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双墩站~王家墩中心站区间招标设计说明书100612

目录

1 概述 (3)

1.1 设计依据 (3)

1.2 设计范围 (4)

1.3 主要设计原则及标准 (4)

1.4 工可、总体设计审查意见及执行情况 (6)

2. 隧道平剖面设计 (6)

2.1 工程地质与水文地质 (6)

2.1.1 地形、地貌 (6)

2.1.2 地层岩性 (6)

2.1.3 地质构造及地震烈度 (8)

2.1.4 水文地质条件 (9)

2.1.5 地层物理力学指标 (9)

2.1.6 工程地质条件评价及注意事项 (10)

2.2 区间隧道施工方案 (11)

2.2.1 区间隧道平剖面设计 (11)

2.2.2 施工方案比选 (12)

2.3 与既有建筑的干扰及解决方案、施工方法 (16)

2.4 隧道洞口的洞门及防淹措施 (16)

3 盾构法施工的圆形隧道 (17)

3.1 钢筋混凝土管片选型 (17)

3.2 工程材料 (20)

3.3 隧道防水及防蚀 (21)

3.3.1 防水设计 (21)

3.3.2 防腐蚀与防迷流 (22)

4 结构设计 (23)

4.1 结构尺寸 (23)

4.2结构计算模型 (24)

4.3 计算荷载 (26)

4.4 计算简图 (28)

4.5 内力计算及分析 (28)

5 区间附属结构设计 (30)

6 施工组织设计 (31)

6.1 工程进度计划 (31)

6.2 施工组织措施 (31)

6.3 地表沉降控制标准及措施 (31)

7 主要工程数量汇总表 (33)

8 存在的问题及下阶段注意事项 (36)

附件:图纸目录 (37)

1 概述

1.1 设计依据

1)武汉市轨道交通三号线《第三标段岩土工程勘察报告》(初步设计阶段)(中交第二航务工程勘察设计院有限公司,2010.2)2)《武汉市轨道交通3号线工程设计技术要求》(中铁第四勘察设计院集团有限公司 2010.4)

3)《武汉市轨道交通3号线工程招标设计文件组成与内容》(中铁第四勘察设计院集团有限公司 2009.11)

4)《武汉市轨道交通3号线工程设计文件编制统一规定》(中铁第四勘察设计院集团有限公司 2009.11)

5)武汉市轨道交通3号线工程总体院、相关系统设计院提供的会议纪要、工作联系单、互提资料单等相关资料

设计采用规范

1)《地铁设计规范》(GB50157-2003)

2)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-2003)

3)《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008)

4)《预制混凝土衬砌管片》(GB/T22082-2008)

5)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)

6)《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)

7)《铁路路基设计规范》(TB10001-2005)

8)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

9)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)

10)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)

11)《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》(TB10108-2002)

12)《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2002)

13)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)

14)《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)

15)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年修订)16)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)

17)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)

1.2 设计范围

双墩站~王家墩中心站区间线路起止里程分别为右(左)CK13+728.008和右(左)CK15+247.421,左线长:1505.703m(其中短链13.710m),右线长1519.413m,线路全长为3025.116m。

在线路右线CK14+279.746(左线CK14+281.515)处设置联络通道兼废水泵房;在线路右线CK14+684.746(左线CK14+701.09)处设置联络通道。

双墩站~王家墩中心站区间设计范围及内容见表1.1-1。

表1.1-1 双墩站~王家墩中心站区间设计范围及内容

双墩站~王家墩中心站区间招标设计说明书100612

1.3 主要设计原则及标准

1)设计原则

(1)盾构隧道的覆土厚度一般情况下不宜小于隧道外轮廓直径,如特殊地段埋深较浅时,应采取相应保证措施。

(2)盾构法施工的平行隧道间的净距,应根据工程地质条件、埋置深度、盾构类型等因素确定,且不宜小于隧道外轮廓直径。当因功能需要或其它原因不能满足上述要求时,应在设计和施工中采取必要的措施。

(3)装配式盾构管片应采用具有一定刚度和强度的管片结构,管

片的尺寸应考虑施工的安全和方便。接头设计应满足受力、防水和耐久性要求。

4)结构断面尺寸除满足限界要求外,尚应考虑施工误差和结构变形量,净空从中心向上下、左右各增加不小于100mm 的余量。

5)管片楔形量计算应考虑线路最小曲线半径,并留有一定的余量,以满足最小曲线施工纠偏的要求。

6)盾构法适应能力强,对地面及周边环境影响小,可适用多种地层。但对软硬交互地层、岩溶发育地区,应有足够的辅助措施,并可考虑不同施工工法的组合使用。

7)单线单洞分离式区间盾构隧道,应每隔600m 设一联络通道,在联络通道两端设双向开启的甲级防火门,隧道区间内设置宽度应不小于600mm 纵向应急通道。

8)当区间隧道设中间风井时,井内应设直通地面的疏散梯(宽度不小于1.2m)。

2)设计标准

(1)地下结构应根据环境类别,按设计使用年限为100年的要求进行耐久性设计,安全等级为一级。

(2)对于钢筋混凝土结构应就其施工和正常使用阶段进行结构强度计算,必要时也应进行刚度和稳定性计算。钢筋混凝土结构应进行裂缝宽度验算,其最大裂缝允许值:盾构法施工的隧道为0.15~0.20mm。结构进行抗浮验算时,不考虑侧摩阻力时其抗浮安全系数不得小于1.05,考虑侧摩阻力时其抗浮安全系数不得小于1.15。

(3)盾构区间隧道防水等级为二级。即结构不允许漏水,结构表面可有少量的湿渍,总湿渍面积不大于总防水面积的2‰,任意100m2防水面积上的湿渍不超过3处,每个湿渍的最大面积

不超过0.2m2;其中,隧道工程还要求平均渗水量不大于0.05L/( m22d),任意100㎡防水面积上的渗水量不大于0.15L/( m22d)。

(4)结构抗震设防烈度为6度,结构构造措施按7度考虑,结构设计时应采取相应的构造处理措施,以提高结构的整体抗震能力。

(5)人防设计按6级抗力等级人防荷载进行结构强度验算。

(6)隧道施工引起的地表沉降和隆起均应控制在环境条件允许的范围内,一般情况下,隆沉量宜控制在+10mm~-30mm。当穿越重要建筑物或地下管线时,上述数值应按允许的条件确定,对于空旷地区考虑适当放宽。

1.4 工可、总体设计审查意见及执行情况

暂无。

2. 隧道平剖面设计

2.1 工程地质与水文地质

本节信息均取自武汉市轨道交通三号线《第三标段岩土工程勘察报告》(初步设计阶段)(中交第二航务工程勘察设计院有限公司,2010.2)中勘察成果。

2.1.1 地形、地貌

从区域地貌角度看,双墩站~王家墩中心站区段地貌属堆积平原地貌,属于长江冲积Ⅰ级阶地。本区间线路地势平坦,高差较小,地面高程21.82~23.85m,相对高差2.03m。

2.1.2 地层岩性

在本次勘探揭露深度范围内,场地地层自上而下主要由3个单元层组成,即(1)层填土层(Q ml)及淤泥层(Q l);(3)层第四系全新统冲积(Q4al)的一般粘性土层及粘土与粉土、粉砂互层;双墩站一侧区段为(20)层志留系中统纹头组泥岩层、王家墩中

心站一侧区段为(15)层白垩—下第三系沉积泥岩、砂岩层。各单元层根据物理力学性质不同,又可细分为若干亚层。各岩土层的地层岩性分述如下:

a)人工填土层

(1-1)杂填土(Q ml):

杂色,湿~饱和,高压缩性,由粘性土与砖块、碎石、块石、片石、炉渣等建筑及生活垃圾混合而成(局部地表有15~30cm厚的砼地坪)。该层土结构不均、土质松散。

b)第四系全新统冲积(Q4al)层

(2)粉质粘土与粉土、粉砂互层:

褐黄~褐灰色,饱和,粉土、粉砂呈松散~稍密状态,中压缩性,粉质粘土呈软塑状态。

(3-1)粘土:

褐黄~褐灰色,稍湿,软塑~可塑状态,中~高压缩性,含氧化铁,铁锰质,无摇振反应,光滑,干强度高,韧性高。

(3-2)粘土:

褐黄色,稍湿,可塑状态,中压缩性,含氧化铁,铁锰质结核及少量高岭土,无摇振反应,光滑,干强度高,韧性高。

(3-3)淤泥质粉质粘土:

灰~褐灰色,饱和,流塑状态,高压缩性,含有机质、腐植物及少量云母片,无摇振反应,稍有光滑,干强度中等,韧性高。

(3-4)粉质粘土夹粉土:

灰~褐灰色,饱和,软塑状态,中~高压缩性,粉土呈稍密状态,厚0.1~0.5m,含有机质,腐植物。

(3-5)粉质粘土与粉土、粉砂互层:

灰~灰褐色,湿~饱和,稍密状态、粉质粘土呈软塑状态,中

~高压缩性,各单层厚度约0.5m。该层物理力学性质呈各向异性,强度一般,压缩性中等,工程性质一般。该层中含有过渡型孔隙承压水,可能对施工不利。

(4-1)粉细砂:

灰色~青灰色,饱和,稍密~中密状态,中压缩性,含云母片、长石、石英等矿物,夹薄层粉质粘土(呈软塑状态)透镱体。

(4-2)细砂:

灰~青灰色,饱和,中密状态,中~低压缩性,含云母、长石、石英等矿物,夹粉土、粉质粘土(局部呈透镜体分布)。

(4-3)中粗砂混砾卵石:

灰色~青灰色,饱和,中密~密实状态,低压缩性,含石英、长石等矿物,砾卵石粒径10~50mm,成分主要有石英岩、石英砂岩、燧石等,磨圆度呈次棱角状、亚圆形。砾卵石含量约5%~20%。

2.1.3 地质构造及地震烈度

(1)地质构造

区内地壳由于受燕山运动南北向水平挤压应力作用,致使古生代及中生代早中三迭世地层形成一系列近东西向紧密线状褶皱。褶皱形态总的来讲呈两条带状,即市区南部的构造剥蚀丘陵区及东北部的青山镇一带,两组褶皱带在市区东部有渐趋重合之势。褶皱形态以紧密线状为主,背斜较宽阔,一般隐伏于地下,构成谷地,向斜狭窄,构成丘陵主要骨架,轴面大多向南倒转。背斜核部由志留系地层组成,向斜轴部由二迭系或三迭系地层组成。其特点为轴线呈北西西或近东西向,并略向南凸出的弧形,西端有向北偏转之势。

本工程场区主要通过的构造为北西西向断层F15,此断层均

为古老地质构造,无新构造运动迹象。场区下覆基岩为白垩—下第三系泥岩、粉砂岩,泥岩、粉砂岩属不可溶蚀基岩,结构稳定,无水溶性岩溶现象。

(2)地震烈度

据地震区划,武汉市属4.7~5级震级,为地震烈度6度区,属基本稳定区。

2.1.4 水文地质条件

(1)地表水

双墩站~王家墩中心站区间沿线地表水系不发育。

(2)地下水类型及地下水位

根据场区原始地形条件及地层的水理性质、赋水性能及地下水的埋藏条件等分析判断,在勘探深度范围内拟建场地地下水类型以上层滞水和孔隙承压水为主。

①上层滞水:主要赋存于(1)层填土层中,接受大气降水及周边湖塘渗透补给,无统一自由水面,水位及水量随大气降水及湖塘储水量的大小而波动。

②孔隙承压水:主要赋存于(4)层砂土水量丰富,与长江有一定的水力联系,其水位变化幅度受长江水位涨落有一定影响。

(3)地下水腐蚀性

根据工可阶段及沿线临近工程所取水样,结合场地沿线没有污染源的实际情况,可以判定场地地下水对钢结构具弱腐蚀性,对混凝土及钢筋混凝土结构没有腐蚀性。

2.1.5 地层物理力学指标

岩、土物理力学指标建议值见表2.1-1。

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注:1单元层土的c、φ值系地方经验值,依据湖北省地方标准《基坑工程技术规程》(DB42/159-2004)确定。

2.1.6 工程地质条件评价及注意事项

1、拟建轨道交通工程场地区域地质构造稳定,虽沿线有多组断裂通过,但均属于早期断裂,未见全新世活动断裂,场地区内构造稳定性较好;场区虽然分布有填土、液化土、软土、岩溶等一些特殊性岩土或不良地质作用,但不存在难于治理的重大不良地质作用,拟建场地较适宜本工程建设。

2、汉口地段属江汉Ⅰ级阶地地貌,工程地质条件较差、水文地质条件复杂。

3)有害气体

初步勘察期间,尚未提及发现有害气体,在下阶段勘察过程中,仍将需进一步进行有害气体探测工作。

2.2 区间隧道施工方案

2.2.1 区间隧道平剖面设计

双墩站~王家墩中心站区间线路起止里程分别为右(左)CK13+728.008和右(左)CK15+247.421,左线长:1505.703m(含短链13.710m),右线长:1519.413m,线路全长为3025.116m。线路起自双墩站,至王家墩中心站止,线路平面左、右线各设2个曲线段,最大曲线半径为1000m,最小曲线半径为400m。本区间线间距,最小为10m,最大约为15m。

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图2.2-1隧道平面布置图

本区间线路纵坡设计为双向坡,线路出双墩站到王家墩中心站左线设为:先以2‰、20‰的坡度下坡,到最低点处再分别以4.2‰、17.8‰坡度上坡,再以2‰的坡度下坡进入车站;右线设为:先以2‰、20‰的坡度下坡,到最低点处再分别以 4.1‰、17.8‰坡度上坡,再以2‰的坡度下坡进入车站。最小竖曲线半径R=3000m。区间最大埋深为19.5m,最小埋深为8.7m。区间在线路右线CK14+279.746处设置联络通道1和废水泵房;在线路右线CK14+684.746处设置联络通道2。

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图2.2-2隧道纵断面布置图

2.2.2 施工方案比选

隧道施工方案对结构型式的确定和土建工程造价有决定性影响。施工方案的选定,一方面受沿线工程地质和水文地质条件、环境条件(地面建筑物和地下构筑物的现状及交通状况)、道路规划要求等多种因素的制约,另一方面也对工程的难易程度、工期、造价、运营效果等产生直接影响。因此,区间隧道工法应根据各区间段具体情况,结合各方面条件,经技术、经济综合比较确定。

根据武汉市轨道交通2号线、4号线工程的实际情况,可供选择的区间隧道施工方法有明挖法、矿山法及盾构法三种。

(1)明挖法

明挖法是修建地下区间隧道常用的施工方法,其施工工艺简单,技术成熟,适用于各种不同的地质条件,具有施工作业面多、安全快捷、质量可靠、工程造价相对较低等优点。

其缺点是对城市生活的干扰严重,施工时对地下管线、周围环境和交通影响较大,且造成的征拆迁费用昂贵。

因此明挖法一般适用于结构埋深较浅、施工场地开阔、建筑物稀少、交通及环境条件许可的地段。在基坑开挖范围内无重要的市政管线或市政管线可以临时改移,城市道路交通流量不大或

当需要封闭道路交通时有临时改道条件,特别是盾构工作井、隧道洞口地段等覆土较浅处均适宜采用明挖法施工。

在需要结合市政工程同期建设,或与后期工程建设衔接条件较为复杂地段,明挖法施工具有较大的优势。

明挖法施工的区间隧道在条件允许的情况下应尽量采用放坡开挖,以降低工程造价,若无放坡开挖的条件,应采用适当的基坑围护措施如土钉墙、锚喷护坡、灌注桩板墙等。

在地质条件较差、隧道埋深较深、周边环境复杂的地段,明挖施工时基坑围护的工程量巨大,此时明挖施工的综合性价比不高,不宜采用。

(2)矿山法

地铁施工采用的矿山法,是为适应城市暗挖隧道的需要而发展起来的一种施工方法,目前在全国各主要城市得到广泛的应用。其主要适用于隧道埋深较深,地质情况较好,地下水含量小或地下水位较低,不便于明挖的地段。

矿山法施工工艺简单、灵活,可以根据不同地层条件及时修正、变更,适宜在岩石地层或无地下水的松软地层中施工。

在岩石地层中可采取分步或全断面开挖,喷锚复合式衬砌,它充分利用围岩的自稳能力;而在软弱土层中,可用超前支护加强围岩的自稳能力,在围岩失稳前及时施作初期支护。其施工方案及步骤一般根据地层围岩条件、隧道跨度、上部建构筑物条件等确定。

初期支护一般采用网喷+系统锚杆+钢格栅(钢拱架)的联合支护体系,当地层条件较差时,可增加预注浆或旋喷加固地层,

管棚超前支护等工程措施,以尽可能限制围岩的松弛变形,保证洞壁稳定,从而达到控制地表沉降的目的。二次衬砌采用现浇模筑混凝土。根据隧道所穿越的不同地层及埋深,分别采用不同的支护、衬砌型式。

矿山法施工对地面干扰较小,在地层(或通过辅助措施)有较好的自稳能力的情况下是一种适宜的施工方法,尤其适用于设有配线的变断面区段的施工。

矿山法施工的主要缺点是在穿越松软地层时,地表沉降较大且不宜控制,对周边的建构筑物、管线的安全及正常使用影响较大,同时防水效果较差。当隧道围岩松散、地下水含量大或地下水位较高时,必须采取降水、注浆加固、超前支护等辅助施工措施,故工期较长,投资可控性较差。此外,由于需要人工手工作业,因此在隧道较长时,施工环境及安全性条件差。

由于区间隧道大部分在城市道路或建筑物下方通过,隧道顶部应有一定的覆土厚度(H),一般情况下,要求H≥1.0B(B为隧道开挖宽度)。

(3)盾构法

盾构工法自1803年问世已有二百年的历史,在全世界地下工程中逐渐得到普遍应用。目前盾构工法已在城市隧道施工技术中确立了稳固的统治地位。在地铁、电信、电力、上下水道、地下交通等方面应用广泛。该工法的基本特点是:对环境无影响、施工安全性高,尤其适用于软弱地层。

目前盾构工法已在国内的地下工程中得到广泛应用,其中包括广州、北京、深圳、天津、成都、武汉、南京、温州等城市。

特别是上海地区,在地铁、过江公路隧道、电厂取水、雨污水工程等领域得到广泛应用。

盾构法具有施工进度快、施工环境好、管片精度高、衬砌质量可靠、防水性能好、地表沉降小、占用场地少、无噪音、无振动公害、对地面交通及沿线建筑物、地下管线和城市生活等影响小的有点。随着盾构机制造技术的成熟,盾构法隧道的造价已接近甚至已低于矿山法隧道或明挖法隧道。

盾构法隧道适宜在松软含水地层、穿越河流或城市地下管线密布、施工条件困难及对环境保护要求较高地段。

近年来,盾构隧道技术得到进一步提高和完善,并朝着大深度、高水压、大口径、长距离及施工机械化、高速化方向发展。同时,随着盾构法的不断应用,盾构的类型也由早期单一的型式发展为多种型式并存的格局。除了基本的圆形盾构,各种异形盾构也正不断出现,如已经研制成功的水平或竖向双圆盾构、矩形盾构、多圆形盾构,从而使盾构法施工能适应各种条件下的使用。

(4)方案选择

采用明挖法施工,由于区间段地面建(构)筑物主要为汉西空军材料仓库,多为单层建筑物,另有地下供水、煤气、通讯、电力等光线埋设;北段位于王家墩商务区(原为空军用基地、机场等)。明挖法施工需对建筑进行拆迁并需对影响地段的敏感管线(如供水、煤气)采取保护措施。

本区间采用矿山法施工难度很大,一方面必须采取超前注浆或旋喷加固等堵水和稳定地层措施,施工费用较高,另一方面,区间线位上方存在多栋多层民用建筑,隧道施工时需确保地面建

筑物的安全及正常使用,而矿山法施工地表沉降较大,不宜控制对地面建筑物的位移、变形。

盾构法施工安全性高,防水效果好,施工进度快,能较好控制路面沉降,避免了对城市生活、交通的干扰,并可通过调整盾构掘进姿态、实施同步注浆及二次补充注浆等措施使沿线地下管线及地面建、构筑物的变形、沉降处于可控范围内。

根据上述比较、分析,本区间推荐采用盾构法施工。

2.3 与既有建筑的干扰及解决方案、施工方法

区间下穿多栋砖、混民宅、仓库及原空军机场等建筑物。盾构在穿越时,应控制好施工参数同时加强对建筑物的变形监测,及时反馈信息,若监测值出现异常,应及时采取加固措施。

盾构穿越上述建构筑物期间应制定好应急预案,并备好充足的应急设备及材料。

2.4 隧道洞口的洞门及防淹措施

盾构隧道与车站接口一般不需要特殊的管片类型,隧道与车站端墙的连接是采用进、出洞环的方式。进出洞环均采用C50现浇防水混凝土,抗渗等级为P10。在盾构推进前,进行车站端头墙施工时,应在洞门处预埋环形钢板及连接钢筋。预埋环形钢板的目的是为了安装、固定进出洞时所用的临时防水设备。连接筋的作用为联系车站与洞门结构。整个区间隧道施工完毕后,即可进行洞门与隧道的连接结构施工。预埋的连接钢筋在施工洞口时要扳直,伸到洞口结构内,保持洞口结构与车站端墙的有效连接。

施工洞门时,应保证明挖结构钢筋与预埋环形钢板及连接钢筋的有效连接,以满足防迷流的要求。完成后的连接结构为刚性结构。为避免隧道与明挖结构间产生不均匀沉降,在实施连接结

构前对明挖结构外围进行注浆。洞门与明挖端墙及洞门与盾构管片间的施工缝采用缓膨型遇水膨胀止水条止水。

3 盾构法施工的圆形隧道

3.1 钢筋混凝土管片选型

(1)隧道建筑限界及内径确定

武汉3号线工程盾构区间建筑限界为直径5200mm的圆形,隧道结构应考虑施工误差、测量误差、不均匀沉降等因素的影响。

结合国内地铁的实践及武汉地铁特点,考虑盾构隧道施工时不可避免的施工误差、结构变形、隧道沉降以及测量误差等,隧道管片内径D=5200(限界)+100(各种误差)32=5400mm。

(2)单双层衬砌的比较

本盾构隧道采用具有一定接头刚度的单层柔性衬砌,在满足结构强度及使用寿命的同时,其衬砌圆环的变形、管片接缝的张开量及混凝土裂缝的开展和防水性能,均能控制在允许范围内;采用单层衬砌,施工工艺简单、投资省、可确保施工进度。因此,本次研究推荐采用单层钢筋混凝土管片装配式衬砌。

(3)衬砌管片类型选择

制造管片的材料有铸铁、钢材以及混凝土等,此外使用复合材料制作的管片也逐渐增多,在隧道防水、受力合理和经济性能等方面都有明显的优势。其中钢筋混凝土管片是目前最为常用的,其原因有:①具有一定强度;②加工制作比较容易,采用钢模制作时可保证管片的精度(能达到±0.5mm);③耐腐蚀;④造价低。因此,钢筋混凝土管片在我国得到了大规模采用。

盾构隧道有单、双层衬砌型式,其中单层衬砌施工工艺单一、工期短和投资省;双层衬砌施工工期长、投资高,且它的止水效

果在很大程度上还是取决于外层衬砌的施工质量、防渗情况等。参照国内经验,本方案衬砌管片形式采用平板形管片。

(4)衬砌环类型选择

地铁区间隧道的线路是由直线与曲线(圆曲线及缓和曲线)所组成,为了满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇行纠偏的需要,应设计楔形衬砌环。目前通常采用的衬砌环类型有三种:

①标准衬砌环+左右转弯衬砌环组合

直线地段除施工纠偏外,采用标准衬砌环;曲线地段可通过标准衬砌环与左、右转弯衬砌环组合使用以模拟曲线。

该方法施工方便,操作简单。国内常采用这种方式,有丰富的施工及设计经验。

②楔形衬砌环之间相互组合

这种管片组合形式,国内目前只有在南京地铁施工中使用。它采用几种类型的楔形衬砌环,设计和施工采用楔形衬砌环与楔形衬砌环的优选及组合进行线路拟合。根据线路偏转方向及施工纠偏的需要,设计左转弯、右转弯楔形衬砌环,在直线段通过左转弯和右转弯衬砌环一一对应组合形成直线。该种管片拼装时,每个千斤顶行程均不同,施工操作复杂,环面缝隙可能会增大。对施工管理水平要求很高。

③通用型管片

通用管片为只采用一种类型的楔形管片环,盾构掘进时根据盾构机内环向千斤顶传感器的信息和线路线形设计的要求,根据曲线拟合确定下一环衬砌绕管片中心线转动的角度,以达到设计线路和纠偏的目的,使线路的偏移量在规定的范围内。

本工程推荐通用楔形环管片。理由如下:

由于只采用一种楔形管片环拟合线路,不需要设计直线环或

专用的转弯环,对管片的生产、存储、供给提供了极大的方便,特别适合大规模的盾构施工,可有效缩短工期。

通过管片不同的旋转角度实现平、竖曲线的拟合,可最大程度地减小曲线拟合误差的积累。

通过管片的精确定位,能提高管片的拼装质量,减少接缝张开量,从而防水效果更佳;

盾构衬砌拼装机通过计算机软件辅助管片拼装,可实现管片拼装的自动化,同时缩短了管片拼装时间,提高了管片拼装速度及功效。

先期进行的武汉地铁二号线一期工程已经推荐采用通用环模式,并单独进行了管片厂招标,三号线工程继续采用通用环管片,将更有利于管片模具的充分利用、管片生产的高效管理。

(5)衬砌环分块及宽度

衬砌环的分块及环宽应尽量减少纵向、环向接缝。故从减少漏水环节,节约连接件用量,降低管片制作和运输费用,加快施工进度,并考虑盾构机械设备能力和合适的拼装方法,经检算,对盾构隧道衬砌环设计如下:

盾构隧道衬砌环宽度取1500mm,采用半纵向插入的拼装方式。衬砌环沿环向分为6块,即3块标准块,2块邻接块和1块封顶块。纵缝和环缝均采用螺栓连接,环向管片间设12个螺栓,纵向共设16个螺栓。管片重心处设一个吊装孔,兼作二次注浆孔。

(6)衬砌管片厚度

经过计算研究分析,并参考国内其它城市经验,采用300mm 厚度的管片结构,能充分满足各种工况要求。

(7)管片拼装方式

本设计管片拼装方式采用错缝拼装。错缝拼装的整体刚度较