畢業(yè)設(shè)計--盾構(gòu)區(qū)間結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計</p><p>　　題 目 廣渠門外站～廣渠門內(nèi)站 </p><p>　　盾構(gòu)區(qū)間結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　英文題目 The Constructive Design of Shield </p><p>　　Tunnel Structr

2、ural Between Guangqumen </p><p>　　Inner Subway Station- Guangqumen </p><p>　　Outer Subway Station </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告</p><p

3、><b>　　摘　　要</b></p><p>　　目前，國內(nèi)外地鐵施工方法主要有明挖施工法、蓋挖施工法和暗挖施工法。暗挖施工法包括鉆爆法、盾構(gòu)法、淺埋暗挖法等。其中盾構(gòu)法是將盾構(gòu)機(jī)械在地中推進(jìn)，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖，通過出土機(jī)械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方

4、法。</p><p>　　本設(shè)計以廣渠門外站～廣渠門內(nèi)站區(qū)間為實例，采用盾構(gòu)法進(jìn)行施工。詳細(xì)計算隧道荷載和管片內(nèi)力，最終進(jìn)行管片配筋和裂縫寬度驗算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：盾構(gòu)法；管片；配筋</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Methods of subw

5、ay construction at home and abroad mainly includes open cut method, covered excavation and excavation so far. Excavation includes&

6、#160;DrillingBlasting method, Shieldtunnel construction as well as shallow mining method.Shieldtunnel method is a mechanized constructive way

7、0;to form a tunnel by pushing through the ground using shield machine. This method can prevent the collapse of the tunne

8、l by shifting the pressure to the machine itself and offering a strut by the pipes. At the same time</p><p>　　Th

9、is design was an example of construction by shield method. It covers Guangqumen inner subway station and Guangqumen outer sub

10、way station. The calculation of tunnel load and the internal pressure of duct pieces are detailed calculated. Lastly this pa

11、per double calculate the width of  reinforcement of segment and the  fracture. </p><p>　　Keywords: shield-tunnel method; d

12、uct piece; reinforcement</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒 論1</b></p><p><b>　　1 概述2</b></p><p>　　1.1 工程概況2</

13、p><p>　　1.2 設(shè)計范圍2</p><p>　　1.3 設(shè)計依據(jù)2</p><p>　　1.4 主要設(shè)計原則3</p><p>　　1.4.1 質(zhì)量保證原則3</p><p>　　1.4.2 工期保障原則3</p><p>　　1.4.3 技術(shù)可靠性原則3</p

14、><p>　　1.4.4 經(jīng)濟(jì)合理性原則3</p><p>　　1.4.5 環(huán)保原則3</p><p>　　1.4.6 人文施工的原則4</p><p>　　2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況5</p><p>　　2.1 工程地質(zhì)5</p><p>　　2.2 水文地質(zhì)6</

15、p><p>　　2.2.1 地下水類型6</p><p>　　2.2.2 地下水的腐蝕性評價6</p><p>　　2.3 氣候氣象6</p><p>　　2.4 巖土力學(xué)參數(shù)6</p><p>　　3 施工方法的論證及方案的選擇9</p><p>　　3.1 施工方案選擇9

16、</p><p>　　3.2 區(qū)間施工措施10</p><p>　　3.2.1 盾構(gòu)機(jī)選型建議10</p><p>　　3.2.2 盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞的地層加固10</p><p>　　3.2.3 地面變形控制10</p><p>　　3.3 主要施工步驟11</p><p>　　

17、3.4 地鐵界限11</p><p>　　3.4.1 車輛限界11</p><p>　　3.4.2 設(shè)備限界11</p><p>　　3.4.3 建筑限界12</p><p>　　3.5 隧道通風(fēng)、循環(huán)水、照明設(shè)計12</p><p>　　3.5.1 隧道通風(fēng)12</p><

18、p>　　3.5.2 隧道給排水13</p><p>　　3.5.3 隧道照明14</p><p>　　4 區(qū)間隧道襯砌設(shè)計15</p><p>　　4.1 隧道襯砌形式比選15</p><p>　　4.2 管片拼裝方式、厚度、分塊及環(huán)寬15</p><p>　　4.2.1 管片厚度15&l

19、t;/p><p>　　4.2.2 管片環(huán)寬16</p><p>　　4.2.3 管片分塊及拼裝方式16</p><p>　　4.3 管片端面構(gòu)造16</p><p>　　4.4 楔形環(huán)楔形量的確定16</p><p>　　4.5 襯砌制造、拼裝精度要求17</p><p>　　5

20、 隧道襯砌結(jié)構(gòu)計算18</p><p>　　5.1 荷載與組合18</p><p>　　5.1.1 荷載分類18</p><p>　　5.1.2 荷載計算18</p><p>　　5.1.3 荷載組合19</p><p>　　5.2 計算模式與計算簡圖20</p><p>

21、;　　5.3 計算結(jié)果及分析21</p><p>　　5.4 配筋計算23</p><p>　　5.4.1 確定大小偏心距：24</p><p>　　5.4.2 求受壓區(qū)鋼筋面積24</p><p>　　5.4.3 求受拉區(qū)鋼筋面積24</p><p>　　5.5 裂縫驗算24</p>

22、;<p>　　6 結(jié)構(gòu)防水設(shè)計26</p><p>　　6.1 盾構(gòu)隧道管片防水技術(shù)26</p><p>　　6.2 管片襯砌自身防水26</p><p>　　6.3 拼裝接縫防水26</p><p>　　6.4 螺栓孔防水26</p><p>　　6.5 同步注漿加強(qiáng)防水措施26

23、</p><p>　　7 監(jiān)控量測27</p><p>　　7.1 工作流程27</p><p>　　7.2 建筑物、構(gòu)造物、管線和其他項目的調(diào)查27</p><p>　　7.3 測點布置28</p><p>　　7.4 監(jiān)控量測概述28</p><p>　　7.5 監(jiān)測的

24、質(zhì)量控制29</p><p>　　8 工程試驗31</p><p>　　8.1 試驗特點及要求31</p><p>　　8.1.1 施工試驗特點31</p><p>　　8.1.2 施工試驗技術(shù)要求31</p><p>　　8.2 試驗資源配備31</p><p>　　8.

25、2.1 主要試驗儀器設(shè)備31</p><p>　　8.2.2 人員31</p><p>　　8.3 工地常規(guī)試驗項目31</p><p>　　8.3.1 見證試驗31</p><p>　　8.3.2 原材試驗31</p><p>　　8.3.3 混凝土部分32</p><p&

26、gt;　　8.3.4 回填土32</p><p>　　8.3.5 基底驗槽32</p><p>　　8.3.6 鋼筋連接32</p><p>　　8.3.7 混凝土冬期施工測溫32</p><p>　　8.4 試驗質(zhì)量保證措施33</p><p>　　9 工程交驗后的服務(wù)措施34</p&g

27、t;<p>　　9.1 撤場清理及環(huán)境恢復(fù)34</p><p>　　9.1.1 殘留垃圾34</p><p>　　9.1.2 臨時工程34</p><p>　　9.1.3 剩余設(shè)備材料34</p><p>　　9.1.4 道路及建筑34</p><p>　　9.1.5 施工堆積物3

28、4</p><p>　　9.1.6 移交離場34</p><p>　　9.2 缺陷責(zé)任期內(nèi)對工程維護(hù)34</p><p>　　9.2.1 承擔(dān)保修維護(hù)責(zé)任34</p><p>　　9.2.2 保修維護(hù)方案35</p><p>　　9.2.3 工程維護(hù)保修資源保證35</p><p

29、><b>　　結(jié) 論36</b></p><p><b>　　致 謝37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　城市軌道交通（Mass Rail Tr

30、ansit，MRT）是一種快捷高效、安全舒適、節(jié)能環(huán)保的城市公共客運交通方式。城市軌道交通在保證我國城市土地的集約化開發(fā)與利用，引導(dǎo)和改善城市空間結(jié)構(gòu)，解決城市交通擁擠問題，促進(jìn)沿線房地產(chǎn)增值和經(jīng)濟(jì)的繁榮，以及促進(jìn)城市社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展等方面，都具有極其重要的作用。城市軌道交通是一座城市融入國家大都市現(xiàn)代化交通的顯著標(biāo)志。它不僅是一個國家的國力和科技水平實力的展現(xiàn)，更是解決大都市交通緊張狀況最理想的交通方式。地鐵作為城市軌道交通的

31、一種主要形式，大大解決了城市的地面交通擁堵問題，減緩了人口流動對城市交通的壓力。地鐵的發(fā)展雖然在中國發(fā)展相對較晚，但發(fā)展卻很迅速，通過大量的工程實踐，我們的地鐵施工技術(shù)有了更深的了解。</p><p>　　經(jīng)過近40年的發(fā)展，我國地鐵修建方法已由最初單一的明挖法發(fā)展到現(xiàn)在的明挖、暗挖、淺埋暗挖、盾構(gòu)法等多種方法并存，施工技術(shù)不斷發(fā)展提高，已初步形成了專門的學(xué)科體系。</p><p>　　1

32、.明挖法：通常在地面條件允許的情況下，地鐵區(qū)間隧道宜采用明挖法，但對社會環(huán)境影響很大，僅適合在無人、無交通、管線較少之地應(yīng)用。</p><p>　　2.新奧法：在我國利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法。尤其在施工場地受限制、地層條件復(fù)雜多變、地下工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等情況下用新奧法施工尤為重要。 </p><p>　　3.淺埋暗挖法：又稱礦山法：是新奧法經(jīng)過多年的完善與發(fā)展，又開發(fā)的

33、一新方法，與明挖法、盾構(gòu)法相比較，由于它可以避免明挖法對地表的干擾性，而又較盾構(gòu)法具有對地層較強(qiáng)的適應(yīng)性和高度靈活性。與新奧法的不同之處在于，淺埋暗挖法是適合于城市地區(qū)松散土介質(zhì)圍巖條件下，隧道埋深小于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法。它的突出優(yōu)勢：不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。淺埋暗挖法的核心技術(shù)被概括為18字方針：管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測。</p

34、><p>　　4.全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)方法：TBM為TUNNEL BORING MACHINE的縮寫，由機(jī)械控制進(jìn)行掘進(jìn)，全稱為:全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)。通常定義中的TBM為: 在以巖石層為掘進(jìn)對象時，在全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)中，不具備土壓、水壓等維護(hù)掌子面的功能，裝備接觸壁面固定器，靠推進(jìn)時的反作用力推進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)。由于全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)具有施工速度快、隧道成型好、機(jī)械化程度高以及對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點，已成為國外隧道開挖普

35、遍采用的方法。</p><p>　　5.盾構(gòu)法盾構(gòu)法：是在盾構(gòu)保護(hù)下修筑隧道的一類施工方法。特點是：地層掘進(jìn)、出土運輸、襯砌拼裝、接縫防水和注漿充填盾尾間隙，并隨時排除地下水和控制地面沉降，因而是工藝技術(shù)要求較高，綜合性很強(qiáng)的一類施工方法?？捎糜冢涸诟黝愜浲恋貙雍蛙泿r地層中掘進(jìn)隧道，穿越面建筑群和地下管線地集的區(qū)域時，對周圍密集環(huán)境影響較小，尤其適用于市區(qū)地鐵和水底隧道的掘進(jìn)。</p><p&

36、gt;<b>　　1 概述</b></p><p><b>　　1.1 工程概況</b></p><p>　　地鐵7號線線路起點位于北京西客站，沿羊坊店南路向南至廣安門外大街后轉(zhuǎn)向東，線路沿廣安門大街、廣渠門大街向東至東四環(huán)，在規(guī)劃倉儲西路轉(zhuǎn)向南，沿規(guī)劃倉儲西路向南穿越規(guī)劃綠地到達(dá)化工路，穿過化工路后沿垡頭西路向南至垡頭南路再轉(zhuǎn)向東，穿過雙豐

37、鐵路，進(jìn)入玻璃二廠、染料廠等工業(yè)用地范圍，線路沿規(guī)劃道路向東南敷設(shè)，到達(dá)終點焦化廠站。線路全長23.67km，全線共設(shè)車站21座。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計范圍</b></p><p>　　廣渠門外站～廣渠門內(nèi)站盾構(gòu)區(qū)間。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計依據(jù)</b></p>&l

38、t;p>　　（1）北京地鐵7號線一期工程土建第五合同段招標(biāo)文件；</p><p>　?。?）北京地鐵7號線工程初步設(shè)計（D）；</p><p>　?。?）北京地鐵7號線工程施工設(shè)計；</p><p>　　（4）北京地鐵7號線工程勘察02合同段廣渠門內(nèi)站巖土工程勘察報告；</p><p>　?。?）北京地鐵7號線管線詳查測繪技術(shù)報告；&l

39、t;/p><p>　　（6）北京地鐵7號線工程施工設(shè)計階段技術(shù)要求；</p><p>　?。?）使用于本工程的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及文件：</p><p>　　1）《軌道交通車站工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（QGD-006-2005）；</p><p>　　2）《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50299－1999）（2003年版）；</p>&

40、lt;p>　　3）《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》（GB50490－2009）；</p><p>　　4）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009－2001）（2006年版）；</p><p>　　5）《軌道交通隧道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（QGD-007-2005）；</p><p>　　6）《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50208-2002）；</p>

41、<p>　　7）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2001）；</p><p>　　8）《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》（JGJ18-1996）；</p><p>　　9）《鋼筋焊接接頭試驗方法》（JGJ/T27-2001）；</p><p>　　10）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工驗收規(guī)范》（GB50204-2002）(2011年版)；</p>&

42、lt;p>　　11）《混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB50152-92）；</p><p>　　12）《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001）；</p><p>　　13）《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》（JGJ107-96）；</p><p>　　14）《地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》（DB11/490-2007）；</p><p

43、>　　15）《地鐵暗挖隧道注漿施工技術(shù)規(guī)程》（DBJ01-96-2004）；</p><p>　　16）《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ46-2005）；</p><p>　　17）《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ104-97）；</p><p>　　18）《北京市消防條例》（2011年修訂版）；</p><p>　　19)《綠

44、色施工管理規(guī)程》（DB11/513-2008）；</p><p>　　20）關(guān)于印發(fā)《北京市建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)化手冊》的通知（京建發(fā)【2010】443號）；</p><p>　　21）《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》（建質(zhì)【2009】87號）；</p><p>　　22）《關(guān)于加強(qiáng)北京市建設(shè)工程質(zhì)量施工現(xiàn)場管理工作的通知》（京建發(fā)【2010】111號）

45、；</p><p>　?。?）我單位現(xiàn)有的技術(shù)水平、施工管理水平和機(jī)械設(shè)備配備能力；</p><p>　?。?）我單位多年從事鐵路、地鐵工程、城市軌道交通工程及市政工程的施工經(jīng)驗。</p><p>　　1.4 主要設(shè)計原則</p><p>　　以滿足業(yè)主期望為目標(biāo)，在深刻理解招標(biāo)文件、設(shè)計圖紙及認(rèn)真踏勘現(xiàn)場的基礎(chǔ)上，按照“技術(shù)領(lǐng)先、資源可靠

46、、施工科學(xué)、組織合理、措施得力”的指導(dǎo)思想，遵循下列原則編制本標(biāo)段實施性施工組織設(shè)計。</p><p>　　1.4.1 質(zhì)量保證原則</p><p>　　建立完整的工程質(zhì)量管理體系和控制程序，明確工程質(zhì)量目標(biāo)，結(jié)合本工程特點與實際情況制定切實可行、有效的工程質(zhì)量保證措施，施工過程嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量管理與控制，確保工程達(dá)到優(yōu)良的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。施工過程實施ISO9001標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行質(zhì)量管理。</p

47、><p>　　1.4.2 工期保障原則</p><p>　　根據(jù)業(yè)主對本標(biāo)段工程工期要求，科學(xué)組織施工，合理配置資源，使各項分部工程施工銜接有序，使本項目的資源利用充分，以確?？傮w施工計劃的實現(xiàn)，從而確保總工期。</p><p>　　1.4.3 技術(shù)可靠性原則</p><p>　　根據(jù)本標(biāo)段工程特點，吸收國內(nèi)外地鐵工程設(shè)計、施工和管理的成熟技

48、術(shù)，結(jié)合我單位以往施工經(jīng)驗，選擇可靠性高、可操作性強(qiáng)的施工技術(shù)方案進(jìn)行施工，確保工程安全、優(yōu)質(zhì)、快速地建成。</p><p>　　1.4.4 經(jīng)濟(jì)合理性原則</p><p>　　針對工程的實際情況，本著可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的原則比選施工方案，并合理配備資源，施工過程實施動態(tài)管理，從而使工程施工達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)。</p><p>　　1.4.5 環(huán)保原則<

49、/p><p>　　充分調(diào)查了解工程周邊環(huán)境情況，施工緊密結(jié)合環(huán)境保護(hù)進(jìn)行。施工中實施文明施工，減少空氣、噪音污染，杜絕排放污水、丟棄垃圾等對環(huán)境的污染，維護(hù)交通運輸。施工過程實施ISO14001標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行環(huán)境管理。</p><p>　　1.4.6 人文施工的原則</p><p>　　建立、健全消防、安全、保衛(wèi)、健康體系，以人為本，維護(hù)和保障施工人員的安全與健康。施工過

50、程實施GB/T28001標(biāo)準(zhǔn)，保證職工的安全與健康。</p><p>　　2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況</p><p><b>　　2.1 工程地質(zhì)</b></p><p>　　區(qū)間范圍內(nèi)地形南北低，中間高，自然地面標(biāo)高在49.0～53.0m之間。該段表層以厚度不均的人工堆積的雜填土、素填土為主，其下為新近沉積的粉土、砂層和圓礫，再下為厚層的

51、圓礫、卵石層，第三系基巖埋深33.0m左右。</p><p>　　1、根據(jù)地質(zhì)資料，本場地地層層序自上而下依次為：</p><p><b>　　人工填土層:</b></p><p>　　雜填土①1層：雜色，稍濕～濕，稍密，含磚塊、石塊，局部為生活垃圾；粉土填土①1層：黃褐色-褐色，稍濕-濕，稍密、含少量磚渣等，局部為粉質(zhì)粘土填土。</p&

52、gt;<p><b>　　新近沉積層:</b></p><p>　　粉土②層：褐黃色～黃褐色，濕～很濕，中密，含云母、氧化鐵。粉質(zhì)粘土②1層：褐黃色～黃灰色，軟塑局部硬塑，含云母、氧化鐵，螺殼、有機(jī)質(zhì)、砂粒、夾粉土透鏡體。粉細(xì)砂②3層：黃褐色，濕，中密，含云母、氧化鐵局部夾粉土薄層。</p><p>　　第四紀(jì)全新世沉積層:</p><

53、;p>　　粉土③層：褐黃色，稍濕～濕，中密～密實，含云母、氧化鐵、姜石、局部夾粉質(zhì)粘土、粉砂透鏡體；粉質(zhì)粘土③1層：褐黃色，軟塑為主局部硬塑，含云母、氧化鐵、姜石、螺殼碎片、局部夾粉土透鏡體等；粉細(xì)砂③3層：褐黃色，中密～密實，濕，含云母、氧化鐵，該層呈透鏡體分布。</p><p>　　粉質(zhì)粘土④層：褐黃色～灰色，軟塑局部硬塑，含姜石、夾粉土透鏡體等；粉土④2層：褐黃色，濕，密實，含云母、氧化鐵；粉細(xì)砂④3

54、層：褐黃色，密實，濕，含云母、氧化鐵，該層呈薄層分布。</p><p>　　第四紀(jì)晚更新世沉積層</p><p>　　卵石⑤層：雜色，密實，濕～飽和，一般粒徑10-30mm，最大粒徑不小于300mm，粒徑大于20mm的含量大于55%，中粗砂充填，局部夾砂類土透鏡體；中粗砂⑤1層：褐黃色，密實，濕，含礫石，局部夾粉土透鏡體；粉細(xì)砂⑤2層：褐黃色，密實，濕，含云母、氧化鐵，該層呈透鏡體分布。&

55、lt;/p><p>　　粉質(zhì)粘土⑥層：褐黃色，硬塑局部軟塑，含云母、氧化鐵、姜石，局部夾粉土薄層或透鏡體；粉土⑥2層：褐黃色，很濕，密實，含云母、氧化鐵，該層呈透鏡體分布。</p><p>　　卵石⑦層：雜色，濕～飽和，密實，最大粒徑不小于350mm，一般粒徑15～25mm，亞圓形，粒徑大于20mm顆粒約占總質(zhì)量的55%，中粗砂填充。粉細(xì)砂⑦2層：褐黃色，密實，飽和，呈透鏡體分布。</p

56、><p>　　粉質(zhì)粘土⑧層：褐黃色，硬塑局部軟塑，含云母、氧化鐵。粉土⑧2層：褐黃色，很濕，密實，含云母、氧化鐵。細(xì)中砂⑧3層：黃褐色，密實，飽和，含個別礫石。該層呈薄層分布。</p><p>　　卵石⑨層：雜色，飽和，密實，最大粒徑不小于350mm，一般粒徑20～30mm，亞圓形，粒徑大于20mm顆粒約占總質(zhì)量的65%，中粗砂填充；中粗砂⑨1層：褐黃色，密實，飽和，含礫石，局部夾粉土透鏡體。

57、粉細(xì)砂⑨2層：褐黃色，密實，飽和，呈透鏡體分布。</p><p>　　粉質(zhì)粘土⑩層：褐黃色～灰色，硬塑，含云母、氧化鐵，有機(jī)質(zhì)，呈透鏡體分布。</p><p>　　卵石⑾層：雜色，飽和，密實，最大粒徑不小于400mm，一般粒徑30～60mm，亞圓形，粒徑大于20mm顆粒約占總質(zhì)量的50～75%；中粗砂⑾1層：褐黃色，飽和，密實，含云母、氧化鐵、少量礫石，呈透鏡體分布；粉細(xì)砂⑾2層：褐黃色，

58、飽和，密實，含云母、氧化鐵，呈透鏡體分布。</p><p>　　2、工程穿越的地層統(tǒng)計及情況分析</p><p>　　車站場地范圍內(nèi)的土層主要有人工填土層、粉土層、粉細(xì)砂層、中粗砂層及粘土層，結(jié)構(gòu)底板主要坐落于粉質(zhì)粘土⑥層。</p><p>　　區(qū)間土層主要穿過粉細(xì)砂、粉土、中粗砂、圓礫卵石、粉質(zhì)粘土及細(xì)中砂，土體自穩(wěn)能力較差，很難形成自然拱。其中普遍存在的粉細(xì)砂及

59、中粗砂層，厚度較大，且為飽和狀態(tài)，在地下水的作用下，會產(chǎn)生涌水、潛蝕、流砂等現(xiàn)象，極易導(dǎo)致隧道側(cè)壁失穩(wěn)。</p><p><b>　　3、地震烈度</b></p><p>　　地鐵結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)防烈度8度進(jìn)行抗震設(shè)計。</p><p><b>　　2.2 水文地質(zhì)</b></p><p>　　2.2

60、.1 地下水類型</p><p>　　場地范圍內(nèi)的地下水為三層地下水，為潛水（二）、承壓水（三）及承壓水（四）。</p><p>　　2.2.2 地下水的腐蝕性評價</p><p>　　本工程沿線地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，在干濕交替環(huán)境下對鋼筋混凝土中的鋼筋具弱腐蝕性，在長期浸水條件下對鋼筋混凝土中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。</p>&

61、lt;p><b>　　2.3 氣候氣象</b></p><p>　　北京地區(qū)屬于溫暖帶大陸性半濕潤—半干旱季風(fēng)氣候，受季風(fēng)影響形成春季干旱多風(fēng)、夏季炎熱多雨、秋季秋高氣爽、冬季寒冷干燥的四季分明的氣候特點。近10年平均氣溫為12.5℃～13.7℃。全市多年平均降水量為626mm，降水量的年變化大，年內(nèi)分配也不均，汛期（6～8月）降水量約占全年降水量的80%以上。</p>

62、<p>　　2.4 巖土力學(xué)參數(shù)</p><p>　　本工程地層巖土力學(xué)參數(shù)建議值參照下表2 -1和表2-2。</p><p>　　表2-1 土層主要設(shè)計參數(shù)初步建議值</p><p>　　表2-2 土層特殊指標(biāo)主要設(shè)計參數(shù)初步建議值 </p><p>　　3 施工方法的論證及方案的選擇</p><p&

63、gt;　　為滿足運營期間列車及隧道內(nèi)部設(shè)備的要求，本設(shè)計按《地鐵設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計。</p><p>　　3.1 施工方案選擇</p><p>　　施工方法的選擇主要根據(jù)地質(zhì)條件，道路交通現(xiàn)狀，周邊環(huán)境來決定，要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，既要重視工程本身的實施，還要注意對社會綜合效益的影響。在盡量減少對施工現(xiàn)場周邊環(huán)境和城市道路交通影響的前提下，選擇技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠、進(jìn)度快、造價低的施工方法。

64、常見的施工方法有明挖法，礦山法和盾構(gòu)法。具體比較詳見表3-1.</p><p>　　表3-1 工法比較表</p><p>　　3.2 區(qū)間施工措施</p><p>　　3.2.1 盾構(gòu)機(jī)選型建議</p><p>　　由北京地區(qū)近年來地鐵建設(shè)的經(jīng)驗，對于北京地區(qū)的地質(zhì)條件，以及地鐵隧道工程所穿越的區(qū)域，采用泥水盾構(gòu)和土壓盾構(gòu)均能滿足隧道施

65、工的需要。</p><p>　　選擇盾構(gòu)機(jī)時，必須綜合考慮下列因素：（1）滿足設(shè)計要求；（2）安全可靠；（3）造價低；（4）工期短；（5）對環(huán)境影響小。盾構(gòu)機(jī)機(jī)型正確與否是盾構(gòu)隧道工程施工成敗的關(guān)鍵。</p><p>　　盾構(gòu)選型必須嚴(yán)守以下幾項原則：（1）選用與工程地質(zhì)及水文條件匹配的盾構(gòu)機(jī)型，確保施工絕對安全；（2）可以輔以合理的輔助工法；（3）盾構(gòu)的性能應(yīng)能滿足工程推進(jìn)的施工長度和線

66、形的要求；（4）選定的盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)能力可與后續(xù)設(shè)備、始發(fā)基地等施工設(shè)備匹配；（5）選擇對周圍環(huán)境影響小的機(jī)型。</p><p>　　以上原則中以能絕對保證掘削面穩(wěn)定、確保施工安全的機(jī)型為最重要。為了選擇合適的盾構(gòu)機(jī)型，除應(yīng)對土質(zhì)條件、地下水條件進(jìn)行勘查外，還應(yīng)對占地環(huán)境作充分的勘察。</p><p>　　根據(jù)提供的地勘資料，本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間所處地層穩(wěn)定性較好，沿線路面交通量大，對市容要求較高

67、，同時考慮到費用問題，采用土壓盾構(gòu)是合理的選擇。</p><p>　　3.2.2 盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞的地層加固</p><p>　　盾構(gòu)進(jìn)、出洞時，洞口段地層須預(yù)先進(jìn)行加固處理以保證盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞的安全。為保證土體加固的有效性，有條件的地段，加固時間宜選擇在盾構(gòu)即將通過前一個月完成。當(dāng)盾構(gòu)位于粘性土層時， 宜選用C20 素混凝土樁加固；當(dāng)盾構(gòu)位于砂性土層時，宜選用旋噴樁加固、優(yōu)先選用地面旋噴加固

68、。加固后土體應(yīng)有良好的均勻性和自立性，掌子面不得有明顯的滲水，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.5～0.8MPa，滲透系數(shù)≤1.0×10-8cm/s。</p><p>　　3.2.3 地面變形控制</p><p>　　在開始掘進(jìn)的前300m宜作為盾構(gòu)施工的試驗段，對盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)控制參數(shù)、地層的沉降規(guī)律進(jìn)行分析比較，以確定盾構(gòu)機(jī)在不同地層中的掘進(jìn)參數(shù)，把施工對周邊環(huán)境的影響控制在允許范圍內(nèi)。&

69、lt;/p><p>　　（1）盾構(gòu)前方的隆陷控制</p><p>　　地表隆起的主要原因是盾構(gòu)正面對土體的推應(yīng)力大于原始側(cè)向地應(yīng)力，因此在實時監(jiān)測的情況下可以根據(jù)地表隆起狀況調(diào)整推進(jìn)速度及出土量，降低正面土倉壓力達(dá)到降低地表隆起的目的。地表沉降過大則是由于開挖面推力小于原始應(yīng)力而引起的，應(yīng)通過調(diào)整推進(jìn)速度及減少出土量，提高正面土倉壓力方式來控制沉降。</p><p>　

70、?。?）盾構(gòu)通過時的沉降控制</p><p>　　這一沉降是無法避免的，但是如果沉降超限可以采取控制掘進(jìn)速度和出土量，調(diào)整土倉壓力，控制同步注漿的壓力及注漿量，從而達(dá)到有效控制地層的彈塑性變形。</p><p>　?。?）固結(jié)沉降的控制</p><p>　　盾構(gòu)通過后，由于應(yīng)力松弛的影響，地層還會發(fā)生固結(jié)沉降，為此應(yīng)根據(jù)地面實時監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行實時控制，在管片襯砌背后實

71、施跟蹤回填與固結(jié)注漿，尤其對拱部120°范圍進(jìn)行地層固結(jié)注漿是非常重要的。</p><p><b>　　（4）其它措施</b></p><p>　　盾構(gòu)在曲線推進(jìn)、糾偏、抬頭或叩頭推進(jìn)過程中，實際開挖斷面不是圓形而是橢圓，從而會引起附加變形，此時應(yīng)調(diào)整掘進(jìn)速度與正面土壓，達(dá)到減少對地層的擾動度和減少超挖的效果，從而減少地層的變形。盾構(gòu)暫停推進(jìn)時，可能會引起盾

72、構(gòu)后退，而使開挖面松弛造成地表沉陷，此時應(yīng)作好防止盾構(gòu)后退措施，并對開挖面及盾尾采取封閉措施。</p><p>　　3.3 主要施工步驟</p><p>　　根據(jù)盾構(gòu)隧道的施工流程，主要施工步驟如下：</p><p>　　1）擬采用土壓平衡盾構(gòu)施工，主要步驟為：</p><p><b>　　2）端頭加固</b><

73、/p><p><b>　　3）盾構(gòu)出洞</b></p><p>　　4）盾構(gòu)掘進(jìn)，管片拼裝，背后注漿</p><p><b>　　5）盾構(gòu)轉(zhuǎn)場</b></p><p>　　6）盾構(gòu)二次始發(fā)掘進(jìn)，管片拼裝，背后注漿</p><p><b>　　7）盾構(gòu)進(jìn)洞</b&g

74、t;</p><p>　　8）竣工驗收，施工結(jié)束</p><p><b>　　3.4 地鐵界限</b></p><p>　　地鐵限界是確定行車軌道與周圍有關(guān)構(gòu)筑物的凈空大小，是各種設(shè)備，管線相互安裝位置的依據(jù)，也是設(shè)計與施工必須遵守的規(guī)定，同時地鐵限界也是確定斷面凈空尺寸的依據(jù)。</p><p>　　地鐵限界包括車輛限

75、界，設(shè)備限界，建筑限界三種，對于地鐵區(qū)間起控制作用的是設(shè)備限界和建筑限界。</p><p>　　3.4.1 車輛限界</p><p>　　計算車輛在平直線的軌道上按規(guī)定速度運行，計及里規(guī)定車輛和軌道的公差值，磨耗量，彈性變形量，以及車輛的振動等正常狀態(tài)下運行的各種因素產(chǎn)生的車輛各部位橫向和豎向動態(tài)偏移后的統(tǒng)計軌跡，并以基準(zhǔn)坐標(biāo)系表示的界限。</p><p>　　3

76、.4.2 設(shè)備限界</p><p>　　基準(zhǔn)坐標(biāo)系中在車輛限界外加上未計及未知因素及安全距離(包括一系或二系懸掛故障狀態(tài))的界限。設(shè)備界限外安裝的任何設(shè)備[有效站臺長度內(nèi)及接觸網(wǎng)(軌)設(shè)備帶電部分除外]，包括安裝誤差值和柔性變形量在內(nèi)，均不得侵入的界限。</p><p>　　查閱《地鐵設(shè)計規(guī)范》可知，在設(shè)備上起到控制點作用的為A,B,C三點，如下圖：</p><p&g

77、t;　　圖3-1 地鐵限界控制點圖</p><p>　　3.4.3 建筑限界</p><p>　　位于設(shè)備限界外，并考慮了沿線設(shè)備安裝后的界限，任何沿線永久性固定建筑包括施工誤差值，測量誤差值及結(jié)構(gòu)變形量在內(nèi)，均不得向內(nèi)侵入的界限。</p><p>　　3.5 隧道通風(fēng)、循環(huán)水、照明設(shè)計</p><p>　　隧道通風(fēng)、循環(huán)水、照明：根據(jù)

78、盾構(gòu)施工的特點，在隧道內(nèi)布置“三管、三線一走道”，三管即Φ150mm的冷卻水管、Φ100mm的排污管和Φ1000mm的通風(fēng)管。三線即10KV高壓電纜、380/220V動力照明線和43Kg的運輸軌線。其布置形式如圖3.5-1《洞內(nèi)通風(fēng)、給排水、照明布置圖》。</p><p>　　3.5.1 隧道通風(fēng)</p><p>　?。?）隧道內(nèi)通風(fēng)環(huán)境要求：根據(jù)盾構(gòu)施工特點，在施工中采用壓入式通風(fēng)來解

79、決防塵、降溫及人員、設(shè)備所需要新鮮空氣?！端淼纼?nèi)通風(fēng)環(huán)境要求》見表3-2。</p><p><b>　?。?）隧道通風(fēng)設(shè)置</b></p><p>　　配備1臺2×37KW軸流風(fēng)機(jī)和直徑Φ1000mm拉鏈?zhǔn)杰涳L(fēng)管進(jìn)行壓入式通風(fēng)，風(fēng)機(jī)設(shè)在始發(fā)井隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)，通風(fēng)量采用最小斷面風(fēng)速法進(jìn)行計算。</p><p>　　圖3-2 洞內(nèi)通風(fēng)、給排

80、水、照明布置圖</p><p>　　表3-2 隧道內(nèi)通風(fēng)環(huán)境要求</p><p>　　工作面需要的風(fēng)量： Q需≥V需×S=0.25×28×60=420m3/min，其中：Vmin最小斷面風(fēng)速取0.25m／s，S為開挖斷面面積約為28m2。</p><p>　　通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量考慮通風(fēng)管的漏風(fēng)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量為：</p><p

81、>　　Q機(jī)=（Q需+Q漏）×η=（420+420×2.5%×L/100）×1.5=945m3/min，其中：L為掘進(jìn)長度，取2000m計算，每100m漏風(fēng)率取2.5％，η為風(fēng)機(jī)儲備系數(shù)。</p><p>　　風(fēng)管直徑Φ1000mm，洞外采用鐵皮風(fēng)筒，入口段采用加強(qiáng)型軟管，洞內(nèi)采用軟風(fēng)管。</p><p>　　風(fēng)管采用儲存筒盛裝，一次裝一節(jié)（10

82、0m）運入洞內(nèi)，安裝在后配套尾部，隨盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)延伸。</p><p>　　風(fēng)管用鐵皮卡連接，洞外采用門式支架架設(shè)，洞內(nèi)借助管片連接螺栓吊掛風(fēng)管，焊接吊環(huán)間距5m，其間用Φ6mm盤條連接。</p><p>　　3.5.2 隧道給排水</p><p>　?。?）對反坡段排水及開挖面滲漏水，在開挖面附近設(shè)小積水坑，利用盾構(gòu)機(jī)自身排水設(shè)備加裝Φ150mm鋼管排水管接力直

83、接抽至洞外沉淀池。</p><p>　?。?）順坡段廢水自然匯入集水池，再用水泵抽至地面沉淀池。</p><p>　?。?）為防止富水區(qū)突然涌水，以及反坡段的施工作業(yè)水、滲漏水危及設(shè)備，在盾構(gòu)機(jī)下部一側(cè)增設(shè)二臺備用排水泵，當(dāng)積水量超過盾構(gòu)機(jī)自身排水能力時，啟動該泵排水，出水管與原排水管連通。</p><p>　?。?）為滿足供水要求，在供水管中間增設(shè)管道增壓泵。為滿

84、足隧道清理用水等，可每隔60m在水管上安裝水閥，并連接水管以備清洗管片和沖刷運輸?shù)粼取?lt;/p><p>　　3.5.3 隧道照明</p><p>　　為滿足長距離供電照明的需要，在隧道每500m設(shè)一低壓變壓器。10KV高壓電纜采用側(cè)壁懸掛式，懸掛方式和位置嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。</p><p>　?。?）照明線路在隧道井口正一環(huán)處，設(shè)置一臺雙電源自動切換箱。

85、從地面變電所接入分別來自二路不同受電系統(tǒng)，保證隧道照明不間斷（電力電纜采用VV223×252+2×162接入）。</p><p>　?。?）配線方式，采用BV3×162+2×102五線制（即L1-L1，N，PE）。</p><p>　?。?）電箱配置，每百米配置一臺分段配電箱，供照明安裝和動力用電使用。</p><p>　　（

86、4）燈具安裝，每6環(huán)設(shè)置電支架1只和安裝防水型40W熒光燈一只，配置10MA插入式熔斷器保護(hù)。</p><p>　?。?）單條區(qū)間隧道貫通后，在該區(qū)間1/2距離處斷開線路，從另一端頭井接入電源，以提高線路容量。</p><p>　　4 區(qū)間隧道襯砌設(shè)計</p><p>　　4.1 隧道襯砌形式比選</p><p>　　圓形隧道襯砌形式一般

87、分兩種：單層襯砌和復(fù)合襯砌（日本常用）。國內(nèi)已建及在建地鐵盾構(gòu)隧道均采用單層襯砌形式，其結(jié)構(gòu)形式能夠滿足隧道使用目的及隧道施工要求。因此，本設(shè)計采用單層襯砌形式，管片采用鋼筋混凝土平板形管片。為有效地擬合區(qū)間曲線，襯砌環(huán)采用三種形式，即：標(biāo)準(zhǔn)襯砌環(huán)、左轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)、右轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)。</p><p>　　從現(xiàn)行地鐵設(shè)計規(guī)范及目前施工的盾構(gòu)機(jī)選型來看，管片內(nèi)徑的選擇在規(guī)范條文解釋說明中北京地區(qū)通常采用5.4m，管片外徑按

88、照目前的北京的盾構(gòu)機(jī)選型定為6m。</p><p>　　4.2 管片拼裝方式、厚度、分塊及環(huán)寬</p><p>　　4.2.1 管片厚度</p><p>　　管片厚度主要取決于隧道的直徑、埋深、地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用壽命等控制參數(shù)，一般通過經(jīng)驗比較并結(jié)合結(jié)構(gòu)分析方法來確定。國內(nèi)外相關(guān)資料表明：在6m直徑左右的盾構(gòu)隧道管片厚度一般有三個取值：250mm，300m

89、m，350mm。詳細(xì)比較見表4-1。</p><p>　　表4-1 盾構(gòu)隧道管片厚度比較列表</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗比較：在國內(nèi)盾構(gòu)區(qū)間隧道管片厚度為300mm或350mm。在軟土地層中，一般為350mm厚；在基底承載力較好的地層中，一般為300mm厚。在國外，一般為250mm或300mm厚。在日本，一般采用雙層襯砌，初期支護(hù)管片厚度常取300mm厚。因此從工程實踐比較來看，對于北

90、京地鐵四號線（隧道埋深為19m左右），300mm厚的管片能夠滿足管片結(jié)構(gòu)受力要求。另外從結(jié)構(gòu)計算分析角度來看，300mm厚的C50鋼筋混凝土管片能夠滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗裂要求，并保證混凝土的配筋率在合適的經(jīng)濟(jì)配筋率范圍內(nèi)。</p><p>　　4.2.2 管片環(huán)寬</p><p>　　考慮到全線區(qū)間最小平曲線半徑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為R=300m，不宜采用較大環(huán)寬（1.5m）的襯砌環(huán)，并考慮國內(nèi)的成熟

91、經(jīng)驗，廣州地鐵一號線、南京地鐵一期工程、北京地鐵十五號線、北京地鐵機(jī)場線、大興線均采用環(huán)寬1.2m，因此，襯砌環(huán)寬推薦采用1.2m。</p><p>　　4.2.3 管片分塊及拼裝方式</p><p>　　分塊方案與縱向螺栓個數(shù)及拼裝方式有關(guān)，國內(nèi)外中等直徑的隧道管片分塊一般為6～8塊。</p><p><b>　　（1）接頭連接</b>&l

92、t;/p><p>　　接頭連接采用柔性連接——螺栓連接。</p><p>　?。?）管片拼裝方式與縱向螺栓個數(shù)</p><p>　　管片拼裝方式有兩種：通縫拼裝和錯縫拼裝。相較于通縫拼裝，錯縫拼裝有助于提高襯砌環(huán)的整體剛度和改善接縫防水性能，可使接縫分布均勻，提高了管片襯砌的縱向剛度，減少接縫及整個襯砌環(huán)的變形，國內(nèi)、外，管片的拼裝方式以錯縫居多。</p>

93、<p>　　從國內(nèi)經(jīng)驗看，螺栓個數(shù)相對較多，達(dá)16～17個（通縫拼裝）；但上海地鐵試驗段也采用過12個螺栓的實例（但管片較厚：450mm）。為控制不均勻沉降，縱向螺栓個數(shù)從控制變形角度來看，多一些是有利的。在日本，中等直徑隧道的縱向螺栓間距一般為600～900 mm（相當(dāng)于21個螺栓）。美國為臺北地鐵設(shè)計的管片縱向螺栓個數(shù)為15個。現(xiàn)在國內(nèi)經(jīng)驗上有加強(qiáng)管片縱向連接的趨勢。</p><p>　　綜合以上

94、所述，我們認(rèn)為管片拼裝方式與縱向螺栓個數(shù)應(yīng)結(jié)合在一起進(jìn)行考慮。管片設(shè)計采用六塊方案，錯縫拼裝，采用16個M24縱向螺栓。</p><p>　　（3）管片的環(huán)向連接</p><p>　　管片的每個環(huán)向接縫采用兩個M24螺栓連接。</p><p>　　4.3 管片端面構(gòu)造</p><p>　　管片接頭已考慮螺栓接頭結(jié)構(gòu)，為降低施工難度，管片端面

95、構(gòu)造不設(shè)置傳力榫槽，僅考慮防水構(gòu)造槽。</p><p>　　4.4 楔形環(huán)楔形量的確定</p><p>　　楔形管片由管的外徑和相應(yīng)的施工曲線半徑而定。為擬合區(qū)間線路曲線及施工糾偏設(shè)置轉(zhuǎn)彎環(huán)，平曲線半徑以300m計，轉(zhuǎn)彎環(huán)與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)設(shè)置比例按1：1考慮，經(jīng)計算楔形量為48mm。</p><p>　　4.5 襯砌制造、拼裝精度要求</p><p&

96、gt;　　為保證裝配式結(jié)構(gòu)良好的受力性能，提供符合計算假定的結(jié)構(gòu)工作條件，避免襯砌開裂，保證結(jié)構(gòu)的耐久性，應(yīng)采用高精度鋼模制作的鋼筋混凝土管片，鋼筋混凝土管片制作和拼裝應(yīng)達(dá)到如下精度：</p><p>　?。?）單塊管片制作允許誤差：寬度為0.5mm，弧、弦長為1.0mm，環(huán)向螺栓孔及孔位為1.0mm，厚度為1.0mm；</p><p>　?。?）整環(huán)拼裝的允許誤差：相鄰環(huán)的環(huán)面間隙為1.

97、0~1.5mm，縱向相鄰塊間空隙為1.5mm~2.5mm，縱向螺栓孔中心形成的圓周直徑為2~3mm，襯砌環(huán)外直徑為3.5mm。</p><p>　　5 隧道襯砌結(jié)構(gòu)計算</p><p>　　5.1 荷載與組合</p><p>　　5.1.1 荷載分類</p><p>　　盾構(gòu)區(qū)間隧道襯砌計算時應(yīng)考慮的荷載見表5-1。</p>

98、<p>　　表5-1 荷載分類表</p><p>　　5.1.2 荷載計算</p><p>　　地面超載取 20kPa。</p><p>　?。?）管片結(jié)構(gòu)自重 ：</p><p>　　混凝土的重度 ，管片厚度 。</p><p><b>　　(5-1)</b></p>

99、;<p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　：混凝土的重度；</b></p><p><b>　?。?管片厚度；</b></p><p><b>　?。?管片結(jié)構(gòu)自重。</b></p><p>　?。?）豎向土壓力q：&

100、lt;/p><p>　　上覆土層厚度為18m，大于1倍隧道外徑，采用太沙基的松散體理論進(jìn)行計算。水壓力采用水土分算，故計算豎向土壓力時選用浮重度。 ，內(nèi)摩擦角 ，內(nèi)聚力 ，覆蓋土層厚度H=23m。</p><p><b>　　(5-2)</b></p><p><b>　　(5-3)</b></p><p&

101、gt;<b>　　式中：</b></p><p><b>　?。?垂直土層壓力；</b></p><p><b>　?。阂r砌環(huán)的外半徑；</b></p><p>　　：水平垂直土壓力之比（通常取1）；</p><p><b>　?。?土的粘聚力；</b>&

102、lt;/p><p><b>　?。?土的內(nèi)摩擦角。</b></p><p>　　根據(jù)太沙基理論，豎向土壓力的下限值為二倍隧道外徑的覆土厚度的土壓力值。</p><p><b>　　(5-4)</b></p><p>　　故區(qū)q=120 為豎向土壓力。</p><p>　?。?）側(cè)

103、向土壓力 ：</p><p>　　分為側(cè)向均勻主動土壓力和側(cè)向三角形主動土壓力：</p><p><b>　　(5-5)</b></p><p><b>　　(5-6)</b></p><p>　?。?）隧道底部地基反力 ：</p><p>　　地基反力等于所有上部荷載之和，

104、水土分算，不考慮水的浮力。</p><p><b>　　(5-7)</b></p><p><b>　?。?）水壓力 ：</b></p><p>　　靜水壓力分為水平與垂直水壓力，其中水平水壓力又分為均布水壓力 和非均布水壓力 ，水的重度 =9.8 ，拱頂?shù)降叵滤痪€的距離 =5m。</p><p>

105、;　　頂部豎向水壓力， </p><p>　　底部豎向水壓力， </p><p>　　水平均布水壓力， </p><p>　　水平三角形水壓力， =58.8 </p><p><b>　?。?）列車荷載</b></p><p>　　列車荷載為列車軸重通過道床傳遞到管片上引起的荷載，按道

106、床寬度內(nèi)的勻布荷載考慮。該荷載僅用于進(jìn)行襯砌環(huán)間剪切作用分析。</p><p><b>　?。?）地震荷載</b></p><p>　　橫截面內(nèi)的地震荷載采用慣性力法計算，把隨時間變化的地震荷載等效為靜地震荷載，然后再用靜力計算模型分析地震荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。等效的靜地震荷載包括：結(jié)構(gòu)本身和洞頂上方土柱的水平慣性力及主動側(cè)向土壓力增量。</p><

107、;p><b>　?。?）人防荷載</b></p><p>　　人防荷載“按五級人防等效靜載采用實用的靜力法分析，5級人防地面空氣沖擊波超壓峰值△Pm＝0.1MPa。</p><p>　　5.1.3 荷載組合

108、

109、 </p><p>　　荷載作用組合

110、詳見荷載組合表5-2。</p><p>　　表5-2 荷載組合表</p><p>　　注：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.1。</p><p>　　5.2 計算模式與計算簡圖</p><p>　　結(jié)構(gòu)計算按考慮三角形抗力的勻質(zhì)圓環(huán)法進(jìn)行。表5-3列出了各種載荷作用下，襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力表達(dá)式。計算模型如圖5-1。</p><p>

111、　　表5-3 均質(zhì)圓環(huán)內(nèi)力計算表</p><p>　　附圖5-1 勻質(zhì)彈性變形圓環(huán)計算模型</p><p>　　5.3 計算結(jié)果及分析</p><p>　　選取最大埋深處作為計算斷面，計算采用水土分算，基本組合計算結(jié)果見表5-4。</p><p>　　表5-4 內(nèi)力分布表</p><p><b>　　5

112、.4 配筋計算</b></p><p>　　所有襯砌管片都是統(tǒng)一尺寸，為簡化管片加工和拼裝過程采用相同配筋。對5.3-1中的最大荷載組合進(jìn)行配筋計算，作為實際配筋面積。計算如下：</p><p><b>　　截面內(nèi)力： ；</b></p><p><b>　　保護(hù)層厚度： ；</b></p>&

113、lt;p><b>　　界面有效高度： ；</b></p><p>　　鋼筋為Ⅱ級螺紋鋼HRB335，強(qiáng)度設(shè)計值： ；</p><p>　　界限相對受壓區(qū)高度： ；</p><p><b>　　計算長度： ；</b></p><p><b>　　截面尺寸： ；</b><

114、;/p><p>　　混凝土為C50，強(qiáng)度值： ；</p><p><b>　　等效矩形系數(shù)： ；</b></p><p>　　5.4.1 確定大小偏心距：</p><p><b>　　偏心距： ；</b></p><p><b>　　取附加偏心距： ；</b&g

115、t;</p><p>　　則取初始偏心距： ；</p><p>　　求偏心距增大系數(shù)：因為 可以得出 ；</p><p><b>　　計算偏心距： ；</b></p><p>　　故按大偏心受壓構(gòu)件計算。</p><p>　　5.4.2 求受壓區(qū)鋼筋面積</p><p>

116、<b>　　(5-8)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　?。簞t取初始偏心距；</b></p><p><b>　?。浩木嘣龃笙禂?shù)；</b></p><p><b>　?。罕Ｗo(hù)層厚度。</b&g

117、t;</p><p>　　為使混凝土充分發(fā)揮作用，用鋼量最少，取 則受壓區(qū)鋼筋面積：</p><p><b>　　(5-9)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　?。旱刃Ь匦蜗禂?shù)；</b></p><p><

118、;b>　?。夯炷翉?qiáng)度值；</b></p><p>　　：界限相對受壓區(qū)高度；</p><p><b>　?。航缑嬗行Ц叨取?lt;/b></p><p>　　因為配筋為負(fù)值，故受壓區(qū)鋼筋面積采用最小配筋率計算得出的最小配筋面積：</p><p>　　按構(gòu)造配筋要求，選配 。</p>&l

119、t;p>　　5.4.3 求受拉區(qū)鋼筋面積</p><p>　　根據(jù)大偏心受壓構(gòu)件計算公式</p><p><b>　　(5-10)</b></p><p><b>　　(5-11)</b></p><p>　　將 帶入上式，得受壓區(qū)高度：</p><p><b&

120、gt;　　(5-12)</b></p><p>　　這時受拉區(qū)鋼筋面積：</p><p><b>　　(5-13)</b></p><p>　　受拉鋼筋選用 。</p><p><b>　　5.5 裂縫驗算</b></p><p>　　盾構(gòu)管片處于地下水位

121、一下，不允許出現(xiàn)裂縫，所以采用二級裂縫驗算標(biāo)準(zhǔn)即：</p><p>　　由配筋計算結(jié)果可知，76°處受拉鋼筋面積最大，故取76°截面進(jìn)行驗算。未采用預(yù)應(yīng)力鋼筋，故 為截面面積， 。C50混凝土抗拉強(qiáng)度 ，帶入公式計算：</p><p><b>　　(5-14)</b></p><p><b>　　滿足規(guī)范要求。&l

122、t;/b></p><p><b>　　6 結(jié)構(gòu)防水設(shè)計</b></p><p>　　6.1 盾構(gòu)隧道管片防水技術(shù)</p><p>　　施工中，用控制水灰比、水泥用量和砂率來保證混凝土中砂漿質(zhì)量和數(shù)量以抑制孔隙，使混凝土浸水一定深度而不致透過。通過加入膨脹劑和高效減水劑，控制坍落度減少混凝土收縮，增強(qiáng)其抗裂性能。管片砼采用高抗?jié)B高強(qiáng)度

123、（C50）等級的混凝土，抗?jié)B等級為S10。</p><p>　　6.2 管片襯砌自身防水</p><p>　　按本標(biāo)書“管片生產(chǎn)”章節(jié)中技術(shù)要求與措施實現(xiàn)管片自防水達(dá)到設(shè)計要求。選擇合適的原材料、設(shè)計科學(xué)合理的配比、采取嚴(yán)格的生產(chǎn)過程控制措施、按照規(guī)定加強(qiáng)檢測，保證管片成品的抗?jié)B等級、強(qiáng)度和各項質(zhì)量指標(biāo)符合設(shè)計要求。加強(qiáng)管片堆放、運輸中的管理和檢查，防止管片開裂或在運輸中碰掉邊角。管片進(jìn)