境的变化，结合市政管线迁改施工围挡要求和初步设计中相关部门、专家审查意见完善交通交通疏解方案，并按施工图深度要求进行详细设计。
2.2 地铁耐久性问题
根据现行地铁设计规范，地铁主体工程设计使用年限为100年[1]。地铁结构一旦整体出现结构问题，靠维修很难解决问题。一栋地面建筑出现安全问题可以炸掉重做，其损失是局部的，而一条位于地下的地铁线，重新维修可能比新建还难。因为其上部载有各种市政管线，通道、天桥及繁忙的道路桥梁。两侧可能还有林立的高层建筑，地铁与这些建筑物已经形成既独立又相互关联的联合体。目前，对于地铁结构的耐久性问题，规范中的规定尚不健全或不完全能满足设计人员的使用要求。当然、地铁结构的耐久性问题已经不是一个简单的结构问题，而是涉及到材料问题、岩土问题、力学问题等的诸多大课题，需要大量的总结与研究。
2.3地铁抗震问题
随着各地地铁工程如火如荼的兴建，我国目前还没有独立的地下工程抗震设计规范，地铁工程在抗震设计方面没有现成的法规可循。现有的地铁抗震设计主要是依据《公路工程抗震设计规范》（JTJ00489）、《建筑抗震設计规范》（GB 50011-2010）及《地铁设计规范》（GB 50157-2003）来进行，地铁工程的抗震设防水准如何选取已成为地铁抗震设计中亟待解决的问题。
2.4承压水问题
随着城市地铁建设的不断深入、深基坑工程日益增多，深基坑开挖施工的地质条件和环境也日益复杂。对于承压水突涌稳定性判断分析方法，现行基坑规范教科书里均采用压力平衡理论，其计算公式为：
Hcr=K*rw*h/r。 （1）
式中Hcr为坑底弱透水层临界厚度，K为安全系数，rw为水重度，h为承压水头高于含水层顶板的高度，r为弱透水层土重度。
当实际弱透水层厚度H≥Hcr时，基坑不发生突涌；当H
实际上,从坑底土突涌塑性破坏的力学机理分析,抑制坑底土突涌塑性破坏的因素还有坑底土粘聚力和摩擦力对承压水产生的抵制作用,而且这种抗力在弱透水层的硬土层中还比较大。
2.５钢筋混凝土结构材料问题
GB 50010-2010混凝土结构设计规范对混凝土结构的钢筋做了以下规定:“梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋”。对于处于岩土环境的地下箱型混凝土结构地铁车站，其主体结构配筋往往是以裂缝验算控制，强制使用高强度钢筋不仅会造成施工困难[2]，而且有悖于国家的技术经济政策，造成能源浪费。
3．结语
修建地铁已成为大城市解决交通问题的必经之路，而目前的《地下铁道设计规范》在结构设计理论方面显得较为笼统，又没有相应的构造规定。尤其在某些特殊岩土地区、地震烈度值较大地区和现状交通复杂地区，设计人员针对具体工程难以操作。由于笔者水平有限，本文主要针对目前在地铁设计过程中遇到的一些问题做了深入思考，以期起到抛砖引玉的作用。
参考文献：
[1]、GB50157-2003.地铁设计规范[S]. 北京：中国计划出版社，2003.
[2]、王文栋.混凝土构造手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2002.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。