【精品课件】地铁区间隧道的结构设计

地铁区间隧道结构设计一、设计任务对某区间隧道进行结构检算，求出力，并进行配筋计算。

具体设计基本资料如下：1.1工程地质条件线路垂直丁永定河冲、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,本地区地震烈度为7度。

表各层土的物理力学指标地下水位在地面以下4.2处；隧道顶板埋深10.7m；采用暗挖法施工，隧道断面型式为5心圆马蹄形结构。

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》推荐的方法，即有上式中s为围岩的级另U; B为洞室的跨度；i为B每增加1m时的围岩压力增减率。

由丁隧道拱顶埋深10.7m,位丁粉土层、细砂层和圆砾土中，根据《地铁设计规》10.1.2可知“暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规》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. 顶板自重（可只考虑二衬）b. 地层竖向土压力由丁拱顶埋深10.7m,则顶上土层有杂填土、粉土、细砂，且地下水埋深4.2m,应考虑土层压力和地下水压力的影响。

=4.2 XL6 +（5.9 一4.2）X（24 一10} + 3.2 X（26 一10）+ 1.6 X（27 一10）c. 地层竖向水压力tj 尸I F = = 10.7 X (10.7 — 4.2} = 6SKPaB底板上永久荷载a. 底板自重b. 水压力(向上)：q 代怎| =y w.h = 10K (107-42 + 6.63} = 1313KPaC 侧墙上永久荷载地层侧向压力按主动土压力的方法计算， 由丁埋深在地下水位以下，需 考虑地下水的影响。

（为简化计算，按水土分算）侧墙自重对丁隧道侧墙上部土压力：用朗肯主动土压力方法计算=142 X 16 4 1JX (24 - 10)+ 3.2(26 - 10)+ 1.6 X f27 - 10)]Kac. 对丁隧道侧墙图层分界处土压力J 42 X 16-1- L7X (24- 10) + 3.2(26-10) = +4.9 X (27 一 10)[42X16+ 1.7 X (24 - 10)- 3.2(26 - 10)1” 〜 ……L+4.9 X (27 - 10)J4.2 X 16+ 1.7 X (24- 10)+ 3.2(26-10)+(4月一 (L7S )X (27 - 10)e.对丁隧道侧墙底部土压力4.2 X 16 + 1.7 X (24 - 10) + 3.2(26 一 10) +]a. b. Ka = tan气御一易=3印一刍=OKKa ± = W2SKPad. 对丁隧道圆心高度土压力K H = tan aST=tan 3(45。

第一章工程概况第二章工程地质和水文地质第三章隧道设计第1节主要设计标准第2节盾构隧道线路的拟合第3节管片构造形式第4节管片结构设计第5节管片防水设计第6节联络通道和洞门设计第四章结论与建议目录2...2.3..3..3..5..7..8..1..0...1..1.第一章工程概况越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。

工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。

区间全长3926 单线延米,曲线半径为600m 和400m 两种。

区间纵坡均为“ V”形坡，最大坡度为30 %。

，最小竖曲线半径为3000m。

线路沿线地形起伏较大隧道最小覆土厚度为9m ,最大覆土厚度为26m。

第二章工程地质和水文地质区间的地层岩性在上部为:人工填土层，流塑—软塑状淤积层，海陆交互淤积层，冲、洪积砂层，冲、洪积土层，残积土层。

下部为:全风化、强风化、中等风化和微风化带的泥质粉砂岩。

区间隧道穿越地层大部分是岩层，少部分为残积土层和断裂破碎带。

隧道所处的地层为上软下硬，软硬岩互层现象特征明显。

本段地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水两种。

第四系孔隙水主要赋存在淤泥质砂层和冲积—洪积砂层内。

基岩裂隙水多属承压水,但富水性较小,透水性多较弱。

第三章隧道设计第1节主要设计标准(1) 结构的安全等级为一级。

(2) 区间隧道的抗震按7 度设计,人防按6 级考虑。

(3) 防水标准:隧道整体为二级;隧道上半部A 级;隧道下半部、洞门及联络通道 B 级。

(4) 结构最大裂缝允许宽度: 管片内侧0. 3 mm , 外侧0. 2 mm。

(5) 地表沉隆控制标准：-30/+ 10mm;建筑物倾斜控制标准：框架结构2 %。

,砖混结构1.5 %°。

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）表0—1 地下铁道与公共电、汽车客运量比较表实例2.地铁列车以平均每小时35～40km的速度运行，且一般不存在堵车问题，所以省时、快速、方便，减少了乘客出行时间和体力消耗。

第三章区间隧道衬砌结构设计第3章区间隧道衬砌结构设计地下铁道线路上部建筑钢轨、联接零件、道床、轨枕、防爬设备及道岔共同组成地下铁道线路上部建筑。

地铁的特点有运量较大、快速迅捷、安全、准时、不污染环境，同时地铁可以修建在建筑物较多而且不便于发展地面交通的地方。

钢轨选定钢轨类型的主要因素是年通过量、速度、选定的轴负载、延长检修周期、检修工作量和振动噪声。

（1）钢轨类型综合国内外地铁钢轨类型和南昌轨道交通的实际情况，宜选用60kg/m的钢轨。

（2）钢轨铺设中山西路站至子固路站区间为直线段，在地下铁道内由于阳光不受影响，温度变化相对较小，铺设无缝线路。

对于无缝线路，采用换铺法进行施工，对于长轨条的焊接，采用基地焊接与工地焊接相结合的施工方式。

基地焊选用接触焊，工地焊可以选用铝热焊或移动式气压焊。

扣件地下铁道的钢轨扣件有刚性扣件及弹性扣件两种，考虑到中子区间地段线路采用整体式道床，因此扣件采用全弹性分开式扣件。

因为全弹性分开式扣件在垂直和横向均具有良好地弹性，相比而言更加适合整体式道床。

道床一般情况下有碎石道床和整体道床两种道床。

整体道床的类型较多，随着轨枕方式的不同，有短轨枕式整体道床、长枕式整体道床、纵向浮置板式整体道床等。

结合南昌铁路交通的实际情况，利用短轨枕整体道床设计区间，道床稳定、耐久性强、结构简单、造价低、施工简单。

钢筋混凝土短轨枕的预制混凝土采用C50，嵌入在混凝土道床，采用C30混凝土道床，布设中心沟，在单层钢筋网的内，钢筋网作为一个杂散电流排水加固。

道岔道岔有单开道岔和双开道岔等形式。

中山西路站至子固路站区间采用9号单开道岔。

地下铁道区间隧道限界与净空本设计线路采用2B 型接触网带电车辆通过这条线，每列车编排6辆，最高时速是80公里/小时。

2B 型车车辆长度为19m ，最大宽度为28m ，车辆定距为，车辆限界及设备限界详细参数参照《地铁设计规范》附录。

由于区间是一个圆形盾构隧道施工，无论是在直线或曲线段，只能使用相同直径的盾构，要在直线上或不同曲线半径地段采用不同半径的盾构来施工是不可能的。