小净距段设计的挑战与解决策略

小净距段设计的挑战与解决策略

马昊1  邓越2   彭涛1  王子昊1  刘佳雨1

1.中铁隧道集团二处有限公司  河北省廊坊市三河市  065201

2.中建八局轨道交通建设有限公司   江苏省南京市   210000

摘要：本文深入探讨了城市地铁小净距段的设计与施工挑战，特别聚焦南京地铁七号线清凉山站项目。文章分析了小净距段在结构安全、空间限制、地质条件复杂性以及环境与社会影响方面所面临的主要挑战，并提出相应的解决策略。这些策略包括采用先进的工程设计、模块化空间布局、针对性的施工技术，以及环境保护和社会影响缓解措施。文章强调了在复杂城市环境中进行地铁建设的创新思路和技术应用的重要性。

关键词：小净距段；结构安全；空间限制

1.引言

小净距段在地铁建设中扮演着极为关键的角色，它涉及到地铁线路在特定区域，尤其是地形复杂、建筑密集的城市中心区域的铺设。这些区域往往面临着土地资源稀缺、建筑结构复杂、地下管线众多等问题，使得小净距段的设计和施工成为一大挑战。这种挑战不仅涉及到技术层面，如如何在有限的空间中确保结构的安全性和稳定性，还包括对周围环境的影响，比如减少施工对周边建筑和居民生活的干扰。

南京地铁七号线清凉山站作为一个典型的小净距段设计案例，展现了这些挑战的全貌。清凉山站位于南京市的核心区域，周围环境复杂，地下管线众多，同时还需要考虑到历史文化遗迹的保护。此外，由于地块狭窄，站点建设必须在极为有限的空间内进行，这对设计和施工提出了更高的要求。

在清凉山站的设计中，设计师和工程师们面对的首要问题是如何在狭小的空间内，合理布局地铁站的各个部分，包括站台、出入口、风道以及紧急疏散通道等。这不仅需要巧妙的设计以最大化利用有限空间，还要确保所有设计符合安全标准。同时，施工过程中对周围建筑物的保护也是一个重要考虑因素。在紧凑的空间内进行深挖作业，需要精准的计算和精细的操作，以避免对邻近建筑物造成损害。

清凉山站项目还面临着地质条件复杂的问题。地铁站点位于不同地质层上，这就要求设计和施工必须考虑到各种地质条件，确保施工安全和工程质量。从土壤稳定性到地下水的处理，每一个细节都需精心考量。

在解决这些技术难题的过程中，清凉山站项目采用了许多创新方法和先进技术，如使用特殊的支护结构来保证施工期间地面的稳定性，以及采用高精度的监测设备来实时监控施工过程中可能出现的任何变化。这些技术不仅确保了施工的安全性，也减少了对周边环境的影响。

2.小净距段设计的挑战

2.1 结构安全的挑战

在小净距段，最主要的挑战之一是确保结构安全。由于空间受限，地铁隧道和车站需要在有限的空间内设计和建造，同时保证足够的强度和稳定性。这就要求工程师在设计时考虑各种潜在的风险，如地震、地面沉降、周边建筑物的稳定性等。这些因素对设计和施工提出了高标准的要求，确保地铁系统即使在极端条件下也能安全运行。

2.2 空间限制的挑战

小净距段的另一个显著挑战是空间限制。在狭窄的城市空间中，如何合理安排地铁站的布局成为一大难题。设计师必须在有限的空间内精心规划站台、通道、出入口以及紧急疏散通道等，确保既满足功能需求又不妨碍周围建筑和市政设施的正常使用。这不仅是一种设计上的挑战，也对施工精度和技术提出了更高要求。

施工难度的挑战在狭窄的空间内进行地铁建设，施工难度极大。限制了施工机械的大小和种类，同时要求施工团队在复杂的城市环境中高效协作。此外，施工过程中需要严格控制噪音、震动和尘土污染，以减少对周围居民和交通的影响。这些因素共同使得小净距段的施工成为一项复杂且精细的任务。

2.3 地质条件的复杂性

城市地区的地质条件通常复杂多变，这为小净距段的设计和施工增加了额外的挑战。地质条件的不同（如软土、硬岩、含水层等）要求设计和施工团队采用不同的技术和方法。此外，地下水位的变化和未知的地下障碍（如废弃的基础设施）可能导致施工过程中的意外情况，增加工程风险。

2.4 环境保护和社会影响

地铁建设不仅是一个技术项目，还深刻影响着城市的环境和社会结构。小净距段的建设需要考虑到对周边环境的影响，包括噪音、震动、空气和水污染等。同时，施工期间对交通的影响、对周边居民日常生活的干扰也需要被妥善处理。这要求项目团队在规划和执行过程中采取相应的环保措施和公共关系策略。

3.解决策略与实施

3.1 结构安全策略

小净距段的设计和施工中，确保结构安全是首要考虑的因素。为了应对这一挑战，采用的策略包括但不限于先进的工程设计、使用高强度材料以及应用现代化的施工技术。

在工程设计阶段，需要采用创新的工程方法和计算模型，以确保结构的安全和稳定。这包括对地铁隧道和车站结构进行详细的力学分析，确保它们能够承受地震、地面沉降等潜在风险。采用高强度、耐用性强的建筑材料是另一个关键策略。这些材料不仅提高了结构的稳定性，还能延长其使用寿命。

应用现代化施工技术，如自动化施工设备和精准的监测系统，可以显著提高施工安全和效率。例如，在施工过程中，使用先进的地面沉降监测技术可以及时发现潜在问题，并采取相应措施以防止事故发生。通过这些综合措施，可以有效确保小净距段的结构安全。

3.2 空间优化策略

面对空间限制的挑战，关键在于创新的设计思路和精密的施工规划。设计团队需要在有限的空间内进行精巧的布局规划，利用三维建模技术来优化站台、通道和其他关键设施的布局。

一种有效的策略是模块化设计，即将地铁站的各个组成部分设计成可以在狭小空间内灵活组合和调整的模块。这种方法不仅提高了空间的使用效率，还有助于简化施工过程。此外，应用现代化的建筑技术，如预制构件，可以在有限的施工空间内快速而准确地安装和组装各个部分。

在施工方面，采用小型化、高效率的施工设备和技术至关重要。这些设备不仅适应狭窄的施工环境，还能减少对周围环境的影响。同时，通过精确的施工计划和严格的现场管理，可以确保施工过程中的每一步都高效、准确地完成。

3.3 地质适应策略

小净距段设计面临的地质条件复杂性要求工程团队在设计和施工前进行全面的地质调查和风险评估。深入了解地下的土质、岩石类型和地下水情况是制定有效施工计划的基础。

在施工技术方面，根据不同的地质条件采用相应的施工方法至关重要。例如，在软土层施工可能需要使用地基加固技术，而在硬岩层则可能需要使用更强大的挖掘设备。对于高水位区域，采用有效的防水和排水措施可以防止施工区域的水位上升造成的问题。

另一个重要策略是在施工过程中实施严格的监测和控制。通过使用先进的监测设备，如地下雷达和传感器，可以及时发现和应对施工过程中可能出现的地质变化和障碍。这些监测数据有助于施工团队及时调整施工计划，确保施工安全和工程质量。

3.4 环境与社会影响策略

小净距段的建设对周边环境和社会结构有深远的影响。采取有效的环境保护和社会影响缓解措施是必要的。这包括在施工期间采取减噪、减震和防尘措施减少对周围居民和环境的影响。

施工期间的噪音和震动可以通过使用低噪音施工设备和技术、设置隔音屏障以及限制施工时间来控制。同时，对施工产生的尘土和废物进行妥善处理，防止空气和水源污染。

为了减少对社会的影响，工程团队需要与社区进行有效沟通，及时告知施工进度和可能的影响。此外，制定合理的交通管理计划，以减少施工对公共交通和居民出行的干扰，也是重要的一环。

4.总结

在探讨南京地铁七号线清凉山站小净距段的设计与施工中，文章重点强调了在狭窄、复杂的城市环境下所面临的多重挑战。这些挑战包括确保结构安全、应对空间限制、适应复杂地质条件以及减少对环境和社会的影响。通过采用创新的工程设计、模块化的空间布局、针对性的施工技术和有效的环境保护措施，项目成功克服了这些难题，展示了城市地铁建设的先进技术和综合解决方案。

5. 参考文献

[1]杨加强. 地铁小净距段变形及受力分析 [J]. 四川水泥, 2018, (05): 17.

[2]张乔治. 地铁小净距段施工技术研究[D]. 华侨大学, 2016.