摘要：地上结构装配式建筑已经取得显著的进步，相关技术和管理体系初步建立，大型地下结构预制装配建造技术的研究和应用仍然处于起步阶段，特别是在地铁车站的装配式建造技术领域的研究成果较少，本文主要介绍国内外地铁装配式结构的发展和应用成果。
关键词：地下结构，装配式，地铁，车站
引言：
近年来为应对环境污染、劳动力短缺等问题，国家大力推动建筑业装配式建造技术的改革。经过多年发展和政策推动，地上结构装配式建筑已经取得显著的进步，相关技术和管理体系初步建立，工程应用逐年增加。
但在我国地下工程领域，大型地下结构预制装配建造技术的研究和应用仍然处于起步阶段，特别是在地铁车站的装配式建造技术领域的研究成果尤为稀少。目前我国地铁车站施工主要采用现场施工为主的传统生产方式，这种生产方式工业化程度不高、设计建造比较粗放、产品质量不稳定、建设效率低、劳动力需求量大、材料损耗和建筑垃圾量大、资源 和能源消耗较大，不能满足低碳、节能、环保的可持续发展建设要求，急需通过先进的地铁车站装配式建造技术和管理体系来进行解决。
1、国外地下工程装配式发展与应用建筑隔墙
国外在地下工程预制装配技术方面的发展早于我国。19世纪末20 世纪初，预制装配衬砌就在国外盾构隧道工程中得到了应用。除盾构隧道外，其他地下结构采用预制装配式衬砌的做法起源于20 世纪80 年代，苏联为了解决冬季寒冷气候给现浇混凝土施工带来的影响，在明挖法施工的地铁区间隧道、车站主体及附属通道等工程中研究应用了预制装配技术。
早期的车站结构多采用体系较为复杂的矩形装配式结构，顶板、底板、侧墙、立柱及梁结构均采用预制装配工艺，其中底板构件接头通常采用现浇钢筋混凝土形式，并在其上预留杯口供上部构件进行后期连接（见图1）。
图1 明挖矩形装配式车站
1985年，采用明挖法施工的明斯克地铁应用了一种大跨度拱装配式结构，该结构顶部、底部分别设两道接缝，侧墙设一现浇段，构件之间采用现浇钢筋混凝土的方式连接（见图2）。
宋殿权
图2 明斯克地铁明挖大跨度拱装配式车站
在装配式地铁车站结构的研究和应用上，俄罗斯更是取得了长足的发展。俄罗斯在工业化施工与长期使用的成功经验上，通过实验和现场测试等研究工作，采用单拱结构的基本原理和特点修建了俄罗斯第一个地铁双层换乘枢纽。车站整体结构形式为装配式层间楼板单拱结构，结构断面具体形式如图3所式。
图3 装配式层间楼板单拱结构地铁车站
车站结构上拱半径112m，由12个厚70cm，沿车站方向宽50cm的钢筋混凝土构件组成。仰拱内径15m由13个构件块组成，它由两个带衬垫的钢筋楔形接头挤压紧而闭合。车站上下两层站台都是由装配式钢筋混凝土建造而成的。上层站台宽11.7m，由于下层中柱占去一部分空间，下层站台宽度为132m。
车站埋设于不透水的致密粘土层中，拱圈和仰拱均由混凝土砌块组成，并支撑在两个圆形支墩上。由于该种结构形式没有受拉构件，所以只适用于有一定自稳能力的地层。
2、国内地下工程应用与发展
目前，国内也有少量地铁车站尝试采用了装配式建造技术，促进了国内装配式地铁车站建造技术的研究和应用。
（1）上海15号线吴中路站
上海轨道交通15号线吴中路站位于上海市徐汇区吴中路，为地下二层岛式车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层，共设4个出入口。车站顶板在7～18轴范围内为无柱大跨拱形结构，采用现浇拱座+预制+现浇叠合工艺进行施工，如图4所示。该区域长度约为93.7m，宽度21.0～22.9m，地下一层内衬墙与拱座净高度为4.3m，中板厚度为0.8m，内衬墙厚度为0.6m。预制拱壳的拱脚通过一对楔形止推支座实现与拱座间的快速连接。预制拱壳拱顶铰接点的构造包括预埋钢板、抗剪装置和连接螺栓等。同时，该项目还研发了运架一体机配合预制构件的拼装。
图4上海地铁15号线吴中路站结构示意图
（2）北京6号线金安桥站
图5金安桥站结构示意图
浸胶线北京金安桥站为地下两层明挖车站，标准段采用双层双柱三跨箱形结构，如图5所示，主体结构总长297m。标准段结构宽22.9m，高13.3m，顶板埋深 3.9m，属于典型的浅埋地下结构。车站采用半预制叠合装配结构形式，底板采用现浇，侧墙采用预制构件与现浇混凝土结构结合，预制框架柱，中板（梁）、顶板（梁）采用叠合构件。其中，侧墙和中柱的预制构件和现浇结构通过灌浆套筒连接。该项目研制了“金安1号”拼装机进行预制构件吊装，使预制构件吊装精准对位，大大提高了施工效率。
（3）长春地铁2 号线预制装配车站
长春自2014年启动预制装配车站的研究和应用工作后，在2号线先后完成5座装配式车站。5座车站均为采用桩锚体系基坑支护结构的明挖车站，车站主体为单拱双层马蹄形结构，结构总宽20.5m、总高17.45m，外围主体承载结构由环宽2m的7 块大型预制构件拼装而成（见图6），为“全装配式结构”。预制装配结构环向的构件与构件之间、纵向的环与环之间均采用“榫槽注浆式接头”形式，接头部位设置多道防水措施，除拱顶外其他部位均未设置外包防水层。
图6长春地铁2号线预制装配车站示意图
裁板机刀片（4）哈尔滨丁香园车站
2019年，哈尔滨地铁3号线丁香公园站首次采用叠合装配式地铁车站，为地下二层标准岛
式车站,车站内包尺寸长264.4米、宽18.3米,分9段进行施工，共计1045块预制板。在侧墙、中板、顶板、上排热风道的施作中，全车站采用叠合结构与局部整体现浇的组合模式，如图7所示。
交警制服
图7哈尔滨丁香园车站结构示意图
防护耳罩（5）广州某车站
广州某车站为地下两层明挖车站，11米无柱岛式站台，总长222m，装配式车站长162m，宽20.3m，共计81环。分为9块拼装，纵向环宽度为2m，底板、侧墙最薄处1m，顶板最薄处0.9m，环向采用双CHC接头，环间纵向采用球头柔性连接锁连接。接头采用双密封垫+注浆+嵌缝密封进行防水。并研制了通过油缸调节拼装姿态的运装一体机，可完成侧部和上部结构安装，如图8所示。
标准横剖面图 双向CH接头 运装一体机
图8 广州某车站结构示意图
3、装配式结构体系优缺点分析
（1）断面形式
现有断面形式主要为矩形、顶部单拱形、椭圆形等。矩形具有良好的空间利用率，单拱形、椭圆形具有更优的受力特性，但是对于现有断面形式的受力、变形分析成果较少，无法形成系统的理论支撑和比选依据。有必要对各种断面形式的受力、变形特性进行研究，配合结构拆分、轻量化、节点构造等方面得出最优的断面形式及其对应的适用范围。
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