地铁区间隧道计算方法(含矿山法)

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轨道交通区间隧道施工方法城市轨道交通隧道是指修建在地下或水下，连接地下铁道车站并敷设轨道供车辆通行的建筑设施，其结构类型和施工方法应根据区间隧道及车站的规模、工程地质及水文地质条件和周围环境条件进行技术经济比较确定。

区间隧道的施工方法主要包括明挖法、暗挖法、盖挖法和特殊施工方法四类。

本节主要介绍明挖法盾构法、矿山法和沉管法等常见的区间隧道施工方法。

一、明挖法明挖法是指在进行地下车站、隧道施工时，由地面向下开挖土石方至设计标高，然后自基底向上进行隧道主体结构施工，最后回填基坑并恢复地面的施工方法。

明挖法具有作业技术简单、施工覆盖面大、速度快、工程造价较低、容易保证工程质量等优点，城市轨道交通工程发展初期将其作为首选开挖技术；但其缺点也非常明显，施工在时间和空间上对施工区域周边的交通环境影响较大；此外，噪声、振动与扬尘等对周边环境也有较大的影响。

二、盖挖法在城市交通繁忙地段修建城市轨道交通地下车站时，如果采用明挖法施工，往往会占用道路，影响交通。

当需要保证施工地段的道路畅通时，地下车站的施工可选用盖挖法。

盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，恢复地面，而整个下部工程施工在封闭的空间内进行的施工方法。

在城市繁忙地带修建城市轨道交通车站时，往往占用道路，影响交通运行。

当城市轨道交通车站设在主干道上，且交通不能中断时，可选用盖挖法。

盖挖法将城市轨道交通土建设施对周边交通、环境的影响限制在一定的时间和空间范围内，相对明挖法具有一定的优越性。

三、暗挖法当埋深超过一定限度后，明挖法不再适用，而要改用暗挖法，即在特定条件下，不开挖地面，在地下进行所有开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。

目前隧道施工普遍采用暗挖法。

暗挖法将城市轨道交通建设对城市交通、环境的影响降低到最低限度，但其造价昂贵。

城市轨道交通暗挖法施工包括盾构法、矿山法、钻爆法等。

以下介绍盾构法和矿山法。

（一）盾构法盾构法是采用盾构隧道掘进机在地面以下进行隧道开挖的一种施工方法。

某地铁线东延线工程土建总体施工组织设计目录第一篇工程总体概况 (4)第一章编制依据、原则及项目目标 (4)第二章工程概况 (11)第二篇工程总体筹划 (20)第一章工程施工总体部署 (20)第二章施工现场平面布置 (32)第三章工程进度计划 (40)第四章人力资源配置 (54)第五章施工机械配置 (62)第六章主要建材供应计划 (70)第七章施工总承包管理及协调 (73)第三篇主要工程施工方法和施工工艺 (77)第一章车站施工方案 (77)第二章车站主要工程施工方法、施工工艺 (79)第三章盾构区间施工方法及施工工艺 (189)第四章施工测量方案 (292)第五章施工监测方案 (305)第四篇工程施工保证体系 (331)第一章工程质量保证措施 (331)第二章安全施工保证措施 (364)第三章文明施工保证措施 (385)第四章环境保护保证措施 (391)第五章雨季施工及防台风措施 (395)第一篇工程总体概况第一章编制依据、原则及项目目标1.1编制依据1、某地铁**线东延线工程土建XX标段招标文件、图纸及参考资料；2、某地铁**线东延线工程土建XX标段招标文件补遗文件；3、某地铁**线东延线工程土建XX标段招标文件答疑文件；4、某地铁**线东延线工程土建XX施工图设计技术要求；5、现场围挡与结构线的相对情况以及现场管线的实际调查情况；6、我公司现有的技术水平、施工管理水平和资金投入能力，机械设备配套能力；7、我公司地铁施工经验和科研成果；8、由业主组织的现场实地勘察和我公司考察所得的资料；9、相关规范、规定：测量工程《工程测量规范》（GB50026-93）《城市测量规范》（CJJ8-99）《新建铁路工程测量规范》TB10101-99《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97车站建筑结构《建筑地基基础工程质量验收规范》（GB50202-2002）《建筑边坡工程技术规程》（GB50330-2002）《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2002)《建筑装饰装修工程质量验收规范》（GB50210-2001）《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）《基础处理技术规范》（DBJ08-40-94）《新建房屋白蚁预防技术规程》（DBJ/T15-26-2000）《某地区建筑深基坑支护技术规范》（SJG05-96）《建筑施工场界噪声限值》GB12523-1990，实施日期1990-1-1《建筑地面工程施工及验收规范》（GB50209-2002）《砌体工程施工及验收规范》（GB50203-2002）《屋面工程质量验收规范》GB50207-2002《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》GB50212-91《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》 TB10113-96《铁路混凝土与砌体工程施工规范》 TB10210-2001《组合钢模板技术规范》GB50214-2001《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202-83《建筑施工现场环境与卫生标准》JGJ146-2004；2005-3-1实施《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）《建筑工程饰面砖粘结强度检验评定标准》（JGJ110-97）《混凝土小型空心砌块砌体工程质量检验评定标准》（DBJ08-204-93）《土工试验方法标准》GB/T50123-1999《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》GB50224-95《砌体工程现场检测技术标准》 GB/T50315-2000《铁路站场建筑工程质量检验评定标准》TB10423-98《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ/81-2002《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《外墙饰面砖工程施工及验收规程》JGJ126-2000区间隧道《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）《市政地下工程施工及验收技术规程》（DBJ08-230-1999）《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)《人民防空工程施工及验收规范》（GB50134-2004）《铁路工程土工试验方法》TBJ102-96《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》 TB10108-2002《铁路隧道辅助坑道技术规范》TB10109-95《铁路隧道防排水技术规范》 TB10119-2000《铁路工程岩石试验规程》 TB10115-98《铁路瓦斯隧道技术规范》 TB10120-2002《铁路隧道施工规范》 TB10204-2002《预制混凝土构件质量检验评定标准》(JGJ321-90)《人民防空工程质量检验评定标准》（RFJ1-90）《铁路工程基本术语标准》GB/T50262-97《铁路隧道工程质量检验评定标准》TB10417-98《锚杆喷射击混凝土支护技术规范》GBJ86-8混凝土工程《混凝土外加剂》（GB/T8067-97）《普通混凝土拌合物性能试验方法》(GBJ80-85)《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)《预拌混凝土生产技术规程》(DBJ08-227-97)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2000）《普通混凝土力学性能实验方法》（GBJ81-85）《混凝土及预制混凝土构件质量控制规程》（CECS40-92）《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-92）《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-92）《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87)《混凝土质量控制标准》(GB50164-92)《混凝土质量控制标准》GB50164-92《铁路混凝土强度检验评定标准》 TB10425-94《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999钢筋工程《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499-98)《钢筋混凝土用热轧浇圆钢筋》(GB13013-91)《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）《钢筋混凝土用钢筋焊接网》（G/T1499.3-2002）《玻璃纤维钢筋技术规范》《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2003）电气工程《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ49-92《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB50254-96《城市道路照明工程施工及验收规程》CJJ89-2001《电气装置安装工程电气交接试验标准》GB50150—91《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168—92《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》GB50257-96给排水及消防《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）《市政排水管道工程及验收规程》（DBJ08-220-96）《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141-90）《市政排水构筑物施工及验收规程》（DBJ08-224-96）《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-92《建筑给水排水及采暧工程施工质量验收规范》GB50242-2002《气体灭火系统施工及验收规范》GB50263-97《泡沫灭火系统施工及验收规范》GB50281-98《铁路给排水施工规范》 TB10209-2002《市政排水管渠工程质量检验评定标准》（CJJ3-90）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（2001年版）《铁路给水排水工程质量检验评定标准》 TB10422-98《建筑排水硬聚氯乙烯施工及验收规范》CJJ30-89《建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程》CJJ/T29-98《城镇排水管渠与泵站维护技术规程》CJJ/T68-96《通用阀门标志》 GB 12220《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261—96环境控制系统《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274—98《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235—97《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275—98《组合式空调机组》GB/T14294—93《通用阀门标志》GB 12220燃气工程《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-95城镇燃气管网抢修和维护技术规程》CJJ51-2001某市燃气管道工程设计、施工若干技术规定（某市建设局，2003年）某经济特区燃气管理条例某市燃气工程建设管理办法（2004年1月修订）某市建设局关于简化燃气工程竣工验收办法的通知（某市建设局，2004年）安全管理《施工现场安全生产保证体系》（DBJ08-903-2003）《建设工程施工现场供用电安全规范》 GB50194《铁路隧道施工技术安全规则》 TBJ404-87《铁路给水排水施工技术安全规则》TBJ409-87《铁路临时工程附属辅助生产工程施工技术安全规则》 TBJ411-87《排水管道维护安全技术规程》档案管理《建设工程项目管理规范》（GB/T50326-2001）《建设工程文件归档整理规范》（GB/T50328-2001）《某市城市建设档案管理规定》白蚁防治广东省及某市政府主管部门发布的有关白蚁防治的现行规范、规程、标准、法规。

矿山法地铁隧道大拱脚设计探讨与二次衬砌计算方法的比较摘要：本文阐述了地铁矿山法隧道出现的病害和提出了硬岩地段边墙和底板开挖轮廓线的设计调整新思路，同时以实际工程为例，针对单洞单线矿山法隧道二次衬砌计算方法和计算结果进行了对比和分析。

关键词：矿山法隧道、边墙及底板、二衬计算方法、大拱脚设计、刚度折减、基床系数。

引言1、近几年来，随着城市轨道交通建设的不断提速，在建设过程中，也出现不少病害，如底板隆起、漏水、结构侵限等一系列问题，需亟待解决。

目前矿山法地铁隧道采用钻爆法和人工开挖，软土地层初支开挖轮廓线控制较好，基本能够按设计开挖线进行，但是硬岩（ⅱ~ⅳ级）地层，采用钻爆法开挖时，开挖线控制难度较大，尤为突出的是仰拱两侧的弧形边墙爆破开挖，结构底板经常是设计成弧形的，但现场实际施作成为水平的，再加之城市地铁隧道要求采取全包防水，平面性状的底板根本无法抵抗过大的水头压力，从而导致底板隆起而破坏。

以上问题已在国内多个城市出现，不完全是施工质量问题，也需要从设计角度寻求解决方法，值得我们进行深入探讨和研究。

2、目前，矿山法隧道二衬计算方法主要有以下三种：第一种是建立初期支护、二次衬砌共同受力结构体系模型,水压作用在二次衬砌上,土压、地面超载、人防荷载、地震力均作用在初期支护上；考虑到初期支护结构材料性能退化和向二次衬砌的转移，计算时需要对初支刚度进行折减，一般按50%折减考虑，初支与二衬之间近似的采用二力杆（仅压弹簧）模拟，设定弹簧系数，并允许其存在微小变形。

第二种是将初支和二衬假定为一体，考虑浅埋地铁隧道初支变形尚未完全收敛，二衬紧跟施作，只建立单独衬砌结构体系模型，所有外部荷载均作用在单独的结构上，经计算得到总轴力和总弯矩，再按照刚度分配原则，自动分配二衬的弯矩和轴力；另外，也可参照以往铁路隧道的经验类比方法，假定二衬分担70%的总弯矩和总轴力。

第三种是外部荷载全靠初期支护承载,二次衬砌只是安全储备或者装饰，二次衬砌构不配筋或造配筋，本方法主要考虑围岩在初期支护作用下自稳后再施作二次衬砌,这种方法只适合于围岩较好的情况，但对于浅埋地铁隧道，特别是超浅埋隧道，在工期紧、地质差的情况下是很难达到这种状态的，往往需提前施作二次衬砌。

矿山法隧道初支计算
矿山法隧道初支计算是隧道工程中的重要环节，涉及到隧道稳定性和安全性的评估。

初支计算主要包括对隧道周边岩体的稳定性分析、初支结构的设计以及初支材料的选择等。

下面将详细介绍矿山法隧道初支计算的步骤和方法。

首先，进行隧道周边岩体的稳定性分析。

这需要对隧道周边的地质条件进行详细勘察，包括岩体的岩性、结构、节理、裂隙等。

通过稳定性分析，可以评估岩体在隧道开挖过程中的稳定性，从而确定初支结构的类型和参数。

其次，进行初支结构的设计。

初支结构的设计应根据岩体的稳定性分析结果、隧道跨度、埋深等因素综合考虑。

初支结构的设计主要包括确定初支的型式、尺寸、材料等。

常见的初支结构型式有喷射混凝土、锚杆、钢拱架等。

设计时应根据具体情况选择合适的初支结构型式，并进行详细的力学计算和验算。

最后，进行初支材料的选择。

初支材料的选择应根据初支结构的设计要求、工程环境、施工条件等因素综合考虑。

常见的初支材料有水泥、砂子、石子、钢筋等。

选择时应根据材料的性能、成本、施工方便性等因素进行综合考虑，确保初支结构的质量和安全性。

综上所述，矿山法隧道初支计算是隧道工程中的重要环节，需要进行详细的岩体稳定性分析、初支结构设计和初支材料选择。

通过科学的计算和合理的设计，可以确保隧道工程的稳定性和安全性，为后续的隧道施工提供可靠的保障。

北京地铁矿山法区间隧道 结构设计指南二○○六年十月前言根据北京城市轨道交通矿山法修建区间隧道的地层、地面环境和埋深等实际条件，以及多年的设计施工经验，针对矿山法区间隧道设计检算中有关地层压力、计算模型、计算参数等不统一或不明确状况，在《地铁设计规范》（GB50157-2003）基础上，吸纳“北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法”研究成果，编制了《北京地铁矿山法区间隧道设计指南》，供北京轨道交通设计人员参考。

本指南主要起草人：罗富荣、朱永全、陈曦、张成满、王占生、宋玉香、贾晓云、李宏建等。

编者 2006年10月目录1 总则 (1)2设计技术指标 (2)3 隧道结构 (4)4 设计荷载 (7)5 初期支护设计计算 (16)6 二次衬砌设计计算 (21)附录标准断面设计参考图 (25)条文说明 (30)1 总则1.0.1 地下铁道区间主要构件设计使用年限为100年。

根据承载能力和正常使用要求，采取有效措施，保证结构强度、刚度，满足结构耐久性要求。

1.0.2 根据工程地质和水文地质条件及城市规划要求，结合周围地面建筑物、地下构筑物、管线和公交状况，通过对技术、经济、环保及使用功能的综合比较，合理选择结构形式。

1.0.3结构设计应满足施工、运营、城市规划、环境保护、防水、防火、防迷流、防腐蚀和人民防空的要求。

1.0.4 结构的净空尺寸除应满足建筑限界要求外，尚应考虑施工误差、测量误差、结构变形和沉陷等因素。

1.0.5 断面形状和衬砌形式应根据工程地质及水文地质、埋深、施工方法等条件，从地层稳定、结构受力合理和环境保护等方面综合确定。

结构断面轴线力求圆顺，避免出现突变或棱角形式。

1.0.6矿山法区间隧道结构按结构“破损阶段”法，以材料极限强度进行设计。

1.0.7 施工引起的地层沉降应控制在环境条件允许的范围内。

根据周围环境、地面建筑物和地下管线对施工变形的敏感程度，采取稳妥可靠的预测预报措施。

1.0.8 隧道建设应尽量考虑减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，并考虑市政规划建设引起周围环境的改变对地铁结构的影响。

简述地铁区间矿山法、盾构法、沉管法施工方法。

地铁作为城市公共交通体系的重要组成部分，其建设方法也逐渐多样化。

根据地质条件不同，施工部位不同，地铁建设可以采用多种施工方法，其中比较常见的是区间矿山法、盾构法和沉管法。

本文将对这三种常见地铁建设方法进行简述。

一、区间矿山法区间矿山法又称“明挖法”，是地铁建设中最传统的施工方法之一。

区间矿山法适用于地表和地下深度较浅的区域，主要用于开挖地下隧道或挖掘站台、通风井等。

其主要的施工步骤包括：1. 搭建进口和出口施工井：该施工方法需要在地面上挖出一条沟槽，搭建进口和出口施工井。

施工井是将所挖地下空间和地面进行连接的渠道。

根据需要，施工井可以同时承担材料提供、通风、沙石回收等多种功能。

2. 开始挖掘：施工井是区间矿山法开挖工作的起点，施工人员将从施工井向下进行挖掘工作，然后借助升降设备或斜井，将挖掘出的材料或破碎岩石运出施工井外。

3. 安装支护体系：地下土层或岩石如果无法承受自己的重量，需要安装支撑来稳定隧道结构。

支撑体系通常由钢筋网、锚杆、型钢框架和混凝土组成，能有效防止隧道结构变形。

4. 浇筑底板和墙板：在支撑体系安全可靠的情况下，施工人员可以进行底板和墙板的浇筑工作。

浇筑后的混凝土需要充分硬化，确保结构稳定。

5. 进行隧道封顶：当整个隧道挖掘工作完成后，需要进行封顶处理，以确保地上和地下的连通通道不会露出过多。

同时也是确保地铁建设安全的一种方法。

二、盾构法盾构法是在地下进行开挖工作的另一种常见的地铁施工方法。

这一方法适用于地质条件较复杂的区域，可以有效地控制地下水位，防止坍塌和地下空气不流通等问题。

其主要的施工步骤包括：1. 布置现场：施工前需要布置相关设备和材料。

首先需要布置“盾构机”和配套设备，同时在地面上开辟出设备进出口并铺设输送带和运送材料的设备等。

2. 停车坑打孔安设盾构机：在地下挖掘机制空间的前提下，将盾构机放入“停车坑”中，并进行相应的调试工作。