浅谈地铁盾构结构设计方法
摘要：介绍了管片结构内力的理论，并采用相关有限元软件，通过北京某地铁盾构隧道的工程实例计算，给出了相应的轴力图和弯矩图，以此比较修正惯用法和梁-弹簧法在管片结构设计时的区别。而且，根据管片内力，分析两种最不利组合，验证了梁-弹簧法的合理性，指出梁-弹簧法更加适合于地铁盾构设计。
关键词：地铁盾构；管片；梁-弹簧法；修正惯用法
中图分类号：u231+.3 文献标识码：a 文章编号：
采取盾构工法来修筑地铁，因其快速安全的特点已经得到了非常广泛的应用。而管片作为盾构工法中非常重要的衬砌手段，其设计和制造费用占整个盾构隧道建设的很大比重。因此探讨分析管片的设计合理性，提高工程经济性，显得尤为必要。
一、管片截面内力计算理论
以我国地下结构设计实践来看，盾构隧道的计算方法有很多种，通常使用的有3 类：修正惯用法、多铰圆环法和梁-弹簧法。由于多铰圆环法对于接头的处理是将其简化为铰结构，这就要求在盾构管片拼装完毕后将接头拆除或者采用特殊的管片接头形式。所以，此种方法适合于围岩较为稳定的国家和地区使用，而不适合于我国目前的地质现状。故文中主要讨论修正惯用法和梁-弹簧法对管片模型的影响。
1修正惯用法理论
修正惯用法的主要思路是将管片整环视为刚度均匀的环，同时为
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）
地铁盾构施工技术试题 （含选择题80道，填空题25道，简答题10道） 一、选择题：（共80题） 1、刚性挡土墙在外力作用下向填土一侧移动，使墙后土体向上挤出隆起, 则作用在墙上的水平压力称为（）。 A. 水平推力 B.主动土压力C .被动土压力 2、混凝土配合比设计要经过四个步骤，其中在施工配合比设计阶段进行 配合比调整并提出施工配合比的依据是（）。 A.实测砂石含水率 B .配制强度和设计强度间关系 C.施工条件差异和变化及材料质量的可能波动 3、盾构掘进控制“四要素”是指（）。 A .始发控制、初始掘进控制、正常掘进控制、到达控制 B .开挖控制、一次衬砌控制、线形控制、注浆控制 C.安全控制、质量控制、进度控制、成本控制 4、盾构施工中，（）保持正面土体稳定 A .可 B .易C.必须 5、土压平衡盾构施工时，控制开挖面变形的主要措施是控制：（） A .出土量 B .土仓压力 C .泥水压力 6、开挖面稳定与土压的变形之间的关系，正确的描述是：（） A .土压变动大，开挖面易稳定
B .土压变动小，开挖面易稳定 C. 土压变动小，开挖面不稳定 7、土压平衡式盾构排土量控制我国目前多采用（）方法 A.重量控制 B.容积控制 C.监测运土车 8、隧道管片中不包含（）管片 A. A型 B. B型C . C型 9、拼装隧道管片时，盾构千斤顶应（） A .同时全部缩回 B .先缩回上半部C.随管片拼装分别缩回 10、向隧道管片与洞体之间间隙注浆的主要目的是（） A .抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形 B .使管片环及早安定，千斤顶推力能平滑地向地层传递 C.使作用于管片的土压力均匀，减小管片应力和管片变形，盾构的方 向容易控制 11、多采用后方注浆方式的场合是：（） A .盾构直径大的 B .在砂石土中掘进 C.在自稳性好的软岩中掘进 12、当二次注浆是以（）为目的，多采用化学浆液。 A .补足一次注浆未填充的部分 B .填充由浆液收缩引起的空隙
关于地铁盾构隧道工程测量技术分析张德明 发表时间：2018-04-08T17:00:21.050Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：张德明 [导读] 摘要：地铁工程的测量师建设与地下表面项目建筑的测量工作，关键是地下施工运营、地下勘察设计等每一个阶段的测量工作。 中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙 410000 摘要：地铁工程的测量师建设与地下表面项目建筑的测量工作，关键是地下施工运营、地下勘察设计等每一个阶段的测量工作。盾构隧道施工测量技术的任务就是在规定的时间之内与误差之内确保项目的正常实施，确保项目能够依照施工设计完成。本文结合笔者多年从事地铁建设工作的有关经验，以盾构隧道测量技术为对象，分别从盾构隧道概述、贯通误差介绍、贯通误差测量和盾构隧道测量程序这4个方面实施了探讨。 关键词：地铁盾构；隧道测量；误差；贯通 引言： 在城市轨道迅速发展的今天，尤其是在盾构法隧道机内台车狭小的空间里，既要满足施工过程中运输材料，又要经常性对盾构姿态实施人工测量。而盾构法施工中的测量工作，是保证项目施工安全、质量、高效的一项关键的保证工作。 1、盾构隧道概述 盾构法是隧道施工使用的一项综合性施工技术，它是把隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各类工种组合成一体的施工技术。其工作深度能够很深，不受地面建筑与交通的影响，机械化与自动化程度非常高，是一种先进的土层隧道施工技术，普遍用于城市地下铁道，越江隧道等项目的施工中。盾构施工测量关键是控制盾构的部位与推进方向。运用洞内导线点测定盾构的部位，用激光全站仪或者激光定向仪指示推进方向，用千斤顶编组施以不一样的推力，实施纠偏，就是调整盾构的部位与推进方向。 盾构法隧道施工中，需要测量的关键工作包含下面几点。（1）地面控制措施：建设平面与地面高程控制网，（2）地面坐标接触测量，方向与高度到地面，修建地下统一坐标体系接地；（3）地下控制测量：包含地下平面与高程控制（4）测量隧道施工放样依据隧道设计，引导线与开挖与高程测量。 2、隧道工程贯通测量介绍 隧道贯通测量是检核测量工作质量，也是地铁隧道项目质量控制的重点，隧道贯通前约200米左右施工测量的次数要增加，并实施洞内控制导线的全线复测，直到确保隧道贯通。 隧道施工中与贯通后的测量是贯通测量，包含平面贯通测量与高程贯通测量。平面贯通测量是测定现实的横向与纵向贯通误差，测量方法随洞内控制的方式而异：对于使用中线法施工的隧道贯通以后，要从相向测量的2个方向各自向贯通面延伸中线，并各钉一临时桩，量取两桩之间的间距，就能得到隧道的现实横向贯通误差，两临时桩的里程之差就是隧道的现实纵向贯通误差；使用单导线作为洞内控制时，贯通以后在贯通面上钉一临时桩，从相向测量的2个方向各自向临时桩实施支导线测量，临时桩点的平面坐标要分别测取，把两组坐标的差值分别投影到贯通面上与隧道中线上，则贯通面上的投影就是横向贯通误差，在中线上的投影就是纵向贯通误差。其他种类的控制图形能根据现实状况设计适合的方法。 高程贯通测量是测定现实的竖向贯通误差，一般使用水准测量方法，从隧道两端洞口周围的水准点开始，各自向洞内实施，把贯通面上同一点的高程分别测出，即得到这点的两个高程之差。 3、对影响盾构隧道贯通误差来源的解决方案 3.1合理优化水平控制网，提高地面控制测量精度 对于地面控制测量引进的横向误差，相对有效的方法是对网形实施合理的优化。在项目控制网的技术设计中，第一要思考的是精度指标，第二才是网的费用指标。盾构隧道项目的控制网，是由业主提供的，而在业主提供的控制中，因为在布控时思考和随着四周环境的改变与应用的仪器不一样等，施工单位在应用业主供应的控制网时，通常都要对网点实施增设加密，产生有利的闭合检核条件，从而确保地面控制网的精度指标。 3.2应用几种测量方法，使竖井联系测量误差减小 盾构始发井与接收井处竖井联系测量，之前由于思考多是短边传递坐标方位角，在标准中联系测量为±20mm的允许误差。而盾构隧道设计要求隧道应为±50mm的最终贯通误差。这时竖井联系测量误差所占整个隧道的贯通误差的比例就相对大。所以，一定要提高竖井联系测量的精度，才可以更加有利于确保隧道内导线的精度。现在相对有效的方法是在竖井处的联系测量应用红外线铅垂仪竖井投点、吊钢丝测量联系三角形与增设陀螺定向。尽管几种方法的工作量与成本都比短边直接传递要大很多，可是几种方法都比短边直接传递的精度要高，更有利于确保隧道内导线传递的精度与隧道最后的贯通技术指标要求。 3.3使用不一样的方法，精测盾构隧道洞门钢环中心坐标 有关盾构隧道的始发井与接收井门洞，俗称之为进洞出洞。对于盾构进出洞洞门，现在长三角地区定义为：出洞为盾构始发井处洞门，进洞为盾构接收井处洞门，由于其关键是把竖井看作洞来说。其他区域对于隧道进出洞的定义或许有异，在这不作多述。 对于盾构进出洞洞门钢环中心坐标的测量，相对直接的方法是钢环分中法，可以相对快的把圆心测出洞门中心坐标找出。还能测量钢环圆弧上几个点的坐标实施拟合求出圆心坐标，用两种测量方法实施比较，既可以互相复核测量成果，也能提升洞门中心坐标成果的精度。 4、盾构隧道测量步骤 4.1 高程放样 在盾构隧道的断面测量中高程放样在部分需要测量的断面中的隧道管片中，放样出详细的部位，高程放样通常放置在离轨面一定距离的部位。盾构隧道施工中，在数据采集的时候，需要依据资料把需要测量的桩面放样出来，并标记清楚，把现实的高程记录下来，记录下来现实高程与路线方向和中桩的关系，最关键的是中桩的右侧、左侧与中桩的间距。 等测断面中桩或边桩放样完成后，在刚刚放样并标记的待测断面的中桩或边桩上放置全站仪，对中调平，进入全站仪里的测量流程，首先把工作名输入--文件名最好是测量日期，这样方便内业处理时要处理的断面在电脑上快速找到；之后设站，要注意每一个站名只可以测一个断面，像测K10+200右洞，则测站能设为Y10200；量取而且把仪器高度输入，接下来输入这点X、Y、Z坐标，X-指该点和中桩的偏移
地铁车站结构设计方法探讨 摘要：伴随着我国社会经济的快速发展，地面上的交通压力也逐渐得到社会各 界的广泛重视，为了减轻地面交通状况，各大城市开始修建地铁，在地铁车站建 造中，结构设计是一个主要的环节，对地铁的安全运转有着至关重要的影响。这 篇文章论述了城市轨道交通中地铁车站的规划原则、规划思路，对地铁车站的规 划提出了合理化的主张，对中国将来地铁工作的建造与开展，具有一定的参考价值。 关键词：地铁车站；结构设计；设计方法 引言 在城市交通日渐拥堵的局势下，加速地铁建造的呼声越来越高涨。现在，地 铁车站变成城市轨道交通的一个主要纽带，能够每天承载很多的乘客，一定程度 上减轻了城市交通压力。本文主要谈谈地铁车站结构设计办法，以供同行参考。 1 地铁车站的设计原则 车站是城市轨道交通路网中非常重要的建筑物，它是供旅客乘降、换乘和候 车的场所，给旅客提供舒适清洁的环境以保证旅客安全、迅速地进出车站。车站 应容纳主要的技术设备和运营管理系统，从而保证城市轨道交通的安全运行。地 铁车站由站台层、站厅层、设备层以及出入口组成。地铁站台按照线路分布情况，又可分为岛式站台、侧式站台以及混合式站台。地铁车站里的辅助设备包括自动 扶梯、直升电梯、卷帘门、防洪门、旅客引导、照明、售检票系统、车站设备自 控系统等。关于地铁车站的设计应当从线路、车站建筑、车站结构、动力照明系统、车站通风与空调系统、给排水及消防系统以及区间的角度考虑其设计原则。 2 地铁车站结构设计方法 2.1功能设计关注人的行为及需求 密集型流动是地铁车站、地铁站的基本特征，人们的行为也可分为两种，即 通过或保留。主要行为是“通过”，“保留行为是短的”。所以，通过这个过程，人 们期望通过路径应该是一个非阻塞的快速路径，尽可能避免“通过”和“保留”之间 的相互影响。例如在站外的人需要从入口进去然后去售票进入的通道，这些环节 过程并不困难，对于这部分的保留和聚集是最明显的，聚集的人群通过会有影响，所以设计的面积应尽可能满足宽敞的购票。若自动售票机设置在站在通道上，人 群通过影响更大。因此，在车站设计时，应考虑足够的综合性，如香港地铁在墙 上嵌入售票机可以很好的解决这个问题。可见深入了解人们的行为需要可以更好 地组织和规划出站的流量、创新地铁站建设的设计。 2.2雨水系统设计要点 将局部排水泵与集水井设置在车站风亭、出入口等敞开位置，主要用于收集 废水、雨水及结构渗漏水。为保证集水井正常工作，设置两台排污泵，一台备用，当出现暴雨或结构大量渗漏水时，可以同时开启两台排污泵，将雨水提升至地面 消能后，直接排入城市雨水管网，根据该市50年一遇特大暴雨强度计算露天出 入口雨水排水量；（2）废水系统设计要点。将废水泵房设计在沿线路坡度的最 低点，同样设有2台排污泵，平时一台备用，消防时同时开启，其中废水集水池 容积≤最大一台排水泵20min的出水量。废水提升到地面后排入市政排水系统中，地下结构渗水量各地情况不同，根据实际情况设计。本地铁站渗水量按照0.5L/ （m2?d）标准进行计算；（3）污水系统设计要点。前文已经提到，站厅层设有 一处工作人员卫生间，站台层设有一处污水泵房、一处公共卫生间，卫生间污水
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
浅谈地铁盾构隧道施工测量技术 发表时间：2019-01-21T15:41:47.030Z 来源：《建筑模拟》2018年第31期作者：宁安平杨兴元 [导读] 近年来，随着我国经济的快速发展以及城镇化进程的加快，城市人口不断增加，城市交通拥堵问题越来越突出，因此发展城市轨道交通、缓解紧张的交通运输压力也日益成为各大城市迫切需要解决的问题。 宁安平杨兴元 中国水利水电第四工程局有限公司测绘中心青海西宁 810007 摘要：近年来，随着我国经济的快速发展以及城镇化进程的加快，城市人口不断增加，城市交通拥堵问题越来越突出，因此发展城市轨道交通、缓解紧张的交通运输压力也日益成为各大城市迫切需要解决的问题。与其他交通形式相比，地铁以运量大、快速、准时、节能环保及安全舒适等特点受到了各大中型城市的青睐，也逐渐成为城市展示经济实力、城市化建设程度以及高新技术应用的重要标志。 关键词：地铁盾构；隧道施工；测量技术 盾构法施工是一种先进的隧道施工技术，与其他施工技术相比较，盾构施工引起的地表沉降较小，对施工现场周围环境的影响小，是目前地铁隧道施工中最安全有效也是应用最广泛的施工方法。本文结合某市地铁隧道盾构施工测量工作的具体问题和实际做法，总结出了某市地铁盾构施工建设各个阶段测量工作的要点，提出了一种适用于某市地铁盾构施工的的测量流程，以便为某市后续线路的建设提供测量依据，并且也能为其他地区和单位的地铁盾构施工测量管理提供一个有价值的参考。 一、盾构施工测量简介 盾构隧道施工测量是指为盾构掘进施工和管片拼装符合设计要求而进行的测量工作。盾构施工测量工作主要内容包括地面控制测量、联系测量、地下控制测量、和贯通测量等。 二、盾构施工测量 1、设计数据的复核 工程准备开工时，应进行图纸会审。图纸会审时，测量人员应根据图纸线路参数对盾构掘进轴线（隧道中线）三维坐标进行计算，计算资料必须做到两人独立计算复核，必要时经过第三者计算复核或用不同的方法进行计算复核，对比检查，自检合格后报监理单位及第三方控制测量单位复核，经多方确认的盾构轴线坐标数据由相关方各执一份，作为以后施工过程轴线偏位检查的重要依据。 2、盾构设计数据的导入验收 盾构施工隧道中线坐标进行计算完成之后，土建施工单位要将计算得到的数据导入到盾构机导向系统，这个过程要求业主、土建施工单位、监理单位和第三方控制测量单位共同参与，验收无误后要求各方签字确认，并且拍照留存。 3、地面控制测量 轨道交通平面控制测量，一般分为三级。首级控制网通常是整个轨道交通线路网的平面控制网，是整个城市的轨道交通线路网的控制骨架，二级平面控制网一般为某条线路的平面控制网，三级控制网是在施工过程中根据二级平面控制网形成的精密导线。高程控制测量一般分两个等级布设，一等高程控制网主要是某城市中某条线路的高程控制网，二等高程控制网是施工水准网的基础和起算依据。 地面平面控制测量：为方便施工，在一、二级平面控制网的基础上加密布设精密导线。精密导线一般采用附合导线、闭合导线或节点导线形式。地面导线平均边长宜在350米左右，精密导线相邻边的短边和长边的比例不宜过小，不宜小于1：2，且个别短边不应小于100米。精密导线外业观测应满足《城市轨道交通工程测量规范》中相应的技术要求。精密导线网应整体严密平差，平差计算前将观测边长进行高程归化和投影改化。并分段进行单导线平差验算。 地面高程控制测量：二等高程控制网沿轨道交通线路两侧布设，一般采用附合线路、闭合线路或节点网形式进行布设，水准点平均间距应小于2KM。水准测量外业观测应按照二等水准测量观测技术要求进行。高程控制网的内业数据处理必须采用严密平差，在处理过程中应注意每千米高差中数偶然中误差、高差中数全中误差及最弱点高程中误差。水准路线按测段往返测高差中数偶然中误差MΔ；MΔ按下列公式计算： 式中MΔ—— 每千米高差中数偶然中误差（mm）； L ——水准测量的测段长度（km）； Δ——水准路线测段往返高差不符值（mm）； n ——往返测水准路线的测段数。 当附合路线和水准环多于20个时，每千米水准测量高差中数全中误差应按下式计算： 式中MW—— 每千米高差中数全中误差（mm）； W——附合线路或环线闭合差（mm）； L——计算附合线路或环线闭合差时的相应路线长度（km）； N——附合线路和闭合线路的条数。 4、始发托架的定位 在盾构机始发托架安装前，利用联系测量引至井下控制点精确定位始发托架中心线，一般采用全站仪极坐标法现场放样。特别注意因盾构机是以隧道设计中心线为参考依据掘进的，托架中心一般由施工单位依据隧道中心线和洞门钢环实际中心自行设计托架中心线。始发托架放样时，如果在直线段（或大半径曲线段）始发时，托架前端和后端中心形成的直线应和设计线路（或线路对应的托架前端和后端位
地铁车站主体结构设计 （地下矩形框架结构） 西南交通大学地下工程系 目录 第一章课程设计任务概述 (3) 1.1 课程设计目的 (3)
1.2 设计规范及参考书 (3) 1.3 课程设计方案 (3) 1.4 课程设计的基本流程 (5) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (6) 2.1平面结构计算简图 (6) 2.2.荷载计算 (6) 2.3荷载组合 (7) 第三章结构内力计算 (11) 3.1建模与计算 (11) 本课程设计采用ANSYS进行建模与计算，结构模型如下图： (11) 3.2基本组合 (12) 3.2 标准组合 (16) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (21) 4.1 车站顶板上缘的配筋计算 (21) 4.2 负一层中柱配筋计算 (27) 4.3 顶纵梁上缘的配筋计算 (29) 4.4 顶纵梁上缘裂缝宽度验算 (31)
第一章 课程设计任务概述 1.1 课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、荷载分类及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2 设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS ） 1.3 课程设计方案 1.3.1方案概述 某地铁车站采用明挖法施工，结构为矩形框架结构，结构尺寸参数详见表1-1。车站埋深3m ，地下水位距地面3m ，中柱截面的横向（即垂直于车站纵向）尺寸固定为0.8m （如图1-1标注），纵向柱间距8m 。为简化计算，围岩为均一土体，土体参数详见表1-2，采用水土分算。路面荷载为2/20m kN ，钢筋混凝土重度3/25m kN co =γ，中板人群与设备荷载分别取2/4m kN 、2/8m kN 。荷载组合按表1-3取用，基本组合用于承载能力极限状态设计，标准组合用于正常使用极
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 -
地铁车站主体结构设计（地下矩形框架结构）
目录 第一章课程设计任务概述 (3) 1.1 课程设计目的 (3) 1.2 设计规范及参考书 (3) 1.3 课程设计方案 (4) 1.4 课程设计的基本流程 (5) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (6) 2.1平面结构计算简图 (6) 2.2.荷载计算 (7) 2.3荷载组合 (8) 第三章结构内力计算 (11) 3.1建模与计算 (11) 本课程设计采用ANSYS进行建模与计算，结构模型如下图： (11) 3.2基本组合 (12) 3.2 标准组合 (15) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (20) 4.1 车站顶板上缘的配筋计算 (20)
4.2 负一层中柱配筋计算 (26) 4.3 顶纵梁上缘的配筋计算 (28) 4.4 顶纵梁上缘裂缝宽度验算 (30) 第一章课程设计任务概述 1.1课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、荷载分类及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS）
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。
地铁施工盾构法的施工技术研究 引言 随着我国现代化建设进程的逐步加快，城市建设水平逐步提高，与之相对应的庞大的城市人群给城市交通带来巨大压力。为了缓解城市交通压力，保障人们出行正常，各级政府千方百计寻找新的交通解决方案。地下铁路就是其中重要一项内容。地铁以其低碳环保、高效便捷的优点有效缓解了大型城市人群出行交通困难的问题，广泛应用于世界各国大型都市中，已经成为城市现代化水平的一个重要标志。我国第一条地铁于上世纪70 年代初期在北京投入使用，至今已有四十多年。目前，各地大中城市都已经或正在实施地铁工程，地铁建设已经成为我国城市建设的一项重要组成部分，受到社会各界的普遍关注。由于地铁工程大部分工程都在地面以下，地下施工的特殊性给地铁项目工程建设带来很多与其它交通工程截然不同的特点和问题。作为地铁工程中的关键部分，隧道施工目前普遍使用盾构法进行施工。该技术相对成熟，其以盾构机为主要施工设备，在土层中实施迅速的挖掘作业。在盾构机外壳强大的支护作用和千斤顶等其它设备的配合下，盾构挖掘作业施工速度快，安全系数高，受到世界各地地铁工程建设单位的普遍欢迎，进而广泛应用于地下工程隧道挖掘施工中。我国地铁事业正处于高速发展阶段，加强盾构施工技术研究，深入把握盾构施工技术特点，对于改进我国地铁工程建设质量，提高施工水平，保障施工安全，降低工程 成本，促进地铁事业顺畅健康发展具有极为有利的促进作用。 1 地铁工程盾构施工技术的施工原理 盾构施工技术，顾名思义，其以盾构机为主要施工设备进行施工。盾构机具有坚强的盾构钢壳，可以为地下挖掘施工提供极为可靠的安全保障。在盾构机挖掘行进过程中，盾构机的尾部同步进行持续的注浆作业。注浆作业可以最大限度降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动，从而保障隧道的稳定。盾构机由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片和注浆体等部分组成，各部分各有作用，又相互配合，协调运转，使得盾构机挖掘作业得以顺利实施。盾构机在土层中的挖掘作业实际上包括三方面内容，一是确保开挖面稳定，二是挖掘并排出土壤，三是进行补砌和注浆作业。 2 地铁工程盾构施工技术的施工特点 盾构施工技术属于较为先进的隧道挖掘技术，和传统地铁隧道施工技术相比，盾构施工技术在施工过程中具有如下特点：一是盾构施工大部分过程位于地下，对施工地点周边环境影响很小，非常适合建筑密集、人群活动频繁的城市环境施工。在采用盾构机进行地铁隧道施工时，施工活动位于地面以下，施工过程中产生的噪音非常微弱，对周围土层的振动也小，不必像其它工程施工那样需要线路沿线施工现场进行特殊的布置安排，对地面活动，特别是交通运输和周边环境影响微弱。二是施工精度要求高。地铁工程对于施工质量和工程安全可靠性有着很高的要求，为了达到这个目标，在工程施工时必须严格控制施工精度。在使用盾构机进行施工时，由于盾构机管片制作精度很高，从而保障了施工误差能够控制在一个极小的范围内。此外，盾构机发掘作业时，只能向前行进，无法做出后退动作，一旦施工过程中出现后退现象，必然会造成盾构装置受到严重损伤，从而产生不可预估的后果，严重影响工程进度和施工安全。为确保施工安全，在施工前期，施工人员一定要做好充分准备，防止任
xx市轨道交通1号线一、二期工程 土建施工9标 盾构测量方案 中铁二十四局集团有限公司 二0XX年二月
xx市轨道交通1号线一、二期工程 土建施工9标 盾构测量方案 编制： 审核： 批准：
目录 一、工程概况及编制依据 (1) 二、编制依据 (2) 三、仪器配置 (2) 四、测量管理网络及人员配置 (3) 五、基本技术要求 (3) 六、前期准备 (4) 七、控制网测量和各项准备 (4) 八、盾构施工前期的测量 (8) 九、联系测量 (8) 十、地下施工测量 (11) 十一、盾构姿态日常测量 (12) 十二、曲线段盾构测量 (15) 十三、地表沉降测量 (16) 十四、隧道沉降测量 (16) 十五、贯通测量 (17) 十六、竣工测量 (17) 十七、提高贯通精度的方法和测量复核 (18) 十八、质量保证措施 (19) 十九、施工安全保证措施 (19)
一、工程概况及编制依据 xx市轨道交通1号线一、二期工程由xx站至徽州大道站，线路长约24.65km，其中地下线23.65km，地面线1km。一期工程共设车站22座，全部为地下站。 云谷路站～南宁路站区间为盾构区间，区间线路沿规划庐州大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划岷江路及规划徐河，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为由北向南由12m渐变至15m；区间最大纵坡25.007‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程右线：K25+421.529～K25+738.600，左线：K25+421.500～K25+738.600，区间线路长度右线317.071m，左线317.050m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土②层、粘土③层；右线盾构区间在南宁路站始发掘进至云谷路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至南宁路站，然后吊出。具体走向详见该区间隧道走向图。 南宁路站～贵阳路站区间为盾构区间，区间线路沿规划庐州大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划漓江路、规划嘉陵江路及规划丙铺路，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为15m；区间最大纵坡6‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程左、右线：K25+926.000～K26+508.911，区间线路长582.911m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土③层；右线盾构区间在南宁路站始发掘进至贵阳路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至南宁路站，然后盾构转运至南宁路站右线小里程端头井处。具体走向详见该区间隧道走向图。 盾构衬砌采用C50钢筋混凝土预制管片拼装而成，每环管片由3块标准块、2块邻接块及1块封顶块组成。管片采用错缝拼装。管片内径为Φ5400mm，厚度300mm，管片外径为Φ6000mm，每环管片宽度1.5m。衬砌内弧面，在隧道贯通后按设计要求作嵌缝、抹孔等防水处理。 本工程采用铁建重工ZTE6250土压平衡盾构机。刀盘开挖直径6280mm，采用
轨道交通贯通测量方案 区间贯通后，地下导线由支导线经与另一端基线边联测变成了附合导线，支水准变成了附合水准，当闭合差不超过限差规定时，进行平差计算。按导线点平差后的坐标值调整线路中线点，调整后再进行中线点的检测，高程应用平差后的成果。 1贯通精度预计的意义 镇龙站～中新站区间左右线各设置两个双向开挖面，区间中间右线一处施工竖井，左线通过联络通道进入开挖施工。因此必需严格保证各开挖面的贯通质量。由于本隧道施工是在洞内、外控制测量的基础上，以联系测量和竖井投点定向法结合，因此必须根据控制测量的设计精度或实测精度，在隧道施工前或施工中对其未来的贯通质量进行预计，以确保准确贯通，避免重大事故的发生，对于长隧道尤其如此。 2贯通误差预计概述 在进行隧道测量任务前，应先了解隧道设计的意图和要求，收集有关资料，进行实地勘测，然后提出若干测量方案，经比较、筛选后，确定出一种方案（即确定布网形式、观测方法、仪器设备类型、控制网的等级、误差参数等）。根据确定的方案进行贯通误差预计，若预计误差在工程设计要求范围之内，即可按此方案实施；否则，需对原方案进行修改调整，重新预计，直到符合要求为止。在施工过程中，根据洞内、外控制测量的实际精度，进行贯通误差预计。 3贯通误差预计 影响横向贯通误差的因素有：洞外平面控制测量误差、洞外与洞内之间的联系测量误差、洞内平面控制测量误差，而洞内、外的联系测量可以作为洞内控制的一部分来处理。洞内平面控制测量误差对横向贯通精度影响的估算方法与洞外导线测量完全相同，但需注意两点：一是两洞口和施工竖井处的控制点，在引入洞内导线时需要测角，因此这个测角误差算入洞内测量误差，即计算洞外导线测角误差时，不包括始终点的值。两洞口引入导线时不必单独计算，可以将贯通点当作一个导线点。把从一侧洞口控制点到另一端洞口控制点的连线（A-a-b-c…-F）当成一条导线来估算。把贯通点作为导线上的一点来进行估算。 3.1 平面贯通误差预计 3.1.1 平面贯通误差的主要来源
7.1 地下车站结构设计 1. 地下车站结构设计，应满足施工、运营、城市规划、防水、防迷流以及人防的有关要求。车站结构设计应符合强度、刚度、稳定性、耐久性、抗浮和裂缝开展宽度验算的要求。 2. 地下车站结构设计，必须以地质勘察资料为依据，并考虑不同施工方法对地质勘探的特殊要求，通过施工过程中对地质的直接观察或监控量测反馈进行验证，必要时应根据实际情况修改设计。 3. 地下车站结构设计的净空尺寸，应满足地铁建筑限界或其它使用及施工工艺的要求，并考虑施工误差、结构变形及后期沉降的影响。 4. 地下车站结构设计，应根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件及城市规划要求，结合周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路交通状况等通过对其技术经济、环境影响和使用功能等方面的综合比较，合理的选择施工方法和结构型式。 5. 地下车站结构设计，应减少施工和建成后对环境造成不利的影响。 6. 地下车站结构设计，宜与车站周围规划中的相关建筑协调统一、同步规划，应考虑设计、施工方案的相互影响。 7. 地下车站结构设计，应根据该地区的地震设防烈度、场地条件、结构类型和隧道埋深等因素考虑地震的影响，进行抗震验算，并在结构设计时采取相应的构造措施，以提高结构的整体抗震能力。 8. 地下车站结构防水设计，应满足《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）的规定，遵循“防、排、堵、截相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则。 9. 地下车站结构设计，应采取防止杂散电流腐蚀的措施。钢结构及钢连接件，应按有关规范要求进行防锈蚀处理。 10. 地下车站结构的所有受力构件，应根据《建筑设计防火规范》（GBJ 16-87）修订本，1997年版，第2.0.1条和附录二“建筑构件的燃烧性能和耐火极限”的规定要求进行设计。 11. 地下车站结构设计，应根据地区城市规划的人防要求，严格按《人民防空工程设计规范》（GB 5 0225-95）的规定进行设计。 12. 地下车站结构设计，应结合支护结构特点、地质条件、周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路状况，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-89）及该地区基坑支护规范（规程）的规定，确定基坑安全等级，提出监测要求，有效控制地表沉降。必要时应采取预加固措施，以确保邻近建筑和重要地下管线的正常使用。 13. 地下车站结构设计，可视其使用条件和荷载特性等情况，选用与其特点相近的现行相关结构设计规范进行设计。