第５期 北 方 交 通 ・１２９・ 沈阳地铁二号线五里河车站围护结构设计 王晓伟 ，马宁 ，崔相奎 （１．沈阳市市政工程设计研究院，沈阳１１００１５；２．辽宁省高等级公路建设局，沈阳１１０００５） 摘要：介绍了沈阳地铁二号线五里河车站围护结构的选择过程，重点叙述地下连续墙的计算要点。 关键词：沈阳地铁；地下连续墙；车站维护结构 中图分类号：Ｕ２３１．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１２）０５—０１２９—０３ 近年来，由于我国城市化的快速发展，城市的交 河有水力联系，由于含水层的渗透性和径流条件较 通拥堵问题日渐严重，优先发展轨道交通已成为解 好，因此形成互补的排泄和补给条件。勘察期间水 决交通拥堵问题的有效手段。地铁作为轨道交通的 位埋深７．８０～１５．７０ｍ。 代表，在我国大中型城市迅速的推广，地铁车站的围 ３车站围护设计难点 护结构的安全程度，受到越来越多的关注。本文以 （１）车站离青年大街最近点仅３ｍ，要求水平位 沈阳地铁二号线五里河车站为例，对车站围护结构 移小，围护结构的刚度大。 设计过程进行论述。 （２）基坑深度２３．４５ｍ，开挖深度大。 １ 工程概况 （３）车站临近浑河，且地下水与浑河相互补给 （１）工程概况 和排泄，降水难度大。 沈阳地铁二号线五里河车站为地下三层岛式车 ４设计原则及标准 站。车站大致呈南北走向，车站总长１４０．０５ｍ，车站 ４．１设计原则 标准段宽２０．７ｍ，车站外挂电梯井处，宽度为 （１）车站基坑侧壁安全等级为一级，地下连续 ２４．８ｍ。标准段基坑深度２３．４５ｍ。 墙在施工期间承受水土压力，在使用期间内衬墙和 （２）周边环境 连续墙分别承受水土压力。 沈阳地铁二号线五里河站位于沈阳市二环路与 （２）围护结构应满足基坑稳定要求，不产生倾 浑河之间，青年大街东侧，车站与青年大街平行，大 覆、滑移和局部失稳。支撑系统不失稳，围护结构构 致呈南北向布置。车站附近的青年大街和二环路属 件不发生强度破坏。 于城市主干道，其交通流量大，为城市交通的大动 （３）结构设计采用信息化设计法，建立严格的 脉。 监控量测制度。 ２地质概况 （４）密切关注基坑开挖施工过程中引起的地面 ２．１工程地质条件 沉降量，对由于土体位移可能引起的周围建筑、构筑 车站场地地形起伏较大，地表最大相对高差 物、地下管线产生的危害加以预测，并提出安全、经 ７．６６ｍ。根据区域地质资料及勘察结果表明，本区 济、技术合理的支护措施，防止过量的地面变形对周 间地貌单元为第四系浑河低漫滩。在勘探深度范围 围建筑和市政管线造成危害。 内，该场地地基土主要由第四系全新统和更新统粘 ４．２设计标准 性土、砂类土及碎石类土组成。由上往下依次是：杂 （１）主体结构基坑变形控制保护等级为一级， 填土、粉细砂、粉质粘土、砾砂、中粗砂、泥砾。 地面最大沉降量≤Ｏ．１５％Ｈ（Ｈ为基坑深度）；最大 ２．２ 水文条件 水平位移≤０．２％Ｈ，且小于３０ｒａｍ。 本场地地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜 （２）标准段基坑顶地面超载取２０ｋＰａ。 水，主要赋存在中粗砂、砾砂及圆砾层中，主要含水 （３）结构按抗浮设防水位验算，不考虑围护结 层厚度２４．３～３１．０ｍ。属水量丰富区。本区段地下 构侧壁摩阻力时，抗浮安全系数不小于１．０５；适当 水的补给来源主要为侧向迳流。本场地地下水与浑 考虑围护结构侧壁摩阻力时，抗浮安全系数不小于 ・ｌ３０・ 北 方 交 通 ２０１２ １．１５。 ５车站围护结构选择 根据沈阳地铁一号线设计及施工经验，沈阳地 铁车站围护结构通常采用钻孔灌注桩＋内支撑（锚 索）＋基坑外降水方案。本车站基坑外降水实施难 度大，通常做法不适用，结合五里河站的特殊条件， 常用的围护结构有：钻灌注桩＋止水帷幕、钻孔咬合 桩、地下连续墙几种。从该工程基坑深度和地质条 件分析，不宜采用钻孑Ｌ灌注桩＋止水帷幕，主要原因 是止水帷幕的效果难以保证，存在较大风险。钻孔 咬合桩施工进度慢，垂直度难以保证容易分叉，影响 止水效果，基坑深度２３．４５ｍ，桩长受施工设备的制 约，实施难度大。 地下连续墙是一种工艺先进、技术成熟、安全可 靠的基坑围护结构，因其刚度大，整体性强，止水效 果好，可广泛使用于各种地质条件的场地。他不仅 可以用作施工期间的基坑档土、止水围护结构，同时 也可以作为永久结构的侧墙（或侧墙的一部分）使 用。地下连续墙能很好地保证工程的安全及质量要 求，故选择地下连续墙作车站围护结构。 ６围护结构设计 车站主体围护结构采用８００ｍｍ地下连续墙，地 下连续墙墙高为４１．３ｍ。由于站址临近浑河，补给 排泄比较快，坑外降水实施难度大，本车站降水采用 基坑内降水。泥砾层相对于其它土层渗透系数小， 将地下连续墙深入泥砾层２ｍ，减少基坑降水工程 量。由于车站比较深，内支撑在竖向设五道支撑和 一道换撑。标准断面基坑宽度２０．８ｍ，由于第三道、 第四道、第五道支撑的轴力较大，支撑采用 ｑｂ８００ｍｍ，钢管壁厚ｔ＝１６ｍｍ，钢管水平问距３．０ｍ。 钢管支撑在安装时要施加预加力，连续墙在支撑位 置处设暗梁，并预埋钢板和钢管支撑端部支托，以防 止由于基坑变形严重所引起的支撑脱落问题。 ７计算分析要点 （１）基坑开挖阶段按照“先变形、后支撑”的原 则，采用“增量法”原理按开挖工况分阶段进行结构 计算。 （２）围护结构按竖向弹性地基梁计算，墙体在 开挖面以下的土层采用一系列弹簧模拟。 （３）钢支撑作为具有弹性压缩的杆单元。 （４）侧向水土荷载：采用朗肯土压力理论，施工 阶段取主动土压力，粘土采用水土合算，砂土采用水 土分算；使用阶段取静止土压力水土合算。 （５）开挖过程每个阶段的荷载为内外侧不平衡 土压力的增量。 （６）土体开挖卸载引起的土弹簧的取消以及支 撑的拆除均在相应的位置以一个反向集中荷载予以 模拟。 本工程利用同济启明星软件模拟实际土方开挖 及支撑施工情况，用增量法求解各工况围护结构的 内力及变形分布，可以完整考虑支撑拆除及换撑对 围护结构的内力及变形的影响。 对于整体稳定验算、基坑抗隆起验算、抗倾覆验 算、抗管涌计算、钢支撑稳定性验算等，不再赘述。 ８计算 ８．１概况 五里河标准断面计算，基坑开挖深度为 ２３．４５ｍ，采用厚度为８００ｍｍ的地下连续墙围护结 构，墙长度为４１．３ｍ，墙顶标高为０ｍ。计算时考虑 地面超载２０ｋＰａ（见计算简图）。 ｑ＝２０ Ｂ＝ｏ ８ 地下连续墙 图１计算简图 ８．２工况模拟 共设６道支撑，见表ｌ；工况模拟见表２。 表１支撑工况表 ８．３计算结果 见图２，计算结果为每延米墙宽的计算结果。 第５期 王晓伟等：沈阳地铁二号线五里河车站围护结构设计 表２工况模拟表 包络图（水土分算，矩形荷载） ｌ０ ０－１－２０ １０００５００ ０—５ＯＯ１ Ｏ ４５ ４５ ４５ 深度ｆｍ） 深度（ｍ） 深度（ｎ１） 水平位移（ｉｎｌｎ） 弯矩（ｋＮ・ｍ／ｍ） 剪力（ｋＮ／ｍ） Ｍａｘ： １２．１ ４８９．７－７３２．８ －５７０．１—４６２．３ 图２ ８．４整体稳定验算 整体稳定性验算见图３。 安全系数Ｋ：２ ｌ７，圆心Ｏ（９，Ｏ） （砂土） 图３整体稳定验算 站 ， 计算结果满足要求。 ８．５抗隆起验算 （１）坑底抗隆起见图４。 二Ｌ狮 鲫 ∞ ５ Ⅵ ∞ 手；； 蛳 Ｐｒａｎｄｔｌ：Ｋ＝８ １ Ｔｅｒｚａｇｈｉ：Ｋ－－９．８８ 图４墙底抗隆起验算 计算结果满足要求。 （２）坑底抗隆起验算见图５。 Ｋ＝２ ８５ （砂土） 图５坑底抗隆起验算 计算结果满足要求。 ８．６抗倾覆稳定性验算 抗倾覆稳定性验算见图６。 （水土合算） ２０ （砂土） Ｋｃ＝ｌ３ ３７ 图６抗倾覆验算 计算结果满足要求。 ８．７抗管涌验算 抗管涌验算结果：按砂土，安全系数Ｋ＝２．５２３ 计算结果满足要求。 ８．８钢支撑强度及挠度验算 ・１３２・ 北 方 交 通 ２０ｌ２ 收费监控图像系统设计方案探讨 梁硕 １１０１６６） （辽宁艾特斯智能交通技术有限公司，沈阳摘要：阐述了辽宁省高速公路收费监控系统的建设实施情况，并探讨了基于全数字视频管理平台下的收费 监控系统的系统组成及管理模式。 关键词：收费监控系统；闭路电视系统；监听系统；报警系统 中图分类号：ＴＰ２７７．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１２）０５—０１３２—０４ 随着中国经济的高速发展，对普通公路、高速公 路等社会建设配套设施的需求量不断加大，辽宁省 高速公路进入了一个高速发展的阶段。截至２０１２ 年底，辽宁省高速公路通车里程将达到３９００多公 里。随着新开通的高速公路线路越来越多，收费站 设置越来越密集，对高速公路收费站视频监控系统 的要求也越来越高。 即辽宁省收费中心一收费分中心一收费站。 我省收费监控系统目前实行站级监控，即只在 收费站进行监控。所有图像同时上传收费站。收费 分中心不监控，不设监视控制设备。收费分中心和 收费中心可通过网络调用收费站硬盘录像图像。 收费站监控系统主要由闭路电视系统、监听系 统及报警系统构成。闭路电视监视系统由外场图像 高速公路机电系统分为通信系统、收费系统和 监控系统。而高速公路监控系统一般分为收费监控 和道路监控两部分。收费监控系统主要功能是对收 费站的车道情况、对收费车道通行的车辆类型、收费 员的操作过程、突发事件及收费广场情况进行视频 和音频的采集，对车辆发卡、缴费、通行过程进行记 录，实施有效的监督与管理。从而保证高速公路收 费站高效、快捷、安全的运营。 １ 辽宁省高速公路收费监控系统概述 采集设备、图像传输设备以及收费站结款室图像监 视、控制和录像设备构成；监听系统由亭内亭外拾音 器及收费站监控室内的监听主机构成；报警系统主 要由报警主机和脚踏报警器构成。目前三个系统都 分别独立上传至收费站监控室或通信机房内。 闭路电视监视系统的方案：入出口收费车道监 视＋出口计重车道收费雨棚监视＋入出口收费亭监 视＋收费广场监视＋站结款室监视的闭路电视监视 方案。收费亭内图像、车道图像、出口计重雨棚 像 通过光端机上传至收费站通信机房音视频分配器， ，‘＼ ＼ ０ ＼ ．＿、．／ ！， 、－／ ，．、！一 ！ ！ 、 ／・、！一 ＿．／ ．，、 辽宁高速公路收费系统管理体制按三级实施， ．／ｉ、 、！／ ＼！／＿．、！ ＼．他 ．／＿－、＿．／，．、 强度 ：１６３．５７Ｎ／ｍｍ ＜ 容许＝２１５ Ｎ／ｒａｍ 挠度Ｙ…＝０．０３５９ｍｍ＜Ｙ容许＝０．０５２ｍｍ 结束，通过施工过程中的监测结果表明，计算结果和 实际监测结果基本一致。实践证明，地下连续墙施 计算结果满足要求。 ９工程总结 工技术成熟，墙体刚度大，施工噪音小，抗渗性能好， 可临近建筑物施工，适用各种地形、地质条件。在沈 阳后续地铁建设中，遇到地质、地形等极端的条件， 地下连续墙作为围护结构在五里河站的应用在 沈阳也是首次，车站围护结构于２００８年９月份施工 可采用地下连续墙作为围护结构。 Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｖｅｌｏｐ ｏｆ Ｗｕｌｉｈｅ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉｎｅ ２，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｍｅｔｒｏ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｖｅｌｏｐ ｏｆ Ｗｕｌｉｈｅ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉｎｅ ２，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｍｅｔｒｏ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｗａｌｌ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｍｅｔｒｏ；Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｗａｌｌ；Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｖｅｌｏｐ ｏｆ ｓｔａｔｉｏｎ