梧桐路出入场线区间设计说明

目 录221概述21.1设计依据21.2 工程概况与设计范围21.3主要设计原则及标准22 工程地质与水文地质42.1地形、地貌42.2地层岩性42.3地质构造及地震烈度52.4水文地质条件52.5地震烈度72.6岩土物理力学指标82.6工程地质条件评价及注意事项103 区间隧道施工方案比选103.1隧道平纵断面103.2 区间隧道施工方法103.3 工法比选114 明挖法隧道114.1 基坑围护结构设计114.2 主体结构设计134.3 明挖隧道防水165 与既有建筑的干扰及解决方案、施工方法166 区间附属结构设计166.1 雨水泵房设计167 区间隧道防水及防蚀167.1明挖法区间隧道防水168 工程材料及结构耐久性设计188.1工程材料188.2 耐久性设计要求188.3 防蚀与防迷流189 监控量测1810 工程筹划1910.1工程进度计划1910.2施工组织措施1911 风险工程及处理措施1911.1本区间风险工程1911.2 工程风险性分析及应对措施2112 存在问题及建议21附件211、 工程数量表211概述1.1设计依据1.1.1设计依据的规范与标准1）地铁设计规范（GB50157-2013）2）建筑结构荷载规范（GB5009-2012）3）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）(2015版)4）混凝土结构耐久性设计规范（GB/T 50476-2008）5）地下工程防水技术规范（GB50108-2008）6）钢结构设计规范（GB50017-2003）7）城市轨道交通结构抗震设计规范（GB50909-2014）8）轨道交通工程人民防空设计规范（RFJ02-2009）9）城市轨道交通技术规范（GB50490-2009）10）城市轨道交通工程项目建设标准（建标104-2008）；11）城市轨道交通地下工程建设风险管理规范（GB50652-2011）12）城市轨道交通工程设计文件编制深度规定（建质2013160号）13）城市轨道交通工程监测技术规范（GB50911-2013）14）铁路隧道设计规范（TB10003-2016）15）铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010）16）建筑抗震设计规范（GB50011-2010）(2016版)17）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）18）铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）（2009年版）19）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）20）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）21）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）22）锚杆喷射混凝土支护规范（GB50086-2001）23）建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）24）工程结构可靠性设计统一标准（GB 50153-2008）25）以上未提及的其他现行国家、湖南省及长沙市相关规范、规程。1.1.2有关会议纪要与公文、有关专题报告及其审查或批复意见1）长沙市轨道交通6号线一期工程初步设计文件组成与内容；2）长沙市轨道交通6号线一期工程初步设计文件编制统一规定；3）长沙市轨道交通6号线一期工程工可文件；4）长沙市轨道交通6号线一期工程总体设计文件；5）长沙市轨道交通6号线工程梧桐路停车场及出入场线初步勘察阶段岩土工程勘察报告（2017.5）；6）长沙6号线初设（2017.4）线路资料及车站建筑等资料；7）相关会议审查意见、相关工作联系单等；8）长沙市轨道交通6号线总体组下发相关文件及技术要求；9）业主提供的地形图、管线图等。1.2 工程概况与设计范围梧桐路停车场出入场线区间出紫荆路站后沿泉水路敷设，埋深逐渐减少出地面后接入高架段，区间隧道本次设计范围为明挖段，区间全长554.645m，分为暗埋段和敞口段，敞口段长122.485m，暗埋段长432.16m，区间最大坡度为30。本次设计范围为梧桐路出入场线隧道等土建工程，详见下表： 区间设计范围 表1.1-1线别区间隧道起讫里程 （m）长短链（m）隧道长度（m）联络通道（座）雨水泵房（座）出入场线RCK0+094.840RCK 0+649.485无554.645-11.3主要设计原则及标准 1) 地下区间隧道结构设计，应根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件及城市总体规划要求，结合周围地面既有建筑物、管线及道路交通状况，通过技术、经济、环境和使用效果等综合评价，合理选择施工方法和结构型式。2) 区间结构设计应满足施工、运营、城市规划、防排水、人防（抗力等级按6级设计）等要求；结构使用寿命为100年，结构设计应保证具有足够的强度和耐久性。3) 区间结构设计应符合强度、刚度、稳定性、抗浮和裂缝开展宽度的要求，并满足施工工艺的要求。4) 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。5) 结构的净空尺寸应满足建筑限界的要求，并考虑适当的富裕量，以满足测量误差、施工误差、结构变形和沉降的要求。6) 结构计算模式的确定，除符合结构的实际工作条件外，应能反映结构与周围地层的相互作用。7) 结构防水应满足国家现行的地下工程防水技术规范的有关规定。并充分考虑长沙地表潜水丰富和潮湿多雨气候条件对施工操作的影响，结构设计中应遵照防水优先于结构的原则。8) 采用信息化设计，根据现场地质条件，施工量测反馈信息，及时调整相关设计参数，确保工程安全。9)根据水质分析结果场地内地表水及地下水对砼结构及砼结构中的钢筋均具微腐蚀性。10）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以及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，最大计算裂缝宽度允许值按荷载效应标准组合并考虑长期荷载作用影响，按表1.3-1中的数值进行控制；对处于侵蚀环境的不利条件下的结构，其最大裂缝宽度允许值应根据具体情况从严控制。 最大计算裂缝宽度允许值 表1.3-1 结构类型允许值(mm)钢筋砼管片0.2其他结构洞内结构0.3结构迎水面0.2注：当设计采用的最大裂缝宽度计算式中的保护层的实际厚度超过30mm时，可将保护层厚度的计算值取为30mm。11) 地下结构应进行横断面方向的受力计算，对下列情况时，尚应对其纵向强度和变形进行分析：(1) 覆土荷载沿其纵向有较大变化时；(2) 结构直接承受建、构筑物等较大局部荷载时；(3) 地基或基础有显著差异时(4) 地基沿纵向产生不均匀沉降时；(5) 当变形缝的间距较大时，应考虑温度变化和混凝土收缩对结构纵向的影响。12）区间隧道在结构地基、基础或荷载发生显著变化的部位，或因抗震要求必须设置变形缝时，应采取可靠的工程技术措施，确保结构不产生影响正常行车的差异沉降和轨道曲率变化。13）隧道施工引起的地面沉降和隆起均应控制在环境条件允许的范围以内。应根据周围环境、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。采用暗挖法施工时，一般地段地面沉降量宜控制在30mm以内，隆起量控制在10mm以内；当穿越建筑物、重要地下管线时，上述数值应按实际情况从严确定，对于空旷地区考虑适当放宽。14）相邻两隧道之间的净距，应根据工程地质及水文地质条件、线路条件、隧道断面尺寸、埋置深度、施工方法等因素确定，当净距不能满足有关规范的规定时，应在设计和施工中采取适当的措施。15）当隧道从建筑物（桥桩）基础中或附近穿越时，应采用可靠的技术方案和确保建筑物正常使用不影响的施工方法。对建筑物允许产生的沉降量和次应力，应依据不同建筑物类型、基础情况按有关规程、规范及要求予以验算。16）当隧道位于有侵蚀性地段时，应采取抗侵蚀性措施，混凝土抗侵蚀性满足相关规范的要求。17）结构防水设计应根据工程地质、水文地质、地震烈度、环境条件、结构形式、施工工艺及材料来源等因素进行，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。以结构自防水为主，附加柔性防水层。区间隧道防水等级为二级，即结构不得有漏水、表面允许有少量、偶见湿渍。18）土建工程设计必须与各机电设备系统设计密切配合，做到土建设计与机电设备系统设计相协调，防止互相矛盾。19）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。钢结构及钢筋连接应进行防锈处理。1.4上阶段审查意见及执行情况 无2 工程地质与水文地质2.1地形、地貌长沙市位于长（沙）平（江）盆地西南部，燕山运动造就了地貌骨架之雏型。在第四系以来的新构造运动作用下，湘江水流的冲、洪积作用，塑造了河床、阶地及其两侧不同成因类型的阶地及丘陵地貌。市区处于湘江和浏阳河交汇的台地，周围为地势较高的山丘。河西为丘陵地貌，河东主要为河流阶地，地势呈现西南高、东北低的缓倾斜特点。2.2地层岩性本场地发育的地层自上至下各岩土分层及其特征如下：2.2.1第四系全新统人工填土层（Q4ml）场地内人工填土层主要为沥青路面、素填土。（1） 沥青路面：主要由道路路面及其基层组成，本层直接出露于地表，本层在水平方向上分布较广泛，在38个勘察钻孔中有揭露。层顶标高为40.1553.70m，层底标高为39.3552.90m，厚度为0.401.20m，平均厚度0.74m。（2） 素填土：褐红色，稍湿，稍密中密状，以粘性土为主，为压实填土，局部含砾石及强风化板岩碎块，硬物质含量约15%，大部分填土的填筑时间大于5年。本层在水平方向上分布广泛，在65个勘察钻孔中有揭露。层顶标高为38.7456.96m，层底标高为30.7752.41m，厚度为0.6012.20m，平均厚度4.30m，实测标贯击数N=940击/30cm，平均14.80击/30cm。2.2.2第四系上更新统冲积层（Q3al）（1）淤泥质粉质粘土：灰黑色，软塑，具有腥臭味，含大量腐殖物，力学性能较差。在4个勘察钻孔中有揭露。层顶标高为33.4439.06m，层底标高为30.6437.16mm，厚度为1.202.80m。（2）粉质粘土：灰黑色，软塑，具有腥臭味，含大量腐殖物，力学性能较差。在4个勘察钻孔中有揭露。层顶标高为33.4439.06m，层底标高为30.6437.16mm，厚度为1.202.80m。2.2.3第四系残积层(Qel)（1）粉质粘土：黄褐色，硬塑，局部可塑，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。本层零星分布，在21个勘察钻孔中有揭露。层顶标高为38.0061.45m，层底标高为33.1657.85m，厚度为0.706.50m，平均厚度3.56m，实测标贯击数N=737击，平均18.50击。2.2.4元古界板溪群地层(Pt)（1）全风化板岩：褐黄色、部分呈浅红色，成岩矿物基本风化完全，岩石组织结构大部分破坏，可见变余结构，岩芯多呈土状及土柱状，稍湿、硬塑，手掰易碎，遇水易软化。该层分布广泛，在73个钻孔中揭露，层厚1.0017.00m，平均4.49m，层顶标高为32.9066.28m，层底标高24.7662.18m，实测标贯击数N=1350击，平均34.8击。（2）强风化板岩：褐黄色、褐红色，变余泥质结构，板状构造，主要矿物成分为粘土矿物和石英，节理裂隙发育，在裂隙面上可见碳锰质和铁锰质氧化物，岩芯多呈块状，部分呈短柱状，岩块用手可折断，冲击钻进困难，回转钻进容易，属极软岩，根据波速测试报告，计算体波速与块波速之比的平方，岩体完整性指数Kv为0.130.21，采用值为0.18，岩体破碎，岩体基本质量等级为类。该层该层分布广泛，在84个钻孔中揭露，层厚0.6035.50m，平均厚度15.95m，层顶标高为21.6462.18m，层底标高10.8042.56m。（3）中风化板岩：青灰色，变余泥质结构，板状构造，主要矿物成分为粘土矿物，节理裂隙较发育，岩芯多呈短柱状，局部呈块状和碎块状，岩块用手难折断，属软岩，根据波速测试报告，计算体波速与块波速之比的平方，岩体完整性指数Kv为0.390.66，采用值为0.66，岩体较完整，岩体基本质量等级为类。该层在23个钻孔中揭露，层厚1.3013.80m，平均厚度7.10m，层顶标高为10.8042.56m，层底标高7.9036.81m。（4）微风化板岩：青灰色，变余泥质结构，板状构造，主要矿物成分为粘土矿物，岩芯呈柱状、短柱状，部分呈块状，岩块用手难折断，属较软岩，根据波速测试报告，计算体波速与块波速之比的平方，岩体完整性指数Kv为0.71，岩体较完整，岩体基本质量等级为类。该层在9个钻孔中揭露，未揭穿，层顶标高为20.5432.56m。2.3地质构造及地震烈度据长沙地区区域地质资料，长沙市位于华南断块区，属长江中下游断块凹陷西南部的幕阜山隆起区。构造体系上，长沙市位于平（江）衡（阳）新华夏凹陷带的长潭凹陷区，平江穹褶断裂和潭宁凹褶断裂两个次级构造单元的接触处，湘江由接合部位流过。以湘江为界，西岸属褶皱丘陵，东侧为内陆湖相沉积的白垩地层。场地内构造形迹不甚发育，岩层层面稳定、产状平缓，岩体整体性总体较好，未发现明显的新构造运动痕迹。长沙市第四纪以前构造主要为褶皱和断裂。自元古代以来，本区经历了武陵运动、雪峰运动、加里东运动、印支运动、燕山及喜山运动等多次构造运动，形成了北西向、东西向、北东向、北北东向、南北向五个方向的断褶构造，构成了本区基本构造骨架。区内断裂构造以北东向极为发育，其次为北西向和东西向，再次为北北东向和南北向。根据长沙地区区域地质资料，本标段褶皱不发育，断层较发育，岩层层面较稳定、产状较平缓，线路沿线未见有影响场地稳定性的构造（如活动断层）。2.3.1褶皱(1) 石冲向斜分布于乌山洼隆，为雪峰期构造痕迹，轴向东西，轴长约2.5km，由冷家溪群板岩组成，两翼倾角4060，保存完整，向斜轴在枫林路站与长川路站之间穿过，但场区内地层已趋平缓。(2) 岳麓山向斜位于湘江西岸岳麓山，分布在岳麓洼凹构造区内，呈半椭圆形，轴向NE35，延伸长约3.5km，核部为石炭、三迭及侏罗系地层，翼部为泥盆系地层，向斜南东翼被区域主干断层（F85）破坏（现仅保留北西翼），北西翼岩层倾角1520，为一残缺不全的宽展型褶皱，位于本标段东南侧。2.3.2断裂(1) 观音堂-良玉湾断层（F16）为一压扭性逆断裂，由南西进入图区，经龙洞向斜轴部至良玉湾、雷锋乡、越过谷山南侧直抵三汊矶代家河后行迹消失，全长27km。断面地表呈平直-波状弯曲，走向北东，南西侧倾向北西，倾角5075，北东侧倾向南东，倾角60。多处见挤压直立带和挤压破碎带，宽度330米之间，挤压破碎带内构造角砾岩、透镜体、糜棱岩化普遍，片理发育。沿线能见到大量的磨光镜面、擦痕与阶步。切割了武陵期-加里东期断裂，至少有两次以上的活动。该断层在枫林路站和长川路站之间穿过路线(2) 施家巷-天顶关断裂（F17）：为逆断层；该断层从西南进入图区，经谢家桥抵廖家湾一带，全长25km，航卫片上十分醒目。断层呈刀砍状斜切前寒武地层及泥盆石炭地层（深部）和早期形成的褶皱。断裂走向北东，南西段倾向南东，倾角53，东北段倾向北西，倾角5060。断层沿线有数米至数十米的挤压破碎带，次小褶皱多见，岩层产状变化大。该断层与其他同向断裂组成一系列的逆掩断裂带。线路YCK11+600-YCK13+100段与该断裂走向基本重合，紫荆路站岩层构造痕迹明显，构造角砾岩、碎裂岩发育，厚度10.035.0m，局部见糜棱岩化；在YCK13+900-YCK14+100段斜穿线路，未见明显的构造岩，但岩层结构破碎，石英脉穿插。（3）曹家湾至竹山屋断裂（F18）：与F17平行，位于其东南侧，为逆断层，从西南侧进入图区，经竹山屋至曹家湾过咸嘉湖到银盆岭一带，全长25km左右。走向北东，倾向北西，倾角60以上，地表断层线平直，在曹家湾以东大部分地区被橘子洲组覆盖。沿线地层产状变化大，见数米的挤压破碎带，平行紫荆路-金菊路站区间，距离约350m。2.4水文地质条件（1）地表水地表水主要为湘江水系，本次勘察范围区主要地表水为青皮坝河、石坝河、老屋坝河、梅溪河及七零一渠(肖河)。梅溪河是湘江的一级支流，青皮坝河、石坝河、老屋坝河和七零一渠(肖河)是梅溪河的支流。 梅溪河又名龙王港，发源于望城县南角岭，由西向东经五丰、雷锋、黄金、天顶、望月至溁银桥汇入湘江。全长28.9km，流域面积173km2，河流坡降1.32。流域中上游植被较好，拥有丰富的自然景观，如岳麓山景区、天马景区、桃花岭景区和石佳岭景区。本标段沿线梅溪河地表水系发育，青皮坝河、石坝河、老屋坝河均为梅溪河支流。梅溪河自西向东流过，在YCK13+800-900间跨越本线路，本段河宽约45m，未设水文站，水文资料匮乏，据访问调查，1998年历史最高洪水位37.10m（黄海高程），为其百年一遇的最高水位，其水文涨落主要受降雨控制并受湘江河水顶托影响，枯水期最低水位在29.50m（黄海高程）。七零一渠又名肖河，由于城市发展规划，经过多次治理改道，其地貌发生较大变化，现为梅溪湖片区的重要风光带之一和长沙市区的内陆河，七零一渠发源于鱼支塘水库，经黄花桥，于梅溪湖附近入梅溪河，全长约9.5km，踏勘时流量为16.0l/s，水深为0.5m，据访问，历史最高水位约47.85m，于红枫路站-长川路站之间沿渠道的左岸行进。（2）地下水(1) 第四系松散层孔隙水1)素填土上层滞水上层滞水沿线均有分布，主要赋存于素填土中，水量较小，季节变化大，不连续，接受大气降水及地表水补给，同时也接收人工及周边地下水系补给，其规模不大，一般赋存于填土厚度较大或地势低洼处，为局部含水层，一般水量较小，且无稳定的自由水面（勘察期间地下水位深度为5.19.4m），以蒸发或向下渗透到潜水中的方式排泄。其稳定水位与含水层的埋藏深度相关，并与其地形坡降基本一致。局部地段含水层与人工填土之间缺失稳定隔水层，故上层滞水下渗极易形成稳定的潜水面。渗透性差异大，局部可能隔水。该层地下水不具承压性。2) 第四系冲积层孔隙水本次勘察范围内第四系冲积层孔隙水不发育，主要赋存于梅溪河及七一渠河床中的第四系砂、砾层中，勘察期间地下水位深度为5.19.4m，其主要接受大气降雨补给及河流补给，极少部分接受上部上层滞水下渗补给。其富水性和透水性与土层颗粒组成有关，颗粒越粗，分选性越差，则富水性好，径流通畅 ，透水性强，反之则差。本次勘察揭露砂卵石层位分布不稳定，厚度变化较大，分布不均匀，颗粒组成不均匀，砂卵石层的富水性和透水性好，渗透系数属中等强透水层。(2) 基岩裂隙水基岩裂隙水分布于本次勘察范围沿线，基岩裂隙水不发育，基岩裂隙水主要赋存于元古界冷家溪(Pt)板岩、砂质板岩裂隙中，其赋存条件受基岩裂隙发育情况、裂隙连通情况，富水性和渗透性及涌水量变化较大，很不均匀，勘察时部分钻孔出现漏水现象。基岩裂隙水主要由大气降雨向下入渗，继续向下入渗进行补给，局部接受七零一渠水系与大气降雨直接补给。总体来说，本勘察区内基岩裂隙水的富水性与透水性较差，但其赋水条件与裂隙发育情况直接相关，在岩石破碎地段，岩层的富水性和透水性好，具强透水性，涌水量很大；在裂隙不发育，为完整或较完整岩石地段，岩层富水性和透水性差，为弱微透水。因此基岩裂隙水的赋存条件复杂，直接与裂隙发育情况密切相关。该层地下水不具承压性。（3）地下水水位勘察期间，场地大部分钻孔均遇见地下水，地下水主要为赋存于第四系土层中的孔隙潜水和基岩裂隙中的基岩裂隙水。勘察时测得钻孔中稳定水位埋深为5.19.4m，水位标高为28.9360.93m。勘察区内，地下水位变化主要受气候的控制，每年49月份为雨季，大气降水丰沛，是地下水的补给期，其水位会明显上升，而10月次年3月为地下水的消耗期，地下水位随之下降，年变化幅度2.004.00m。（4）地下水的补给、径流、排泄及动态特征本勘察区地处中亚热带湿润季风气候区，降雨量大于蒸发量，大气降雨是本区地下水的主要补给来源。一次降雨其水量一部分通过地表径流进入下水道或者汇集于地势低洼处，最后通过蒸发进行排泄，另一部分向地下入渗，形成地下水。在入渗的过程中，一部分水量滞留于填土、砂砾、卵石等中，最后通过蒸发、蒸腾或向湘江水系进行排泄，另一部分继续向下入渗对基岩裂隙水进行补给，最后通过蒸发、蒸腾、向湘江水系排泄，或者向其他含水层入渗。地下水位变化主要受气候及湘江水域的控制，每年49月份大气降水丰沛，是地下水的补给期，其水位会明显上升，而每年的10月次年3月为地下水的消耗期和排泄期，地下水位随之下降。根据长沙地区经验数据，常年变化幅度2.004.00m。本次勘察范围各地下车站与湘江距离远，正常水位情况下，各车站标高一般高于河水位，且板岩透水性差，地层之间水利联系弱。局部地段板岩裂隙发育，通过裂隙有一定水利联系，但因裂隙闭合-微张，透水能力较差，断层破碎带的导水性与断层性质、断层破碎带胶结程度有关（5）水、土的腐蚀性评价由于本次勘察周期较短，地下水样从各工点的长期水文观测孔中采取，分别为M6Z2-D050(长观)、M6Z2-D037(长观)、M6Z2-D027(长观)、M6Z2-D022(长观)、M6Z2-D015(长观)、M6Z2-D006(长观)孔内采取了6件地下水试样进行了室内水质分析试验，根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001,2009年版)附录G表G.0.1注3A，对车站的站场主体侧壁一边接触地面水或地下水，一边暴露在大气中，水可以通过渗透或毛细作用在暴露大气中的一边蒸发，场地环境类型为类；对封闭、实体的基础和桩基础等，环境类型为类，综合评价：环境类型按-类考虑。2.5地震烈度（1）地震动参数根据中国地震动参数区划图(GB183062015)和建筑抗震设计规范（GB500112010）拟建工程场地的抗震设防烈度为6度，设计地震动峰值加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。该工程项目为长沙市重点工程，根据建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）本工程为重点设防类，抗震设防标准应按提高一度（即7度）的要求加强其抗震措施。由于地铁为重要建设工程，因此建议按照本项目场地地震安全性评估报告中的相关建议进行地震设防等级进行设计。地震、地灾等方面详细情况详见相关报告。（2）地震安全性评价根据湖南省防震减灾工程研究中心相关成果，近场区内没有发生过破坏性的历史地震，不存在发震构造，未来一百年内发生6级以上地震的可能性较小。总结场地地形地貌、工程地质、水文地质条件以及岩土层力学性质等方面的资料，综合评价场地工程地震条件较好，适宜拟建工程项目的建设。（3）建筑场地类别建筑场地类别按国家标准城市轨道交通结构抗震设计规范（GB50909-2014）进行评价:（1）覆盖层厚度按城市轨道交通结构抗震设计规范（GB50909-2014）第4.2.5条确定，一般情况下应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧层各岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定。（2）等效剪切波速的确定：按要求对所有钻孔进行单孔的等效剪切波速计算。土层的等效剪切波速计算公式如下：式中 vse土层的等效剪切波速（m/s）； d0计算深度（m），取覆盖层厚度和20m二者的较小值； di第i层土层的厚度（m）； vsi第i层土层的剪切波速（m/s）； n 计算深度范围内土层的分层数。（4）建筑抗震地段类别根据国家标准城市轨道交通结构抗震设计规范（GB 50909-2014）表4.2.1，本场地属于建筑抗震一般地段。（5）地震液化及软土震陷根据本次勘察成果，本标段揭露的粉土层及砂土层地质年代均为第四纪上更新统（Q3），根据国家标准城市轨道交通结构抗震设计规范（GB50909-2014）中4.4.1条及4.4.4条有关规定，地质年代为第四系晚更新系（Q3）及其以前时，且本项目抗震设防标准按提高一度（即7度）的要求加强其抗震措施，可判为不液化。2.6岩土物理力学指标根据现场对土岩鉴定、原位测试和已有利用资料，结合相关的规程、规范，综合给出主要土岩设计参数建议值见下表。 岩土物理力学指标设计参数建议值表 表2-1地层代号岩土名称时代与成因天然密度天然含水量孔隙比天然快剪固结快剪压缩系数压缩模量变形模量土的侧压力系数基床系数渗透系数粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角垂直水平wcca12Es12E0KvKhKg/cm3%kPakPaMPa1MPaMPaMPa/mMPa/mm/d素填土Q4ml1.852.0520300.70.9820401316385018230.20.44107120.50.64.55.04.04.513淤泥质粉质粘土Q4l1.771.8630380.961.101018812122210160.50.73.04.56120.50.64.55.04.04.50.0030.005粉质粘土Q4al1.952.0520350.600.8030501020406015250.20.44710200.450.6204520450.0010.003残积粉质粘土Qel1.82.122300.650.8530501317406020250.20.44920250.450.50455045540.0030.005全风化板岩Pt1.82.120300.651.030551317456019230.20.341120350.200.30404535400.0020.005全风化板岩Pt1.82.120300.651.030551317456019230.20.341120350.200.30404535400.0020.005强风化板岩Pt2.02.7520_601003542_1301801402000.200.251701901351700.040.05强风化板岩Pt2.02.7520_601003542_1301801402000.200.251701901351700.040.05中风化板岩Pt2.02.74.07.0_2003004046_80012000.100.202402802402600.020.04中风化板岩Pt2.02.74.07.0_2003004046_80012000.100.202402802402600.020.042.6工程地质条件评价及注意事项（1）工程地质条件线路轨面埋深014.2m。地势平坦，地下管线较复杂，地面高程38.42-60.54m，工程周边环境风险等级为一级。该区间隧道结构底板主要地层有；结构顶板主要地层有、；结构线内地层主要地层为、，隧道区间围岩级别为级。本线路场地工程地质条件较简单，水文地质条件相对较简单。地下水类型主要为基岩裂隙水，不均匀赋存于基岩中，水量小。（2）对隧道区间设计方案的建议隧道底板基础存在两种或两种以上持力层，设计时应考虑到其承载力的差异性。、砂质板岩具有遇水易软化、崩解的特点。地铁隧道开挖施工时应采取有效措施，避免基岩裸露时间过长或长时间被水浸泡，防止基岩遇水软化和失水干裂。3 区间隧道施工方案比选3.1隧道平纵断面 梧桐路出入场线区间出紫荆路站后沿泉水路敷设，埋深逐渐减少出地面后接入高架段，区间隧道本次设计范围全长550.160m，分为暗埋段和敞口段，敞口段长118m，暗埋段长432.16m，区间最大坡度为35。3.2 区间隧道施工方法施工方法对结构形式的确定和地铁土建工程造价有决定性影响。施工方法的选取应结合结构所在地段的工程地质及水文地质条件、城市规划要求、周围既有建筑物、道路交通状况、场地条件、结构埋深、结构型式、工期和土建造价等多种因素综合比较后确定。目前国内城市地铁区间施工较为成熟的方法有明挖法和暗挖法，其中暗挖法包括盾构法、喷锚构筑法。1）明挖法明挖法特点是可以适应于各种不同的地质情况，减少线路埋深，降低运营成本，施工工艺简单，技术成熟。但明挖法只适用于覆盖层比较薄的情况，遇到建（构）筑物是只能避让或者拆迁，线型容易受到限制，且对周围环境影响很大，同时对于覆土较深的地层，工程投资造价比较高。因此目前国内的地铁建设明挖法区间一般适用于地面条件较空旷，地面建筑物比较少的地段。2）盾构法盾构施工法以其良好的防渗漏水性、施工安全快速、无噪音、无振动公害、对地面交通及沿线建筑物、地下管线和居民生活等影响极小等优点，在地下铁道的建设中已成为重要的可选施工方法，甚至在许多场合已成为首选方法。优点：近年来盾构机械设备和施工工艺的不断发展，适应大范围的工程地质和水文地质条件的能力大为提高，尤其是泥水式、土压平衡式以及复合式土压平衡式盾构的开发，使之在各种复合地层中开挖成为可能；盾构管片采用高精度工厂预制构件及复合防水封垫，单层钢筋混凝土管片组成的隧道衬砌可取得良好的防水效果，不需要修筑内衬结构；伴随着国内外盾构设备技术水平的提高、盾构设备在工程成本中所占比重的下降，盾构施工法的工程造价已接近喷锚构筑法暗挖施工的工程造价，在有些地层中甚至低于喷锚构筑法。缺点：盾构机在匀质地层中施工是非常顺利的，但遇到地层软硬不均，尤其是在软地层中夹有坚硬的岩层、岩体、球状风化体时，盾构机的掘进比较困难。由于城市地面交通繁忙，地面处理容易影响交通，需在盾构机内开舱处理，存在一定的风险；盾构机施工要求较大的施工始发场地；目前国内盾构机断面形式单一，基本上只能应用于区间标准断面，在地铁区间配线段较复杂，盾构难以应用。3）喷锚构筑法采用喷锚构筑法施工时，隧道一般采用带仰拱的多心圆断面，由初期支护、二次衬砌和夹层防水层构成的复合式衬砌。初期支护由喷射（或模喷）混凝土、锚杆及格栅钢架组成，二次衬砌为防水钢筋混凝土。优点：施工工艺简单、灵活，可根据施工监控量测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺，达到安全与经济的目的，针对性强；对软硬不均地层，可以采用不同的开挖方式进行处理，处理方便容易。缺点：施工质量与施工单位的管理机制及施工组织有很大关系，在施工中若处理不当，容易引起地面坍塌，从而造成对周边环境的影响和引发施工事故；施工中容易引起地下水流失，从而引起地面沉降或隆起，在重要管线和房屋周边需要充分论证和考虑隧道周边的环境和工程及水文地质条件，采用合理的工程措施和施工工艺之后，以上弱点才可以弱化和避免；地质条件较差地段不宜采用此法。3.3 工法比选施工方法对结构型式的确定和地铁土建工程造价有决定性影响。施工方法的选择，主要考虑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、道路宽度、交通状况）等多方面的因素。工法选择的好坏对工程的难易程度、工期、造价和运营效果等将产生直接的影响。本区间出入场线下穿泉水路，过泉水路后上跨梧桐路、樱花路规划道路及拱桥接入停车场，鉴于停车场场平标高较高，出入场线接入停车场段需采用高架接入停车场，若采用盾构法，线路需压低埋深，以保证盾构基本条件，出地面后区间需立刻大坡度抬升上跨拱桥及道路，线路纵坡较大无法满足要求。若采用盾构法，盾构区间较短，同时增加出地面的明挖段，减少了高架段，出入场线区间工法较多，整体费用增加。综合上述，本区间不宜采用盾构法。本次设计范围周边环境简单，隧道主要穿越素填土、粘土、全、强风化板岩，地质条件较差，区间埋深较浅，不宜采用矿山法。本区间隧道主要穿越素填土、粘土、全、强风化板岩，区间隧道埋深由深到浅。综合以上的分析，并结合工程的可实施性、工程造价、工期影响程度等多方面因素的比较，出入场线建议采用明挖法施工。4 明挖法隧道4.1 基坑围护结构设计1、围护结构方案选择围护结构方案的选择要满足安全、施工方便和经济等方面的要求，并结合施工方案的需要。本段区间隧道主要穿越素填土，粉质粘土，全、强风化板岩，本区间隧道埋深为015.5m。根据基坑功能，结合地质及周边环境，基坑深度大于5m段采用800钻孔灌注桩+内支撑围护，基坑深度小于5m段采用放坡开挖。钻孔桩围护段首道支撑采用混凝土撑，其他道支撑采用609，t=16的钢支撑。钻孔灌注桩基坑段基坑重要性等级为一级，支护结构最大水平位移40mm，地面最大沉降40mm；放坡段基坑重要性等级为二级，支护结构最大水平位移80mm，地面最大沉降80mm。2、 围护结构设计原则1）围护结构设计应根据基坑深度、结构类型、使用条件、荷载特性、施工工艺等条件进行。2）围护结构设计除满足受力条件外，还应满足基坑稳定性、地表变形、结构变形、内支撑稳定等要求。3、 围护结构主要尺寸拟定根据长沙地区明挖基坑施工经验，结合本区段的工程、水文地质条件以及基坑的深、宽度，本区间明挖基坑垂直围护段采用800钻孔桩作为基坑支护，设12道支撑，第一道撑为高800宽600钢筋混凝土支撑，其他道支撑采用609，t=16的钢支撑。放坡段1：1放坡，边坡设100mm网喷砼土钉。4、 围护结构计算1）计算模型本区段采用明挖顺作的施工方法，结构分析按施工阶段和使用阶段进行考虑。施工阶段按“先变形、后支撑”的原则，围护结构内力计算模拟施工开挖、支撑全过程分工况进行结构计算。围护结构计算采用理正7.01。计算简图见图4.1-1。图4.1-1 围护结构计算简图2）计算荷载围护结构的荷载主要有以下几种：（1）结构自重：钢筋砼自重按25kN/m3。（2）水土侧压力：施工阶段按朗金主动土压力进行计算，砂土水土分算，其余土层水土合算。（3）地面超载：按20kN/m3计；（4）静荷载分项系数：1.35；动荷载分项系数：1.4。3）计算结果及分析图4.1-2 围护结构计算结果结果计算显示，桩身最大水平位移30.14mm，最大弯矩为-783kN.m,最大剪力-390kN，基坑整体稳定性验算安全系数为3.648。围护结构内力分布合理、桩体变形满足要求，说明围护结构方案选定及基坑主要尺寸的拟定是合理的。5 基坑防水设计1）混凝土结构自防水（1）防水措施首先应加强结构自防水。隧道结构的钢筋混凝土必须满足防水抗渗要求，其抗渗等级不得小于P8。现浇混凝土结构的设计和施工，应采取有效的防渗、防裂措施，保证混凝土有良好的密实性和耐久性。（2）工程措施混凝土应掺入适量的粉煤灰和有补偿收缩功能的外加剂，减少水泥用量，减少水泥化热，控制水胶比和塌落度。采取有效措施降低混凝土入模温度措施；结构纵向的钢筋设置应细而密；施工时不得带水作业，严禁在浇灌混凝土内加水；严格按照规范施工，做好混凝土的浇注、捣固和养护；2）附加防水层明挖结构采用全外包防水。侧墙和底板采用柔性防水卷材，顶板采用防水涂料。3）接缝防水（1）施工缝明挖区间环向施工缝间距一般1215m，纵向施工缝间距根据施工组织考虑；施工缝应避开地下水和裂隙水较多的区段，并宜与变形缝相结合。水平施工缝不宜留在剪力与弯矩最大处或板与侧墙的交接处，应留在高出板面300mm的墙体，墙体有预留孔洞时，施工缝距孔洞边缘不应小于300mm。环向施工缝浇注混凝土前，应将其表面凿毛、清理干净，涂刷水泥净浆或混凝土界面处理剂并及时浇注混凝土。水平施工缝浇注混凝土前，应将其表面浮浆和杂物清除、先铺净浆，再铺2050mm厚的1：1水泥砂浆或涂刷混凝土介面剂，并及时浇注混凝土。施工缝采用钢板止水带处理。（2）变形缝明挖区间变形缝设置在区间与车站结构处，变形缝宽度为20mm。变形缝的设置应避开道岔范围。变形缝处除辅助外防水层，另设置三道各自成环的止水措施：i）变形缝中部设置带注浆管的钢边橡胶止水带，形成一道封闭的防水线。ii）变形缝处顶板外侧加设一道聚硫密封胶，分离式围护结构的侧墙外侧也加设一道聚硫密封胶，密贴式维护结构的侧墙加设一道背贴式止水带，底板下侧加设一道外贴式止水带。iii）变形缝处顶板及侧墙内侧设置不锈钢接水槽，将少量渗水有组织地引入区间排水沟并排入废水泵房，底板内侧嵌填聚硫密封胶。（3）穿墙管穿墙管可根据变形量大小，采用固定式防水法和套管式防水法，套管（或主管）均应设置止水环。（4）后浇带后浇带应设置在受力和变形较小的部位，设置直缝或台阶缝，后浇带采用防水混凝土，其缝间防水按施工缝处理。4.2 主体结构设计1 主体结构形式及尺寸拟定1）截面形式选定轨面埋深较大处采用明挖暗埋矩形结构，较浅处采用U型槽结构；风机安装在结构侧墙处，因此需要对结构宽度进行加宽；雨水泵房设置在靠近洞口的暗埋段。2）尺寸拟定原则（1）结构主要尺寸的拟定应根据承载力极限状态及正常使用极限状态的要求，满足施工阶段和使用阶段的强度、刚度、稳定性、裂缝开展宽度的要求。（2）结构构件的设计按承载力极限状态及正常使用极限状态分别进行荷载效应组合，并取各自最不利组合进行结构构件的设计。（3）结构内净空尺寸的拟定建筑限界为基础，考虑施工误差、测量误差、不均匀沉降和结构变形等因素，结构两侧计入50mm余量，顶部计入100mm余量。（4）曲线地段矩形隧道建筑限界以直线地段的建筑限界为基础，按地铁规范有关公式计算及总体院的统一要求加宽加高。（5）主体结构的安全等级为一级，构件的重要性系数取1.1。3）结构尺寸的拟定明挖区间结构采用矩形断面结构型式，结构尺寸详见表4.2-1表4.2-1 结构尺寸表（mm）断面类型顶板侧墙底板U型槽/800/700/600800/700/600单跨暗埋7007007002 主体结构计算1）计算模式内衬结构按照平面框架单元计算。主体结构计算简图如图4.2-1。图4.2-1 荷载模型q 顶板上的竖向地面超载（按20kN/m2）和水土压力；e1、e2 侧墙水土压力；q水 底板水压力；地基反力用弹簧模拟；2）计算荷载结构计算荷载类型和计算取值按表4.2-2采用。结构设计时根据结构类型，按结构整体和单个构件可能出现的最不利组合，荷载组合按表4.2-2采用，依相应的规范要求进行分析，并考虑施工过程中荷载变化情况分阶段计算。表 4.2-2 结 构 荷 载 表载荷类型荷 载 名 称荷载计算及取值永久荷载结构自重按构件实际重量计算。竖向地层压力竖向地层压力按全部覆土压力计算。隧道上部和破坏棱体范围内的设施及建筑物压力根据实际情况计算。侧向地层土压力主、被动土压力按朗金土压力公式计算。静水压力及浮力按最不利地下水位计算静水压力及浮力。混凝土收缩及徐变影响力混凝土收缩的影响按降低温度的方法计算，对整体浇筑的钢筋混凝土结构相当于降低温度15。对于装配式钢筋混凝土相当于降低温度510，混凝土徐变的影响按提高温度的方法计算。设备荷载设备荷载标准值不得小于8kPa，对于重要设备按实际设备重量考虑，对动力设备考虑动力系数。地基下沉影响力考虑地基不均匀下沉引起的结构受力。侧向地层抗力及地层反力按结构型式及其在荷载作用下的变形、结构与地层刚度、施工方法等情况及土层性质，根据所采用的结构计算简图和计算方法加以确定。可变荷载基本可变荷载地面车载按20kPa的均布荷载考虑。地面车载引起的侧向力按20kPa的均布荷载作用于地层上考虑。地铁车辆荷载按地铁车辆荷载所采用的车辆轴重、排列和制动力计算，并按通过重型设备车辆考虑。人群荷载按4kPa计算。其它可变荷载施工荷载施工机具、地面堆材料堆