東北地區(qū)地鐵車站結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)技術(shù)的細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

董艷峰

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島 266000）

東北地區(qū)地鐵車站結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)技術(shù)的細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

董艷峰

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島 266000）

伴隨著我國的經(jīng)濟(jì)不斷的持續(xù)發(fā)展，人們對于交通的便利度也提出了很多的要求。伴隨著這些要求的不斷醞釀，同時我國的城市也在不斷的擴(kuò)大規(guī)模，這種情況下，我國的城市中的地鐵應(yīng)運而生，并且在不斷的建設(shè)中，眾所周知，地鐵是建設(shè)在城市地下的，這樣可以有效的節(jié)約城市的地上空間，并且充分的利用城市的地下空間，可以說地鐵的建設(shè)對于國家的發(fā)展和人民的生活都是十分有利的。現(xiàn)階段北方的地鐵建設(shè)已經(jīng)非?？焖俚刳s上了我國的先進(jìn)行列，對于我國的可持續(xù)的城市發(fā)展是十分有利的，可以作為一項城市發(fā)展戰(zhàn)略來進(jìn)行部署。需要注意的是在地鐵的建設(shè)過程中，地鐵車站的結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)對于整個地鐵建設(shè)是非常重要的，因此，我們在進(jìn)行這方面的設(shè)計和施工的時候，我們要對深基工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計和支護(hù)的機(jī)構(gòu)技術(shù)部分有一個非常超前的優(yōu)化和創(chuàng)新，只有這樣我們才能夠更好的服務(wù)于東北地區(qū)的地鐵建設(shè)。本文就是針對這方面的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的介紹和闡述。

地鐵車站；結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)技術(shù)；細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在地鐵車站的深基坑建設(shè)過程中，我們不但要使基坑支護(hù)的有關(guān)結(jié)構(gòu)滿足地下施工周圍環(huán)境正常使用的硬性條件，同時還要盡最大的努力來節(jié)約成本，進(jìn)而實現(xiàn)建設(shè)的效益最大化。地鐵車站的基坑支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計主要是有兩個方面的優(yōu)化。第一個優(yōu)化設(shè)計就是深基坑支護(hù)技術(shù)的具體實施方案的優(yōu)化設(shè)計；第二個優(yōu)化設(shè)計是深基坑的支護(hù)技術(shù)的細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。這兩種優(yōu)化設(shè)計后者是非常受到歡迎的，這種優(yōu)化設(shè)計在工程的施工和造價上都是很有效的，起到的作用也是非常的關(guān)鍵的。

一、簡要敘述地鐵車站的深基坑支護(hù)的技術(shù)概念

地鐵車站施工中的深基坑中支護(hù)之所以施工是為了要保障地鐵施工的地下結(jié)構(gòu)的施工安全，并且還要保障地鐵基坑周邊的環(huán)境的安全。在施工的過程中，我們要在深基的側(cè)部和周邊采用支擋和加固等措施。地鐵施工中的深基坑在施工的過程中有一定的技術(shù)要求。地鐵的深基坑施工在深度和施工的現(xiàn)場環(huán)境這兩個條件上都有可能影響施工的整體進(jìn)度，我們在地鐵的施工中，要按照這兩個條件來設(shè)計具體的施工方案。在方案制定完畢后，我們要上報監(jiān)理的工程師來進(jìn)行審查，只有十分符合相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行設(shè)計和施工。在地鐵的深基設(shè)計過程中，我們必須要處理好地下水的水位問題，我國北方通常采用的是輕型井的點抽水，這種抽水方式可以有效的將地下的水位降到地鐵基坑的1m以下，在這個過程中，我們必須安排專門的看護(hù)人員24小時進(jìn)行看護(hù)，并且定期做好抽水記錄。在深基坑的施工中，我們要做好上下方便的階梯和靠梯，我們要標(biāo)明禁止攀爬的標(biāo)志。同時我們要在施工現(xiàn)場設(shè)計安全防護(hù)欄。為了更好的進(jìn)行地鐵建設(shè)，我們要不斷的提高對于地鐵施工的質(zhì)量要求，同時還要提升建設(shè)過程中的安全系數(shù)，我們要朝著這個方向來進(jìn)行基坑支護(hù)的技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新。

二、簡要敘述我國現(xiàn)行的地鐵車站深基坑支護(hù)的技術(shù)在優(yōu)化過程中出現(xiàn)的問題

伴隨著我國地鐵規(guī)劃的不斷推進(jìn)，對于地鐵的建設(shè)的質(zhì)量和安全有著非常嚴(yán)格的要求。正是由于這些設(shè)計和建設(shè)過程中的要求的不斷提高，我們的深坑支護(hù)技術(shù)也在不斷的進(jìn)行創(chuàng)新。但是在現(xiàn)有的實際的建設(shè)過程中，施工事故還是出現(xiàn)的比較頻繁，為了解決這種事故的高發(fā)率，我們要嚴(yán)格的進(jìn)行施工中的安全預(yù)控技術(shù)，這樣也就暴露了我國現(xiàn)階段在基坑的支護(hù)技術(shù)上的一些瑕疵和不足，主要體現(xiàn)在兩個方面：第一個方面是地鐵基坑的支護(hù)細(xì)部的機(jī)構(gòu)的優(yōu)化在設(shè)計階段的問題。這種設(shè)計在數(shù)學(xué)模型的描述中我們主要是從設(shè)計的變量的選擇，設(shè)計的約束條件的確定以及設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)的建立這三個主要的方面進(jìn)行開展設(shè)計，這一過程中，支護(hù)部分的設(shè)計變量涉及的最為廣泛，這些變量大多數(shù)都是離散變量，這樣就導(dǎo)致了我們設(shè)計中的解非常多，解的空間比較大，這樣的結(jié)果就導(dǎo)致了我們在設(shè)計的過程中存在組合爆炸的問題。為了解決這一個問題，我們需要將整個設(shè)計過程進(jìn)行優(yōu)化處理，還需要在這一過程中找到一種科學(xué)的篩選的辦法，這種篩選我們要達(dá)到最大的優(yōu)化棉量。這種結(jié)果的出現(xiàn)就需要我們采用有關(guān)的力學(xué)的知識進(jìn)行來進(jìn)行分析，這樣的力學(xué)分析一定會涉及到很多不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)，同樣還會涉及到土層壓力和建筑結(jié)構(gòu)的安全性。我們要通過相關(guān)的額優(yōu)化變量作為優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)，來進(jìn)行最優(yōu)函數(shù)的確定，我們要在深坑支護(hù)設(shè)計的過程中建立數(shù)學(xué)模型。第二個方面是在地鐵深基坑的設(shè)計過程中，設(shè)計人員往往會反復(fù)的進(jìn)行設(shè)計參數(shù)的修改和效驗，設(shè)計人員會通過多種設(shè)計方法來進(jìn)行設(shè)計校驗，希望可以得到最優(yōu)化和最準(zhǔn)確的設(shè)計。但是這一個過程中忽略了一個問題，這個問題就是任何設(shè)計方法得出的設(shè)計解都是一個可行解，并非是所有解中的最優(yōu)解。為了滿足最優(yōu)的設(shè)計參數(shù)和最安全的施工條件，我們在地鐵深基坑支護(hù)設(shè)計的優(yōu)化過程中發(fā)明了一種新的計算方法。這種計算方法就是——遺傳算法。這種算法可以為我們在進(jìn)行深基坑的支護(hù)技術(shù)優(yōu)化過程提供一種更為先進(jìn)的思路。

三、簡要敘述遺傳算法在地鐵車站支護(hù)細(xì)節(jié)部位具體的優(yōu)化理論應(yīng)用

遺傳算法是一種模擬生物進(jìn)化和遺傳的過程，在這一過程中，我們可以進(jìn)行選擇，進(jìn)行交叉，進(jìn)行變異機(jī)理的自動適應(yīng)，這樣可以進(jìn)行全局的優(yōu)化，這種優(yōu)化的概率是非常高的。這種算法誕生于20世紀(jì)的70年代，但是真正的成熟和發(fā)展還是在20世紀(jì)的90年代末。現(xiàn)在北方地區(qū)的地鐵車站結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)技術(shù)的細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究大范圍的都采用了遺傳算法來進(jìn)行具體技術(shù)的使用和設(shè)計。在很大的程度上，遺傳算法給地鐵的深基坑的支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展帶來了一種新的思路。我們通過遺傳算法可以有效的搜索到施工范圍內(nèi)的每一個區(qū)域，我們可以在施工的細(xì)部機(jī)構(gòu)上進(jìn)行自己的優(yōu)化處理。我們可以將細(xì)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行可微性和連續(xù)性的處理。

[1]龔曉南，高有潮.深基坑工程設(shè)計施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

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