地铁车站建筑设计研究

地铁车站建筑设计研究（精选12篇）

地铁车站建筑设计研究 篇1

随着我国经济的快速发展, 城市化发展的进程进一步加快, 我国一些大城市相继建设了多条轨道交通线路。对于乘客来说, 一条轨道交通线路上, 能有直接接触的就是每条线路上的车站, 而每个车站能使乘客有着直接感受的就是车站公共区, 所以地铁车公共区的设计就显得十分重要。

车站公共区是能供乘客乘降, 换乘和候车的场所, 应保证旅客使用方便, 安全, 迅速地进出车站。车站的公共区包括站厅层公共区及站台层公共区, 站厅层公共区是乘客由地面进入地下车站或者由站台上至站厅的集散空间, 又分为付费区和付费区, 在付费区内主要布置楼梯、自动扶梯和电梯等垂直交通工具, 在非付费区内布置自动售票机、自动验票机, 在付费区与非付费区分界之间布置栏杆和进、出站闸机, 在出站闸机位置设置票务处, 供乘客补票或者售票[1]。现就对公共区的布置做以下方面的研究。

1 车站公共区柱网布置研究

车站公共区柱网的布置需考虑公共区楼扶梯、电梯的位置;站台的长度;单、双柱布置形式;屏蔽门的设置;结构的经济合理要求等[2]。根据大量的车站建筑设计实践证明, 在10m宽的岛式站台中采用单柱布置形式, 在12m以上的岛式站台中采用双柱布置形式。近年来我国地铁建设工程中, 车站站台广泛使用屏蔽门系统, 为了使车站中的柱子不正对站台屏蔽门的开启扇, 10m单柱岛式车站柱距宜为8m, 12m双柱岛式站台柱距宜为9.75m, 从而减小柱子对上下车的客流的影响。8m柱距及9.75m柱距在实际工程中取得了很好的效果[3], 如图1、2所示。

2 车站公共区楼扶梯、电梯的布置形式研究

目前国内车站的地铁设计楼扶梯、垂直电梯的布置主要有两种布置形式。

2.1 采用两部扶梯、两部楼梯位于付费区, 垂直电梯位于非付费区

此布置特点为:在非付费区规模一定的情况下, 付费区规模较小, 扶梯数量少, 运营成本较低, 同时符合常规建筑利用楼梯进行疏散的理念, 但垂直电梯位于非付费区, 不能兼顾携带大件行李等人员使用, 功能单一, 管理不便, 扶梯数量少, 乘客舒适性较低, 如图3所示。

3.2采用三部扶梯、一部楼梯、垂直电梯均位于付费区

此布置特点为:垂直电梯位于付费区, 可兼顾携带大件行李等人员使用, 管理便利, 扶梯数量多, 乘客舒适性高, 但在非付费区规模一定的情况下, 付费区规模较大, 投资较大, 不符合常规建筑利用楼梯进行疏散的理念, 如图4所示。

根据上述分析, 采用三扶一楼、垂直电梯位于付费区的布置形式以人为本, 方便乘客, 虽然不符合常规建筑利用楼梯进行疏散的理念, 但在地铁两层空间中, 疏散导向性明确, 提升高度小[4], 楼扶梯口部采用满足一定风量要求的加压送风, 同时, 地铁规范中规定扶梯可参与消防疏散, 因此对疏散的影响较小。所以三扶一楼、垂直电梯位于付费区的付费区布置形式要优于两扶、两楼、垂直电梯位于非付费区的布置形式[5]。

3车站公共区客流组织及售、检票机布置研究

正确的组织客流流线, 有利于顺利快捷的引导和组织乘客进、出站, 并且在紧急事故状态下, 可以引导和组织乘客安全快速的疏散、逃离事故现场[6]。车站内的客流组织主要是通过车站内的导向指示标志或者车站内的工作人员引导。进站的客流是指乘客在站厅层买票※通过进闸机※车站内设置的楼扶梯、电梯※站台层候车、乘车;出站的客流是指乘客下车后通过站台上的导向指示标志※车站内设置的楼扶梯、电梯※通过站厅层的出站闸机※根据出站的导向指示标志选择出地面的方位※由出入口通道设置的楼、扶梯出站[7]。

车站站厅层乘客流线有如下3种方式, 如图5所示。

方式一:进出站客流流线清晰但购票客流与通过客流略有交叉。

方式二:进出站客流流线清晰有序但不利于出站乘客补票。

方式三:进出站流线、售检票流线、通过流线清晰, 互相干扰小;票务室位置布置合理, 方便乘客充值、补票, 公共区按此方式布置售、检票机及票务室是最优的布置方式。

4 商铺、银行等服务设施的布置研究

在地铁车站内设置商铺、银行等服务设施, 既可以方便人民群众的日常生活需要又可以为地铁公司创造收入, 以弥补地铁初期运营的亏损。因此在满足地铁车站使用功能和消防疏散的前提下, 应积极地在地铁车站内设置商铺和银行等服务设施。商铺和银行等服务设施根据近年来各个城市地铁建设的经验, 银行一般设置在靠近地铁公共区非付费区的一端或者靠近车站出入口, 如图6所示。商铺的设置可以利用出入口通道与主体建筑或者与风道之间所夹的区域进行综合开发利用, 也可以在公共区的非付费区设活动的标准小店铺, 但应注意商铺的性质必须为不存在火灾危险、服务于人民群众生活的商业店铺, 如报刊亭、旅游纪念品店、洗衣店、医药用品店、杂货店等[8]。

5 结束语

为了更好的发挥地铁的集散功能, 为广大乘客提供便捷、舒适的环境, 同时能够有效的控制地铁车站公共区的规模, 因此合理利用公共区面积、功能布局模块化、乘客服务界面标准化是不可或缺的一项研究工作。通过以上方面的研究得出一些公共区布置的结论, 公共区柱网跨度宜采用, 单柱时8m或双柱时9.75m;售、检票机, 票务室均匀设置在公共区的两端。

在客流量不是特别大的车站宜采用三部扶梯加一部楼梯, 在公共区中间设置残疾人电梯的布置方式;在不影响进出站客流的前提下, 适当在站厅层公共区布置小商铺, 是目前地铁公共区布局中比较合理的一种布局方式。

参考文献

[1]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科学技术出版社, 1997.

[2]住房和城乡建设部.GB50490-2009, 城市轨道交通技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

[3]耿永常, 赵晓红.城市地下空间建筑[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2001.

[4]建设部.GB50157-2003, 地铁设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2003.

[5]毛保华.城市轨道交通规划与设计[M].北京:人民交通出版社, 2006.

[6]渡道健.渡道时男, 市川秀.地下铁道设计[M].东京:1963.

[7]崔之鉴.地下铁道[M].北京:中国铁道出版社, 1984.

[8]范文毅.城市轨道交通车站设备[M].北京:中国铁道出版社, 2000.

地铁车站建筑设计研究 篇2

上海地铁翔殷路车站设计

翔殷路车站为浅埋地下一层侧式站台车站,是国内第一个也是世界首次双圆盾构过站车站,地下一层内布置环控机房等少量设备用房,将主要设备用房设置在地面西北角三层设备用房内.车站内设有四个小站厅和站台在同一层.翔殷路站与众不同的是它设有连接站厅的“地下天桥”连接通道,并在站台也设有连接站台两侧“地下天桥”连接通道.

作 者：肖桦 作者单位：中铁第一勘察设计院集团有限公司城建院,陕西,西安,710001刊 名：中国科技博览英文刊名：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN年，卷(期)：2010“”(21)分类号：U231关键词：浅埋 地下一层侧式站台 国内第一 世界首次 双圆盾构过站车站

地铁车站防灾设计的思考 篇3

关键词：地铁车站;防灾设计;思考

引言

伴随着现代城市的高速发展，越来越多的城市出现了地铁，其作为现代城市发展的大动脉有着诸多不可比拟的优势和无法替代的功效，随着地铁线路长度和客运量的不断增长，地铁的各种灾难事故也在不断增多。地铁事故的发生不但会造成人员伤亡，而且还会造成城市的交通堵塞，因此对地铁事故的分析及预防有着重要的现实意义。

1.地铁车站的特点及发生灾害的原因

城市地铁的建成解决了部分交通问题，为我们出行也提供了极大的便利。不过由于其结构封闭性，一旦发生火灾则扑救困难，人员伤亡也比较大，损失更是难以估算。地铁已经成为现代化城市重要的地下交通工具，随着城市交通轨道建设的发展，地铁的运行路程和客运量连年持续增加，但地铁火灾事故也经常出现。对于火灾事故的处理，很多国家都有过伤亡惨重。火灾事故是地铁运输系统中危险性较高的事故类型，它对地铁运营系统的危害性主要体现在燃烧产生的烟气、毒害物质、燃烧辐射热等对人员的威胁。以往地铁火灾的防治工作往往只着眼于在地铁系统内部发生火灾时的应对措施，多强调一些硬件设施的设置和完善，而没有从系统和全局上去认识地铁防灾系统。由于地下空间限制，以及浓烟、高温、缺氧、有毒、视线不清、通信中断等原因，救援人员很难了解现场情况;又由于大型的灭火设备无法进入现场，进入的救援人员需要特殊防护等特点，因此救人、灭火困难大。实时产生大量的人员流动和列车停靠，特别是运营高峰时段系统高速运转、设备的高负荷输出及不规范使用设备等各种因素，使得地铁车站火灾事故发生的可能性长期存在。

2.车站内消防疏散方案

2.1车站内消防疏散方案

地铁人员从地铁内部到地面开阔空间的疏散和避难都要有一个垂直上行的过程，比下行要耗费体力，从而影响疏散速度。同时，人员疏散路线与火灾产生有害高温烟气流动方向一致，疏散时还要防止人员中毒、窒息、视线被阻等情况，要求疏散早于烟雾扩散，往往时间紧迫难以完成。疏散楼梯、安全通道、安全出口、紧急安全门是火灾时乘客疏散和消防人员灭火救援的必要途径，必须以人为本，确保安全疏散体系的科学合理可靠。在进行地铁车站规划设计时，应着眼于优先选用岛式站台，线路之间应采取可靠的结构分隔，这样有利于车站的功能使用和人员疏散，更重要的是可有效控制火灾影响范围和事故蔓延。在地铁相关人员的帮助下，火灾发生6min内把列车上和站台、站厅内一切人员转移到地面的安全地带。

2.2实际工程中存在的问题

车站内一旦起火，由于地下站内氧气不足造成燃烧不完全，会产生大量浓烟同时伴随着有毒气体释放。浓烟积聚不散，对人员逃生和火灾扑救都将带来很大的障碍。在一些交通量大的道路可结合地铁站设置地下人行通道或过街地道以疏解人流。为了在发生火灾时，能够迅速确定报警区域及部位，并实施有效隔离，将整个车站划分为若干个防火分区。在地铁电视中插播安全教育片，播放相关提醒广播，还应定期进行火灾疏散演习，切实提高乘客的安全意识和应对火灾的自救能力。同时应完善列车紧急安全门的控制方式，列车车头车尾设置的紧急安全门，应在车头驾驶室内可以控制，并附设就地应急控制的安全装置。所以设计疏散通道和出口的数量与宽度时，要在严格根据规范需求设计的条件上，参考多方面的因素，以乘客量高的时间段的客流量计算，留设足够的安全系数。

3.加强地铁车站防火设计的相关措施

3.1加强火灾预防教育

目前地铁建设已经进入快速发展阶段，任何一个城市的地铁规划已经不是单一的一条线，均已成地铁网络。地铁作为城市交通立体化的契机，必然使地铁车站成为城市交通换乘和衔接系统中的重要节点，地铁火灾预防教育任重道远，涉及社会诸多层面，教育范围较广，实施困难较大。但通过坚持长期而有效的教育，可使安全意识深入人心，在潜移默化中指导人们预防火灾发生，具有广泛持久社会效应。因此，地铁车站建筑装修材料和列车车厢内装饰材料的不燃难燃化，是预防火灾发生和阻止火势蔓延扩大的有效措施，应予以高度重视。虽然见效缓慢，但效果稳固长久，是从根本上控制火灾起因的最佳措施。

3.2设置消防专用通道

地铁必须根据自身的交通运输功能和日常客流量大的特点，按照相应的防火设计规范在建筑、结构、机电方面进行综合防火设计。使其真正具有对火灾及时预警和控制的能力，减少因设施缺陷引起的不必要损失。同时在重点区域醒目位置做标识，方便事故发生后及时迅速的救援逃生。通道和出口的设计疏散能力与实际需求有非常大的距离，况且发生火灾后有害气体和热气流严重阻碍人的活动进而导致步行速度大大降低，在地下车站的管理用房处应设置直通地面的安全出口，或与车站出口组合设置消防专用通道，便于火灾时消防人员及时进入车站进行灭火救援行动。

3.3考虑隧道安全疏散通道与车站有效衔接

地铁工程中，应选择可靠性高和耐高温性良好的电气设备，以免出现因电气设备故障而造成火灾的局面。在区间隧道应优化电缆、管线的布置，利用有限空间沿隧道壁设置宽度为0.6m的安全疏散通道，并根据隧道的长度合理设置连接两条隧道的联络道，在联络道处设置防火门和应急照明，距离疏散楼梯口或者通道口不得大于50m;附设于设备及管理用房的门至最近安全出口的距离不得超过40m，位于尽端封闭的通道两侧或尽端的房间，其最大距离不得超过22m;安全操作规范的制定：对车站电气设备的使用与保养、地铁列车的操作、消防设备的操作与检修均应制定相应的安全规范，杜绝由于技术操作上的错误而造成火灾。地铁工作人员站在防火战线最前沿，我们要加强安全意识教育，提高每个公民应对各种灾难的意识和能力，只有这样才能在发生灾难时，人们才不会惊慌失措，才能有效的保证人民的生命安全。

4.结束语

地铁是城市交通的重要组成部分，是城市现代化程度的重要标志。地铁灾害问题也逐渐得到人们的关注。火灾事故的救援工作难度很大，尤其是人员的安全以及疏散方面相当严重。地铁设计人员和管理人员要及时吸取经验教训，不断完善地铁的防火设计和防灾系统的设置，完善地铁防火救援系统。

参考文献：

[1]地下街火灾危害性与防火设计对策初探.消防科技与产品信息，1995（6）.

[2]张伟，姜韦华，张卫国.城市地下交通隧道火灾的防护.地下空间，2002，22（3）：268～270

地铁车站抗浮设计研究 篇4

1 地铁车站抗浮的必要性及方法

1.1 抗浮必要性

当浮力超过车站自重、覆土重和土层的摩阻力时, 车站就会失稳上浮, 并且会产生结构底板应力增大等对车站结构不利的情况, 所以需要进行车站的抗浮设计。

1.2 抗浮方法

施工阶段可设置降水井或在底板中设置临时泄水孔等方法减小浮力。降排水抗浮, 在车站范围设置降水井和排水沟, 使地下水位降至底板以下, 从而降低水的浮力, 这种措施维护成本很高, 使用周期较长, 且长期降水将对该区域地下水环境造成很大影响, 甚至影响周边建筑物的安全。

使用阶段解决地下工程抗浮问题的方法基本有4种:

⑴超重混凝土抗浮, 在结构底板上施作超重混凝土, 以增大车站自重, 达到抗浮目的。这种处理方式简单, 投入使用后管理成本较低, 但给整个车站的受力增加难度, 同时车站围护结构费用相应提高。

⑵设置抗浮压顶梁, 在车站顶板上方沿围护结构后浇设置一圈压顶梁, 利用围护结构的自重及其与土层侧摩阻力来达到抗浮目的, 该方法是地铁车站抗浮设计中经济适用且最常用的方法。

⑶锚杆抗浮, 采用设在底板和其下土层之间的拉杆, 依靠杆体与周边土体的黏结摩擦力抗浮。但地下水会对钢筋侵蚀, 锚杆的耐久性问题较难解决。

⑷抗拔桩抗浮, 利用桩体自重与桩侧摩阻力来提供抗拔力, 抗浮作用明显, 且桩耐久性较好, 受地下水侵蚀较小。

2 抗浮计算

2.1 抗浮计算公式

根据《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2001) , 车站抗浮力S1的表达式可写为:

式中:

γG——永久荷载分项系数;

SGK——永久荷载标准值计算的荷载效应值;

rQi——第i个可变荷载分项系数;

ψci——可变荷载Q1的组合系数;

SQik——可变荷载标准值计算的荷载效用值。

永久荷载效应对结构有利时, 对结构的倾覆、漂移或漂浮验算, 永久荷载分项系数应取0.90;活荷载的作用有利于结构的抗浮验算, 计算时可以不考虑此项将此作为一定的安全储备。式 (1) 可简写成:

由浮力定律, 浸没在液体中的物体所受浮力为:

《地铁设计规范》 (GB 50157-2003) 第10.5.2条条文说明提出:“抗浮安全系数目前尚无统一规定, 宜参照类似工程, 根据各地的工程实践经验确定。”本文采用广州地区抗浮安全系数, 即在不计侧壁摩阻力时, 其抗浮安全系数不小于1.05:当计入侧壁摩阻力时, 其抗浮安全系数不小于1.15。

2.2 压顶梁抗浮计算

车站采用在围护结构预埋钢筋, 并与主体顶板后浇的压顶梁时, 压顶梁对车站抗浮的贡献作用不能按围护结构的自重及侧摩阻力计算, 而应取为压顶梁的抗剪承载力, 因为压顶梁的抗剪承载力一般要比围护结构的自重及侧摩阻力要小。

根据《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2010) , 矩形截面受弯构件抗剪承载力为:

式中:

βc——混凝土强度影响系数;

b——截面宽度;

h0——截面有效高度。

2.3 抗拔桩抗浮计算

根据《建筑桩基技术规范》 (GB 50010-2010) , 单桩或群桩呈非整体破坏时, 基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算:

式中:

TUK——基桩抗拔极限承载力标准值;

ui——桩身周长;

qsik——桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;

λi——抗拔系数。

3 实例分析

3.1 车站概况

本站主体全长198.5m, 标准段宽19.7m, 左右端扩大头宽25.1m。车站底板埋深17.1~19.3m, 顶板覆土厚度2.7~4.4m。车站为地下二层站。车站土建工程由主体结构和通道等附属结构两部分组成。车站设两组风亭和4个出人口。本工程的基坑支护方案采用地下连续墙+内支撑的支护形式。

3.2 地质概况

地层由上至下依次为:人工填土、可塑状粉质粘土层、可塑状砂质粘性土层、硬塑状砂质粘性土层、全风化花岗闪长岩层、强风化花岗闪长岩层、中风化花岗闪长岩层、微风化花岗闪长岩层。车站主体结构底板持力层主要位于残积层和全、强风化岩中。

根据场地岩土工程地质勘察报告, 车站范围内地下水位埋深为2.1~4.0m, 地下水位平均埋深3.0m, 设计水位降深15.0m。抗浮设计水位:14.0m。

各地层主要物理力学参数见表1。

3.3 抗浮验算

本站采用设置集水井、抗浮压顶梁、抗拔桩等抗浮措施来抗浮。

3.3.1 降水井布置

基坑采用两排降水井进行降水, 降水井间距一般为15m, 降水井伸入基坑底约5m。

在开挖基坑的四周每隔25m左右设一集水井, 中部设排水明沟和集水井, 在基坑开挖轮廓线外侧1.5m左右设截水沟, 每隔20~30m左右设一集水池。降水井布置见图1。

3.3.2 抗浮压顶梁设置

在车站顶板上方沿围护结构后浇设置一圈压顶梁, 截面500mm×500mm。压顶梁布置见图2。

3.3.3 抗拔桩布置

本站埋置较深且体积较大, 因此抗浮压顶梁的设置不能满足车站抗浮要求, 需要同时采用抗拔桩来补偿结构抗浮不足。本站共设置了15个抗拔桩, 抗拔桩布置在钢筋混凝土柱下, 依靠桩体自重及侧壁摩阻力使车站达到抗浮要求, 抗拔桩布置见图1、2。

4 结语

地铁车站抗浮设计是地铁车站设计的重中之重, 需要给予足够的重视, 地铁车站抗浮方法可根据实际工程情况进行选择。

参考文献

[1]《地铁设计规范》 (GB50157-2003) , 中国计划出版社

[2]《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010) , 中国建筑工业出版社

[3]《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001) , 中国建筑工业出版社

天津地铁既有线路车站改造研究 篇5

对天津市新建的地铁一号线中的既有线路车站新建与改造方案进行了分析,验算了改造过程中箱体施工阶段的`强度,提出了几种改造方案与新旧结构的连接方法,并进行了计算分析与比较.最后,对新建与改造方案进行了经济比较,为有关部门提供了决策依据.

作 者：姜忻良 郑刚 侯树民 刘洪 崔奕 作者单位：姜忻良,郑刚(天津大学建筑工程学院,天津,300072)

侯树民,刘洪,崔奕(天津市地铁总公司,天津,300040)

地铁车站配电变压器负载率研究 篇6

关键词：变压器；负载率；全寿命周期成本

中图分类号：U231.8 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0095-02

目前地铁车站配电变压器的安装容量普遍较大，造成此现象的主要因素有：由于缺乏实际运营的经验没有充分认识到地铁车站负荷的特殊性，车站用电负荷的估计偏大，配电变压器负载率的选择过小；其中变压器负载率的选择是影响配电变压器安装容量的重要因素之一。因此，本文在分析地铁车站日负荷特性的基础上，从供电系统的运行成本和全寿命周期成本的角度，分析配电变压器的最优负载率，合理地确定地铁车站配电变压器的安装容量。

1 地铁车站日负荷特性分析

一般而言，地下车站空调季节全新风运行模式时的计算负荷约为阻塞运行模式时计算负荷的70%～80%。这与地下车站的规模、隧道通风系统的设置模式、供冷方式（集中供冷/分散供冷）等因素密切相关。根据地铁的运营计划，地铁变压器的日负荷明显的分为高峰负荷和低谷负荷两个阶段，即0：00～5：30各车站均处于夜间停运模式，仅有少量的应急照明负荷、部分设备房间的小系统空调负荷和维修用电负荷；5：30～24：00进入区间隧道通风和白天的正常运营模式。其典型日负荷曲线，如图1、图2所示。

2 地铁用配电变压器技术经济特性分析

2.1 干式电力变压器的主要技术特性分析

2.2 地铁用干式变压器的运行能耗分析

在分析变压器的运行能耗时，不仅要考虑变压器本身的有功功率损耗，而且还应计及无功功率对系统的影响。根据《工矿企业电力变压器经济运行导则》，对于地铁供电系统无功经济当量KQ可以取为0.02～0.04。

式中：CI为变压器初始费用（元）包括设备价格、运输、安全等费用；A为单位空载损耗的等效初始费用（单位为元/瓦）；B为单位负载损耗的等效初始费用（单位为元/w）；P0为变压器额定空载有功损耗（W）；PK为变压器额定负载有功损耗（W）；UK%为变压器额定阻抗电压%；I0%为变压器空载电流%；Se为变压器额定容量（kVA）；KQ为无功经济当量（kW/kvar）。

4.2 主要系数的计算

①变压器等效初始费用（CI）：变压器的等效初始费用包括设备价格、运输、安全等费用，其中变压器的设备价格为主要费用。

②损耗等效初费用（A、B系数）：变压器的单位空载损耗等效初始费用（简称A系数）主要与电价有关；变压器的单位负载损耗等效初始费用（简称B系数）除与电价有关外，还与变压器所带负荷的负载特征有关。

4.3 变压器容量选择模型

设Pj为车站变电所低压母线的计算功率（kW），cos？渍为变压器低压母线的功率因数，？茁为车站两台变压器的负载率。

以给定的车站计算负荷为例，直观地分析了配电变压器的总拥有费用随着变压器的负载率？茁的变化关系，如图3所示。在给定的计算功率的Pj条件下，必然存在一个使得配电变压器的总拥有费用TOCEFC达到最低的最佳负载率？茁L；变压器负载率的偏高和偏低，都会使变压器的总拥有费用增加。

在变压器的等效初始费用一定的条件下，基于全寿命周期成本的配电变压器的最佳负载率？茁L与其等效损耗初始费用（A系数和B系数）的相对取值密切相关。年最大负载损耗时间tmax直接影响着变压器的最佳负载率？茁L的取值，即地铁车站的日负荷特性直接影响着其最佳负载率？茁L在给定的tmax下，变压器的最佳负载率？茁L基本为一常数。

5 结 语

地铁车站配电变压器宜按照负载率60%～70%初步选择变压器的额定容量，同时依据各变电所的一、二级负荷进行校正。

参考文献：

地铁车站建筑设计研究 篇7

国内外工程实践证明,由于耐久性不足导致混凝土结构使用寿命缩短的损失巨大;资料表明,美国一年由于混凝土结构腐蚀造成的经济损失达3 000亿美元[2]。国外有学者曾用“五倍定律”来描述混凝土结构耐久性劣化所造成的损失,即设计阶段对钢筋防护节省1美元,那么就意味着发现钢筋锈蚀采取措施将追加维修费5美元,发现混凝土表面顺筋开裂采取措施将追加维修费25美元,发现严重破坏采取措施将追加维修费125美元[3]。

有别于单个大型市政工程项目,地铁工程的耐久性尤为重要。到目前为止,还没有哪个国家将已运营的地铁线路废弃,即使地铁线路已经超过了其设计使用年限。

本文以深圳地铁7号线福南站结构耐久性设计为例,对滨海地区地下混凝土结构耐久性技术进行详细论述,为同类工程耐久性结构设计提供技术参考。

1 工程概况及地质、水文情况

深圳地铁7号线福南站位于深圳市福田区皇岗口岸区内,毗邻深圳河及福田河,车站为地下三层钢筋混凝土箱型结构,顶板埋深为3.6～4.2 m,底板埋深为24.3～26.5 m。

车站站址原始地貌为海积平原,地形起伏不大,地面高程为3.89～4.31 m,从上至下土层分别为:素填土、淤泥质黏土、粉质黏土、粗砂、砾质黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩,车站底板主要位于全、强风化花岗岩中。图1为车站标准横断面图。

本场地地下水按赋存条件主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于表层人工填土层和第四系上更新统砂层中,略具承压性,此外在黏性土、全风化岩中也有赋存,基岩裂隙水赋存于强风化及中风化花岗岩的裂隙中,均略具承压性,地下水位埋深为0.70～5.30 m。

2 影响结构耐久性因素分析

钢筋混凝土结构是钢筋与混凝土的复合体,地下水对其的腐蚀可分为两类:第一类为混凝土材料本身耐久性不足而导致整个结构的破坏;第二类是混凝土本身并未严重破坏,但由于外部介质的作用,使钢筋表面的钝化膜破坏,引起钢筋锈蚀而导致混凝土结构的破坏[4]。第一类侵蚀大致可分为化学侵蚀(混凝土的碳化、硫酸盐侵蚀、盐类结晶侵蚀等)、碱骨料反应、冻融循环破坏,第二类侵蚀主要为氯离子侵蚀。对本工程场地的地下水进行水质分析可知,影响本车站结构耐久性的环境劣化因素主要有:混凝土的碳化、硫酸盐侵蚀、氯离子侵蚀及盐类结晶侵蚀。

2.1 混凝土的碳化

混凝土的碳化是水泥石中水化产物与环境中二氧化碳相互作用的物理化学连续过程,是一个由表及里、缓慢向混凝土内部扩散的过程。另外,凡是能与Ca(OH)2进行中和反应的一切酸性气体均能发生中和反应,使混凝土碱度降低,故混凝土碳化广义称为“中性化”。混凝土碳化实质上就是混凝土碱性降低的过程,未碳化区混凝土孔隙溶液的pH值达12.5左右,完全碳化区混凝土孔隙溶液的pH值一般为8.0～9.0之间,当pH值降至11.5以下时,钢筋周围的致密钝化膜就受到破坏,在水和氧气得到满足的条件下,钢筋就开始锈蚀,进而导致整个结构体系的破坏[5]。

2.2 硫酸盐侵蚀

环境水中的SO42-进入混凝土内部,与水泥的固相发生化学反应,生成难溶的盐矿物类———钙矾石和二水石膏,然后吸收大量的水而体积膨胀,造成混凝土的破坏。当溶液中SO42-浓度较低时,其反应式为:

反应产物钙矾石含有较多的结晶体,体积比水化铝酸钙增加2.5倍以上,加之其为针状结晶,在原始含铝固相表面呈刺状析出,因而在水泥石内部能产生很大的内应力。钙矾石结晶侵蚀表面的特征是出现少数几条较粗大的裂隙[6]。

当溶液中的SO42-浓度较高时,其反应式为:

在水泥石内部形成的二水石膏体积增大1.24倍,使水泥石内应力过大而破坏。石膏结晶侵蚀的特点是没有粗大裂纹但遍体溃散[7]。

2.3 氯离子侵蚀

氯离子对混凝土中钢筋的侵蚀作用可以概括为:破坏钝化膜、形成腐蚀电池、去极化作用以及导电作用[8]。

阳极:Fe→Fe2++2e

阴极:O2+2H2O+4e→4OH-

Cl-腐蚀:Fe2++2Cl-+4H2O→FeCl·4H2O(绿锈)

由上面的反应可以看出,Cl-不仅会破坏钢筋的钝化膜,而且作为腐蚀的中间产物,能给腐蚀起催化作用,加速钢筋的锈蚀。而钢筋的锈蚀会产生膨胀,导致混凝土裂缝的产生和结构的破坏[9,10]。

2.4 盐类结晶侵蚀

混凝土是多孔材料,所有易溶盐吸湿后都能渗入不密实的混凝土孔隙。混凝土一端与含盐溶液接触,通过毛细作用,溶液沿毛细管上升至混凝土迎空面,水分开始蒸发,一方面溶液浓度加大,达到过饱和,加速化学侵蚀反应;另一方面,在一定的湿度和温度下盐类转化为体积膨胀的结晶水化物,产生晶间推力。盐类结晶侵蚀以Na2SO4最为严重,32.3℃以下析出的晶体为Na2SO4·10H2O,膨胀率高达311%[4]。

3 国内地铁工程耐久性设计现状

地铁建设于上世纪中期在国内开始兴起。首先是1965年北京地铁1号线开始建设,并于1969年建成通车;上海于1964年、1978年分别开始试验工程,1号线于1994年建成通车。之后广州、南京、深圳等城市陆续开始了地铁修建工作,此时设计中对混凝土结构耐久性考虑不多,也没有相关技术规范及标准作为依据,往往参考地面混凝土结构、海港及水工结构等方面的耐久性研究成果,仅依靠适当提高混凝土标号或适当加厚混凝土钢筋保护层,对严重腐蚀工点混凝土中掺加阻锈剂等简单方式进行防腐处理。

直到本世纪,全国地铁大规模建设以来,人们才逐渐认识到作为100年使用寿命的国家重点建设项目其混凝土耐久性的重要性[11],随后国家开展了关于混凝土耐久性的相关标准、规范的编制工作。2004年,中国工程院土木水利与建筑学部主编了CCES—01—2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》;2008年,住建部颁布了GB/T 50476—2008《混凝土结构耐久性设计规范》(后文简称《耐规1》);2010年,铁道部出台了TB 10005—2010《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(后文简称《耐规2》)。相比于《耐规1》,《耐规2》将盐类结晶破坏环境单独列为一类环境,并增加了腐蚀破坏环境。2010年8月,住建部颁布了GB50010—2010《混凝土结构设计规范》(后文简称《新规》),该规范于2011年7月正式实施,其中也对结构所处的环境类别划分、混凝土材料耐久性的基本要求及相关构造措施作了要求。

随着这些规范的正式出台,现阶段地铁工程的混凝土耐久性设计已有据可依、有章可循。另外,笔者认为虽然《耐规2》比《耐规1》晚出台,并增加或单列了一些侵蚀环境以及采取的措施,但《耐规2》总则中明确表明:“为规范铁路混凝土结构耐久性设计,保证铁路混凝土结构在设计使用年限内满足使用要求,制定本规范”,“本规范适用于采用普通混凝土施工的铁路混凝土结构在碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、盐类结晶环境、冻融破坏环境和磨蚀环境等常见环境作用下的耐久性设计”。故该规范是在《耐规1》的基础上,通过总结铁路混凝土耐久性已有相关经验及工程实施情况下编制出来的。对于诸如本工程的地铁项目,《耐规2》仅能作为混凝土耐久性设计的参考规范,而《耐规1》、《新规》及GB 50021—2009《岩土工程勘察规范》(后文简称《勘规》)应作为混凝土耐久性设计的依据。

4 环境类别、作用等级及腐蚀性判别

本工程的环境类别、作用等级及腐蚀性情况判别,首先应从《勘规》、《耐规1》及《耐规2》分别判别,然后以《勘规》、《耐规1》为主要依据确定,《耐规2》仅作为参考。

4.1 水质腐蚀判别

根据《勘规》,按场地环境类型为Ⅰ类、地层渗透性为A类进行综合判定:本工程主要场地地下水对混凝土结构具有微至中等腐蚀性,但是水样2～4段(里程DK20+207～20+250)场地地下水对混凝土结构具有强腐蚀性;长期浸水的环境对钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性,干湿交替的环境对钢筋混凝土结构中钢筋具有微至强腐蚀性,其中里程段DK20+207～20+250地下水对混凝土结构中钢筋具有强腐蚀性,DK20+420～20+470地下水对混凝土结构中钢筋具有中等腐蚀性。表1为本工程场地地下水腐蚀性判别表。

4.2 环境类别和作用等级划分

根据《耐规1》,福南站里程段DK20+207～20+250环境类别和作用等级为Ⅳ-E/Ⅴ-E,DK20+420～20+470环境类别和作用等级为Ⅳ-D/Ⅴ-C,其余段环境类别和作用等级为Ⅳ-C/Ⅴ-C。

根据《耐规2》,依据场地地下水腐蚀性离子的性质和浓度,按干湿交替环境判断本车站环境类别为:T1/T3(碳化环境)、L1～L3(氯盐环境)及Y1～Y2(盐类结晶环境)。

4.3 分析

从以上分析可以看出,各规范对于环境作用等级的划分及命名并不统一,但如果深入研究这些规范,会发现其间是有一定对应关系的。这就需要设计人员综合各方面的资料,再进行有技术含量的综合判别。

本工程以《耐规1》及《勘规》作为环境类别和作用等级的判别依据,综合判定结果为:里程段DK20+207～20+250环境类别和作用等级为Ⅳ-E/Ⅴ-E,场地地下水对混凝土结构具有强腐蚀性,长期浸水的环境对钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性,干湿交替的环境对钢筋混凝土结构中钢筋具有强腐蚀性;里程段DK20+420～20+470环境类别和作用等级为Ⅳ-D/Ⅴ-C,场地地下水对混凝土结构中钢筋具有中等腐蚀性;其余地段环境类别和作用等级为Ⅳ-C/Ⅴ-C,场地地下水对混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。

5 本车站结构耐久性设计方案

为了能确保车站混凝土结构的耐久性能,满足车站结构100年使用寿命的要求,在初步设计阶段主要从结构设计(车站结构形式、计算模式、裂缝控制等)和材料选择两方面着手,考虑车站结构的耐久性设计方案。

5.1 车站结构采用全外包防水的结构形式

我国现行的地铁车站的结构形式主要有两种体系:叠合墙体系和复合墙体系。所谓叠合墙体系,就是围护结构作为主体结构侧墙的一部分,与内衬墙组成叠合结构,通过结构措施和施工措施,保证叠合面的剪力传递,叠合后将两者视为整体;所谓复合墙体系,就是围护结构与主体结构侧墙分离设置,一般中间设置防水隔离层,墙面之间不传递剪力和弯矩,只能传递法向压力。据已有工程的应用经验来看,叠合墙体系在工程造价上较复合墙体系低,但叠合墙体系由于老混凝土对新浇筑混凝土的限制,侧墙裂缝较多,渗漏水情况较复合墙体系多,复合墙体系的防水效果整体性较好(理论上如此,实际上由于各种原因,渗漏情况均不容乐观)。

经综合比较,本车站采用整体防水较好的复合墙结构体系,并采用全外包防水的方式,即在车站主体结构外侧设防水卷材,使腐蚀性的地下水与主体结构混凝土隔绝开来,延长车站结构混凝土的使用寿命。

目前地铁工程使用的外包防水材料较多,主要有:合成树脂类高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、天然钠基膨润土防水毯、喷涂聚脲防水涂料等。

地下结构外防水层材料选择的制约因素很多。地下水位、具体项目的施工方法、围护结构形式等,均是选取合适的外防水层的重要考虑因素。随着材料技术的发展,目前出现了直接和现浇混凝土粘结的防水材料,与之相匹配的材料标准(GB/T 23457—2009《预铺/湿铺防水卷材》)也正式实施了。直接和现浇混凝土粘结的防水卷材,其优势在于防水层不会由于施工原因引起的破损而窜水。

本工程大部分地下工程均根据深圳地铁一、二期的防水经验和教训,选用合成高分子防水卷材作为外包防水材料,同时按GB/T 23457—2009《预铺/湿铺防水卷材》要求卷材和内衬结构混凝土粘结。

5.2 结构计算模式探讨

目前业内常规复合墙体系计算模式为:施工阶段地下连续墙作为基坑开挖时的挡土、挡水结构,使用阶段与主体结构共同承担水土压力,即地下连续墙承受侧向土压力等,主体结构侧墙承受侧向水压力。图2为复合墙体系车站主体结构使用阶段计算模型。

复合墙体系计算模型在无腐蚀性的地层中是合理的,考虑了地下连续墙参与主体结构的永久受力,能减小主体结构侧墙的厚度,节省工程的投资。但在腐蚀性地层中,若仍按照该模型进行计算,则地下连续墙需按照永久结构(即使用寿命100年)考虑,而地下连续墙直接与腐蚀性水或土接触,其耐久性设计仍是困扰业界的一大难题;若不考虑地下连续墙参与主体结构受力,仅作为临时结构,则比较浪费,工程投资也会因此而大大增加。

本工程由于使用了1 m厚的地下连续墙围护结构,本着降低工程投资的原则,在主体结构计算时仍采用了图2所示的常规复合墙体系计算模型,但地下连续墙的混凝土采用了高性能防水、防腐混凝土(其具体要求详见表2),且车站主体结构侧墙适当加厚,使车站结构有一定的安全富余。

另外,笔者认为,对于腐蚀性地层中埋深较浅的地下结构,如地铁车站的地下一层附属结构,以及周边较空旷、可以顶部放坡的地下二层地铁车站,围护结构可以采用SMW工法桩的形式。SMW工法桩仅仅在施工阶段挡土、挡水,使用阶段由主体结构承担水土压力,这样通过全外包防水的结构形式既不用考虑围护结构的耐久性问题,且SMW工法桩的型钢可以拔出后重复利用,能大大降低工程的造价,同时还避免了地下连续墙插入深度造成地下空间的污染。

5.3 严格控制主体结构受力状态下的裂缝宽度

混凝土结构的裂缝宽度与结构的耐久性息息相关,尤其是当结构处于腐蚀性介质中,过宽的结构裂缝会加速钢筋的锈蚀而缩短结构的使用寿命,故控制结构在受力状态下的裂缝宽度对结构的耐久性显得尤为重要。

本工程结合目前地铁行业对结构受力状态下裂缝宽度的控制标准、耐久性规范的要求以及场地的腐蚀性情况,混凝土结构受力状态下迎水面裂缝宽度限值定为0.15 mm;对于背水面,考虑到在确保结构受力的情况下适当减小结构的含钢量,降低工程的投资,并结合以往地铁工程背水面裂缝宽度限值的经验,综合评定后背水面裂缝宽度限值定为0.3 mm。

5.4 减少干湿交替处的结构构件

福南站为地下三层车站,车站顶板覆土3.5～4.0m,根据勘察报告抗浮设计水位取至地面。经抗浮验算,在不采取抗浮措施的情况下,车站主体结构抗浮不能满足规范要求。目前比较常用的解决主体结构抗浮的措施,主要有设置压顶梁、设置抗拔桩或两者同时使用。由于本车站顶板位置基本处于干湿交替区域,若通过设置压顶梁解决车站的抗浮问题,在该车站地层的腐蚀性等级下很难保证压顶梁的耐久性,故本车站在初步设计时考虑在底板下设置抗拔桩解决车站的抗浮问题,取消顶板上位于干湿交替处的压顶梁,以确保在车站使用寿命内主体结构的抗浮满足要求。

5.5 适当加大混凝土保护层厚度

目前研究认为,适当加大混凝土保护层厚度是提高混凝土结构耐久性、延长混凝土结构使用寿命的重要措施。根据国内外的研究文献介绍,混凝土保护层厚度与混凝土结构耐久性的关系,归纳起来有如下几点。

1)钢筋脱钝开始锈蚀所需时间与保护层厚度的平方成正比[12]。

2)一般环境下,混凝土保护层厚度每减少25%,混凝土碳化到钢筋表面所需的时间就缩短50%[13]。

3)混凝土保护层厚度每加厚10 mm,钢筋失重率可降低20%左右[14]。

4)混凝土保护层厚度每减少10 mm,混凝土的透氧量增加10%左右[15]。

根据本工程所处的环境作用等级,将车站顶板、底板及侧墙最外侧钢筋的最小保护层厚度定为:迎水面60 mm,背水面40 mm。考虑到迎水面混凝土直接与强腐蚀性的地下水接触,为尽量延缓混凝土的碳化及迎水面钢筋腐蚀的时间,迎水面钢筋的保护层厚度适当比《耐规1》中的要厚;而背水面为了在确保结构受力情况下适当加大钢筋作用点与中心轴的距离,充分发挥钢筋的作用,减小结构用钢量,降低工程投资,钢筋的保护层厚度小于等于《耐规1》中的厚度。另外,顶板、底板及侧墙的分布钢筋置于主筋的内侧,确保保护层厚度满足标准的情况下充分发挥主筋的作用。

5.6 采用高性能防水、防腐混凝土

本工程采用的高性能防水、防腐混凝土主要从水泥的选用、混凝土的强度等级、水胶比、胶凝材料用量、掺合料的比例、外加剂的种类、混凝土原材料的控制以及氯离子扩散系数等方面进行控制,具体设计参数详见表2。

有的设计人员认为混凝土的高强度就代表了高性能、高耐久性,其实不然,混凝土强度等级的提高势必会要求水泥等胶凝材料用量的增加,导致混凝土凝结过程中水化热的增加,从而导致混凝土早期的收缩裂缝较多,对混凝土的耐久性不利。本车站所处的环境作用等级为Ⅳ-C～Ⅳ-E、Ⅴ-C～Ⅴ-E,根据《耐规1》的规定,环境等级为Ⅳ-C、Ⅳ-D、Ⅴ-C时,混凝土的最低强度等级为C45;环境等级为Ⅳ-E、Ⅴ-D时,混凝土的最低强度等级为C50;环境等级为Ⅴ-E时,混凝土的最低强度等级为C55;同时明确当采用引气混凝土时,混凝土的强度可降低一个等级。故本工程在设计时考虑采用引气混凝土,同时控制混凝土入模温度、加强混凝土浇筑时的振捣、提高其密实度,施工完成后加强保温保湿措施,控制混凝土的内外温差,减少混凝土的先期裂缝。在这些措施的实施下,车站主体结构混凝土的最低强度等级在环境等级Ⅳ-C、Ⅳ-D、Ⅴ-C、Ⅴ-D时为C40,在环境等级Ⅳ-E、Ⅴ-E时为C45。

另外,由于《新规》的实施,车站主体结构构件的主筋均采用三级钢筋,降低了构件的含钢量,使混凝土的浇捣及振捣更方便、容易,确保混凝土浇捣的密实度,提高混凝土的自防水性能及耐久性能。

6 分析总结

地铁车站建筑设计研究 篇8

一、序言

20世纪末期以来, 全球许多大中型城市都倾向于运用立体式、模块化的快速轨道交通系统, 并逐渐形成了地铁和轻轨与传统公交共同发展的城市交通格局。2008年9月, 哈尔滨地铁一号线工程正式动工, 地铁一号线自西向东贯穿城市中心。随着车站的建设, 车站的艺术设计也成为人们关注的焦点, 如何在标准车站中营造出安全、舒适的实用性乘车环境, 如何在标准化的框架限制中体现出与城市整体风格、周边环境、历史文化背景等相互呼应的艺术空间, 也成为了设计师们需要探究的问题。本文以哈尔滨地铁一号线标准车站设计实践为例进行探析。

二、项目概况

本案坐落于我国著名的“冰城”哈尔滨。哈尔滨位于我国东北地区的北部, 地域辽阔, 是黑龙江省的省会, 也是黑龙江省的政治、经济、文化中心。东北地区紧临国界且少数民族较多, 各民族文化交融。特殊的地理位置和历史进程将哈尔滨打造成了极具异国风情的美丽城市, 其享有“东方小巴黎”的美誉。哈尔滨是我国东北部最重要的跨国铁路枢纽, 堪称“通往欧洲的桥梁”, 这也成就了我国的第一个铁路局——哈尔滨铁路局, 其城镇铁路网稠密度位居全国前列。

不过随着城市的发展以及人民生活水平的提升, 交通拥堵也成为了困扰哈尔滨的老大难的问题。2012年底, 哈西客站的建成在一定程度上缓解了铁路对市区各方面的干扰, 但是仍然不能从根本上有效解决哈市的“人车矛盾”问题, 这有待于地铁功能的发挥。哈尔滨地铁一号线南起哈尔滨南站, 东至哈尔滨东站, 沿途经过学府路、东大直街、西大直街, 主线路长达17.73公里, 一共设有18座车站, 其中标准站共设置有13个, 特色车站共设置有5个, 所有车站均采用地下车站形式。通过对地铁车站中标准车站的建筑装饰艺术创作去表现、塑造城市的风格, 消除和减弱地下地铁车站室内空间环境对于人们的生理和心理的消极影响, 提高人们对于地铁的积极态度, 为地铁运营部门减少经济支出, 创造更大的经济效益, 为使用者创造一个宜人的交通空间, 使地铁系统更好地为大众服务, 在标准化中蕴藏特色, 是一个非常有意义的课题。

三、标准车站设计艺术表达

(一) 标准站及排列方式

哈尔滨地铁一号线标准车站按站次可依次分为:哈尔滨南站、农科院站、医大二院站、黑龙江大学站、理工大学站、电表厂站、清滨公园站、西大桥站、工程大学站、太平桥站、交通学院站、南直路站、哈尔滨东站。哈尔滨地铁一号线标准车站按装饰效果可以划分为四类, 分别为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型四种标准车站。排列方案设计出两种方式:13个标准站采用AAA+BBB+CCC形式排列方式和ABC+ABC+ABC形式排列方式, 其余5个特色车站位置保持不变。

AAA+BBB+CCC形式标准站排列方式将哈尔滨南站、农科院站、哈医大二院站、黑龙江大学站、哈理工大学站设置为Ⅰ型标准车站;将电表厂站、清滨公园站、西大桥站设置为Ⅱ型标准车站;教化广场站、铁路局站、博物馆站、龙江街站、烟厂站为特色车站保持不变;将哈工程大学站、太平桥站、交通学院站设置为Ⅲ型标准车站;将南直路站、哈尔滨东站设置为Ⅳ型标准车站。

ABC+ABC+ABC形式标准站排列方式将哈尔滨南站、哈理工大学站、哈工程大学站设置为Ⅰ型标准车站;将农科院站、电表厂站、太平桥站设置为Ⅱ型标准车站;将哈医大二院站、清滨公园站、交通学院站设置为Ⅲ型标准车站;将黑龙江大学站、西大桥站、南直路站、哈尔滨东站设置为Ⅳ型标准车站;教化广场站、铁路局站、博物馆站、龙江街站、烟厂站为特色车站保持不变。

(二) 相关设计元素分析

标准化框架里的地铁车站由于采用模块化设计, 运用了机械化生产模式, 必然呈现出现代化的装饰风格且整个线路整齐划一。模块化设计的最大优点便是工厂批量化生产效率高, 现场安装较为轻松, 维修也简单方便, 成本容易控制, 装饰工程持续的时间较短, 但是其相对于特色车站设计也有很多明显的不足。这就需要设计师在不与特色车站装饰手法冲突的情况下, 在标准化的框架中多加思考, 在基本的装饰要素层面有所突破。

哈尔滨是一座因铁路建设而兴起的城市, 是美丽的冰雪之都, 而且是我国著名的东北老工业基地。哈尔滨的民族众多, 各民族的宗教、风俗相互汇集融合, 整个城市的建筑风格充满了异域的风情, 城市文化特色也十分鲜明。地铁一号线的标准车站装修设计是在通过对这些文化特色的总结和提炼的基础上进行的再创造, 所以虽然是标准化的车站, 但是其在相关造型的设计、色彩的运用、艺术品的设置等各个方面都充满着哈尔滨所独有的城市文化艺术特色。在标准车站基础设施设计中, 设计师没有过多地加以修饰, 而是依据标准化、简洁性的原则, 对于地铁出入口、通道、走廊、中控设备室、车站卫生间、客服中心等都采用了简约而大方的装修形式, 这不但有利于地铁设备的维护, 同时方便了车站的整体清洁工作和安全工作等, 突出了实用性。

(三) 色彩设计

在设计中选用色彩时我们应该充分考虑空间的大小、空间规则与否、使用目的、受众、周边环境、人体工学等因素, 室内设计中的色彩设计主要体现在时间性、公众性、功能性、审美性等方面, 无论是对于空间艺术的表达还是用材用料的点缀, 它们都必须非常考究。对于地铁空间而言, 许多功能性颜色的运用已经形成了一定的共识和规范, 并不具备什么深层次的寓意, 而在其他一些方面运用色彩时, 需要选择人们能够普遍接受的、舒适的、能衬托出主题的色调, 绝不能为了标新立异而一味地选用带有刺激性的色彩, 更不能违背基本的美术理论常识。这样才能有效地将色彩的温度感、距离感、重量感、尺度感等理论知识充分运用到地铁标准车站的设计中。

哈尔滨地铁一号线标准车站的空间色彩设计主要采用以满足人们心理需求的功能性颜色, 形象色的设计非常得当, 没有干扰到功能性颜色的主要作用。由于哈尔滨所处的地理位置特殊, 冬季严寒且持续时间久, 春、秋两季温差变化较大, 春、夏、秋季持续时间短暂, 故而适合采用暖色调, 满足人们的心理需求。标准车站空间色彩设计都是采用以暖色为主的色调, 并且选用了暖色系中几种典型的色值, 充分考虑了哈尔滨当地气候的特殊性, 并且与整个城市的环境色相互融合呼应。

(四) 欧式符号纹样的提炼与运用

在哈尔滨地铁一号线标准车站设计中, 如图1所示, 设计师大量地采用了富含地域性特点的装饰符号纹样, 通过对哈尔滨经典建筑装饰纹样的提炼以及抽象化, 最终将其应用到地铁车站空间的装饰中, 使地下地上有机地结合在一起, 充分体现了和谐的理念, 很好地将特色寓于标准化之中。

(五) 导向系统设计

地铁车站导向标识是地铁空间装饰设计中必不可少的一部分, 人们进入地铁后第一件事往往便是寻找导向标识。各种导向标识分布在空间内部各个醒目的位置, 犹如齿轮一样环环相扣, 乘客通过标识的引导可以顺利找到想去的区域或者目的地。现代车站导向标识系统已经形成了一定的标准形制, 但是设计师应该运用科技手段去完善轨道交通密集的城市导向标识系统的功能性, 使之充满鲜明的地域特征, 即使是标准化车站, 也应该在这个角度适当加以突破。设计师将代表深沉、稳重、安静的深蓝色——Pantone539c作为哈尔滨地铁一号线标准车站导向牌的牌体色, 这项设计既符合哈尔滨的整体城市感觉同时又顺应了国际发展潮流。这种导向牌的牌体底板采用镂空铝板加烤漆技术的材料, 内部贴有透光PC板, 内置属于冷光源的节能灯管。地铁一号线标准车站计划将红色选用为线路色, 这种颜色属于暖色系, 而且非常醒目, 能体现出哈尔滨人民热情好客的性格。

四、结语

地铁标准化设计不能仅仅满足于工业模块化的表达, 更应该努力营造空间艺术气息, 寓特色于标准之中。哈尔滨地铁一号线标准车站设计就找到了很好的切入点, 使得特色与标准看似矛盾的两者通过一定的艺术性表达而融合成一个和谐的有机体。同时, 地铁车站标准化设计正是在满足实用性的先决条件下, 合理地挖掘出了城市的传统文化内涵以及区位优势, 在体现地域的整体观、注重艺术表达的同时将时代感和哈尔滨的历史文脉相统一。总体设计标准与特色相结合, 传统与现代相结合, 从而使哈尔滨地铁一号线标准车站满足了可持续发展要求, 为哈尔滨带来了长久的经济与社会效益, 真正体现了地铁车站标准化设计所应该具备的价值。

参考文献

[1]杨冰.地铁建筑室内设计.北京:中国建筑工业出版社, 2005

[2]边经卫.大城市空间发展与轨道交通.北京:中国建筑工业出版社, 2006

地铁车站站台设计 篇9

1 站台设计的长度

站台长度分为站台总长度及站台有效长度两种。

站台总长度是根据站台有效长度即站台计算长度和站台层房间布置的位置以及需要由站台进入房间的位置而定, 是指每侧站台的总长度。

站台有效长度由列车编组的计算长度决定。考虑到停车位置的不准确和车站值班员、司机确定信号的需要, 通常还预留一段停车误差, 允许停车距离不准确值在我国规定为1～2m。

站台有效长度计算公式为:L﹦nl﹢Δl

式中:L—站台有效长度即站台计算长度;

l—车辆长度, 包括车钩长度;

n—远期列车的车辆编组数;

Δl—停车误差。

例如在沈阳地铁2号线设计中因车辆远期规划为6辆编组, 3辆动力车3辆拖车。车型采用国产B型车, 车辆主要结构尺寸为车辆长度19000mm, 车钩中心距19520mm, 车辆宽度2800mm, 车顶至轨面高度3800mm, 车辆地板至轨面高度1100mm, 车辆固定轴距2200mm, 车轮直径840mm, 车辆定距12600mm。根据以上公式和数据计算出站台有效长度, 即站台计算长度为118m (含停车误差) 。

站台两端根据运行、监控、安全等需要还布置了一些车站设备管理用房, 这些设备管理用房必要时可伸入站台有效长度内, 但不应超过半节车厢长度, 且距站台边缘不应小于2.5m, 并应满足距楼梯口的距离不小于8m。

2 站台设计的宽度

站台设计宽度主要是根据车站远期预测高峰小时客流量、列车运行间隔时间、结构横断面形式、站台型式、站房布置、楼梯及自动扶梯位置等因素综合考虑确定。

没设屏蔽门的车站距站台边缘400mm处设有80mm宽的安全线, 此范围是为保障乘客安全而设置的安全区域, 目前国内站台大部分采用屏蔽门设计。

以沈阳地铁2号线某车站为例计算站台宽度:

根据客流预测资料, 某车站初期、近期、远期早高峰客流情况见表1。

2.1 侧站台宽度

侧站台宽度计算公式为:Bc = ( Q上、下×ρ ) /L+M0

式中 :Bc—侧式站台宽度 (m) ;

Q上、下—远期每列车高峰小时单侧上、下车设计客流量 (人) ;

ρ—站台上人流密度0.33～0.75m2/人, 通常取0.5 m2/人;

M0—站台屏蔽门立柱内侧的距离 (m) , 无屏蔽门时M0=0, 本站设有屏蔽门M0=0.5;

L—站台有效长度 (站台计算长度) , 指能够集散乘客的有效长度 (m) 。

根据上表, 各时期上行早高峰乘降量之和大于下行早高峰乘降量之和, 故采用上行早高峰乘降量进行计算, 对于Q上、下取值的计算:

初期 2013年: (163+1833) /12×1.3=216 (人/h)

近期2020年: (327+3584) /18×1.3=283 (人/h)

远期2035年: (840+4116) /30×1.3=215 (人/h)

因近期值最大, 故Q上、下取近期2020年高峰上行线一侧上、下车设计客流量为依据。其它数据根据上述取值为:ρ=0.5m2/人, L=118m, M0=0.5m, 计算出:Bc= (283/118) ×0.5+0.5=1.70m。

地铁设计规范规定侧站台宽度为2.5～3.5m, 故Bc按规范取最小值为2.5m。

2.2 岛式站台宽度

岛式站台的设计宽度取决于很重要的一个因素就是上下楼梯的宽度, 根据上面所述计算出的118m长的站台按两组楼扶梯布置, 首先应计算出楼梯的宽度。根据地铁设计规范车站内的自动扶梯及楼梯应保证在远期高峰小时客流时发生火灾等特殊情况下, 6min内将一列列车额定载客数量的乘客和站台上候车的乘客及工作人员全部撤离站台等规定。按时间公式T=1+ (Q1+Q2) /{0.9[A1× (N-1) +A2×B]≤6min, 推导出当T=6min时楼梯最小宽度计算公式为:

B=[ (Q1+Q2) ×60/0.9× (T-1) -A1× (N-1) ]/ A2

式中:Q1—分别采用远期高峰断面客流和列车额定载客数量1440 (人) ;

Q2—采用远期站台上候车的乘客及工作人员 (10人) (人) ;

A1—自动扶梯通过能力 (人/ (min·m) ) , 取9600人/ (min·m) ;

A2—人行楼梯通过能力 (人/ (min·m) ) , 取3700人/ (min·m) ;

N—自动扶梯台数;

B—人行楼梯总宽度 (m) ;

T—取6min内将一列列车额定载客数量的乘客和站台上候车的乘客及工作人员全部撤离站台。

在计算楼梯宽度时应分别采用远期高峰断面客流和列车额定载客数量1440 (人) 进行计算, 取其大值为设计依据。

2.2.1 采用远期高峰断面客流楼梯宽度计算

2.2.2 采用列车额定载客数量楼梯宽度计算

比较应取B=3.28 (m) , 本设计按两部楼梯设计, 取值为3.28/2=1.64 (m)

考虑楼梯扶手宽度因素, 故一部楼梯梯段最小宽度按1.8m取值计算。

岛式站台宽度计算公式为:Bd=2Bc+n·z+t≥Bd min (按单柱双跨结构进行计算) 。

式中:Bd—岛式站台宽度 (m) ;

Bc—侧站台宽度 (m) ;

n—站台横向的立柱数;

z—横向柱宽度 (包括装修层厚度) (m) ;

t—每组人行楼梯与自动扶梯宽度 (自动扶梯宽按1.7m) 之和 (m) ;

Bd min—岛式站台允许最小宽度, 地铁规范规定为8m。

根据上述数据计算出岛式站台宽度为:

Bd=2×2.5+ (1.0+0.2) + (1.7+1.8) (柱宽取1000mm, 装修厚度取200mm) =9.70 (m) >8 (m) 。

即站台宽度取10m的单跨双柱结构型式就能满足本站远期高峰小时客流需要。

在实际设计中由于本站东侧为一大型体育馆, 在举行集会、比赛的时候可能会带来的大量的突发客流, 另外本地区规划有大量的房地产开发项目, 且本站邻近规划建设的地区公交总站及多路公交车站, 这些因素都将导致本站的客流发生变化, 故本站站台宽度需上调一个级别, 采用双柱三跨结构型式, 计算如下:

Bd=2Bc+n·z+t (柱宽取1000mm, 装修厚度取200mm)

Bd=2×2.5+2× (1.0+0.2) + (1.7+1.8) =10.90m

本站站台最终设计为双柱三跨结构宽度12.0m的岛式站台。

3 站台设计的高度

地铁车站站台高度是指站台面至钢轨顶面的高度, 与车型有关。站台与车厢地板面等高, 则称为高站台, 一般为900mm;站台比车厢地板面低一两个台阶, 称为中站台、低站台, 一般为650mm、450mm;采用高站台时, 考虑到车辆弹簧的挠度, 在车辆满载时, 车厢的地板下沉量一般在100mm以内, 故站台设计高度宜低于车厢地板面50～100mm。本站站台高度取1050mm。

在站台设计中站台有效长度即站台计算长度外的侧站台上应设计安全栏杆, 并且还应设置至轨道行驶区的人行梯, 以满足检修人员检修轨道行驶区的需要, 同时也可作为列车在区间发生事故时乘客紧急疏散的通道。站台设计应尽可能平直, 以便车站工作人员能够监视全部站台上的设备及客流状况。

地铁车站建筑设计初探 篇10

1 地铁车站的特征

地铁车站是建在城市地下的车站, 它具有以下地下建筑的特征:①为了使结构安全、施工方便及节约投资, 它的形体必须简单、完整;②没有自然光线, 必须全部靠人工采光;③为保证地下空间环境的安全和舒适设有庞大的空调、通风设施;④为保证客流安全、顺畅、快捷集散, 设有众多鲜明的指示标牌和消防设施;⑤地面出入口通过地下通道与地下车站连接, 出入口地下部分要采取人防措施, 在地面上设有风亭建筑 (见图1) 。

在地铁车站设计中设计者要根据车站的功能和要求在设计前一定要分析各种设计要素, 尤其是有利和不利的因素, 以在设计中体现和满足人性化和规范的需要。地铁车站不利因素一般有以下六个方面:①空间封闭、狭长、结构类同。空间封闭给人们带来闭塞和压抑的感觉, 往往使乘客的识别性能降低;②站内噪声大。由于站内空间封闭, 建筑装修材料吸声系数较小, 声反射强度大;③站内湿度大;④发生火灾等灾害后扑救困难;⑤采用机械通风、人工照明;⑥施工比较复杂。地铁车站有利的因素一般有以下二个方面:①节约城市用地;②有良好的防护功能, 战时可考虑作为避难场所。

2 地铁车站布设与设计应遵循的原则

(1) 车站布设应方便乘客使用, 地铁车站的站位应该为乘客提供最大可能的方便, 使多数乘客步行的距离最短。

(2) 尽量通过短的出入口通道, 将旅游景点、游乐中心、住宅密集区、办公密集区等与车站相通, 为乘客提供无太阳晒、无雨淋的乘车条件。

(3) 对于突发性的大型客流集散点, 如大型的体育场一般只有突发性的客流, 地铁车站的位置不宜离得太近, 防止集中客流对地铁车站的冲击, 车站出入口离开体育场出入口一般在300m以上, 若是突发性客流的强度较大, 距离还应该设置得更大一些, 如沈阳地铁二号线的奥体中心车站距离奥体中心体育馆出口约为800m。

(4) 车站布设应与城市道路网及公共交通网络密切结合, 应符合轨道交通网络规划和城市总体规划的要求, 应与城市总体规划和车站所在地区的城市规划相互协调, 如沈阳地铁二号线的奥体中心车站的2号出入口就距公交车站新华社站距离大约为50m, 地铁路线的密度和车站的数目均比不上地面公交线路网, 必须依托地面公交路线网络, 使其能最大限度地吸引客流, 为地铁车站往返运输乘客, 使地铁成为快速大运量的骨干交通动脉, 一般将地铁车站设在道路交叉口, 公交路线在地铁车站周围设置车站, 方便公交和地铁之间的换乘。

(5) 车站布设应与旧城改造和新区土地的开发相结合, 车站分布应方便施工, 减少拆迁, 降低造价, 并注重城市轨道交通建设与周边经济发展的互动效应, 为可持续发展创造条件。换乘站在结合周围环

境特点布置站位的时候, 不仅需要考虑近期车站的功能实施, 还须兼顾远期站位换乘方案的便捷和远期实施的可操作性, 并应根据远期客流要求, 工程分期实施的条件, 合理选择车站型式、换乘方式及控制近、远期车站建设规模, 使近期车站的方案具备最大化的适应性和合理性。

(6) 车站分布应兼顾各个车站间距离的均匀性, 乘客到大型的商业区购买物品, 要货比三家, 一般不计较时间和步行距离, 地铁车站站位距离商业区中心不超过500m就可以了。

(7) 车站设计规模应根据远期高峰小时预测客流集散量和车站行车管理、设备用房的需要来确定, 要与站厅、站台、出入口通道、楼扶梯以及售检票等部位的通过能力相匹配, 同时满足事故发生时乘客紧急疏散的需要, 超高峰系数根据车站规模及周边用地情况所决定的客流性质不同分别取1.1～1.4 (见图2) 。

地铁车站的设计选型可从线路走向分为侧式站台候车与岛式站台候车, 从功能上比较岛式站台候车便于客流在站台上互换不同方向的车次, 而侧式站台候车客流换乘不同方向的车次必须通过天桥才能完成, 一旦乘客走错方向, 会给换乘带来很多不便, 但侧式站台候车方式带来的轨道集中布置, 有利于区间采用大的隧道或双圆隧道双线穿行, 具有一定的经济性, 但在城市地下工况复杂的情况下, 大隧道双线穿行反而又缺乏灵活性, 而岛式站台候车方式的两根单线单隧道布线方式在城市地下工况复杂的情况下穿行则具有较大灵活性 (见图3、图4) 。

3 地铁车站的布局形式及结构类型

(1) 地铁车站的设计从建筑布局的形式可分为浅埋式和深埋式, 浅埋式车站由于车站的埋置深度浅, 带来一系列的经济效益, 如土方减少、技术难度减小、出入口通道客流上下高度减小等等, 大大节省车站在地下的建设投资。这种车站的前提是, 地面下没有各种城市管线通过, 也不在城市主要道路下, 并得到地下铁道线路走向的允许;深埋式车站因受周边环境的影响和线路走向的制约, 必须较深地建于地下, 随之而来的是深基坑等各项技术难度加大、土方增加、投资较大和客流上下高度的增加。

(2) 地铁车站设计从结构的类型可分矩形箱式地下建筑和圆形或椭圆形的隧道式建筑, 矩形箱式车站, 基本上都是采用地下连续墙后大开挖的现浇钢筋混凝土结构, 施工时对周边的环境影响较大, 土方量也大, 对地面交通影响也大;而圆形或椭圆形的隧道或暗挖车站建筑, 基本可采用盾构掘进的方式, 土方量减少, 同时对周边环境的影响也大大减少, 但带来的技术要求则较高且需更大的盾构掘进等机械和设备。地铁车站一般宜设在线路直线段上, 车站的型式选择应根据线路条件和所处环境特点, 因地制宜地进行比选确定, 结合建筑造型、结构类型和施工方法, 合理地利用城市建筑空间, 做到与周围建筑结合好, 拆迁少, 对地面交通干扰小, 对地下管线影响小、改移方便, 换乘车站需对换乘形式、使用功能以及综合经济指标等多方面进行比较, 换乘节点应根据远期线网的情况分别采用同步实施或是预留接口的实施条件。

地铁车站设计涉及专业有:客流预测, 线路, 限界, 行车, 建筑, 结构, 通风, 动照, 给排水, 气体消防, FAS、BAS, 通信, 信号, 供电, 接触网, 杂散电流, 安全门, 人防, 电扶梯, AFC等。所以在实际设计中根据地下建筑的特点, 各专业一定要相互紧密配合和协调, 尽可能的避免将来变更设计等事情的发生。

地铁车站是人流相对集中的交通建筑, 所以在设计中必须有序地组织人流进站和出站, 并方便地铁换乘, 满足客流高峰时所需的各种面积规定及楼梯、通道等的宽度要求, 上下楼梯位置的设置能均匀地接纳客流, 另外要有足够的设备用房和管理用房, 以满足技术设备的布置及运行管理的要求, 使车站具有与之要求的完善的使用功能。

进站客流路线:

4 地铁车站的组成

地铁车站建筑设计主要由车站主体 (站台、站厅, 生产、生活用房) 建筑设计、车站附属建筑设计 (出入口及通道, 通风道及地面通风亭等) 两大部分组成。

地铁车站主体的组成基本上分为两大部分, 一是乘客使用空间, 二是涉及车站运营的技术设备用房及管理用房。乘客使用空间:乘客使用空间是直接为乘客服务的场所, 主要包括站厅层公共区、站台层公共区、售票处、检票口、问讯、公用电话、小卖部、楼梯、自动扶梯及垂直电梯、公共卫生间、无障碍公厕等, 车站公共区应划分为付费区与非付费区。站厅层要有足够的公共区域面积, 满足高峰时段客流的集散, 要有足够数量的售检票设备和其他为公共服务的设施;站台层要有足够的站台宽度, 要有分布均匀的楼梯、自动扶梯和满足列车编组停靠的有效站台长度。设备用房及管理用房, 是为了保证车站具有正常运营条件和营业秩序而设置的办公用房。主要包括车站综合控制室、站长室、值班室、公安安全室、安全门设备室、公共通信机房、通信设备室、信号设备室、AFC机房、AFC票务室、公安消防设备室、消防泵房、污水泵房、废水泵房、工务用房、气瓶间、变电所、照明配电室、风机监控室、环控机房、小系统通风机房、会议交接班室等, 它们一般分设于站厅层和站台层的两端部。

车站附属建筑设计的地面站房、出入口以及风亭均需结合所在地区城市规划, 其地面部分的立面设计要做到简洁、大方, 与周围环境相协调;出入口应考虑兼顾市政过街功能, 出入口的数量应根据车站情况并按照车站远期预测客流量计算确定, 一般不宜少于四个, 当车站客流量较小时, 可酌情减少, 但不能少于两个, 车站出入口通道总宽, 应以车站远期预测超高峰小时乘降量进行计算确定, 与自动扶梯或楼梯相连的通道宽度必须与其通过能力相匹配, 兼作城市过街道的, 其宽度应根据过街客流量加宽, 同时确保在灾害情况下紧急疏散的要求。车站出入口分布要力求合理, 最大程度吸引各方向客流, 方便乘客乘降和换乘;车站出入口和风亭应尽量与周围建筑相结合, 充分考虑城市景观的要求, 出地面的出入口、风亭的体积尽量减小, 造型力求美观, 与周围的建筑风格协调。

5 结束语

地铁车站建筑设计研究 篇11

摘要：针对高水压粉砂、粉细砂地层钻孔桩施工过程中的塌孔、缩孔、断桩、夹层及浇筑混凝土过程中的串孔问题，结合桩径、桩体长度、工效分析、经济对比、工艺流程、质量通病等方面进行分析，提出适合高水压下粉砂、粉细砂地层的原状取土压灌桩技术，为类似工程提供借鉴。

关键词：高水压；粉砂、粉细砂地层；压灌桩；后插钢筋笼

0.引言

目前对于地下水位以下的粘土、粉土、杂填土、软土、流沙地层的钻孔桩多采用旋挖钻成孔，泥浆护壁，采用导管浇筑水下混凝土。原状取土压灌桩相比旋挖成桩及循环钻机成桩具有施工效率高、成桩质量稳定，无泥浆污染的特点，特别是在高水压下的粉砂、粉细砂地层成桩施工中有着强大的优势。

本文以范湖站9#出入口的钻孔桩施工为案例分析原状取土压灌桩在高水压下的粉细砂地层中的应用技术。

1.工程概况

武汉地铁三号线十一标范湖站9#出入口围护结构为φ800mm钻孔灌注桩，其中94根桩桩深20.35m，18根桩桩身28m，水下混凝土强度C30。

桩身主要穿越杂填土（1-1）含有较多的砖渣、碎石、砼块及少量废弃桩头等建筑垃圾，工程性能差，层厚1.3～3.8m。

粉质粘土与粉土、粉砂互层（3-5）、粉土为中密状态，粉砂为稍密状态，摇振反应明显，厚度1.2～6.1m，平均厚度3.5m。

粉细砂（4-1）稍密～中密状态，低压缩性，平均厚度8.4m。

细砂（4-2）地层。中密～密实状态，低压缩性，局部含有含少量中粗砂颗粒。其厚度17.6～22.2m，平均厚度19.3m。

地下水位埋深在地下1.3～2.4m。

2.设备类型的选择

范湖站其他出入口（同地层）围护结构钻孔桩采用范湖站出人口前期选用SRl8旋挖钻机成孔，膨润土泥浆护壁、导管法浇筑水下混凝土；采用隔二成一的成孔顺序，施工过程中出现了塌孔、缩孔及串孔问题，导致混凝土超方，且成桩效果不佳，曾出现桩体鼓包、夹层现象。

3.压灌桩工艺

利用长螺旋钻机钻孔至设计深度后，先暂时不提升导管，利用混凝土输送泵将混凝土通道软导管，长螺旋钻杆、钻头进行压灌，通过计量控制钻杆的提升，随着钻杆的提升，混凝土由桩底向上进行压灌，直至设计桩顶位置停止压灌，过程中清除桩周围的泥土，提出钻杆，采用振动器、导杆将钢筋笼压入浇筑完混凝土的桩中。

施工工艺流程为：场地整平-测量放线-护简埋设-钻机定位-钻进成孔-压灌提升-钢筋笼安插-成桩。

3.1测量放线

依据设计图纸计算各桩位的坐标，并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系。经复核无误后在场区内用“十字交叉法”放出桩位，同时给定高程。

3.2桩机就位

（1）钻机就位前对桩位进行复测，施工时钻头对准桩位点，稳固钻机，确保钻机在施工中平正，钻杆下端距地面10～20cm，对准桩位，压人土中，使桩中心偏差不大于10mm。

（2）桩机就位后，保持桩机平稳，调整转塔垂直，钻

9#出人口施工准备阶段，在满足安全、可靠、经济及高效的前提下，项目部进行钻孔桩施工设备选型，设备选择的几个原则：

（1）成孔施工中需要保证0.35MPa水土压力下不塌孔；

（2）成孔过程中不因设备的扰动造成二次塌孔；

（3）浇筑过程中不断桩，不夹泥。

项目部将三轴搅拌施工工艺结合北方地区的长螺旋施工工艺进行了分析讨论，认为采用项目现有的JBl80三轴搅拌桩机，采用单轴螺旋及两个动力头，配套吊车及混凝土输送泵，可以实现原状取土压灌桩的施工。

改装后的钻机及配套设备参数详见表1，成桩直径φ800mm，最大成桩深度30m。

3.3钻进成孔

钻机就位后，需先用砂浆润滑混凝土压灌管道（必须使用砂浆），包括混凝土泵送管道和钻杆。

（1）开钻时，钻头对准桩位点后，启动钻机下钻，下钻速度要平稳，严防钻进中钻机倾斜错位，边钻孔边用挖机清理取出的渣土。

（2）钻进过程中严格控制钻进速度，刚接触地面时，钻进速度要慢。钻进的速度应根据土层情况确定：杂填土、粘性土控制在1.0m/min，素填土、粘土、粉土、砂土控制在1.5m/min。

3.4钢筋笼的制作与技术要求

钢筋笼采用环形模制作，钢筋笼要按设计长度整体制作完成；严格控制螺旋箍的间距，桩尖位置加工成锥形，各个主筋焊接在一起保证接质量，总长度与设计桩长一致。

送筋导杆在地面穿入钢筋笼内，并与振动装置可靠连接；送筋导杆与钢筋笼端直接接触。

3.5压灌提升

（1）混凝土泵送管道应用外力（挖机或者吊车）在压灌提升过程中，辅助泵送管道至钻杆位置，防止管道在地面卡住影响提升。

（2）钻孔至设计标高时，上提钻杆200mm，开始泵送混凝土，泵送混凝土20秒后再开始提钻。

（3）边泵送混凝土边提钻，提钻的速率要与混凝土泵送量相匹配，φ800桩提钻速率控制在1.4m/min，确保钻头始终埋在混凝土面以下不小于400mm。

4.常见的质量问题及控制措施

4.1泵送混凝土导管堵塞

混凝土和易性要求较高或塌落度200～220；空中吊起的导管为软管，若过于弯折或前后台配合不够紧密，会导致导管堵塞的现象发生。

控制措施：

（1）混凝土的和易性、塌落度需满足要求并质量稳定。

（2）灌注管道、管路避免过大变径和弯折，每次成桩后必须清洗管道。

4.2夹层现象

由于提钻太快泵送混凝土跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。

（1）保持混凝土灌注的连续性，可以采取加大混凝土泵送量，配备储料罐等措施。

（2）严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m3以上的混凝土，若灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土初凝时间，应重新成孔灌桩。

4.3钢筋笼无法沉入

多由于砼和易性不好或桩周围土对桩身产生挤密作用。

控制措施：

（1）改善混凝土配合比，保证粗骨料的级配和粒径满足要求；

（2）保证钢筋笼底收口质量；

（3）保证振动锤及导杆的正常使用。

4.4钢筋笼上浮

由于相邻桩间距太近在施工时砼串孔或桩周围土壤挤密作用造成前一根桩钢筋上浮。

控制措施：

（1）在相邻桩间距太近时进行跳打，保证不串孔，只要桩初凝后钢筋笼一般不会再上浮；

（2）控制好相邻桩的施工时间间隔。

4.5压灌桩规范要求及个人的观点

规范的要求：

关于长螺旋钻孔压灌桩《建筑桩基技术规范JGJ94-2008}）中，3.3桩的选型与布置及条文说明6.4.1～6.4.13中提到：

（1）长螺旋钻孔压灌桩适用于地下水位以上的粘土层、粉土、素填土、中密实度以上的砂土，属非挤土成桩工艺。

（2）长螺旋在钻孔成桩的过程中靠动力头预压旋转下沉，旋转叶片在下切取土的过程中切削土体，土体在螺旋叶片的挤密过程中填充满螺旋间空隙，多余的土体在螺旋的作用下排出桩外。螺旋及螺旋间土体在向上输送土体的过程中对桩周边土体有一定的挤密压实的作用。

（3）长螺旋钻孔压灌桩在成桩过程中采用高压输送泵泵送混凝土，在高压输送泵的压灌作用下，混凝土对周边地层产生一定的挤压力，应属部分挤土成桩工艺。

4.6结论及建议

浅谈地铁车站照明设计 篇12

关键词：地铁车站,照明设计,设备电缆选型

地铁即地下快速轨道交通的简称, 大多数地铁车站都位于地下, 因此地铁车站中的照明有着使用率高、无法利用自然光的特点, 因此在照明设计中除了要保证舒适、健康外, 还要考虑安全节能。

照明配电的范围包括公共区、出入口、设备区、区间隧道、风道、夹层等车站及区间范围内各种需要照明的场所。

1 地铁车站照明的分类

地铁车站通常分为地下两层:站厅层和站台层, 照明设备通常按照车站两端布置 (A端和B端)

1.1 按照车照布局分

公共区照明 (含出入口) 、设备区照明和区间照明 (一个地铁车站包含和它相邻的半个区间)

1.2 按照用途分

工作照明、节电照明、事故照明、导向标志照明、区间照明和广告照明等。

1.3 按照负荷等级分

一级负荷、二级负荷、三级负荷。

一级负荷主要有:事故照明、二三四类导向标志照明、公共区工作照明、节电照明, 由两路独立的电源供电, 且为末端切换。供电方式:采用双电源双回线路供电方式, 照明负荷采用交叉供电的形式。应急照明电源由EPS应急电源供电。

二级负荷主要是设备区工作照明和一类导向标志照明, 供电方式:由一路电源供电。当这路电源发生故障时, 由变电月低压柜上的母线联络开关进行切换, 以保证供电。 (注:变电所为两路10k V电源各带一台变且器, 低压侧为单母线分段, 设母线联络开关。)

三级负荷主要有广告照明。供电方式:采用单电源单回路供电方式。当一路电源故障时, 切除三级负荷, 由另一路电源负责向所有一、二级负荷供电。

2 地铁照明设计

2.1 地铁照明系统设计

(1) 在车站的站厅层、站台层两端分别设置照明配电室, 负责车站及相邻半个区间的照明配电及控制。车站每个照明配电室内宜设两个照明总配电箱, 电源应分别由变电所不同低压母线供电。两个照明总配电箱交叉向工作照明、节电照明配电箱供电, 每个照明总配电箱各带50%负荷。地铁地下站出入口和风道人防段内外的照明分开回路配电。

(2) 设备区照明电源由变电所单独供电。

(3) 车站广告照明电源由变电所三级负荷母线供电。

(4) 车站两端各设置一间蓄电池室, 负责车站及相邻半个区间的应急照明配电, 蓄电池室也可与照明配电室合建。

(5) 导向标识系统:由总照明配电箱母线引一路电源至导向标识控制箱。

2.2 地铁照明设计中的注意事项

(1) 照明配电箱内三相照明回路负荷应基本平衡, 回路的最大电流差不宜大于30%。

(2) 为改善气体放电光源的频闪效应, 应将相邻灯管分接在不同相别的线路上。

(3) 照明配电箱向照明灯具送电回路最大负荷电流不宜大于16A。

(4) 插座的设计数量及支路容量应根据具体的房间用途, 尽量留有余量。

(5) 灯具外壳均通过PE线接地。

(6) 照明设备端子处电压偏差允许值应符合《供配电系统设计规范》 (GB50052-95) 要求;正常情况下照明灯具端子供电电压偏差允许值:±5%, 特殊情况下照明灯具端子供电电压偏差允许值:+5%~-10%。

3 照度标准

地下车站、高架车站及地面用房的照度标准, 执行现行国标《地下铁道照明标准》 (GB/T 16275-1996) 、《建筑照明设计标准》 (GB50034-2004) 中的规定。

4 设备选型

(1) 设备选型应满足地铁环境要求, 选用技术先进、生产工艺成熟可靠、结构紧凑、便于安装和维护的节能型产品。在满足技术和功能要求的前提下, 优先选用成熟国产设备, 并尽可能全线统一。选用体积小、低损耗、低噪音、防潮、无自爆型标准化电气产品。

(2) 各级配电箱中的断路器具有“限流”和“隔离”功能并满足级差配合要求。区间维修电源箱采用带漏电保护功能, 并具有防尘、防潮性能, 外壳防护等级为IP65的电气产品。

(3) 地铁车站以节能荧光灯为主。在条件允许 (下转192页) (上接122页) 的情况下, 尽量采用低损耗、高光效的节能型荧光灯分散安装于水泵房、隧道内和其它潮湿、不通风场合的配电箱、灯具等设备宜选用寿命长、节能高效型产品, 灯具以荧光灯为主。区间照明灯具还应有良好遮光性能以及防震、防尘、防潮和防溅, 外壳防护等级为IP654, 。区间灯具应具有一定的遮光性能, 以避免对司机视觉造成影响。

(4) 荧光灯具均配置电容补偿装置, 补偿后COSφ≥0.9。

5 线缆选择及敷设方式

(1) 除火灾时仍需运行的设备电缆 (线) 采用低烟无卤阻燃耐火型电缆 (线) 或矿物绝缘电缆外, 其余设备电缆 (线) 采用低烟无卤阻燃电缆 (线) 。所有电线电缆阻燃性能均为B类。

(2) 电缆桥架选用铝合金制品, 托架选用钢制品, 保护管选用镀锌钢管及焊接钢管。电缆敷设可采用沿电缆桥架、线槽、支架敷设, 敷设在电缆竖井、站台板下及吊顶内;电缆由桥架进配电箱的一段沿墙穿钢管敷设。通过公共区时, 电缆敷设在装修层内的电缆桥架上, 并与建筑装修相协调, 保证符合美观要求, 便于维修。电线采用金属线槽、穿钢管暗敷或明敷。

(3) 电缆 (线) 敷设在穿越防火分区时, 须采取防火封堵措施。

参考文献

【1】GB50157-2003地铁设计规范.

【2】GB50052-95供配电系统设计规范.

【3】GB50054-95低压配电设计规范.

【4】JGJ16-2008民用建筑电气设计规范.