本科毕业论文（设计）
题目：武汉地铁广虎区间隧道复合式衬砌结构设计
（III级、V级围岩）
院（系）：工程学院专业：土木工程
指导教师：孙金山职称：副教授
评阅人：左昌群职称：讲师
2013 年 6 月
本科生毕业设计原创性声明
本人以信誉声明：所呈交的毕业设计是在指导老师的指导下进行的研究工作及取得的成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标出，设计中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得中国地质大学(武汉)或其他教育机构的学位或证书而使用过的资料。与我一起工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业论文作者（签字）：
签字日期：年月
日
摘要
本文对广埠屯~虎泉区间的地铁隧道进行了复合式衬砌的设计，隧道埋深为10.24～31.84m，隧道洞身结构范围内的主要岩土层为中风化泥岩。广埠屯站～虎泉站区间线路西起广埠屯站，线路经过卓刀泉公园、虎泉寺一带，地形起伏较大，地面标高22.9～45.3m，最高点位于伏虎山山顶，相对高差22.4m。区间线路平面设2个曲线段，曲线半径均为350m；区间线路纵断面设V字型坡，最大坡度为23.63‰，最大坡长为450m。
合式支护结构形式。初期支护以锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成联合支护体系，二次衬砌采用模注混凝土结构，初期支护与二次衬砌结构之间设防水排水夹层。其中Ⅴ级围岩初衬由喷射混凝土、格栅钢架、钢筋网、水泥药卷锚杆组成，二衬采用模铸钢筋混凝土，断面采用环形台阶法开挖，其中混凝土采用C25和C30两种，钢筋采用HPB235和HRB335两种。Ⅲ级围岩初衬由喷射混凝土组成，二衬采用模铸钢筋混凝土。断面采用全断面法开挖，其中混凝土采用C25和C30两种，钢筋采用HPB235和HRB335两种。
本工程严格按照设计要求，利用工程类比法和容许应力法，结合土压力理论，
对隧道结构进行了设计和验算。同时，围岩结构受力方面通过SAP84软件的计算程序进行了设计，提高了计算精度和效率。对于配筋，本文对衬砌的正截面和斜截面进行了抗压和抗剪承载力的设计和验算，经计算，衬砌结构的安全性和稳定性满足设计要求。
关键词：隧道；环形台阶法；全断面法；SAP84软件；压力理论；配筋验算；
ABSTRACT
In this paper, Metro Tunnel on Guangbutun ~ tiger spring interval for the design of composite lining, the tunnel depth is 10.24 ~ 31.84m, the main rock soil tunnel structure range for weathered mudstone. Wide port Tuen station to the tiger spring station interval line west Guangbutun station, line after Zhuodaoquan Park, the Tiger Spring Temple area, undulating terrain, the ground elevation of 22.9 ~ 45.3M, the the tiger mountain, the relative elevation 22.4m. Interval line plane of 2 curves, curve radius is 350m; interval line profile V fonts slope, maximum gradient of 23.63 ‰, the maximum slope length for 450m.
formulate the civil air defense section of lining structure by adopting the composite support structure. Initial support with bolt, steel mesh and combined supporting system, the two lining the concrete structure, waterproof and drainage layer is arranged between the primary support and the secondary lining structure two. The V rock lining by grid steel frame, reinforced, cement cartridge bolt, two lining cast reinforced concrete based on mode, section of the annular step excavation method, which uses C25 and C30 two kinds of concrete, reinforced by HPB235 and HRB335 two. Grade III rock composed of lining, lining cast reinforced concrete with mode two. Section of the whole section excavation method, which uses C25 and C30 two kinds of
concrete, reinforced by HPB235 and HRB335 two.
The project in strict accordance with the design requirements, and the allowable stress method using engineering analogy method, combined with earth pressure theory, the design and calculation of tunnel structure. At the same time, the force through the calculation of the SAP84 software for the design of surrounding rock structure, to improve the computational accuracy and efficiency. For reinforcement, normal section of lining in this paper and the oblique section are compressive and shear design and calculation, the bearing capacity of the lining structure calculation, safety and stability to meet the design requirements.
Keywords:Tunnel; annular step method; full section method; SAP84 software; pressure checking rein for cement theory;
目录
第一章概述 (6)
第一节设计依据 (6)
第二节工程概况与设计范围 (6)
第三节设计原则与标准 (7)
第二章工程地质与水文地质 (9)
第一节地形、地貌及地层岩性 (9)
第三节水文地质条件 (11)
第四节地层物理力学指标 (12)
第五节主要工程地质问题与评价 (13)
第三章隧道结构设计 (15)
第一节结构尺寸 (15)
第二节主要支护参数及辅助工程措施 (16)
第三节隧道施工方法 (17)
第四节结构计算模型 (17)
第五节计算荷载 (18)
第六节计算简图 (19)
第四章主要工程材料及构造要求 (21)
第一节主要工程材料 (21)
第二节构造要求 (21)
第三节主要工程量 (22)
第四节Ⅴ级围岩结构计算 (23)
第五节Ⅲ级围岩结构计算 (41)
第五章隧道防水及防蚀 (54)
第一节防水原则 (54)
第二节防水措施 (54)
第六章监控量测 (56)
第一节检测项目 (56)
第二节监控量测管理基准值 (56)
第七章施工应急事项及应急预案 (57)
致谢 (59)
参考文献 (60)
第一章概述
第一节设计依据
(1) 《武汉市轨道交通二号线一期工程广埠屯站～虎泉站区间初步设计》（长江
水利委员会长江勘测规划设计研究院与广州地铁院联合体，2007.7）
(2) 《武汉市轨道交通二号线一期工程设计技术要求》（铁道第四勘察设计院，
2008.4）
(3) （铁四院[二号线总体]联字（2008）第043号）
(4) 《武汉2号线一期工程线路平纵断面图（2008年7月24日版）》（铁四院[二号线总体]联字（2008）第 124号）
(5) 《武汉市轨道交通二号线一期工程Ⅴ标段街道口站～光谷广场站区间岩土工程详细勘察报告》（长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，2008.6）
第二节工程概况与设计范围
广埠屯站～虎泉站区间线路西起广埠屯站，线路出广埠屯站后，以13.0m线间距沿着珞瑜路前行，在卓刀泉路口处以R=350m的半径避开七二二研究所，线路经由卓刀泉立交、省林业科学研究院、武汉市洪山燃料物质总公司和武汉湖滨仪器总厂后，再以R=350m的半径转至卓刀泉路，到达虎泉站。线路经过卓刀泉公园、虎泉寺一带，地形起伏较大，地面标高22.9～45.3m，最高点位于伏虎山山顶，相对高差22.4m。区间线路平面设2个曲线段，曲线半径均为350m；区间线路纵断面设V字型坡，最大坡度为23.63‰，最大坡长为450m。
本项目设计里程范围为：右（左）DK23+645.207~右DK24+681.123（左DK24+682.331），其中右线全长1035.916m，左线全长1040.512m(含长链3.388m)，线路总长为2076.428m，均为地下线路，采用矿山法施工。其中在右DK24+142.551（左DK24+147.737）设置施工竖井、联络通道兼废水泵房，在右（左）DK23+665.000设置人防区间隔断门。
第三节设计原则与标准
1.3.1 主要设计原则
(1) 结构设计应满足施工、运营、城市规划、人防、防水、防火、防迷流的要求；结够应具有足够的强度和耐久性，以满足使用期的需要。
(2) 隧道施工引起的地面沉降和隆起均控制在环境条件允许的范围以内。依据周围环境、建筑物基础和地下管线对变形的敏感程度，采取稳妥可靠的措施。
(3) 隧道横断面内净空尺寸设计在建筑限界的基础上再考虑适当的裕量，以满足施工误差、测量误差、不均匀沉降、结构变形的需要。
(4) 结构计算模式的确定，除符合结构的实际工作条件外，并能反映结构与周围地层的相互作用。结构设计应符合强度、刚度、稳定性、抗浮和裂缝开展宽度验算的要求，并满足施工工艺的要求。
(5) 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。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。
(6) 隧道衬砌结构通常只进行横断面方向的受力计算，遇下列情况时，对其纵向强度和变形进行分析。
1）覆土荷载沿隧道纵向有较大变化时；
2）隧道直接承受地面建筑物等较大局部荷载时；
3）基底地层或基础有显著差异时。
(7) 当隧道位于有地下水侵蚀性地段时，采取抗侵蚀措施，混凝土抗侵蚀系数不得低于0.8。
(8) 区间隧道穿越建筑物基础需进行基础托换和截桩时，采用可靠的技术方案和确保建筑物正常使用不受影响的施工方法。
(9) 结构按6度地震烈度进行抗震验算，并在结构设计时按7度构造要求进行处理，以提高结构的整体抗震能力。
(10) 区间结构设计，尽量减少施工中和建成后对环境造成不利的影响，并尽可能考虑城市规划引起周围环境的改变对地下铁道结构的影响。
(11) 隧道施工引起的地表沉降应控制在环境条件允许的范围内，一般情况下，沉降量宜控制在30mm以内。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。
(12) 结构防水设计应根据气候条件、工程地质和水文地质状况、结构特点、施工方法、使用要求等因素进行，并应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。
(13) 地下结构应根据现行《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》，采取防止杂散电流腐蚀的措施。
1.3.2 主要设计标准
(1) 结构设计保证结构有足够的耐久性，结构的设计使用年限为100年，结构的安全等级为一级。
(2) 区间隧道及联络通道附属结构防水等级为二级；设备用房结构防水等级为一级。
(3) 隧道结构二衬抗渗等级不少于S8，最大计算裂缝宽度允许值：迎土面为0.2mm，背土面为0.3mm。
(4) 根据区间隧道消防要求，区间应在其中部的左、右线之间设置联络通道，沿隧道纵向方向间距不大于600m。
第二章工程地质与水文地质
第一节地形、地貌及地层岩性
场区位于剥蚀堆积垄岗（相当于长江三级阶地）地貌单元区上。里程DK23+645～DK24+100段西北高，东南低，线路高程26.7～31.2m，相对高差 4.5m；里程DK24+100～DK24+681段线路经过伏虎山，地面高程22.9～45.3m，相对高差22.4m。
武汉市轨道交通二号线一期工程广埠屯——虎泉站区间贯穿洪山区珞瑜路部分地段至卓豹路，穿越的地貌单元为长江三级阶地，地表多为第四系土层所覆盖，只在伏虎山地段有基岩出露。根据区域地质资料，结合初步勘察，拟建场地地层岩性为:第四系近代人工填土层（Ｑml）、第四系中更新统冲积层（Q２al）、冲洪积层（Q２al+pl）、第四系残坡积层（Ｑel+dl）及洞穴堆积物；下伏基岩主要为：石炭系中统黄龙组（C2h）、石炭系下统高骊山组（C1g）、泥盆系上统五通组（D3w）、志留系中统坟头组（S2f）。各岩土层的地层岩性分述如下：
（1）第四系近代人工填土层（Ｑml）
杂填土（1-1）：灰、黄、黄褐、棕红等杂色，主要由粘性土、砖渣、碎石、植物根茎、砼碎块、生活垃圾等物质组成，结构松散；层厚在0.3～5.5m；分布于地表。
（2）第四系中更新统冲积层（Ｑ２al）、冲、洪积层（Ｑ２al+pl）
①（Ｑ２al）
粉质粘土（10-1）：黄褐色，结构紧密，可塑——硬塑状，含少许铁、锰质结核及其氧化物，厚度变化较大，层厚1.4～9.5m，埋深0.3～5.5m。沿线路均有分布。
②（Ｑ２al＋pl）
粘土（10-2）：黄褐、棕红色，夹灰绿色条带或团块，结构紧密，硬塑状，裂隙发育，裂面光滑，具烛状光泽。含少许铁、锰质氧化物及结核，碎石含量约占5～15%，呈棱角状，局部富集，一般粒径在0.5～3.0cm不等，最大达7cm以上。分布不均一，厚度变化较大，层厚1.0～17.5m，埋深1.5～12.0m。主要分布于伏虎山以南，伏于
粉质粘土（10-1）之下。
③（Ｑ２al）
（10-3）粘土：黄褐、棕红色，夹灰绿色条带或团块，结构紧密，硬塑状，裂隙发育，裂面光滑，具烛状光泽，含少许铁锰氧化物及结核，分布不均匀，厚度变化较大，层厚1.7～15.7m，埋深0.8～19.0mm。主要分布于伏虎山以南的线路沿线，伏于粘土（10-2）之下。
（3）第四系残坡积层（Ｑel+dl）
碎石质粘土（10-4）：棕红色，结构较紧密，硬塑状。夹有较多泥岩、灰岩岩块，岩块呈棱角状，块径3～10cm不等，干钻易钻进，呈透镜状分布，层厚1.5m，埋深16.80m。
（4）洞穴堆积物
粘土：棕红、棕黄色，含灰岩碎块，结构较紧密，呈可塑—硬塑状。分布于灰岩溶洞中。
（5）石炭系中统黄龙组（Ｃ2h）
灰岩（18a）：灰色，坚硬，微晶结构，块状构造，厚度大于100m。分布于虎泉站Jz5-Ⅲ06-HQ-11孔一带，伏于第四系中更新统粘土（10-3）之下。
（6）石炭系下统高骊山组（C1g）
灰岩（18b）：灰色，坚硬，微晶结构，块状构造，厚度大于110m。分布于伏虎山南侧地表一带，伏于第四系中更新统粘土（10-2）、（10-3）之下。
（7）泥盆系上统五通组（D3W）
石英砂岩（19）：黄、灰白色，主要矿物成份为石英，粉砂质结构，层状构造，厚度大于94m。分布于广埠屯站——虎泉站区间伏虎山一带地表，伏于第四系中更新统粘土（10-3）之下。其中，强风化石英砂岩岩石风化呈土状，少量呈碎块状，三轴抗剪强度C'为0.4～0.6MPa，φ'为40°～45°，承载力标准值fk为800～1000kPa；中风化石英砂岩裂隙发育，岩体完整性较差，三轴抗剪强度C'为1.4～1.8MPa，φ'为50°～60°，承载力标准值fk为1500～1800kPa。
（8）志留系中统坟头组（S2f）
泥岩（20a）：灰色，风化后呈黄、灰黄色，微风化状态下坚硬、完整。厚度大于117m，分布于广埠屯站——伏虎山一带第四系中更新统粉质粘土（10-１）之下。其
中，强风化泥岩岩石风化呈土状，少量呈碎块状，三轴抗剪强度C'为0.15～0.18MPa，φ'为17°～20°，承载力标准值fk为350～400kPa；中风化泥岩裂隙较发育，岩体较完整，三轴抗剪强度C'为0.5～0.7MPa，φ'为30°～35°，承载力标准值fk为400～500kPa。
第三节水文地质条件
2.3.1 地下水埋藏类型
场地区的地水按埋藏条件，可分为上层滞水和承压水。
上层滞水一般赋存于杂填土层中，一般埋深为0.5~1.5m，地下水位不连续，无统一的自由水面。
承压水主要赋存于基岩中，第四系更新统粘土层为其隔水顶板，承压水测压水位9.8~28.5m，承压水头1.0~15.0m不等，承压水头与基岩面高程相关联，当基岩面埋深较大时，地下水可能具承压性，否则不具承压性；不同含水岩组中地下水承压水位不同，如泥盆系—二叠系含水岩组中承压水测压水位较高，承压水头较大，三叠系灰岩中承压水测压水位一般要低13~16m，且承压水头较小。
2.3.2 地下水赋存类型
场地地下水按赋存条件可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水三种类型。孔隙水主要赋存于第四系杂填土和
残坡积碎石土中；勘探过程中亦发现在老粘土中亦含有少量地下水，可能是赋存于老粘土的裂隙中；砂岩裂隙水主要赋存于汤家山——新安村扇形向斜翼部的志留系坟头组砂岩和泥盆系五通组的石英砂岩岩体裂隙中，水量一般不丰，含水层沿向斜翼部呈条带状延展分布；岩溶水主要赋存于二叠系栖霞组、石碳系
黄龙组和三叠系大冶组灰岩的溶洞和溶（裂）隙中，含水层主要沿向斜轴线呈近EW 向展布，为区内主要含水岩组，埋藏于第四系中更新统粘土隔水层之下。
2.3.3 地下水的腐蚀性评价
第五节主要工程地质问题与评价
本勘察场地不良地质作用主要表现为岩溶、老粘土的膨胀性和崩解性、局部高水位区及f1断层。具体分述如下：
2.5.1 岩溶
根据勘察资料《武汉市轨道交通二号线一期工程Ⅴ标段街道口站～光谷广场站区间岩土工程详细勘察报告》、《武汉市轨道交通二号线一期工程Ⅴ标段卓豹路段岩溶、地下水专题研究报告》、《卓豹路段岩溶水文地质专题研究岩溶探测物探成果报告及附图》，本区间在右DK24+467到区间终点约220n范围内分布有灰岩，岩溶发育类型主要有溶隙和溶洞，另外，勘探揭露的土岩分界线起伏较大，推测可能为灰岩表面溶沟和溶槽较发育，并均被老粘土充填。
溶隙主要发育在灰岩的上部，发育方向和强度受层面和裂隙控制，强溶蚀带一般发育深度在基岩面以下1～3m，有碎石和粘土充填。根据物探电磁波CT和弹性波CT 探测，带内岩体电磁波视吸收系数大，弹性波速低，显示带内岩体性状较差。
溶洞是场区最主要、且最重要的溶蚀现象。本区间揭示溶洞10个，物探（CT）探明异常区25个（包括钻孔已揭露验证的5个），在区间施工竖井及横通道、正线隧道施工前应对隧道结构影响范围内的溶洞进行处理。
2.5.2 老粘土的膨胀性和崩解性
场地内广泛分布有第四系中更新统粉质粘土（10-1）、粘土夹砾石（10-2）、粘土（10-３）和第四系残积土（10-4），据室内试验，上述土体中粘粒成分主要由亲水矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩干裂特性，其中粉质粘土（10-1）和
粉质粘土夹碎石（10-4）主要具弱膨胀潜势，粘土夹砾石（10-2）、粘土（10-3）主要具中等膨胀潜势。土体遇水膨胀易产生较大的膨胀压力，可能对隧洞支护结构产生一定膨胀压力。老粘土因遇水易崩解，其强度将迅速降低，可能导致围岩坍塌或增加对支护结构的压力，对隧道开挖后围岩稳定不利。
2.5.3 高水位区
岩溶地质勘查专题研究表明，本区段右DK24+450.000～右DK24+780段（共330m）属石炭、二叠系灰岩地质单元高水位区，地下水具承压性且水位高出拟建隧道结构底板10m～12.5m不等，部分溶洞、溶隙中富含岩溶水，矿山法施工中，在突遇岩性变化或突遇溶洞、溶隙时，易产生突水、涌泥问题，对施工安全产生严重影响。施工中需采取降水、封堵或导流措施，以防止事故发生。正线隧道施工前应按照设计进行降水处理，要求降至隧道底板以下1m。
2.5.4 f1断层
根据勘察资料《武汉市轨道交通二号线一期工程Ⅴ标段街道口站～光谷广场站区间岩土工程详细勘察报告》，f1断层位于伏虎山以西与桂子山之间的鞍部，桩号右DK24+055～080附近，走向北北东，为区域地质报告推测的断层；推测该断层为一正断层，倾角较陡，北端进入东湖，南端伸入汤家山——新安村扇形向斜核部，切过志留系与三叠系地层。在过f1推测断层时，需在左DK24+035~075及右DK24+055~095范围进行超前地质钻探。施工单位应该及时反馈地质钻探揭示的地质情况，设计单位据此对支护参数进行调整，以达到优化设计。
第二节主要支护参数及辅助工程措施
3.2.1 主要支护参数
本区段隧道以“新奥法”原理为指导，采用复合式衬砌结构。初期支护主要由喷砼、格栅钢架、钢筋网、水泥药卷锚杆组成，二衬采用模筑钢筋砼。
隧道衬砌及支护参数主要根据结构断面、围岩类别、水文地质条件、结构受力特性等因素，经计算分析及优化，并类比同类工程而综合确定。本区段涉及断面类型较多，具体支护参数详见各断面结构设计图。
3.2.2 辅助工程措施
针对本区段地质特点较复杂的情况，而且主要为浅埋及超浅埋隧道，采取辅助工程措施主要有超前小导管注浆加固、大断面临时支撑及横撑等。
第三节隧道施工方法
根据新奥法原理，结合本工程具体情况，以合理地利用围岩的自承能力，尽量减少开挖隧道的扰动为原则，采用短进尺开挖，以锚杆、钢筋网喷射混凝土及钢架作为主要施工支护手段，模筑钢筋砼为二次衬砌，并通过现场监控量测指导设计和施工。根据衬砌断面形状、地质条件及地面建筑物情况分别采用不同的施工方法。
3.3.1 一般施工方法
单线标准隧道断面采用“环形台阶法”，短进尺开挖；
人防隔断门断面采用“CRD”工法，短进尺开挖。
3.3.2 其他措施
为保护沿线地面建（构）筑物及管线，隧道施工时应严格控制失水量，每循环开挖前对隧道全断面范围内（包括掌子面）涌水点进行超前注浆堵水，尽可能减少因失水引起的地面沉降。
第四节结构计算模型
3.4.1 计算模型
采用荷载-结构模型平面杆系有限单元法。
3.4.2 计算基本假定
1）假定衬砌为小变形弹性梁，衬砌离散为多个等厚度直杆梁单元。
2）用布置于各节点上的弹簧单元来模拟围岩与衬砌的相互约束；弹簧只承受压力，弹簧受压时的反力即为围岩对衬砌的弹性抗力。
3）初期支护在施工期间承受围岩压力及施工荷载。二次衬砌承受全水头压力和初支变形传递的压力。
4）辅助工程措施作为安全储备，不在结构计算中考虑。
第五节计算荷载
道埋深为10.24~31.84m，经判断为浅埋和深埋隧道。
其承受的荷载主要有：
1 永久作用
1）围岩压力
确定。
2）水压力
施工期间初支不另计水压力。
使用期间二衬水压按全水头考虑，不折减。
3）围岩抗力：隧道变形之后围岩对隧道的约束力。
4）自重
5）道床恒载
2 可变作用
地铁列车荷载31.4BkNm2（B为道床宽度）
温度作用力：地下铁道各部件受温度变化而引起的影响力。
3 施工荷载
按实际发生情况确定。
第六节计算简图
隧道结构计算荷载模型具体见下图3-2和图3-3，初衬荷载包括垂直均布压力和水平侧向土压力，二衬荷载包括垂直均布土压力、水平侧向土压力和环向水压，在二衬结构配筋计算时设计荷载考虑了结构重要性系数1.1。
3-2 初衬结构计算模型图
地铁车站结构设计 车站是旅客上、下车的集散地, 也是列车始发和折返的场所, 是地下铁道路网中的重要建筑。 在使用方面, 车站供旅客乘降, 是旅客集中处所, 故应保证使用方便、安全、迅速进出车站。为此, 要求车站有良好的通风、照明、卫生设备, 以提供旅客正常的清洁卫生环境。 地下铁道车站又是一种宏伟的建筑物, 它是城市建筑艺术整体的一个有机部分, 一条线路中各站在结构或建筑艺术上都应有独特的特点。 车站设计时, 首先要确定车站在现有城市路网中的确切位置, 这涉及到城市规范和现有地面建筑状况, 地下铁道车站不比地面建筑, 一但修建要改移位置则比较困难, 因此确定车站的位置时,必须详细调查研究, 作经济技术比较。车站位置确定后, 进行选型, 然后根据客流及其特点确定车站规模, 平面位置,断面结构形式等。然后进行车站构造设计, 内力计算, 配筋计算等等。 一、工程概况： 长沙市五一广场站设计为两层三跨岛式车站，车站全长134.6m，宽度为21.8m，上层为站厅层，下层为站台层。车站底板埋深16m，采用明挖法施工，用地下连续墙围护。 二、设计依据： 地铁设计规范（GB50157-2003）； 地铁施工技术规范。 三、地铁车站结构设计 3.1 设计选用矩形框架结构。 设计为岛式车站，采用两层三跨结构。地铁车站采用明挖法。车站其矩形框架由底板、侧墙、顶板和楼板、梁、柱组合而成。顶板和楼板采用单向板，底板
按受力和功能要求，采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构。采用地下连续墙和钻孔桩护壁，采用钢管和钢板桩作基坑的临时支护。临时立柱采用钢管混凝土，柱下基础采用桩基，桩基采用灌注桩。 3.2 车站开挖围护结构 地铁车站围护结构采用0.8m厚、30m深地下连续墙，入土深度比为 =0.875，其中基坑开挖深度H 为16m，入土深度D为14m 。 四、侧压力计算： 土分层及土的钻孔柱状图如图4.1： 图4.1土分层及土的钻孔柱状图（单位，m）
洞身衬砌（二） 2. 装配式（拼接式）衬砌 前面介绍整体式混凝土衬砌具有需要养生时间、受力较慢的缺点，那如果在稳定性很差 的围岩中修隧道，需要支护结构（衬砌）能立即受力，怎么办呢，或者在西藏高寒地区，就地浇筑混凝土的强度难已达到混凝土强度要求，又怎么办呢？ 引出已经完成养生过程的衬砌 装配式衬砌是按照衬砌的几何形状，将衬砌分成若干个部分在洞外或工厂成批预制好， 再运到洞内运用机械拼装。 这种衬砌具备下列优点： ?一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力； ?预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内可以机械化拼装，从而改善了劳动条件; ?拼装时，不需要临时支撑如拱架、模板等，从而节省大量的支撑材料及劳力； ?拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，还有可能降低造价。 缺点： ?接缝多，整体性差 ?抗渗性差 ?需要坑道内有足够的拼装空间 ?制备构件尺寸上要求一定的精度 目前应用拼装式衬砌的典型是盾构法施工中的管片，那么管片长什么样，用什么材料做 成，有哪些类型呢？ 平板型管片箱型管片管片按断面形式分分为平板型管片和箱型管片，箱型管片，单块管片重量较轻，但管片 本身强度不如平板型，特别在盾构顶力作用下易开裂，因此一般用于较大直径的隧道；平板型管片则相反。
管片按材料分类可分为钢筋混凝土管片，钢管片，球墨铸铁管片和复合管片。最常用的为钢筋混凝土管片。 盾构隧道衬砌的主体是管片拼装组成的管环，管环通常由 A （标准块）、B （邻接块） 和K （封顶快）组成，管环分块数为n=x+2+1 。 3. 锚喷式衬砌 （1）喷射混凝土喷射混凝土是指用喷射机将掺有速凝剂的混凝土拌和料和水汇合成为浆状，以一定压力高速喷射到坑道的岩壁上凝结而成的混凝土。 ① 喷射混凝土的特点 充填裂隙加固围岩 封闭围岩壁面防止风化喷射混凝土与围岩组成共同承载体系 ② 喷射混凝土的优、缺点 优点： 柔性支护 支护及时 不用模板、拱架 施工工艺简单 缺点： 回弹量大、止水性弱 （2）锚杆是利用金属或其他高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件。 ① 锚杆的支护效应 悬吊效应 组合梁效应 加固拱效应 1. 悬吊效应：在层状岩层中，锚杆将下部不稳定岩层悬掉在上部稳固岩层上。锚杆所受拉力来自被悬掉岩层。 2. 组合梁效应：在没有稳固岩层的薄岩层中，安心装锚杆后，锚杆的夹紧力就会使层面间摩擦力增大， 从而将数个薄岩层通过锚杆锁 这种摩擦力可以阻止岩石沿层面继续滑动，紧成一个较厚的岩层。这种 厚岩梁内的最大弯曲应力和应变与梁的厚度的平方成反比，集成的岩梁越厚，最大弯曲应力和应变就越小。同时，锚杆本身的强度也增加了梁的整体抗剪能力。
新建铁路沪汉蓉通道合肥至武汉段 大别山隧道出口工区WHSD-2合同段 二 次 衬 砌 作 业 指 导 书 编制：复核：审核： 中铁隧道集团有限公司 第一工程处大别山隧道出口工区 二OO五年九月一日
目录 §1编制依据 (2) §2工程概况 (2) 2.1概述 (2) 2.2衬砌里程段划分 (2) 2.3衬砌支护参数 (3) 2.4主要建筑材料 (3) §3高速铁路隧道与普通铁路隧道的主要不同点 (3) §4总体施工方案 (5) 4.1无仰拱衬砌施工方案 (6) 4.2有仰拱衬砌施工方案 (7) §5施工方法 (8) 5.1仰拱砼施工 (8) 5.2仰拱填充层施工 (10) 5.3边墙基础施工 (10) 5.4拱墙二次衬砌施工 (11) 5.5水沟、电缆槽身施工 (16) 5.6水沟、电缆槽盖板施工 (16) 5.7中心水沟施工 (16) §6原材料 (21) §7砼施工注意事项 (21) 7.1间歇灌筑 (21) 7.2混凝土振捣 (22) §8质量通病预防 (23) 8.1麻面 (23) 8.2蜂窝 (24) 8.3孔洞 (25) 8.4露筋 (26) 8.5隧道渗漏水 (27)
§1编制依据 （1）《新建铁路客运专线隧道施工标准》； （2）《大别山隧道设计图》；合武施图（隧）27； （3）《实施性施工组织设计》; （4）《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）（J163-2002）; （5）《双线隧道复合式衬砌参考图》图号：合武隧参02（W） （6）《铁路混凝土耐久性设计暂行规定》 （7）《铁路混凝土与砌体工程施工规范》 （8）《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》 §2工程概况 2.1概述 大别山隧道出口段施工里程范围为DK225+682~DK221+500，全长4182米，其中V级围岩207米、占出口总长的4.9%、IV级围岩41米、占出口总长的1%、III级围岩183米，占出口总长的4.4%、II级围岩3751米，占出口总长的89.7%。设计时速200km/h，预留250km/h及以上提速条件。 2.2衬砌里程段划分
上海地铁区间隧道直径6.34m土压盾构施工 上海申通轨道交通研究咨询有限公司傅德明 1．工程概况 上海地铁规划22条线路，总长1050km，见图1所示，其中大部分为地下铁道。已建地铁1、2、3、4、5、6、7、8、9、11号线共10条线，运营长度330km，日客流量达400万人次。在建10号线和2号线东西延伸段长度约90km，将于2010年4月上海世博会前建成运营，使上海的运营地铁线路达11条约420km，日客流量可达500万人次。2012年将建成运营500km。 上海地铁区间隧道95%以上采用土压盾构掘进机施工，自1990年地铁1号线工程正式开工以来的19年间，已掘进隧道约达400km，其中，前10年仅施工40km，后9年施工380km。2008年使用的盾构掘进机多达97台。2007年掘进隧道80km，2008年掘进隧道140km。
图1 上海地铁线路总平面图 上海地铁1号线试验段始建于1980年，于1989年全线开工，全长14.5km，其中18km 区间隧道首次采用7台Φ6.34m土压盾构于1990年起陆续掘进施工。上海地铁1号线于1995年4月建成运营，成为我国第一条采用盾构法施工的地铁线路。 1996年至1999年，上海地铁2号线工程圆隧道部分西起中山公园站，东至龙东路站，双线(上、下行)全长24km，采用10台Φ6.34m土压盾构掘进施工。 2000年至2007年的8年中，上海地铁4、6、8、9号线约140km区间隧道采用40余台盾构掘进施工，并首次应用5台双圆DOT盾构掘进8.2km隧道。 2008年在建的5线2段约260km区间隧道共采用97台盾构同时掘进施工，创世界盾构隧道工程史新纪录。
地下工程课程设计 《地铁区间隧道结构设计计算书》
目录 一、设计任务 (3) 1、1工程地质条件 (3) 1、2其他条件 (3) 二、设计过程 (5) 2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋； (5) 2.2 计算作用在结构上的荷载； (5) 2.3 进行荷载组合 (8) 2.4 绘出结构受力图 (10) 2.5 利用midas gts程序计算结构内力 (10) 附录： (15)
地铁区间隧道结构设计计算书 一、设计任务 对某区间隧道进行结构检算，求出荷载大小及分布，画出荷载分布图，同时利用软内力。具体设计基本资料如下： 1、1工程地质条件 工程地质条件 线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力学指标如表1。 1、2其他条件 其他条件 地下水位在地面以下5m处；隧道顶部埋深6m；采用暗挖法施工。隧道段面为圆形盾构断面。断面图如下：
二、设计过程 2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋； 可以采用《铁路隧道设计规范》推荐的方法，即有 上式中s为围岩的级别；B为洞室的跨度；i为B每增加1m时的围岩压力增减率。 由于隧道拱顶埋深6m，位于杂填土、粉土层、细砂层中，根据《地铁设计规范》10.1.2可知 “暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规范》确定”。 围岩为Ⅵ级围岩。则有 因为埋深，可知该隧道为极浅埋。 2.2 计算作用在结构上的荷载；
1 永久荷载 A 顶板上永久荷载 a. 顶板（盾构上部管片）自重 b. 地层竖向土压力 由于拱顶埋深6 m，则顶上土层有杂填土、粉土，且地下水埋深5m，应考虑土层压力和地下水压力的影响。（粉土使用水土合算） B 底板上永久荷载 a. 底板自重 b. 水压力（向上）： C 侧墙上永久荷载 地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑地下水的影响。(分图层水土合算，砂土层按水土分算) a. 侧墙自重 b. 对于隧道侧墙上部土压力： 用朗肯主动土压力方法计算
土木工程专业 城市地下空间工程方向毕业设计任务书 中南林业科技大学土木工程与力学学院 二0一四年三月
××地铁车站初步设计 一、毕业设计目的 毕业设计是按教学计划完成理论教学和相关实践教学之后的综合性教学，是对专业方向教学的继续深化和拓宽，是培养学生工程实践能力的重要教学阶段，其目的在于全面培养、训练学生运用已学的专业基本理论、基本知识、基本技能，进行本专业工程设计或科学研究的综合素质。 二、毕业设计基本要求 1、按设计课题的要求，独立完成设计任务，做出不同的设计方案，交出各自的成果。 2、认真设计、准确计算、细致绘图、文字表达确切流畅。 3、树立科学态度，注重钻研精神、独立工作能力的培养。 4、严格按照有关文件要求进行毕业设计管理，努力提高毕业设计质量。 5、图纸绘制要求：全部采用A3图纸(可加长)；计算机出图必须有3张；图纸布局要协调，要紧凑而不拥挤；线条粗细要正确，位置要准确； 6、注重资料的收集、分析和整理工作，设计完成后，设计成果应按如下要求装订成册：（1）《毕业设计计算书》A4一份；（2）《毕业设计图纸》A4一份。 7、图纸装订顺序：封面，目录，设计总说明，设计图纸、表格。 8、设计计算书装订顺序：封面、目录、中英文摘要、设计总说明、设计计算的全部内容、致谢（300字左右）。 三、设计任务与要求 （一）、设计资料 1、车站地质勘察报告 2、预测客流(见附表) 3、车辆外形尺寸：A型车或B型车。 4、车辆编组：设计时采用远期列车6辆编组。 5、防水等级：一级；二次衬砌混凝土抗渗等级不小于S6。 6、主要技术标准：执行《地铁设计规范》（GB50157-2003）的有关技术标
城市地铁隧道常用施工方法概述 目前国内外修建地铁车站的施工方法有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等。主要阐述了修建地铁车站施工方法的原理、施工流程、优缺点，为我国各大城市修建地铁车站时选择合理的施工方法提供有益的参考。 伴随着我国社会主义经济建设的迅猛发展与综合国力的增强，城市的规模也不断的增大，城市人口流量还在增加、再加上机动车辆呈现逐年上涨的趋势，交通状况不断恶化。为了改善交通环境，采取了各种措施，其中兴建地下铁道得到了普遍的认可，如最近几年在北京、广州、深圳等城市便兴建了大量的地下铁道。由于在城市中修建地下铁道，其施工方法受到地面建筑物、道路、城市交通、水文地质、环境保护、施工机具以及资金条件等因素的影响较大，因此各自所采用的施工方法也不尽相同。下面将就城市地下铁道施工方法分别加以介绍。施工方法的选择应根据工程的性质、规模、地质和水文条件、以及地面和地下障碍物、施丁设备、环保和工期要求等因素，经全面的技术经济比较后确定。 1明挖法 明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。 明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地
方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，常被作为首选方案。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。 明挖法施工程序一般可以分为4大步:维护结构施工→内部土方开挖→工程结构施工→管线恢复及覆土，如图1。 上海地铁M8线黄兴路地铁车站位于上海市控江路、靖宇路交叉口东侧的控江路中心线下。该车站为地下2层岛式车站，长166.6m，标准段宽17.2m，南、北端头井宽21.4m。标准段为单柱双跨钢筋混凝土结构，端头井部分为双柱双跨结构，共有2个风井及3个出人口。车站主体采用地下连续墙作为基坑的维护结构，地下连续墙在标准段深26.8m.墙体厚0.6m。车站出人口、风井采用SMW桩作为基坑的维护结构。2盖挖法 盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工.主体结构可以顺作，也可以逆作。 在城市繁忙地带修建地铁车站时，往往占用道路，影响交通当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。 2.1盖挖顺作法
地铁区间隧道结构设计 前言 一. 地下铁道的基本功能及特点 地下铁道（metro subway）是指，在大城市下的地下修筑隧道、铺设轨道，以电动快速列车运送大量乘客的公共交通体系，简称地铁。在城市郊区，地铁线路可延伸至地面或高架桥上。地铁运输几乎不占街道面积，不干扰地面交通，有些国家称它为“街外运输”，或称为“有轨公共交通线”（mass transit railway）。它是解决城市交通拥挤问题，并能大量快速、安全运送旅客的一种现代化交通工具。 随着国民经济的发展，城市人口的大量增加，机动车和非机动车数量迅速增长，市区的客运交通流量猛增，城市规模随之不断扩大，这样就使城市中空气污染、噪音、交通拥挤等影响城市居民生活的因素逐渐突出，于是居民区就需要向城市郊区扩展。在上下班时和节假日，城市交通更显得拥挤混乱。原有的城市道路面积和城市面积的比例（道路率）是受城市发展历史制约等，一般不容易改变，想通过拆迁改造城市交通状况是极其困难的，甚至是不可实现的。如上海市人均道路面积仅为2.2m2，要增加道路面积非常困难。因此，许多干道的交通堵塞状况日益严重。目前很多城市道路交通的平均车速已下降至10km/h以下，很多路口交通负荷度已经很饱和。根据国内、外的经验，建设大容量快速轨道交通包括地铁和轻轨运输是缓解交通紧张状况的有效途径。尤其是在市内，建设地铁，向地下发展是今后城市发展的一种趋势。 地下铁道在城市客运交通中的主要作用有以下几个方面： 1.能满足大客运量的需要。一条低铁道单方向每小时的运送能力可达4～6万人次，为公共汽车的6倍至8倍，为轻轨交通的2倍多。完善的地下铁道系统会成为城市公共交通系统的骨干，可担负起城市客客运量的一般左右（实例见下表）
Composite Liner Tutorial This tutorial describes the support of a tunnel using composite liners. A Composite Liner in Phase2, is a liner which may consist of multiple layers of material. The different layers of a Composite Liner may have different material properties, and may be applied at different stages. A joint may also be included in the Composite Liner, which will exist between the rock mass and the first liner layer. There are a total of four stages in the simulation. The tunnel will be excavated in three stages. After each excavation, shotcrete is added for support. A layer of concrete is added one stage later on top of the shotcrete layer to form a composite liner. The installation of the concrete liner is finished in the fourth stage. Topics Covered ?Composite Liners ?Staged liner installation ?Selection Window ?Selection Filter ?Graph composite liner data ?Show values Geometry
地铁隧道施工方法全解 明挖法 在地面条件允许的情况下，地铁区间隧道采用明挖法。明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状土的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长、噪声等会对环境产生影响。 盖挖法 01 顺作法 盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后，以纵、横梁和路面板置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。依序由下而上，施工主体结构和防水措施，回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后拆除挡上结构外露部分并恢复道路。 02 逆作法 盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱，和顺作法一样，基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩，中间支撑多用主体结构本身的中间立柱。随后开挖表层土体至主体结构顶板地面标高，利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。待回填土后将道路复原，恢复交通。之后的工作都是在顶板覆盖下进行，自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。 盾构法 盾构法施工是以盾构施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置支撑和开挖土体的装置，中段安装顶进所需的千斤顶，尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装或现浇一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井内安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。 盾构按断面形状不同可分为圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。盾构法的主要优点是除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；土方量少；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，易于管理；施工不受风雨等气候条件的影响。 浅埋暗挖法 浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工，新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土作为主要支护手段，对围岩进行加固，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的上层和软弱破碎岩层施工而提出
目录 课程设计任务书 ................................................................................................................ - 1 - GUI方式 ............................................................................................................................... - 3 - 一、打开ANSYS........................................................................................................... - 3 - 二、建立模型.............................................................................................................. - 3 - 1、定义单元类型.................................................................................................. - 3 - 2、定义单元实常数.............................................................................................. - 3 - 3、定义材料特性.................................................................................................. - 3 - 4、定义截面.......................................................................................................... - 3 - 5、建立几何模型.................................................................................................. - 3 - 6、划分网格.......................................................................................................... - 4 - 7、建立弹簧单元.................................................................................................. - 4 - 三、加载求解.............................................................................................................. - 5 - 1、施加位移约束.................................................................................................. - 5 - 2、施加荷载.......................................................................................................... - 6 - （1）计算结构所受荷载................................................................................ - 6 - （2）施加结构所受荷载................................................................................ - 6 - （3）施加重力场............................................................................................ - 7 - 3、求解.................................................................................................................. - 8 - 四、查看计算结果...................................................................................................... - 8 - 1、添加单元表...................................................................................................... - 8 - 2、查看变形图...................................................................................................... - 8 - 3、查看各内力图.................................................................................................. - 9 - 4、查看内力列表.................................................................................................. - 9 - 单元内力表........................................................................................................................ - 11 - APDL方式......................................................................................................................... - 17 -
目录 一、编制依据 ..................................................................................... - 3 - 二、编制范围 ..................................................................................... - 4 - 三、工程地质及水文特征.................................................................. - 4 - （一）工程地质 ........................................................................... - 4 - 1.地形地貌 ............................................................................. - 4 - 2.地层岩性 ............................................................................. - 4 - （二）水文地质 ........................................................................... - 4 - 四、工程概况 ..................................................................................... - 5 - 五、隧道进洞总体方案...................................................................... - 5 - （一）施工顺序 ........................................................................... - 5 -（二）洞口段（明洞）边仰坡开挖防护..................................... - 6 -（三）导向墙施工........................................................................ - 7 -（四）大管棚施工方案................................................................ - 8 - 1.设计参数 ............................................................................. - 9 - 2.大管棚施工.......................................................................... - 9 - （五）超前小导管施工.............................................................. - 11 - 1.设计参数 ........................................................................... - 11 - 2.小导管施工........................................................................ - 11 - 六、进洞施工 ................................................................................... - 13 - （一）三台阶临时仰拱法 .......................................................... - 14 - 1.工艺选择 ........................................................................... - 14 -
目录 隧道仰拱找平层专项施工方案 1.编制依据 （1）《大金沟隧道设计图》京沈客专施隧88-01～10； （2）《双线隧道复合式衬砌参考图》京沈客专施隧参01-01～73；；（3）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》10753-2010； （4）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》10424-2010； （5）京沈客专隧联【2016】（沈阳）002 号 2.编制范围 本方案适用于京沈客专辽宁段8标项目经理部管段娘盘山隧道、大金沟隧道仰拱找平层施工。 3.工程概况 娘盘山隧道位于阜新市七家子乡石场村境内。进口里程504+010，出口里程504+775，全长765m；大金沟隧道位于辽宁省阜新市阜新蒙古族自治县清河村大金沟组北100m，进口里程511+300, 出口里程512+180,全长880m；标段两座隧道仰拱填充施工均预留部分仰拱找平层未浇筑，目前隧道要进行剩余仰拱找平层施工，特制定此方案以
指导现场施工。． 4.仰拱找平层施工流程 覆盖找平层再次确定标→→凿毛→→→施工准备清洗→清洗高线施工洒水养生 5.仰拱找平层施工 仰拱找平层总体采用清洗凿毛浇筑方案，提前清洗凿毛不少于5版仰拱位置，仰拱找平层施工缝应与衬砌施工缝在同一断面，每次浇筑4～5版仰拱找平层，施工时在施工缝位置插入2.5厚三合板，施工完成后覆盖土工布并洒水养生14天。 5.1 施工准备 ①现场技术负责人对工人进行技术交底； ②施工用小型机械、工具准备； 5.2清洗 清洗地面浮土并采用清水清洗干净。 5.3凿毛 凿除已浇筑混凝土表面的水泥砂浆和松散层，采用人工凿毛或机械凿毛，凿毛后露出新鲜混凝土面积不低于75％。 5.2再次清洗 对凿毛处理的混凝土面清扫干净，并用清水冲洗干净。 5.3 确定标高线 沿线路方向每隔12米（即施工缝位置）标记各个变坡点标高，纵向点与点间挂线以控制标高（其中半圆型水槽位置可以采用半圆型钢
8 隧道 8.1 一般规定 8.1.1 隧道设计必须考虑列车进入隧道诱发的空气动力学效应对行车、旅客舒适度、隧道结构和环境等方面的不利影响。 8.1.2 隧道衬砌内轮廓应符合建筑限界、设备安装、使用空间、结构受力和缓解空气动力学效应等要求。 8.1.3 隧道结构应满足耐久性要求，主体结构设计使用年限应为100年。 8.1.4 隧道主体工程完工后，应对其特殊岩土及不良地质地段基底的变形进行观测。 8.1.5 隧道辅助坑道的设置应综合考虑施工、防灾救援疏散和缓解空气动力学效应等功能的要求。 8.1.6 隧道结构防水等级应达到一级标准。 8.2 衬砌内轮廓 8.2.1 隧道衬砌内轮廓的确定应考虑下列因素： 1 隧道建筑限界； 2 股道数及线间距； 3 隧道设备空间； 4 空气动力学效应； 5 轨道结构形式及其运营维护方式。 8.2.2 隧道净空有效面积应符合下列规定：
2，100 m／350kmh时，双线隧道不应小于设计行车速度目标值为1 300、2。单线隧道不应小于70 m2，单时，双线隧道不应小于90 m ／2 设计行车速度目标值为250kmh2。线隧道不应小于58 m8.2.3 曲线上的隧道衬砌内轮廓可不加宽。 60 8.2.4 隧道内应设置救援通道和安全空间，并符合下列规定： 1 救援通道 1）隧道内应设置贯通的救援通道。单线隧道单侧设置，双线隧道双侧设置，救援通道距线路中线不应小于2.3m。 2）救援通道的宽度不宜小于1.5m，在装设专业设施处可适当减少；高度不应小于2.2m。 3）救援通道走行面不应低于轨面，走行面应平整、铺设稳固； 2 安全空间 1）安全空间应设在距线路中线3.0m以外，单线隧道在救援通道一侧设置，多线隧道在双侧设置； 2）安全空间的宽度不应小于0.8m，高度不应小于2.2m。 8.2.5 双线、单线隧道衬砌内轮廓如图8.2.5-1～4所示。
一、地铁车站的建筑设计 1地铁车站的分类 1.1 按照车站埋深分：浅埋车站、深埋车站 1.2 按照车站运营性质分：中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站 1.3 按照车站结构断面形式分：矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他 1.4 按车站站台形式分：岛式、侧式、岛侧混合式 2 地铁车站建筑及平面布局 2.1 地铁车站的组成 地铁车站由车站主体（站台、站厅、生产、生活用房）、出入口及通道、通风道及地面通风厅等三大部分组成。 车站建筑又可概括为以下部分组成：乘客使用空间、运营管理用房、技术设备用房、辅助用房。 2.2车站总体平面布置 按照以下流程确定：前期工作（设计资料的收集、现场调查、构思），确定车站中心位置及方向，选定车站类型，合理布置车站出入口、通道、通风道与地面通风厅。 3 车站建筑设计 3.1 车站设计 3.1.1 设计原则 （1）根据车站规模、类型及平面布置，合理组织人流路线，划分功能分区。 （2）车站一般宜设在直线上。 （3）车站公用区间划分为付费区和非付费区。 （4）隔、吸声措施。 （5）无障碍通行。 3.1.2 平剖面设计 （1）车站规模确定。确定车站外形尺寸大小、层数和站房面积，确定车站规模大小。 （2）车站功能分析。确定车站乘客流线、工作人员流线、设备工艺流线等，以便于合理进行车站平剖面布置。
（3）站厅设计。主要解决客流出入的通道口、售票、进出站检票、付费区与非付费区的分隔、站厅与站台的上下楼梯与自动楼梯的位置等。 （4）站台设计。确定站台形式、站台层的有效长度、宽度和站台高度，然后进行站台层公共区（上、下车与候车区及疏散通路）的设计。 （5）主要房间布置。包括变电所、环控用房、主副值班室、车站控制室、站长室等，一般设置在站厅和站台层的两端。 （6）车站主要设施布置。包括楼梯、自动扶梯、电梯、售检票设施等的布置和各部位通过能力的设计，按照有关规范执行。 3.1.3 消防、安全与疏散 主要考虑建筑防火与防水淹问题。 3.2 车站出入口及出入口通道 3.2.1 普通出入口的设计 （1）出入口数量的确定。一般情况，浅埋地下车站的出入口不少于4个，深埋车站不少于2个。 （2）主要尺寸的确定。出入口的宽度总和应大于该站远期预测超高峰小时客流量所需的总和，可按照公式计算。 3.2.2 出入口通道 包括出入口通道宽度的设计、埋深、楼梯踏步和自动扶梯的设置等，出入口通道地面坡度等。 3.3 车站通风道 3.3.1 车站通风道 确定地铁车站内的通风方式、环控设备的布置等来确定车站内通风道的布置。 3.3.2 地面通风亭 根据风量及风口数量确定通风亭的大小，根据实际环境和设备的条件确定通风亭的位置。 3.4 残废人设施 考虑残废人专用电梯和站内盲道的设置。
关于明挖地铁车站结构设计中若干问题的探讨摘要：随着中国经济持续快速发展和城市化水平的提高，我国城市地铁的建设正大规模地开展。本文以明挖法地铁车站框架结构为研究对象，简述地铁车站结构设计及构造中存在的一些值得商榷的地方，以供同行参考，进行设计优化。 引言 为解决城市交通拥堵问题，修建具有超强运力的地铁与轻轨已逐渐成为大城市的首选手段。目前国内绝大多数直辖市及省会城市已经部分建成或正在修建地铁。地铁在城市中的经济效益与社会效益也是有目共睹的。但是对于以地下工程为主的地铁结构，在结构设计中由于岩土性质的复杂性、设计理论的局限性，使地铁结构设计及构造中存在的一些值得商榷的地方，需要我们在实践中不断的探索、求解，不断优化地铁设计。 一、地震作用对地铁整体现浇框架结构的影响 1.侧墙大开洞对抗震设计的影响 标准的两层地下车站结构型式一般为单柱双跨或双轴三跨两层整体现浇砼框架结构，结构刚度分布均匀、对称。但在车站主体结构与出入口、风亭以及大外挂物业用房相接处，侧墙必须大开洞。大开洞严重削弱了结构侧向刚度，且造成结构两侧刚度不对称，对结构抗震产生不利影响，结构设计时此影响应予以考虑。 2.结构中柱设计对抗震设计的影响 车站结构中的中柱在抗震设计中基本是一种脆性破坏，是框架结
构中受力最薄弱的部位，和首先遭到破坏的构件。因此，提高地下框架抗震性能的最有效的方法是改善中柱的受力性能和受力特征。目前，中柱基本采用的是普通钢筋砼柱，砼强度较高，轴压比偏大，对抗震不利。故中柱应尽量采用塑性性能良好的钢管砼柱。 二、侧向水土压力的不确定性对结构设计的影响问题 1.对中板配筋设计的影响 各层板在侧向水土压力和竖向荷载的共同作用下，实际上处于偏压受力的状态。但是，由于侧向水土压力计算理论上的缺陷以及水压力的多变性，目前各层板的配筋大多按纯弯构件计算，按偏压进行验算，所得结果是偏于安全的。笔者参与的多条地铁线路设计总体技术要求，均有此规定。一般情况下，按上述方法设计时，偏压验算都能满足，因此，设计人员往往不进行偏压验算。但是，在板的轴向压力很大的时候，属小偏压构件，如仍按纯弯构件进行配筋计算，受力上偏于不安全。在这种情况下，应按偏压构件设计，按纯弯构件验算，以保证结构安全。 2.对车站侧墙设计的影响 水位的变化对侧墙剪力的大小影响很大，当水位取至抗浮设计水位时，由于底板所受水浮力很大，向上凸起，侧墙向外侧鼓出，导致侧墙外侧土体产生被动土压力，侧墙剪力最大。以一般两层站为例，侧墙在与底板的节点处，剪力可以达到800kN以上，大于不配箍墙（板）构件抗剪承载力。可见，侧向水土压力的取值，对侧墙的剪力设计值影响很大。
客运专线双线隧道无碴轨道底板及垫层施工工法 中国中铁隧道集团有限公司 阮清林王延民陈文邓小知江虹锋 1.前言 沪汉蓉通道合肥至武汉段无碴轨道双线隧道底板及垫层设计情况为：最小全幅宽度为9.0m（按隧道断面加宽0m计），厚度为0.304m，底板及垫层表面隧道中线处1.8m范围内设一倒人字横坡，坡度为2%，且在其中心处有一直径为16cm的半圆集水凹槽，其余部分为平坡，具体详见无碴轨道双线隧道复合式衬砌参考图：图1-1 Ⅱ级围岩衬砌断面示意图，图1-2 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩衬砌断面示意图。关于客运专线铁路单洞双线隧道无碴轨道底板及垫层的施工质量要求，在《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设〔2005〕160号）中有严格规定，其条款主要有：“7.1.12…底板混凝土强度达到5MPa后行人方可通行，达到设计强度的100%后车辆方可通行； 7.5.8 底板混凝土应分段连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。…；7.5.15底板顶面高程和横向坡度应符合设计要求，…”。这些条款对隧道各工序中底板及垫层这个工序的施做时间安排，以及其施工方法和施工工艺的选择有着决定性的影响。 1、初期支护 2、找平层 3、中心水沟 4、结构防排水 5、拱墙二次衬砌 6、沟槽 7、底板 8、踏步 图1-1 Ⅱ级围岩衬砌断面示意图
1、初期支护 2、仰拱 3、填充 4、中心水沟 5、结构防排水 6、拱墙二次衬砌 7、沟槽 8、垫层 9、踏步 图1-2 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩衬砌断面示意图 为录求既能保证底板及垫层质量，又能经济节约快速修建底板及垫层的施工方案，中国中隧集团合武铁路隧道项目部结合规范规定和大别山隧道设计图纸对底板及垫层的施工方案进行了深入研究。首先，进行了底板及垫层工序和其它工序先期平行顺铺推进施工与放在最后倒铺施工比选。若底板及垫层工序和其它工序先期平行顺铺推进施工，将需要搭设长栈桥，且混凝土强度发展至设计强度至少需要28d时间，达到设计强度后才能行走车辆，施工进度既慢又不经济节约。因此该工序采用倒铺施工方案为合理；其次，进行了混凝土机械设备摊铺和人工摊铺比选。由于隧道设计Ⅱ级围岩地段为钢筋混凝土底板，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩地段为素混凝土垫层，且大别山隧道绝大多数地段设计为Ⅱ级围岩，钢筋混凝土利用摊铺机进行摊铺混凝土施工对混凝土的摊铺和运输都有诸多不便，因此采用混凝土摊铺机摊铺混凝土不可行，且很难控制底板及垫层表面的几何尺寸，经比选决定采用人工摊铺混凝土。在上述比选的基础上进行了底板及垫层纵向长段落连续浇筑混凝土施工方法的论证，发现此种施工方法也有诸多问题，主要是立模不便、不宜保证设计几何尺寸、钢筋保护层不宜控制、一次浇筑混凝土过长容易造成混凝土开裂。因此必须寻求更为合理的其它施工方法。控制底板及垫层顶面标高和表面几何尺寸比较有效的方法是以灌筑混凝土的模型顶面进行控制，再结合公路混凝土路面设计与施工的防裂缝剧缝间距要求，底板及垫层施工决定采用分段落横向分多幅跳