建筑结构丨亚洲最大的地下火车站：广深港高铁福田站
深圳市福田站综合交通枢纽位于深圳市福田中心区，福田站是亚洲规模最大、世界上列车通过速度最高的地下车站，也是我国第一个地下火车站。
广深港高铁工程于2005年12月18日开工，由于穿越珠江口的狮子洋隧道工程难度巨大，直到2011年12月26日，广深段的广州南至深圳北段才正式开通运行。深圳北至福田站段继续建设，该段为全隧道设计。香港段也在2010年1月开始建设。
2014年12月28日，连接福田站与深圳北站的益田路隧道贯通，标志着广深港高铁内地段隧道全线贯通。预计2015年底具备开通条件，目前车站已经进入了初步装修阶段。
工程概况
深圳市福田站综合交通枢纽范围内有地铁2号线福田站、地铁3号线福田站、地铁11号线福田站、广深港客运专线深圳福田站、深南大道南北两侧的交通接驳配套设施及益田路东侧交通接驳设施。地下3层，总建筑面积约为15万m2。车站基坑最宽处达80m，平均埋深约32m，车站主体结构最大跨度为21.46m，顶板覆土约3m，为超大、超深、大跨度地下结构。
福田站施工平面图
钢管混凝土柱-型钢混凝土梁节点
为满足大跨度地下结构受力要求，车站主体结构采用3层单跨～3层5跨现浇劲性钢筋混凝土框架结构，采用钢管混凝土柱和纵横型钢混凝土梁的结构形式，钢管和型钢均采用Q345钢材。其中钢管混凝土柱截面尺寸为Φ1600mm×35mm，车站中板厚250mm，中横型钢混凝土梁截面尺寸为1600×1000，型钢截面尺寸为1000×600×40×30。中纵梁采用截面尺寸为1600×1000的混凝土梁。虽然钢管混凝土柱或型钢混凝土梁结构已大量应用于实际工程中，但同时采用这两种构件形成的框架结构在地下工程中应用却很少。中板结构布置图及节点详图如下图所示。
中板结构布置图
钢管混凝土柱-中横型钢混凝土梁节点
钢管混凝土柱-中纵混凝土梁节点
深圳北至福田站工程施工
深圳北至福田站工程为广深港高铁ZH-4标段，全长11.419km。从北至南分由益田路隧道（6236m）、福田站（1023m）和深港隧道（3930m）。线路从深圳北站往南延伸，在梅观立交西侧穿越山脉进入福田后沿梅村路南行，再穿越莲花山后进入益田路，在益田路与深南大道处设置福田站。随后继续沿益田路南行，穿越深圳河后抵达深港分界处。
益田路隧道北出口，左洞为厦深线，中洞为广深港线（2013年8月8日深圳龙华）
益田路隧道为该项目的控制性工程之一，设计为单洞双线隧道，设计速度200km/h。采用明挖、矿山法及盾构等施工方法。盾构隧道采用气垫式泥水平衡盾构施工，穿越高楼林立的城市中心区和上软下硬的复杂地层。盾构机采用德国海瑞克隧道机械公司的气垫式泥水平衡盾构机，该盾构机直径达到13.17m，长160m，重280t，是中国铁路建设史上最大型的盾构机。
北侧的益田路隧道洞口（2014年12月29日深圳福田站）
北侧的益田路隧道（2014年12月29日深圳福田站）
盾构机在深圳梅林1号竖井组装后开始掘进。2011年3月27日早，当盾构机行进到深圳梅林中康小区时，遇到历史遗留下的垃圾带，导致盾构机在加压时冲破地层，导致喷浆，随后塌方。施工方经过多次加固后，盾构机终于通过了复杂地段，但总共发生了五次塌方，最后一次在2011年10月30日。
日前发生过塌方正在加固的地方，再次出现塌方，形成一个很深的大洞（2011年5月10日早上8点，深圳中康小区）
福田站位于市民中心广场西侧的益田路下方，呈纺锤型南北展开，位于福田CBD中央。福田站地下一层为客流转换层，地下二层为站厅层，地下三层为站台层。全站共有21个出入口，11组风亭及6个消防疏散口等。
地下一层，交通换乘层（2014年12月29日）
地下一层，通往地下二层的通道（2014年12月29日）
地下二层，正在施工的站厅层（2014年12月29日）
地下三层，月台（2014年12月29日）
其中站台层规模为4站台8线，其中4线短站台，长220m；4线长站台，长450m。站台首次采用全高式屏蔽门。屏蔽门玻璃经过加强设计，以应对高铁列车行驶时产生的气压。
月台平面图
车站剖面图
施工难度极高
福田站深32.5m的基坑毗邻10多栋楼高200m的大厦，还有正在建设的高度超过600m的深圳第一高楼平安金融中心。基坑里免税大厦仅有14m，其他的也只有20m左右，部分建筑物的桩基端头还未超过车站基坑的深度，因此施工稍有不慎将产生灾难性后果。
为了做到万无一失，中铁事务局和华南理工大学、中铁隧道局设计院等单位联合攻关，研发编制了一套安全预警软件。施工方在沿线建筑设置了多个监测点，一旦发生异常，仪器就会迅速地拍摄、采集、分析数据，并通过手机短信迅速发布到现场管理人员、业主。
福田站效果图，周围高楼林立
福田站设计为5跨3层大型地下结构，开挖土方量达到183万方。根据场地条件和交通疏解要求，福田站分为五个施工段，施工法集明挖顺作法、盖挖逆作法于一体，开创了城市中心区大型地下车站结构施工的先例。
为了保证车站结构柱体的精度及施工人员的安全，施工方采用了大直径钢管混凝土结构柱基础及柱体施工方法。先把直径2.5m的钢管打入地下，后把管内泥土挖走，在桶内再进行立柱的施工，保证了立柱的施工精度。
车站与地铁线联络平面图
除了福田站深基坑施工具有极高安全风险外，益田路隧道与深港隧道施工还要下穿正在运营中的地铁线。益田路隧道下穿深圳地铁三号线，拱顶距离运营的三号线底板仅2.5m，隧道穿越地层位于强风化和全风化的交界处，上软下硬的地质特征给施工带来很大困难。
经过详细的方案论证，采用洞内水平旋喷加固地层、CRD法施工、电子雷管微震控制爆破技术以及WSS沉降注浆补偿技术，用两个多月时间完成了40m的地铁下穿段施工任务。地铁三号线北洞最大沉降4.9mm，南洞最大沉降9.8mm，创造了在地铁不中断运营条件下矿山法施工大断面隧道的国内最好纪录。
口岸在哪仍待定
口岸的最佳选择就是在香港西九龙站实行“一地两检”，但是由于要内地执法人员进入香港境内指定地点执行内地法律，存在涉及《基本法》相关条款的法律问题。因此香港政府仍与内地相关部委进行研究讨论，希望能在铁路开通时实行“一地两检”。如果在福田站建立口岸，必对未来高铁的便捷度大打折扣。从香港来的旅客必须在福田站下车办理出入境手续。而福田站也预留了相关场地，以做口岸。
以上内容为本刊结合微信公众号非人狂想屋的内容改编整理，有关福田站项目的更多内容详见《建筑结构》杂志文章：
【2013年第6期】《福田站钢管混凝土柱-型钢混凝土梁节点研究》，作者：陈远洲（中铁第四勘察设计院集团有限公司）；
【2013年增刊(S1)】《深圳市福田站地下综合交通枢纽工程配套设施结构设计》，作者：刘畅1，张剑1，庞小朝2（1深圳大学建筑设计研究院；2中国铁道科学研究院深圳研究设计院）；
【2009年增刊(S1)】《深圳市福田站地下综合交通枢纽工程配套设施盖挖逆作施工方法与结构整体有限元分析》，作者：刘畅， 张剑，檀传江，李博雅(深圳大学建筑设计研究院)；
【2012年第3期】《广深港高铁深圳福田站逆作法施工与设计》，作者：欧阳冬，沈婷，陈远洲，蒋晔，熊健，余行，石端文（中铁第四勘察设计院集团有限公司城地院）。
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