1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1.1 选题意义

当前在大城市中，尤其是百万人口而密度又大的城市，随着城市的发展，道路交通更加繁忙，地面有限的空间越来越不能适应道路交通、建构筑物、广场和绿化等用地的需求，因此很多道路、管网和贮库等不得不向地下发展。基于现有的这些压力，地铁诞生了，它不但能够减少大城市地面交通拥挤的状况，并且能快速、准确、安全、舒适、有秩序地运送乘客，经过实践认为发展城市轨道交通是解决中国大城市交通堵塞的主要途径，所以研究地铁的建设意义重大。

一条城市轨道交通线路通车后，沿线原来不发达的地区，会由于交通的方便而逐步发展起来，包括接驳交通居住区建设，各种物业及围绕居住区而产生的各类服务业。随着土地的升值，房产会涨价、各种商业活动会逐渐活跃，随着大商家的投资建设在某处会发展成为地区的商业中心。按城市发展布局在交通并不繁忙但距离较长的发展带，先行建设城市轨道交通，以期拉动城市的发展。

一个发达的城市轨道交通交通网络是一个现代化城市不可缺少的标志。修建城市轨道交通需要城市在经济发展的基础上筹措可观的资金和有相应的客流，而二者均需城市的经济实力作后盾。实际上轨道交通真正能够以它的功能支撑一个现代化城市顺畅的交通系统，还必须按需要形成城市轨道交通网络。而真正成为现代化城市的标志还必须使城市轨道交通网络在行车保障系统、客运服务系统和运营指挥系统的配备和管理方面有较高的技术含量，跟上世界技术发展的水平，在其提高城市形象方面在国际国内有很大影响。

地铁车站作为城市轨道交通枢纽站点、地面客流的集散点，联系着地面和地下的客运功能，其安全稳定是最为重要的。同时，地铁车站造价相对较高，因此，如何做好经济上的合理和结构上的安全可靠是非常重要的。

1.2 地铁车站结构设计理论

1. 横断面计算法：沿车站纵向截取单位长度的横断面结构，将墙、板假设成单位长度的梁单元，将框架柱按刚度或面积换算成单位长度的厚度，底板与地基间采用弹性假定，用竖向基床系数与底板单元长度的积作为地基弹簧刚度，用荷载结构模型按有限元法进行内力计算，根据不同的荷载组合得到结构的内力包络图。对于纵梁，则是根据通常的板梁柱传力方式，由板传给梁（或根据断面计算得到的单位长度支撑点的支点反力反算梁的荷载），形成梁的荷载，柱作为梁的支点，根据多跨连续梁结构进行梁的内力计算。此种方法是目前最通用的方法。

2. 空间梁系计算方法：取空间结构，将板、墙划分成较密的网格，用密集的梁单元代替这些板和墙，并与实际的梁、柱结构组成梁单元体系，荷载作用于节点上，用有限元法对整体结构体系进行内力计算分析。

3. 空间板系计算法：按照空间体系将结构进行网格划分，将板、墙、梁、柱按照各自的结构尺寸，采用４节点或８节点等参元划分成板单元，用有限元法进行结构内力分析计算。

4. 空间梁板系计算法：按照空间体系将结构进行网格划分，将板、墙按照各自的厚度，采用4节点或8节点等参元划分成板单元，而梁柱依然采用梁单元框架体系，用混合元结构进行结构内力计算分析。

对于一般只设纵梁的地铁车站，采用传统的横断面计算法是不够合理的，该法忽略了板与梁的协同工作及两者相对刚度对内力的影响，忽略了纵梁两侧板的纵向弯矩，也忽略了支座处和非支座处板横向受力的差异。所以，在地铁结构设计中，应考虑各构件的协同工作，并按照空间计算法，合理地调配梁板的相对刚度，使得设计更加符合结构真实的受力情况。

1.3 地铁车站结构计算

1. 车站按底板支承在弹性地基上的平面框架进行分析时，一般以水平弹簧模拟地层对侧墙的水平位移的约束作用，以竖向弹簧模拟地层对底板、侧墙底部的竖向位移的约束作用。

2. 明挖顺作法修建的多层多跨矩形框架结构要按两种方法进行验算：

(1) 按车站的结构形式、刚度、支承条件、荷载情况和施工方法，模拟分步开挖、回筑和使用阶段不同的受力状况，考虑结构体系受力的连续性，用叠加法或总和法计算；

(2) 将其视为一次整体受力的弹性地基上的框架进行内力分析。

3. 框架结构基底反力可以采用两种计算方法：

(1) 假设结构是刚性体，则基底反力的大小和分布可根据静力平衡条件求得；

(2) 假设结构为温克尔地基上的矩形框架，则根据地基变形计算基底每一点的反力。

4. 在顶、楼板的横向框架内力计算中，要考虑因纵梁刚度不足（当跨度较大、截面高度较小时）、跨中挠度较大所产生的横向板带正负弯矩在纵向分布的不均匀性。

5. 各层板与地下墙的连接处，如不采用钢筋接驳器而采用预埋剪力筋，应将预埋在地下墙中的插筋调直，使它能承受负弯矩。在板的横向内力计算中把这部分插筋计人，以减小跨中正弯矩。

6. 对框架结构的隅角部分和梁柱交叉节点处，配筋时要考虑侧墙宽度的影响。

7. 当沿车站纵向的覆土厚度、上部建筑物荷载、内部结构形式变化较大时，或基

底地层有显著差异时，还应进行结构纵向受力分析。

1.4 地铁车站施工设计

目前国内外修建地铁车站的施工方法有明挖法、新奥法、盾构法和这三种方法的组合及变化形式。

1. 明挖法与盖挖法

(1) 明挖法

明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工，明挖法具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量和工程造价低等优点，但因对城市生活干扰大，应用受到各种因素的限制，尤其是当地面交通和环境不允许时，只能采用盖挖法或新奥法。明挖法适用于浅埋车站，有宽阔的施工场地，可修建的空间比较大，如带有换乘站、地下商场、休息和娱乐场所及停车库等的地下综合体车站。

明挖法施工主要分为围护结构施工、站内土方开挖、车站主体结构施作和回填上覆土和恢复管线四个部分。根据不同的地质条件和车站结构的大小以及基坑深度，明挖法的围护结构可采用地下连续墙、锚杆、钻孔桩加旋喷桩止水、SMW水泥土加型钢等。

(2) 盖挖法

盖挖法是利用围护结构和支撑体系，在较繁忙交通路段利用结构顶板或临时结构设施维持路面交通，在其下进行车站施工工法。按结构施工的顺序分盖挖逆作法和盖挖顺作法两种。盖挖逆作法一般都是对交通作短暂封锁一年左右，将结构顶板施工结束，恢复道路交通，利用竖井作出入口进行内部暗挖逆筑。盖挖顺作法一般是利用临时性设施（如钢结构）作辅助措施维持道路通行，在夜间将道路封锁，掀开盖板进行基坑土方开挖或结构施工。盖挖法也成为修建车站的主要方法，在世界上盖挖法修建车站占有很大比例。盖挖逆作法具有占用场地时间短，对地面干扰小和施工安全等优点，适用于车站上面有高层建筑、埋深较大的地铁车站，缺点是施工工序复杂、交叉作业和施工条件差等。盖挖顺作法同样具有盖挖逆作法的优缺点，只是适用于市区浅埋地铁车站。

2. 暗挖法

(1) 新奥法

新奥法也是通常所说的矿山法，新奥法是当代隧道施工设计应用最广泛的方法。其施工思路是在监控量测的基础上，及时更改喷射混凝土的厚度，锚杆、钢支持和钢丝网的参数以及二次衬砌等支护措施，来保持开挖洞室的稳定，从而保证施工的安全，当地面交通和环境不允许时，世界上各国常采用这种施工方法。其优点是对地面的影响小、造价低，适用于坚硬岩土介质、地下水位低，但是进度慢、劳动强度大和风险也大。

(2) 浅埋暗挖法

浅埋暗挖法是按照”新奥法”原理进行设计和施工，以加固、处理软弱地层为前提，采用足够刚性的复合衬砌（由初期支护和二次衬砌及中间防水层所组成）为基本支护结构的一种用于软土地层近地表隧道的暗挖施工方法，它以施工监测为手段，指导设计与施工，保证施工安全，控制地表沉降。浅埋暗挖法的施工原则是：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测，与明挖法相比，浅埋暗挖法的最大优点是避免了大量拆迁、改建工作，减少了对周围环境的粉尘污染和噪声影响，对城市交通的干扰小。盾构法虽然也具有上述同样优点，但盾构法不能适应隧道断面变化，而且当盾构开挖的隧道不是足够长时，盾构法的经济性不明显。选用浅埋暗挖法应考虑的基本适用条件有：不允许带水作业和要求开挖面具有一定的自立性和稳定性，而且是浅埋地铁车站。缺点是地下作业风险大、机械化程度低。

(3) 暗挖与盖挖相结合的施工方法

暗挖与盖挖相结合的施工方法是一种新技术，是我国在使用暗挖法和盖挖法施工的基础上，经过研究总结而提出的具有盖挖法和暗挖法各自优点的一种新的施工方法，其关键是将地铁车站视为由桩、梁和拱组成的地下结构。

(4) 暗挖新技术

暗挖法也有了新的进展，主要有预制块法、预切槽法和气压法，预制块法是把盾构管片的安装技术和暗挖技术融合在一起的一项新技术，先做两侧导洞及侧墙，然后注浆开挖并放置钢拱架、喷射混凝土、安装预制块、在背后注浆，跨度已达18m以上，该技术在法国已大量应用。预切糟法是按照结构尺寸制造一个台架，装有特制链条锯沿拱圈方向把地层切成一个高10-35cm、深4-5m的糟缝，然后放置钢筋网并喷射混凝土，形成钢筋混凝土拱，在其保护下开挖施工，效果很好，在法国、意大利等国家已开始应用。气压暗挖法是采用气压条件下的新奥法施工，因采用气压较低，一般对人体健康没有影响。压缩空气不仅可排除隧道中的地下水，还可减少地面沉降，防止地面结构损坏，减少加压隧道一次衬砌的荷载，对开挖面有支护作用，降低成本，对降低施工中的粉尘有显著作用，这种办法已在奥地利、德国、英国、日本等国家应用。

3. 盾构综合法修建地铁车站

国外已经采用了配合盾构法修建地铁车站的施工方法，这种施工方法可一次采用盾构法将区间隧道和过站隧道贯通，再在盾构隧道的基础上扩挖而形成地铁车站；或直接利用大直径盾构机或连体盾构机修建地铁车站。配合盾构法修建地铁车站的优点是可充分有效地利用盾构设备，达到进一步提高地铁工程的建设质量、缩短建设周期，从总体上较大幅度地降低工程造价的目的。从而使得盾构法在城市地铁工程中得到了大规模的采用；同时不影响地面交通和中断地下生命线（上下水道、电线和电话线管道以及天然气管道等等），且施工安全、机械化程度高。这种施工方法适用于市区深埋车站和线路交汇处换乘下层站等。

1.5 车站维护结构设计

1. 地下连续墙

地下连续墙，一般定义为利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗水、挡土和承重功能的连续的地下墙体。作为地铁车站围护结构的最常用的支护形式，在承载力和防水等方面有着巨大的优势，因此一直以来在地铁建设中有着广泛的应用，尤其是在沿海地区，有效的处理了软弱土的地基问题。但是这种围护结构也有自身缺陷，主要是建设成本太高和对城市的市政管线建设有比较大的影响。

2. 排桩

排桩是以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。排桩的应用也非常广泛，同时技术也很成熟，在许多内陆城市，包括西安等黄土地区中有着广泛的应用，最常使用的就是钻孔灌注桩。排桩的承载力比较高，施工较地下连续墙容易，但不能解决防水的问题，一般施工中需在排桩的间隙处喷射桩间网喷混凝土，以解决防水问题。排桩的缺点也同样是成本比较高，不是很经济。

3. SMW桩

SMW工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。

4. TRD工法

TRD工法是将链式切削器插入土中，靠链式切削器的转动并沿水平方向掘削前进，形成连续的沟槽，同时将水泥浆从切削器的端部喷出，与土在原地搅拌混合，形成水泥土地下连续墙，并在水泥土墙中插入型钢，以增加连续墙的强度和刚度，最后在主体结构施工完毕后拔出型钢。TRD工法可以说是SWM工法桩的改进，扩大应用了范围，

加深了处理深度。TRD工法的特点：淤整机的地上高度不超过10m，其地上高度与切削沟槽的深度无关，同时箱式刀具在筑造墙体时经常插入地中，故而装置的整体稳定性好。于筑成的墙体垂直精度高，并适合于各种土质条件下施工。盂筑成的墙体连续无接缝等厚度，故而可适用于作止水墙体。榆在切削沟槽时，因为是在全切削深度的内进行全区域的混合搅拌，故而墙体的质量均匀。虞可在筑成的墙体内按实际计算结果以最佳间距设置芯材。TRD工法具有施工效率高，工程造价低，成墙效果好，地层适应性好，环保等优点；TRD工法在地铁车站的基坑工程中的应用在技术上是可行的，在经济上是相当有优势的。

参考文献

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[17] 张洋．城市地铁车站结构设计浅析[J]．中国勘察设计，2011.

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

2.1 本课题拟解决的问题

通过毕业设计全过程的训练，培养综合运用所学的基础理论知识和专业知识，，正确的解决工程设计中的各种实际问题的能力。能够独立完成并提出合理可行的实际工程问题解决方案，通过毕业设计熟悉地铁车站结构设计中常用的设计规范和专业知识，了解工程设计人员实际设计的内容、初步了解工程设计的基本方法，并能在设计中正确考虑影响设计的各项因素，具体要求如下：

1、 在教师的指导下，收集毕业设计所需资料，阅读中外文献，并能对外文文献进行较为流畅地翻译；

2、 掌握毕业设计所涉及的基础理论及专业知识，加强对基本概念和原理的理解。

3、 进一步提高结构工程、岩土工程设计能力和计算机应用能力熟练地运用相关软件和绘图软件，所绘工程图纸应符合国家建筑制图的统一标准，并能正确清晰地表达设计意图。

4、掌握地铁车站设计的内容、方法和步骤，并了解地下车站结构的一般特点和各种新的设计要求。

2.2 准备工作和具体设计内容

2.2.1 在进行地铁车站设计之前，应收集下列资料

1. 场地岩土工程勘察报告，车站基坑支护设计参数。

2. 建筑红线、施工红线的地形平面图及基础结构设计图；建筑场地及其附近的地下管线、地下埋设物的位置、深度、结构形式及埋设时间等。

3. 车站基坑附近的地面堆载及大型车辆的动、静荷载情况。

4. 临近的已有建筑物的位置、层数、高度、结构类型、完好程度。已建时间以及基础类型、埋设深度、主要尺寸等。

5. 周围的地面排水情况，地面雨水与污水、上下水管排入和漏入基坑的可能性。

6. 已有相似地铁车站设计的经验性资料。

2.2.2 地铁车站的设计内容，一般应包括

1、车站基坑的支护结构方案布置与结构验算

2、车站主体结构的结构荷载法设计（结构力学求解器

3、车站主体结构的施工仿真设计（有限元）

4、编写设计计算书

5、 绘制地铁车站主体结构与围护结构工程施工图（车站总平面图、车站主体结构剖面图、围护结构剖面图、主体结构配筋图等）。

2.3 万年泉站的设计资料如下

2.3.1 工程概况

本站位于万年泉路与华楼山路交口处，沿万年泉路南北方向布置。万年泉路连接市区和李沧商贸区的便捷通道，现状为双向4车道，车流量较大，站位西侧沿道路由南向北依次是山东省花生研究所办公楼（局部6层）、青岛国际种苗有限公司大片温室；站位东侧由南向北依次为百通花园住宅楼（6～7层）及沿街商铺（1～2层）、中国人民银行崂山支行办公楼（5层）、建安小区（6层）。

万年泉路站计算有效站台中心里程为K18 342.0，起点里程为K18 258.35，终点里程为K18 489.954，总长231.6m，站台宽度13m，隧道开挖总宽度20.758m，总高度18.358m，主体隧道拱顶覆土厚度6.92~10.2m，拱顶围岩IV级；本站共设4座出入口、1座消防专用口两座风井，其中1、3号出入口远期预留，设两座风井风道。车站主体穿越小里程段采用CRD法分4快进行开挖施工，车站大里程段采用双侧壁导坑法分6块开挖施工；附属结构除风井及出入口浅埋段采用明挖法施工外，其余均采用矿山法施工。

本次设计范围包含车站主体结构、2、4号出入口、紧急消防疏散口及两个风井风道的结构初步设计相关内容。

2.3.2 工程地质条件

1.岩土层特征

通过钻探揭示，场区第四系厚度0.20~17.10米，主要由第四系全新统人工填土（Q4ml）、洪冲积层（Q4al pl）、上更新统洪冲积层（Q3al pl）组成。场区内基岩以粗粒花岗岩为主，煌斑岩、细粒花岗岩呈脉状穿插其间，部分钻孔中揭露碎裂状花岗岩及糜棱岩。

（1）第四系全新统人工填土（Q4ml）

第1层、素填土

该层分布较广泛。厚度：0.20~5.35米，层底标高：7.30~24.84米。

褐色、黄褐色等，稍湿~湿，松散~稍密，由黏土、粉质黏土、砂夹少量碎石等组成，局部夹有碎砖等，部分地面为10~30cm厚的水泥或沥青路面。

总之，该场区人工填土厚度变化较大，强度低且不均匀，自稳能力差。

（2）第四系全新统冲洪积层（Q4al pl）

第7层、粉质黏土

该层在场区普遍分布。层厚：0.80~6.60米，层底标高：3.40~12.41米。

褐色~黄褐色，可塑，具中等压缩性，见有铁锰氧化物条纹，韧性、结构性一般，含少量砂粒，切面较光滑，干强度中等，局部夹有粗砂薄层。

2. 基岩

中生代燕山晚期，区域性构造活动强烈，发生大规模、区域性酸性岩浆侵入，形成稳固的花岗岩岩基，以深成相全晶质中粗粒黑云母花岗岩为主要组成岩石。由于受华夏式构造体系影响，形成NE向为主的压扭性断裂构造。后期，酸性~中基性岩浆沿薄弱面入侵，形成煌斑岩、细粒花岗岩和辉绿岩等浅成相岩脉，与花岗岩岩基组成复合岩体。

基岩以粗粒花岗岩为主，并见有后期侵入的细粒花岗岩、煌斑岩岩脉，局部由于受构造影响见有碎裂状花岗岩、糜棱岩。由于长期受内外地质营力作用，场区内岩体物理力学性质在空间上发生了不同程度的变化，自上而下形成了性状各异的风化带。不同岩性由于其矿物成份、结构构造不同，且受内外动力作用改造的程度不同，导致其风化程度及风化带特征也有较大差异。

3. 液化砂土

本站位内粉土层（3）密实，潮湿，厚2.2-2.4m，砂层（5、9）稍密~中密~密实，埋深1.2～10.4m，厚1.8～9.9m，其中第5层粗砂呈透镜体状分布于张村河河漫滩段第3层下；第9层粗、砾砂呈层状在本区间分布于第5层或第7层、第71层之下。本段钻孔的饱和砂土进行了31组标贯试验，按照国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)（2008年版）及《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）进行液化判别，判别结果均不液化。

4. 人工填土、软土

本段人工填土主要为素填土，成分以花岗岩风化碎屑、粉质黏土为主，部分地段含建筑垃圾及块石、碎石、角砾等。广泛分布于地表，厚度变化较大，厚0.2m～5.3m。该层距隧道拱顶最小距离大于5m，对车站主体工程基本无影响；

软土成分为含有机质粉质黏土，岩土层代号71，透镜体状分布于粉质黏土层下，软塑，埋深7.45～9.45m。由于该层位于隧道拱顶之上，设计施工对该段应采取适当加强措施。

2.4 车站结构设计计算方法

2.4.1 车站结构的荷载#8212;结构法

荷载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载（包括主动地层压力和被动地层抗力），衬砌在荷载的作用下产生内力和变形，与其相应的计算方法称为荷载结构法。这一方法与设计地面结构时习惯采用的方法基本一致，区别是计算衬砌内力时需考虑周围地层介质对结构变形的约束作用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，保证衬砌结构能安全可靠的承受地层压力等荷载的作用下，按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌的内力，并进行结构截面设计。早年常用的弹性连续框架（含拱形构件）、假定抗力法和弹性地基梁（含曲梁）法等都可归属于荷载结构法。

本设计荷载结构模型采用结构力学弯矩分配法计算。在此方法中，用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时，任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。

2.4.2 车站结构的荷载#8212;地层法

荷载#8212;地层法主要是建立连续介质模型(Continuum Model)，或称为地层-结构模型。围岩与结构共同构成承载体系，荷载来自围岩的初始应力和施工所引起的应力释放。结构内力与围岩重分布应力一起按连续介质力学方法计算；围岩与结构的相互作用以变形协调条件来体现；计算的关键在于确定围岩的应力释放和围岩的相互作用。

2.5 设计原则

1. 地铁车站应根据工程地质及水文地质条件，结合环境影响和使用要求等因素，通过综合分析比较，选择安全可靠、经济合理、方便施工的结构形式和施工方法。

2. 结构按施工阶段和正常使用阶段进行强度、刚度、稳定性计算，保证结构在施工及运营期间有足够的强度、刚度和稳定性。钢筋混凝土结构还应进行裂缝宽度检算。

3. 地铁从既有构筑物下面通过时，设计应采取有效措施，确保构筑物的安全及使用功能不受影响。

4. 地铁车站满足建筑防(火)灾的要求，同时结构设计应考虑平战转换，预留人防所需埋件。

5. 车站结构防水等级按一级标准进行设计，即顶板不允许渗漏水，侧墙表面只允许有少量偶见湿迹。车站结构应按最不利情况进行抗浮稳定验算。

6. 地铁车站的变形缝应尽量少设，暗挖车站主体结构一般不设变形缝；但在明暗挖交界处、结构型式、地基基础及荷载发生显著变化部位，则设置变形缝，变形缝的宽度为20mm。

7. 地铁车站结构设计必须以地质勘察资料为依据。设计时应根据结构或构件类型、使用条件及荷载特性等，选用与其特点相近的结构设计方法。新奥法施工的隧道设计参数可按工程类比或理论计算进行确定，并依信息反馈进行设计修正。

指导教师意见：

1．对”文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：

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所在专业审查意见：

负责人：

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