城市軌道交通主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

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［摘要］主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對城市軌道交通整體建設(shè)具有重要影響。結(jié)合南寧軌道2號線東延工程玉玲路站工程實(shí)例，介紹城市軌道交通主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施，做好高性能混凝土耐久性設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)以提高主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，詳細(xì)研究膠凝材料、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑的選用對混凝土耐久性的影響，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供借鑒。

［關(guān)鍵詞］軌道交通；主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；混凝土耐久性；結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)

1工程概況

玉嶺路站（原玉象路站）是南寧軌道交通2號線東延工程（玉洞–壇興村）自西向東的第2個(gè)車站，位于規(guī)劃良玉大道與良慶三路、玉洞北橫十二路的交叉路口，沿規(guī)劃良玉大道東西向布置，良玉大道在車站施工前須實(shí)施完畢。本車站為地下2層（局部1層）島式站臺車站，站后設(shè)出入場線。采用單柱雙跨（局部為雙柱三跨）矩形結(jié)構(gòu)，車站總長346m，站臺寬度為11m，有效站臺長度120m，標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)外包尺寸為19.7m（不含圍護(hù)結(jié)構(gòu)）×13.73m（寬×高），共設(shè)置4個(gè)出入口、2組風(fēng)亭。頂板覆土厚度2.56~13.66m（以規(guī)劃路面為基準(zhǔn)）。設(shè)計(jì)起終點(diǎn)里程為Y（Z）DK18+222.300~Y（Z）DK17+875.977。車站兩端相鄰正線區(qū)間及出入場線區(qū)間均采用盾構(gòu)法施工，車站正線兩端設(shè)盾構(gòu)到達(dá)井，車站出入場線端設(shè)盾構(gòu)始發(fā)井，中部設(shè)置1排軌工作井及出入場線出土井。

2設(shè)計(jì)原則

車站結(jié)構(gòu)尺寸擬定應(yīng)滿足建筑限界、施工允許誤差、測量允許誤差、結(jié)構(gòu)變形、沉降及裝修等要求，同時(shí)還應(yīng)考慮地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)埋深、荷載、結(jié)構(gòu)類型、施工工藝等情況，參照有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，并通過計(jì)算確定；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)施工方法、結(jié)構(gòu)、構(gòu)件類型、使用條件及荷載特性等，采用理論計(jì)算并結(jié)合工程類比的方式，并采取信息化施工，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測反饋的結(jié)果修正設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工。

3主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

3.1高性能混凝土及混凝土耐久性設(shè)計(jì)

3.1.1設(shè)計(jì)原則車站及區(qū)間隧道主體構(gòu)件及內(nèi)部構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限為100年。耐久性設(shè)計(jì)的技術(shù)路線應(yīng)根據(jù)預(yù)先確定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要求的環(huán)境類別和環(huán)境作用等級，采取相應(yīng)的根本措施和附加措施。根據(jù)地質(zhì)詳勘資料顯示：本站環(huán)境類別為Ⅰ類，環(huán)境作用等級為I-B。采用合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，便于施工、檢查和維護(hù)，減少環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)的不利影響，對鋼筋混凝土施工過程的質(zhì)量控制提出要求。3.1.2耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)要求（1）混凝土及其配合比要求。根據(jù)地鐵車站的建設(shè)要求、標(biāo)準(zhǔn)，主要采用鋼筋混凝土永久結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)、施工。將混凝土的最低強(qiáng)度等級控制為C35的標(biāo)準(zhǔn)；由于混凝土的配合比要求較高，因此在水泥中的堿含量要嚴(yán)格控制，不能超過0.6%的標(biāo)準(zhǔn)；在混凝土的原材料控制過程中，需進(jìn)一步地加強(qiáng)氯離子總量的控制，不能超過凝膠材料總重的0.06%，否則很容易導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度下降。混凝土的應(yīng)用不僅可以合理地提升結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，同時(shí)對地鐵車站的建設(shè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)能夠更好地優(yōu)化，應(yīng)堅(jiān)持在上，從而混凝土的密實(shí)度、抗?jié)B透性等方面長期地把控，以更好地優(yōu)化、創(chuàng)新。（2）膠凝材料的選用：膠凝材料是混凝土不可或缺的組成部分，在具體的操作方式、方法上需進(jìn)一步調(diào)整。1）水泥。當(dāng)前的水泥類型比較多樣化，但對于地鐵車站的建設(shè)，水泥的強(qiáng)度等級至少不能低于42.5，同時(shí)建議選用硅酸鹽水泥來施工，或是按照普通硅酸鹽水泥來應(yīng)用。針對水泥的選用及水泥相互關(guān)聯(lián)的混凝土等，須聯(lián)合外加劑來進(jìn)行有效的復(fù)配試驗(yàn)，結(jié)合具體規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來創(chuàng)新，從而更好地提升水泥的性能，與地鐵車站的建設(shè)準(zhǔn)則更好地融合。2）粉煤灰。鋼筋混凝土制作、加工與粉煤灰保持密切的關(guān)系，粉煤灰更好地降低裂縫的發(fā)生概率，促使水化熱的控制取得更好的效果，整體上擁有的進(jìn)步空間是非常大的。因此，粉煤灰的應(yīng)用上，不能低于2級的標(biāo)準(zhǔn)，確保在結(jié)構(gòu)的安全和材料性能上更好地發(fā)揮作用。3）礦粉。考慮到本次工程的建設(shè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，在礦粉的應(yīng)用上須達(dá)到s95級或者是更高級別的要求。水泥合理用量的減少，粉煤灰和礦粉的應(yīng)用，需結(jié)合不同的季節(jié)要求調(diào)整，這樣不僅能夠在各項(xiàng)工作的開展上得到優(yōu)良的成果，還可以促使長期發(fā)展具有更多的保障，在材料功能的持續(xù)性作用方面得到了更好的成果。（3）細(xì)骨料的選用。根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)骨料的應(yīng)用達(dá)到Ⅱ類以上的標(biāo)準(zhǔn)，若粒徑控制在0.6mm以下，則篩上物的質(zhì)量累積百分比控制在70%~41%；若粒徑選用0.15mm以下，則篩上物的質(zhì)量累積百分比不能低于65%。細(xì)骨料的選用非常重要，石灰?guī)r屬性的人工砂不能應(yīng)用到低溫硫酸鹽侵蝕環(huán)境的混凝土中。（4）粗骨料的選用：粗骨料不能選用堿活性粗骨料，建議選用碎石或卵石，最大限度地選用河石粗骨料的壓碎指標(biāo)見表1。（5）拌和用水：混凝土生產(chǎn)中，拌和用水應(yīng)采用影響水泥正常凝結(jié)的飲用水，同時(shí)不能造成水泥的硬化現(xiàn)象，也不能對鋼筋造成銹蝕。（6）外加劑選用：外加劑的應(yīng)用相對靈活，主要是結(jié)合混凝土的具體性能要求，規(guī)范合理應(yīng)用減水劑。同時(shí)減水劑須與水泥材料、摻合料材料更好地配合，減少錯(cuò)誤應(yīng)用。主體結(jié)構(gòu)迎水面的側(cè)墻、頂板和底板及區(qū)間隧道高性能混凝土中應(yīng)拌和適量的外加劑，能提高混凝土耐久性能，優(yōu)先選用多功能復(fù)合外加劑，可選擇合適的抗裂防水劑、抗裂增效劑及抗裂膨脹劑，提高混凝土的密實(shí)性及防水性。所用產(chǎn)品應(yīng)提供國家建材測試中心檢測報(bào)告、符合產(chǎn)品名稱標(biāo)準(zhǔn)的省級及以上鑒定證書、無輻射等，并應(yīng)有類似工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。3.1.3混凝土耐久性主要技術(shù)指標(biāo)表2中，最小和最大膠凝材料用量以強(qiáng)度等級42.5普通硅酸鹽水泥為基準(zhǔn)，若使用更高強(qiáng)度等級的水泥可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。3.1.4其他要求（1）采用高性能混凝土的區(qū)域，混凝土抗?jié)B等級小于P12時(shí)，需滿足28d碳化深度不大于15mm或28d電通量不大于1500C（當(dāng)高性能混凝土水泥混合物與礦物混凝土之和超過膠凝材料用量50%時(shí)，電通量測試齡期為56d）。電通量及碳化深度檢驗(yàn)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行測試。（2）耐久性能應(yīng)符合JGJ/T193—2009《混凝土耐久性檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》要求。（3）對結(jié)構(gòu)裂縫滲水應(yīng)按結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)、止水和耐久性等要求進(jìn)行親水環(huán)氧注漿等堵水、防滲處理。

3.2結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)

車站主體結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則，根據(jù)環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)形式、施工方法，選擇有效、可靠、操作方便的防水方案。地下結(jié)構(gòu)應(yīng)以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主，確保混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性、抗裂性和耐久性。變形縫、施工縫、穿墻管、預(yù)埋件、預(yù)留通道接頭、各種結(jié)構(gòu)的接口等部位是防水的薄弱環(huán)節(jié)，必須加強(qiáng)防水措施。車站主體結(jié)構(gòu)頂、底板及側(cè)墻應(yīng)根據(jù)防水等級要求采用不同的附加防水層。

4結(jié)束語

在城市軌道交通主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需遵循主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，根據(jù)工程實(shí)際情況，做好高性能混凝土及混凝土耐久性設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)，不斷提高城市軌道交通主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，從而促進(jìn)城市軌道交通的不斷發(fā)展。

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作者：劉金晶 單位：中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司