（中煤天津设计工程有限责任公司，天津 300120）

1.地铁车站围护结构形式选取原则

随着我国经济及城市的快速发展，修建地铁已经成为许多一、二线城市缓解城市交通压力，提高人们出行效率，拉动区域经济增长的重要措施。目前我国地铁标准车站一般多为地下两层双柱三跨混凝土箱型结构。埋深多为15m～20m，属于深基坑范畴，所以要对基坑工程在安全性、周边环境保护以及技术经济方面的要求进行充分研究，同时，基坑支护结构方案设计也应利于节约资源、符合可持续发展的要求，实现综合的经济和社会效益。目前我国地铁工程中常用的围护结构形式有灌注桩排桩围护墙、地下连续墙、SMW工法墙、TRD工法墙等[1]。

2.地铁车站围护结构形式特点分析

2.1 灌注桩排桩围护墙

（1）地铁车站围护结构主要采用的形式就是灌注桩排桩维护墙，是一种呈现为柱列式的围户结构，这种结构形式的应用较为简单。灌注桩排桩围护墙的主要作用原理是在顶部完成冠梁的设置，并在灌注桩内侧设立支撑系统，灌注桩外侧应设置符合工程要求的挡水帷幕装置，达到挡水土的作用。可以将灌注桩桩排围护墙的特点概括为以下5个方面：第一，围护墙的施工工艺更加简单，且灌注桩排桩技术成熟，造价更低，适用于地铁建设。第二，施工噪音较小，因此施工不会对周围环境产生影响。第三，围护墙的刚度及硬度可以进行灵活控制。第四，可以进行具有针对性的围护墙设计。第五，如果施工过程对隔水有要求，则需要另行设置挡水板。

（2）围护结构的适用条件。在软土地层条件下施工时，深基坑工程的开挖深度不能超过20m。围护结构的适用性更广，无论是软粘土施工，还是卵砾石的基坑施工均适用。

2.2 地下连续墙

2.2.1 地下连续墙的分类

地下连续墙可以分为2类，分别是现浇地下连续墙与预制地下连续墙，目前我国常应用于地铁工程建设的种类是现浇地下连续墙。地下连续墙的形式主要有3种，包括一字型、T字型和L字型，连接处用锁口管进行封闭，使其成为一个整体，支撑后构成基坑的整体支护系统，有利于实现地下连续墙的挡土水作用。地下连续墙主要有以下5个特点：第一，噪音低，不会对环境产生巨大的负面影响。第二，地下连续墙的刚度更大，具有更优的安全性，不容易发生形变。第三，地下连续墙墙体具有较强的抗渗透能力。第四，可以将地下连续墙作为地下室的外墙，进而达到缩短地铁车站施工工期及造价的目的。第五，地下连续墙体具有极强的抗弯刚度[2]。

2.2.2 适用条件

（1）如果基坑工程对深度的要求较高，必须要保证开挖深度超过10m，才能获得更高的经济价值。

（2）如果地铁工程建设项目所在地附近，存在具有较高保护要求的建筑物，那么基坑的防水性与防变形性必须得到保证。

（3）基坑的空间相对有限，因此地下室的外墙往往与红线之间的距离很近，如果施工中采用其他围护墙形式，将难以满足施工对空间提出的要求。

（4）可以应用逆作法进行地上与地下的同步施工操作。

2.3 型钢水泥土搅拌墙（SMW工法墙）

2.3.1 特点

型钢水泥土搅拌墙的受力结构更加合理，不会占用大量的空间，在施工过程中，也不会对周围环境造成严重的污染。采用一体式施工方法，相邻的桩体之间实现了无缝衔接，进而提升了墙体的防渗透性能。同时，在完成基坑施工之后，不需要对泥浆进行回收处理，还可以回收型钢，起到环保作用的同时节约成本。其次，即便在硬质地层进行施工时，也可以应用型钢水泥土搅拌墙施工方式，不仅适用范围广，而且工艺更加简单，有利于缩短施工工期，但是对回填的质量有着更高的要求[3]。

2.3.2 适用条件

（1）对地层情况没有要求，无论是黏性土，还是淤泥土，甚至砂卵石层经过一定的处理后都可以完成施工要求。

（2）开挖深度不得高于30m。

（3）即便施工场地较小，与建筑物距离较近，也能够应用型钢水泥土搅拌墙施工方式。

（4）相对来说，型钢水泥土搅拌墙的变形较大，因此不适用于对周边环境有着较高要求的地铁工程建设中。

2.4 渠式切割水泥土连续墙（TRD工法墙）

（1）渠式切割水泥土连续墙的工作原理是利用刀具的转动功能与横向移动功能，完成地基土的搅拌工作，进而形成完整的水泥土地下墙体，这类墙体可以用作隔水帷幕的施工中，如果在墙体中插入芯材，就能够起到支护结构的作用，一般情况下选择的芯材是型钢。主要特点包括施工稳定性高，设计重心低，因此设备高度不会超过10m，具有更强的安全性。同时，能够实现更高精度的施工操作，无论是垂直方向的施工，还是水平方向的施工都更加精准。渠式切割水泥土连续墙施工技术具有极为突出的经济性与高质量的开挖能力，即便是硬度极高的地基也能够轻松完成切割，有利于缩短工程工期，控制工程成本。对地基进行整体的垂直搅拌后，形成的墙体能够拥有较高的强度与硬度。渠式切割水泥土连续墙的整体性能较好，具有较强的连续性，不会产生大量施工缝隙，因此防水性能稳定。墙体厚度一致，可以对芯材的间距进行任意插入。最后是施工过程产生的噪音较小，不会造成严重的污染，因此值得在地铁车站围护结构的施工中进行普及应用。

（2）适用条件。

1）TRD工法墙适用于人工填土、黏性土、淤泥和淤泥质土、粉土、砂土、碎石土等地层。

2）由于设备高度较低，适用于高度有限制的场所。

3）施工深度大，最大深度可达60m，适用于深度较深的工程。

3.地铁车站围护结构形式对比选取

通过上述分析可见，每种围护形式均有其相应的特点。设计时要根据基坑深度、安全等级、周边环境、工期要求、经济指标等因素来综合考虑，选取合适的围护形式。灌注桩排桩围护墙主要用于较浅的基坑，深度在20m左右，地层适用广泛，经济性比较好，是目前常用的围护形式之一。但灌注桩排桩围护墙在地铁工程中一般需配合隔水帷幕共同作用实现挡土和挡水的作用，所以挡水效果一般。SMW工法墙，配合内插型钢共同作用，可以不需要隔水帷幕，防水性能较好。但其需对地基土进行钻掘及搅拌，故SMW工法墙一般适用于黏土、粉细砂为主的松软地层，有一定局限性。地连墙适用于较深的基坑，地层适用广泛、刚度大、连续性好、挡水效果好，是目前工程中常用的深基坑围护形式之一。TRD工法墙适用于较深的基坑、地层适用广泛、连续性好、挡水效果好，但施工工艺复杂、机械成本较高，导致工程造价较高。适用于场地高度受限工程，目前正在大力推广。

4.结语

在地铁工程中，地铁车站围护形式的选取不但会直接影响到工程的安全，同时对工程的造价、工期乃至周边环境等都具有重大的影响。在设计阶段，需根据工程特点针对几种围护形式展开对比分析，选取最优方案，形成专项文件，并通过专家评审后方可采用。因此，对地铁车站围护形式的分析与选取在工程中具有重要的意义。