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结合武汉地铁3号线某两层地下车站，采用理论分析结合数值模拟的方法分析了轨排井结构的受力特点，并根据大开孔结构的力学机理提出了开孔段侧墙加厚、侧墙外扩加环框梁和侧墙外扩加肋板三种结构措施来控制结构的内力和变形。通过定量分析三种结构措施对车站主要构件力学响应，得到了不同措施对结构内力和变形的控制效果，确定了侧墙外扩加肋板和侧墙外扩加环框梁是轨排井结构的有效方案。研究结果对地铁地下车站设置轨排井的设计具有明确的指导意义。