城市轨道交通主体结构设计探讨

　　［摘要］主体结构设计对城市轨道交通整体建设具有重要影响。结合南宁轨道2号线东延工程玉玲路站工程实例，介绍城市轨道交通主体结构设计措施，做好高性能混凝土耐久性设计、结构防水设计以提高主体结构设计水平，详细研究胶凝材料、细骨料、粗骨料、外加剂的选用对混凝土耐久性的影响，希望能够为相关工作者提供借鉴。

　　［关键词］轨道交通；主体结构设计；混凝土耐久性；结构防水设计

　　1工程概况

　　玉岭路站（原玉象路站）是南宁轨道交通2号线东延工程（玉洞–坛兴村）自西向东的第2个车站，位于规划良玉大道与良庆三路、玉洞北横十二路的交叉路口，沿规划良玉大道东西向布置，良玉大道在车站施工前须实施完毕。本车站为地下2层（局部1层）岛式站台车站，站后设出入场线。采用单柱双跨（局部为双柱三跨）矩形结构，车站总长346m，站台宽度为11m，有效站台长度120m，标准段结构外包尺寸为19.7m（不含围护结构）×13.73m（宽×高），共设置4个出入口、2组风亭。顶板覆土厚度2.56~13.66m（以规划路面为基准）。设计起终点里程为Y（Z）DK18+222.300~Y（Z）DK17+875.977。车站两端相邻正线区间及出入场线区间均采用盾构法施工，车站正线两端设盾构到达井，车站出入场线端设盾构始发井，中部设置1排轨工作井及出入场线出土井。

　　2设计原则

　　车站结构尺寸拟定应满足建筑限界、施工允许误差、测量允许误差、结构变形、沉降及装修等要求，同时还应考虑地质条件、结构埋深、荷载、结构类型、施工工艺等情况，参照有关工程经验，并通过计算确定；结构设计应根据施工方法、结构、构件类型、使用条件及荷载特性等，采用理论计算并结合工程类比的方式，并采取信息化施工，根据现场监控量测反馈的结果修正设计，指导施工。

　　3主体结构设计措施

　　3.1高性能混凝土及混凝土耐久性设计

　　3.1.1设计原则车站及区间隧道主体构件及内部构件的设计使用年限为100年。耐久性设计的技术路线应根据预先确定的钢筋混凝土结构耐久性设计要求的环境类别和环境作用等级，采取相应的根本措施和附加措施。根据地质详勘资料显示：本站环境类别为Ⅰ类，环境作用等级为I-B。采用合理的结构构造，便于施工、检查和维护，减少环境因素对结构的不利影响，对钢筋混凝土施工过程的质量控制提出要求。3.1.2耐久性设计技术要求（1）混凝土及其配合比要求。根据地铁车站的建设要求、标准，主要采用钢筋混凝土永久结构来设计、施工。将混凝土的最低强度等级控制为C35的标准；由于混凝土的配合比要求较高，因此在水泥中的碱含量要严格控制，不能超过0.6%的标准；在混凝土的原材料控制过程中，需进一步地加强氯离子总量的控制，不能超过凝胶材料总重的0.06%，否则很容易导致混凝土的强度下降。混凝土的应用不仅可以合理地提升结构的强度，同时对地铁车站的建设规范、标准能够更好地优化，应坚持在上，从而混凝土的密实度、抗渗透性等方面长期地把控，以更好地优化、创新。（2）胶凝材料的选用：胶凝材料是混凝土不可或缺的组成部分，在具体的操作方式、方法上需进一步调整。1）水泥。当前的水泥类型比较多样化，但对于地铁车站的建设，水泥的强度等级至少不能低于42.5，同时建议选用硅酸盐水泥来施工，或是按照普通硅酸盐水泥来应用。针对水泥的选用及水泥相互关联的混凝土等，须联合外加剂来进行有效的复配试验，结合具体规范和标准来创新，从而更好地提升水泥的性能，与地铁车站的建设准则更好地融合。2）粉煤灰。钢筋混凝土制作、加工与粉煤灰保持密切的关系，粉煤灰更好地降低裂缝的发生概率，促使水化热的控制取得更好的效果，整体上拥有的进步空间是非常大的。因此，粉煤灰的应用上，不能低于2级的标准，确保在结构的安全和材料性能上更好地发挥作用。3）矿粉。考虑到本次工程的建设规范、标准，在矿粉的应用上须达到s95级或者是更高级别的要求。水泥合理用量的减少，粉煤灰和矿粉的应用，需结合不同的季节要求调整，这样不仅能够在各项工作的开展上得到优良的成果，还可以促使长期发展具有更多的保障，在材料功能的持续性作用方面得到了更好的成果。（3）细骨料的选用。根据国家的相关规范、标准，细骨料的应用达到Ⅱ类以上的标准，若粒径控制在0.6mm以下，则筛上物的质量累积百分比控制在70%~41%；若粒径选用0.15mm以下，则筛上物的质量累积百分比不能低于65%。细骨料的选用非常重要，石灰岩属性的人工砂不能应用到低温硫酸盐侵蚀环境的混凝土中。（4）粗骨料的选用：粗骨料不能选用碱活性粗骨料，建议选用碎石或卵石，最大限度地选用河石粗骨料的压碎指标见表1。（5）拌和用水：混凝土生产中，拌和用水应采用影响水泥正常凝结的饮用水，同时不能造成水泥的硬化现象，也不能对钢筋造成锈蚀。（6）外加剂选用：外加剂的应用相对灵活，主要是结合混凝土的具体性能要求，规范合理应用减水剂。同时减水剂须与水泥材料、掺合料材料更好地配合，减少错误应用。主体结构迎水面的侧墙、顶板和底板及区间隧道高性能混凝土中应拌和适量的外加剂，能提高混凝土耐久性能，优先选用多功能复合外加剂，可选择合适的抗裂防水剂、抗裂增效剂及抗裂膨胀剂，提高混凝土的密实性及防水性。所用产品应提供国家建材测试中心检测报告、符合产品名称标准的省级及以上鉴定证书、无辐射等，并应有类似工程应用经验。3.1.3混凝土耐久性主要技术指标表2中，最小和最大胶凝材料用量以强度等级42.5普通硅酸盐水泥为基准，若使用更高强度等级的水泥可根据实际情况调整。3.1.4其他要求（1）采用高性能混凝土的区域，混凝土抗渗等级小于P12时，需满足28d碳化深度不大于15mm或28d电通量不大于1500C（当高性能混凝土水泥混合物与矿物混凝土之和超过胶凝材料用量50%时，电通量测试龄期为56d）。电通量及碳化深度检验应采用标准试块进行测试。（2）耐久性能应符合JGJ/T193—2009《混凝土耐久性检验评定标准》要求。（3）对结构裂缝渗水应按结构补强、止水和耐久性等要求进行亲水环氧注浆等堵水、防渗处理。

　　3.2结构防水设计

　　车站主体结构防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则，根据环境条件、结构形式、施工方法，选择有效、可靠、操作方便的防水方案。地下结构应以混凝土结构自防水为主，确保混凝土、钢筋混凝土结构的抗渗性、抗裂性和耐久性。变形缝、施工缝、穿墙管、预埋件、预留通道接头、各种结构的接口等部位是防水的薄弱环节，必须加强防水措施。车站主体结构顶、底板及侧墙应根据防水等级要求采用不同的附加防水层。

　　4结束语

　　在城市轨道交通主体结构设计过程中，设计人员需遵循主体结构设计原则，根据工程实际情况，做好高性能混凝土及混凝土耐久性设计、结构防水设计，不断提高城市轨道交通主体结构设计水平，从而促进城市轨道交通的不断发展。

　　参考文献

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　　作者：刘金晶 单位：中铁第六勘察设计院集团有限公司