地铁车站设计毕业设计.docx
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地铁车站设计毕业设计
第一章绪论
1.1我国地铁发展的现状及展望
我国地铁建设事业起步较晚,其发展经历了一个相当曲折的过程。
20世纪50年代:
起步阶段。
我国开始筹备北京地铁网络建设,于1969年10月建成北京地铁1号线,全长23.6km。
随后建设了天津地铁（7.1km,现已拆除重建）、哈尔滨人防隧道等工程。
该阶段地铁建设以人防功能为指导思想。
20世纪80年代:
发展阶段。
我国仅有北京、上海、广州等几个大城市规划建设地铁。
该阶段地铁建设开始真正以城市交通为目的。
20世纪90年代:
政府调控阶段。
进入90年代,一批省会城市开始筹划建设地铁。
由于项目多且造价高,1995年12月国务院发布国办60号文,暂停了地铁项目的审批。
同时,国家计委开始研究制定地铁交通设备国产化政策。
该阶段为政府通过研究制定相关政策来指导地铁的规划和建设。
1999年以后:
建设高潮阶段。
在这段时期,国家的政策逐步鼓励大中城市发展地铁交通,全国已建有地铁的城市达10个,新申请立项准备建设的城市有23个。
该阶段地铁建设速度大大超过之前的30年。
早在20世纪80年代中期,国家就推出在百万人口以上的大城市中逐步发展地铁交通的政策。
随后在80年代末,国家制定的产业政策再次明确其在基本建设中的重要地位。
地铁交通以其速度快、运能大、污染少的优点,越来越受到人们的青睐。
新世纪开始,国家首次把“发展地铁交通”列入国民经济“十五”计划发展纲要,并作为拉动国民经济持续发展的重大战略。
国内地铁建设以大城市与省会城市为主。
目前,我国已经拥有地铁的城市分别是北京、上海、天津、广州、深圳、大连、武汉、南京、香港和台北这10个城市,它们多为直辖市、省会城市,其中北京,上海,广州和香港的通车里程已超过100km。
正在建设或已获得批复建设地铁的城市还有23个,分别是重庆、成都、苏州、杭州、无锡、宁波、沈阳、哈尔滨、乌鲁木齐、西安、郑州、南昌、长沙、合肥、青岛、福州、泉州、东莞、广佛线、贵阳、昆明、南宁、澳门。
据我国各城市地铁交通发展规划图显示,至2016年我国将新建地铁交通线路89条,总建设里程为2500km,投资规模达99373亿元。
目前,中国国内城市的地铁建设十分迅速。
1）从微观角度看,其发展趋势为:
地下街的发展将日益完善,它将从单纯的商业性质演变为包括多功能的、有交通、商业及其他设施共同组成的相互依存的地下综合体。
未来在大城市的中心区,将建设四通八达不受气候影响的地下步行道系统,它很好地解决了人、车分流的问题,缩短了地铁与公共汽车的换乘距离,同时把地铁车站与大型公共活动中心从地下道连接起来。
未来地下空间的发展是高效地利用空间,将能源、物流、运输以及排污集中在地下进行处理,为城市的地上空间预留了一片新鲜的天地。
我国地下城的发展还不够完善,随着经济的发展,完整高效的地下城将成为现实。
2）从宏观角度看,其发展趋势为:
a.政策更加明晰。
地铁交通在城市公交系统中作用越来越大,有条件的城市将把地铁交通作为优先领域,超前规划,适时建设。
国家政策导向使地铁交通建设有较好的发展前景。
b.技术更加先进。
技术的进步,一方面提高了地铁运行效率和服务水平;另一方面,也降低了地铁建设成本。
c.经营模式市场化。
地铁经营方式有完全的国有垄断经营模式和市场化经营模式。
把市场机制运用在地铁交通运营中已成为一种发展趋势。
d.管理更加法制化。
地铁交通管理的法制化起初并不完善。
现在,很多地铁交通实行法制化管理以保障地铁持续、稳定和高效的运行。
地铁交通的全面法制化管理是地铁交通发展的重要趋势。
e.建设运营安全化。
地铁交通规模宏大,技术复杂,其建设和运营阶段安全因素影响极大。
一旦发生事故,将造成重大人员伤亡和财产损失,必须坚持安全第一!
的理念。
.f设备国产化和标准化。
在建设创新型国家国策的指引下,推进国产化和标准化建设。
我们要不断加强组织原始创新、集成创新和引进吸收再创新。
标准化是提高生产效率的重要手段,是实施资源共享的重要举措。
g.公共交通网络化。
以地铁为骨干,与公共电汽车等组成公共交通网。
地铁与公共电汽车的首末站衔接,并设有供小汽车换乘地铁的停车场。
这样,公共电汽车和小汽车就如同地铁的支线一样,通达地铁的未及之处,为地铁集结和分配客流。
地铁建设是前途无量的朝阳事业,它把阳光引向地下,也给现代城市注入了强大的生机。
在改革开放的时代潮流推动下,中国地铁正走向成熟、繁荣。
可以预期,在不远的将来,全国各大城市都将拥有四通八达的地铁网。
未来,地铁交通工程将与其他大型建筑物地下自然的延伸发展等相结合,将会更加注重立体开发,充分利用地下空间的多功能性,建成四通八达的地下城,形成地下交通、地下商业、地下疏散干道的有机融合。
1.2地下车站结构设计原则
（1）、地下车站结构设计，应满足施工、运营、城市规划、防水、防迷流以及人防的有关要求。
车站结构设计应符合强度、刚度、稳定性、耐久性、抗浮和裂缝开展宽度验算的要求。
（2）、地下车站结构设计，必须以地质勘察资料为依据，并考虑不同施工方法对地质勘探的特殊要求。
通过施工过程中对地质的直接观察或监控量测反馈进行验证，必要时应根据实际情况修改设计。
（3）.地下车站结构设计的净空尺寸，应满足地铁建筑限界或其它使用及施工工艺的要求，并考虑施工误差、结构变形及后期沉降的影响。
（4）.地下车站结构设计，应根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件及城市规划要求，结合周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路交通状况等通过对其技术经济、环境影响和使用功能等方面的综合比较，合理的选择施工方法和结构型式。
（5）.地下车站结构设计，应减少施工和建成后对环境造成不利的影响。
（6）.地下车站结构设计，宜与车站周围规划中的相关建筑协调统一、同步规划，应考虑设计、施工方案的相互影响。
（7）.地下车站结构设计，应根据该地区的地震设防烈度、场地条件、结构类型和隧道埋深等因素考虑地震的影响，进行抗震验算，并在结构设计时采取相应的构造措施，以提高结构的整体抗震能力。
（8）.地下车站结构防水设计，应满足《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）的规定，遵循“防、排、堵、截相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则。
（9）.地下车站结构设计，应采取防止杂散电流腐蚀的措施。
钢结构及钢连接件，应按有关规范要求进行防锈蚀处理。
（10）.地下车站结构的所有受力构件，应根据《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）修订本，1997年版，第2.0.1条和附录二“建筑构件的燃烧性能和耐火极限”的规定要求进行设计。
（11）.地下车站结构设计，应根据地区城市规划的人防要求，严格按《人民防空工程设计规范》（GB50225-95）的规定进行设计。
（12）.地下车站结构设计，应结合支护结构特点、地质条件、周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路状况，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-89）及该地区基坑支护规范（规程）的规定，确定基坑安全等级，提出监测要求，有效控制地表沉降。
必要时应采取预加固措施，以确保邻近建筑和重要地下管线的正常使用。
（13）.地下车站结构设计，可视其使用条件和荷载特性等情况，选用与其特点相近的现行相关结构设计规范
1.3地下车站施工方法
车站结构施工方法，应根据车站范围内的工程地质和水文地质勘探资料、周围环境及交通等情况进行技术、经济综合比较后选择。
1. 车站结构施工对地下构筑物、地下管线及地面交通影响不明显，具备明挖施工场地条件的车站，宜采用明挖顺作法施工；地面交通需要尽快恢复时，宜采用盖挖顺作法、盖挖逆作法或盖挖半逆作法施工。
地铁车站明挖深基坑常用施工方法及其适用条件如下表。
2. 车站位于较完整的岩石地层且地下水不发育，或由于站位交通繁忙、施工场地狭窄，不允许中断交通及车站采用明挖法施工对地下构筑物、地下管线的影响难以解决等因素，不宜采用明挖法施工的车站，方可采用暗挖法施工。
目前地铁车站通常采用矿山法。
1） 矿山法施工应根据工程地质及水文地质条件、车站结构类型、横断面大小、埋深情况（深、浅埋）、覆跨比、周围环境情况、施工条件等因素经多方案技术经济比较确定。
应选择风险小、地面沉降易于控制、造价较低的施工方法。
常用的施工方法有台阶法，中壁法（CD法）、中壁——隔墙法（CRD法），中洞法、侧洞法、柱洞法等。
明挖结构施工方法适用条件汇总表
序号
施工方法名称
施工顺序
适用范围
1
坡率法
利用岩土自然稳定边坡坡率、边开挖边护坡、直至最终基坑，再从下至上回筑各层结构，施作外防水层，回填覆土，恢复路面。
适用于场地开阔、基坑周围具有放坡施工的条件，且地质较好，无软弱地层，地下水位埋置较深，无地下管线或较少。
在有条件的地方应优先选用坡率法施工，节省工程投资。
2
明挖顺作法
围护结构施工完成后，边开挖边架设临时支撑，直至最终基坑，再从下至上回筑各层梁、板、柱结构，施作外防水及回填覆土，恢复路面。
可采用不同的围护结构，进行基坑支护，适用于任何地质条件，但要有足够的施工场地和可靠的交通组织方案作保证。
明挖顺作法是城市地下铁道车站施工的常用施工方法，在地铁车站施工方法选取时应首先考虑。
3
盖挖顺作法
围护结构施工完成后，施作临时钢梁及路面盖板覆盖路面，并恢复交通，在其临时路面下，由上至下进行基坑开挖及支撑架设，直至最终基坑面，再由下至上顺序施作各层梁、板、柱结构，最后施作外防水、拆除临时路面及覆土恢复原路面交通。
适用于车站位于交通繁忙，路面狭窄地段，为确保交通畅通，宜采用盖挖顺作法施工。
临时路面的铺设可利用夜间等交通量较小的时间，尽快的恢复交通。
4
盖挖逆作法
围护结构及中间支承桩施工完成后，边开挖边施作各层结构板，顶板施工完成后，回填覆土，恢复路面交通，由上至下开挖一层作一层结构板，直到最终基坑及底板施作。
适用于车站位于繁忙的交通地段，而该路面不允许长时间封闭交通时，或围护结构的水平变形控制要求较高的地段；或者对于宽度较大的基坑，难以采用锚杆或钢支撑的情况下使用。
5
半逆作法
围护结构及中间支承桩施工完成后，开挖至顶板，并施筑顶板结构，并做顶板防水层覆土恢复地面交通，在顶板保护下边开挖边支撑，直至最终基坑底，由下至上顺序施作底板和各层中板及内衬墙结构。
适用于车站位于繁忙的交通地段，而该路段不允许长时间封闭交通，对于地下换乘车站的基坑较深时，应优先选用。
2）软弱围岩或浅埋暗挖车站隧道，开挖前应对地层进行预加固和预支护，以提高周围地层的稳定性。
其方法可选择小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆、管棚钢架超前支护等辅助施工措施。
根据工程地质及水文地质条件、覆土厚度、周围环境情况、开挖方式、进度要求、机械配套情况选择一种或几种措施并用。
3.暗挖法车站（矿山法）结构设计原则
1） 当车站位于较完整的岩石地层且地下水不发育，或位于交通繁忙、施工场地狭窄，不允许中断交通等，不宜采用明挖法施工时，方可设计为暗挖法车站结构。
2） 围岩分级应采用定量和定性相结合的方法确定围岩级别。
其定量评定方法可依照《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ10108－2002）的有关规定，围岩分级参照《铁路隧道设计规范》（TB10003-2001）执行。
3） 矿山法车站结构计算时可参考下式确定深、浅埋隧道分界深度hp
hp≤（2.0~2.5）ha
式中ha——深埋隧道垂直荷载计算高度（m）
ha=0.45×2s-1ω
式中S——围岩级别
ω=1+i（B-5）——宽度影响系数，其中B为隧道开挖宽度（m）；i为围岩压力增减率，取i=0.1
当隧道埋深小于hp时，一般属浅埋暗挖隧道。
注：
①Ⅰ—Ⅲ围岩级别取低值，Ⅳ—Ⅵ围岩级别取高值。
②采用非爆破法开挖或采用锚喷支护时，hp可适当减少。
③单线隧道取低值，双线隧道取高值。
4） 车站覆土厚度应根据工程地质及水文地质条件、周围环境状况，车站结构类型及尺寸、线路条件等因素确定，以选定合理的覆跨比。
5） 隧道横断面内净空尺寸，应在满足建筑限界和车站功能的基础上，考虑施工误差、测量误差、不均匀沉降、结构变形的需要，应予留适当的裕量。
6） 隧道衬砌结构类型及尺寸，可根据工程地质及水文地质条件、远期预测客流量、埋置深度、周围环境状况、施工条件等因素，通过工程类比和理论分析法确定。
必要时，可通过试验论证。
7） 车站隧道宜设计为复合式衬砌，其设计参数可采用工程类比法和结构计算确定，并通过现场监控量测予以修正。
当地质条件适宜且施工条件许可时，二次衬砌可采用装配式衬砌。
8） 隧道施工引起的地面沉降和隆起，均应控制在环境允许的范围以内。
施工时，应依据周围环境、建筑物基础和地下管线对变形的敏感程度，采取稳妥可靠的措施。
地面沉降量，一般控制在30mm以内，隆起量控制在10mm以内。
9） 结构计算模式，应反映施工阶段和运营阶段结构的实际工作条件，并反映结构与周围地层的相互作用。
10） 车站隧道衬砌结构，应按施工阶段和正常作用阶段进行结构强度计算。
必要时，也应进行刚度和稳定性计算。
对于混凝土、钢筋砼结构应进行抗裂度和裂缝宽度验算。
最大裂缝宽度允许值按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合的影响为0.2～0.3mm，地震力或其它偶然荷载作用时，不验算结构的裂缝宽度。
11） 复合式衬砌的初期支护和二次衬砌之间，一般应设防水层。
初期支护可采用锚喷支护、格栅钢架及超前小导管、大管棚、注浆加固等辅助施工措施。
二次衬砌采用模注防水砼或钢筋砼。
第二章广州地铁3号线汉溪站车站设计方案比选
2.1站位环境描述
广州地铁三号线汉溪站位于番禺野生动物园南侧道路与规划中番禺大道交汇口以南，站位以北为野生动物园，以西为南国奥园住宅区，站址现为农田和果林，待番禺大道建成后，将带动该地块的住宅小区、金融、旅游娱乐等地产开发。
2.2设计方案比选
2.2.1车站结构形式的选择
1）明挖法施工的车站结构形式
（1）矩形框架结构形式
矩形框架结构是明挖法车站中采用最多的一种形式，根据功能要求可以设成单层、双层、单跨、双跨或多层等形式。
侧式车站一般采用双跨结构；岛式车站多采用三跨结构，站台宽度≤10m时，站台区宜采用双跨结构，有时也可以采用单跨结构；在道路狭窄的地段修建地铁车站，可采用上、下行线重叠的接都。
（2）拱形结构
一般用于站台宽度较窄的单跨单层或单跨双层策划站，可获得较好的建筑艺术效果。
（3）整体式结构与装配式结构
现浇刚劲混凝土结构具有防水性和抗震性能好，嫩能够适应结构体系的变化，不需要大型起吊和运输设备等优点。
装配式结构构件批量生产、质量交易控制，而且可提高施工进度，尤其适用于定型车站的修建，但接头是防水薄弱部位。
2）盖挖法施工的车站结构形式
盖挖车站读哦采用矩形框架结构，与明挖车站矩形框架结构相同，其与明挖的主要区别在于施工方法和顺序的不同。
盖挖车站一般均采用与围护墙结合现浇的成型方法。
3）暗挖法施工的车站结构形式
地铁暗挖法隧道的结构断面形式，应根据围岩条件、使用要求、施工工艺及开挖断面的尺寸等从结构受力、围岩稳定及环境保护等方面综合考虑合理确定。
一次啊用连接圆顺的马蹄形断面。
围岩条件较好时，采用拱形与直墙或曲墙相结合的形状，软岩及砂土地层中设仰拱或受力平底板。
（1）单拱车站隧道
这种形式由于可获得宽敞的空间和宏伟的建筑效果，在岩石地层中采用较多；近年来在第四纪地层中也有采用，但施工难度大、技术措施复杂、造价高。
（2）双拱车站隧道
双拱车站有两种基本形式，即双拱塔柱式和双拱立柱式。
在两个主隧道之间间隔一定距离开有横向联络隧道，双层车站还可以在其中布置楼梯间。
两个主隧道的净距一般不小于已被主隧道的开挖深度。
双拱立柱式车站早期多在石质较好的地层中采用，随着新奥法的出现，这种形式近年来在岩石地层中被单拱车站取代。
（3）三拱车站隧道
三拱车站亦有塔柱式和立柱式两种基本形式，在土层中大多采用三拱立柱式车站。
4）盾构法施工的车站形式
盾构车站的结构形式与所采用的盾构类型、施工方法和站台形式等有关。
（1）两个并列的圆形隧道组成的侧式站台车站
每个隧道内部都设有一组轨道和一个站台，乘客从车站两端或车站中部夹在两圆形隧道之间的竖井进入站台。
车站总宽度较窄，适用于客流量较小的车站。
（2）由两个并列的圆形隧道组成的三拱塔柱式车站
两侧为行车隧道并在其中设置站台，中间隧道为集散厅，用横向通道将三个隧道连成一个整体。
乘客从中间隧道的两端或位于车站中部的竖井进入集散厅。
其总宽度角度，一般为28~30m，适用于中等客流量的车站。
（3）立柱式车站
传统的立柱式车站为三跨结构，选用单圆盾构开挖两旁侧隧道，然后施工中间站厅的部分，将它们连成一体。
中部站厅视施工方法的不同，可以是拱形或平顶。
这种车站是一种典型的岛式车站，乘客从车站两端的斜隧道或竖井进入站台。
站台宽度一般不小于10m，站台边到立柱外侧的距离不小于2m。
，
2.2.2车站站台形式的选择
站台是供乘客上、下车以及候车的场所。
根据站台的形式，地铁车站可分为岛式站台、侧式站台和混合式站台。
如图2-2所示。
图2-2车站站台形式
当前各国地铁车站采用的站台形式绝大多数为岛式站台两种。
现将两种站台的优缺点比较列于表2-1.。
表2-1岛式站台与侧式站台优缺点比较
项目
岛式站台
侧式站台
站台使用
站台面积利用率高，可调剂客流，乘客有乘错车的可能
站台面积利用率低，不能调剂客流，乘客不宜乘错车
站台设置
站厅与站台需设在两个不同高度上，站厅跨过线路轨道
站厅与站台可以设在同一高度上，站厅可以不跨过线路轨道
站内管理
管理集中，联系方便
站厅分段时，管理分散，联系不方便
乘客中途折返
乘客途中改变乘车方向比较方便
乘客中途改变乘车方向不方便，需经天桥或地道
改扩建难易性
改建扩建时，延长车站很困难，技术复杂
改建扩建时，延长车站比较容易
站内空间
站厅、站台空间宽阔完整
站厅分设时，空间分散，不及岛式车站宽阔
喇叭口设置
需设喇叭口
不设喇叭口
造价
较高
较低
在城市地下工程布局复杂多变的情况下，岛式车站具有更大的灵活性。
2.2.3车站站厅位置的选择
站厅的作用是将由出入口进入的乘客迅速、安全、方便地引导到站台乘车，或将下车的乘客同样地引导至出入口出站。
站厅设计的合理与否，将直接影响到车站使用效果及站内管理和秩序。
站厅的布置有以下四种。
如图2-3所示。
图2-3车站站厅布置示意图（站厅位于车站一端、站厅位于车站两侧、
站厅位于车站两端得上层或下层、站厅位于车站上层）
1）站厅位于车站一端：
常用于终点站，且车站一端靠近城市主要道路的地面车站。
2）站厅位于车站两侧：
常用于侧式车站，客流量不大时采用。
3）站厅位于车站两端的上层或下层：
常用于地下岛式车站及侧式车站站台的上层，高架车站站台的下层，客流量较大时采用。
4）站厅位于车站上层：
这种布置方式常用于地下岛式车站和侧式车站，适用于客流量很大的车站。
本车站采用地下岛式车站，客流量大，故选用第四种——站厅位于车站上层。
2.3本章小结
采用类比的方法选择车站的结构形式、站台形式以及展厅的位置，从而得出了结论：
本车站采用两层三跨地下岛式车站且站厅位于车站上层的设计方案。
第三章地铁车站建筑设计
3.1工程概述
3.1.1工程特点
地铁换乘车站位于城市干道附近，该地段人口较为密集，拟定本车站为地下标准2（乙）级中间站。
3.1.2设计客流量
设计客流量为单向最大输送能力2.6万人次/小时，每辆车按5辆车编制，车体长度19米，最大速度80km/h，设计载客量185人/辆。
3.1.3车站规模
车站规模包括：
车站外形尺寸、层数及站房面积。
车站规模一般分为三个等级。
车站规模大小直接影响到地铁工程造价的高低。
车站规模适用范围见表3-1.
表3-1从车站规模等级适用范围
规模等级
适用范围
1级站
适用于客流量大，地处市中心区得大型商贸中心，大型交通枢纽中心、大型集会广场、大型工业区及位置重要的政治中心地区
2级站
适用于客流量大，地处较繁华的商业区、中型交通枢纽中心、大中型文体中心、大型公园及游乐场、较大的居住区及工业区
3级站
适用于客流量小，地处郊区的各站
注：
客流量特别大，有特殊要求的车站，其规模等级可划为特级站。
3.2设计原则及标准
3.2.1设计原则
（1）根据车站规模，类型及平面布置，合理组织人流路线，划分功能分区。
在组织人流路线时，应考虑下列各要点：
①乘客与站内工作人员路线应分开。
②进、出站客流路线要尽量避免交叉和相互干扰。
③乘客购票、问询及使用公用设施时，均不应妨碍客流通行。
④换乘客流与进、出站客流路线分开。
⑤当地铁与城市建筑物合建时，地铁客流应自成体系。
（2）车站一般宜设在直线段上。
（3）车站公用区应划分为付费区与非付费区。
此两区间应进行分隔。
进、出站检票口应分设。
采用单一票制时，换乘通道应设在付费区内。
（4）隔、吸声措施。
有噪声源的房间应远离有隔声要求的房间及乘客使用区；对有高音质要求的房间，均采取隔、吸声措施。
（5）无障碍通行。
有条件时，车站应考虑无障碍通行。
3.2.2主要技术标准
（1）线路
车站站台段线路宜设在直线上，在困难地段可设在半径不小于800m的曲线上。
地下车站宜设在
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