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广州市轨道交通五号线【猎德站潭村站盾构区间】土建工程 投标文件2 工程概况2.1工程范围【猎德站潭村站盾构区间】由两条圆形盾构隧道及相关附属工程组成，里程范围为：YCK16+956.1YCK18+149，盾构施工自猎德站始发井右线向东始发，掘进至潭村站调头井调头，既而重新进行始发，向西掘进到猎德站，在盾构始发井吊出，始发井兼作吊出井。其概况如下表所示：表2.1-1 猎德站潭村站盾构区间路线概况表线路里程范围区段长度施工方法施工方向右线YCK16+956.1YCK18+1491192.9m盾构掘进小里程 大里程左线ZCK16+956.1ZCK18+149（短链0.181m）1192.719m盾构掘进大里程小里程盾构隧道双线总长为2385.619单线延米，左、右线线型基本一致。附属工程包括：2个联络通道及1个废水泵房（1#联络通道里程为YCK17+280，2#联络通道里程为YCK17+599，其中废水泵房结合2#联络通道设置）；洞门共有4个，其中始发井2个洞门、吊出井2个洞门。区间路线概况示意图见图2.1-1图2.1-1 猎德站潭村站盾构区间路线概况示意图2.2线路参数本区间从猎德车站出发后沿花城大道向东而行，沿途穿过猎德涌小桥、花城大道马场路口的地下通道（18#地道）后到达潭村车站。从潭村站调头重新始发，返回猎德站，在猎德站吊出。本区间有2个曲线段，JD34、JD35半径均为2000米，线间距13米。本区间从猎德车站出发后，为下穿猎德涌，线路以23的坡度向下前行，在YCK+599处设置废水泵房，然后上坡到达潭村站。线路最大坡度25.868，最小坡度为3.5。反向掘进时，坡度顺序相反。参见【图2.2-1 线路断面设计示意图】。2.3工程地质条件与评价2.3.1工程地质概况（1）地质构造本区间位于瘦狗岭断裂以南构造区内，位于三水断陷盆地东延部分。主体构造走向是东西向，其次是南北向。由中生界白垩系构成的东西向比较宽阔的褶皱和燕山期及喜马拉雅期形成的一系列北西向断层所组成，是继承性构造。（2）褶皱本标段接近于天河向斜的轴部，褶皱是直接影响本场地的构造，使本区岩层呈近东西走向，倾向近北，倾角较平缓，本区间出现的下伏基岩为白垩系上统大塱山（K2d2）泥质粉砂岩、含砾砂岩和砾岩等。（3）地层与岩性本标段穿越的地层按时代、成因和岩性总体上为二元地层，即上部为新生界冲-洪积和风化残积地层，下部为白垩系陆相沉积的以红色为主的泥质粉砂岩、含砾砂岩和砾岩等组成的基岩层。1）白垩系上统大塱山组花岗岩段（K2d2）：本区间主要岩性为泥质粉砂岩、夹砾岩和含砾粗砂岩，由于有钙质胶结且含量较高，使得泥质粉砂岩的强度相对较高；层面埋深为9.022.3m。2）第四系地层（Q）总厚度为9.022.3m。（4）岩土分层根据沿线岩土层的工程地质特征，土层自上而下为：1）人工填土层（Qml）灰黄、灰褐等色，组成物主要为人工堆填的碎石、砼块、砖块、砂土及粘性土，硬质物含量一般较高，结构松散或稍压实。由于沿主要干道花城大道，不仅填土厚度较大，而且地表基本有一层混凝土路面层。大多数厚度为2.54.5m，平均厚度3.65m。2）淤泥（Q4mc）深灰、灰黑色，以粘粒为主，局部含少量粉砂，含腐植物，饱和，呈流塑状态，为海陆交互相沉积成因，本层强度低，压缩性高。3）粉细砂层（Q4+3al+pl）灰白、灰黄色，主要有粉细砂和中粗砂，松散稍密状为主，局部密实状，含少量粘粒，局部含较多粘粒，花城大道沿线基本有分布。4）中粗砂层（Q4+3al+pl）灰白、灰黄等色，呈稍密状为主，少量呈松散或中密状，含少量粘粒，局部含较多粉细砂。5）冲-洪积粘性土层（Q3el）灰黄、灰白、黄红等色，以冲洪积作用而形成的粉质粘土为主，含较多粉细砂，呈可塑状态为主，少量呈硬塑或软塑状。压缩系数a1-2=0.2450.550Mpa-1，压缩模量Es1-2=2.9166.628Mpa。因此本层强度较低，压缩性中偏高。6）可塑状残积粉质粘土层（Qel）棕红、褐红色，由红色陆相沉积岩层（泥质粉砂岩、含砾粗砂岩等）风化残积作用而形成的粉质粘土组成，以粉粘粒为主，含较多粉细砂，湿，呈可塑状态；压缩系数a1-2=0.2840.590Mpa-1，压缩模量Es1-2=3.2226.186Mpa，变形模量Eo=20Mpa，因此本层强度中等，但本层具有受水软化强度降低的特点。7）硬塑坚硬状风化残积粉质粘土层（Qel）棕红、褐红色，由红色陆相沉积岩层（泥质粉砂岩、含砾粗砂岩等）风化残积作用而形成的粉质粘土组成，以粉粘粒为主，含较多粉细砂，局部含少量风化残留岩石碎屑，湿，呈硬塑坚硬状态；压缩系数a1-2=0.1520.240Mpa-1，压缩模量Es1-2=6.78010.252Mpa，变形模量Eo=20Mpa；因此本层强度较高，压缩性较低，但本层具有受水软化强度降低的特点。8）岩石全风化带（K）由棕红、红褐色泥质粉砂岩、含砾粗砂岩全风化等组成，岩石组织结构已基本破坏，局部夹强风化岩块，岩芯呈坚硬状，在可挖性方面属于土层。因此本层强度较高，压缩性较低，但本层具有受水易软化强度降低的特点。9）岩石强风化带（K）主要由棕红色的泥质粉砂岩、含砾粗砂岩强风化等组成，岩石组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化，岩石风化裂隙发育，岩芯多呈半岩半土状、碎块状，少量呈短柱状，本层的强度较高压缩性较低但具有受水软化强度降低的特点。10）岩石中等风化带（K）主要由棕红色泥质粉砂岩、砾岩组成，局部为含砾粗砂岩，粉粒或粗粒结构，泥、钙质胶结，中厚层状构造，岩石组织结构已大部分破坏，矿物成分发生变化，风化裂隙发育，岩芯多呈短柱状或柱状，少量呈长柱状。经对所取样品的单轴抗压强度分析，fr=2.37.6Mpa，本层的强度高，压缩性低，但本层具有受水软化强度降低的特点。11）岩石微风化带（K）主要由棕红色泥质粉砂岩，含砾粗砂岩、砾岩等组成，粉（粗）粒结构，钙质、泥质胶结，中厚层状构造，岩石组织结构基本未变，经对所取样品的单轴抗压强度分析，本层的强度高，但本层具有长期泡水软化强度降低的特点。（5）隧道围岩分类以成因类型划分，基岩全风化带具岩石的属性，但因风化强烈，岩石原始结构已基本破坏，强度和稳定性已发生质的变化；从工程地质和物理性质的角度来划分，全风化岩更接近土的特征，土工试验亦按土层提供，从可挖性分析虽然呈坚硬状态但仍挖动。本标段将全风化带底界，即强风化带顶界面，作为土层和岩层分界面。根据业主提供的地质报告，围岩分类如下：类围岩：包括杂填土和冲积-洪积淤泥层或砂层，即岩土分层1、2、3和4-2、层。呈松软状，潮湿，围岩极易坍塌变形，有水时，土、砂常与水一齐涌出，浅埋时易坍塌至地表。类围岩：风化残积形成的硬塑粉质粘土5-2层、岩石全风化带6和砾石强风化带7。围岩易变形，侧壁经常小坍塌，处理不当会出现大坍塌，浅埋时易出现地表下沉(陷)或坍塌至地表。类围岩：泥质粉砂岩强风化带7层。侧壁及拱部无支护时可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定。类围岩：红色陆相沉积的碎屑岩类岩石的中等风化带（岩土分层），拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌。类围岩：部分岩石微风化带(岩土分层9)，暴露时间长可能会出现局部小坍塌，侧壁稳定，层间结合差的平缓岩层顶板易塌落。2.3.2工程地质特征及统计分析本工程区间隧道洞身主要穿过、9层等土层，右线在猎德站端约44m 、1#联络通道以东约67m和潭村站端约227m范围内，隧道穿过和粘性土层；左线在猎德站端约60m范围内穿过淤泥质土层，过猎德涌、2#联络通道后及潭村站端约292m范围内，隧道穿过和粘性土层。隧道顶板埋深约1017m之间。本标段左右线隧道主要在类围岩、类围岩、类围岩中穿过。岩土强度相对较为均匀，工程地质条件属一般较好。拟建隧道与各岩土层之间的关系参见【图2.3-1左、右线隧道纵剖面填充图】。本标段地质情况起伏较大，隧道经过包括、在内的多种土层，各种土层所占比例见表2.3-12、图2.3-23。表 2.3-1 猎德站潭村站区间隧道右线顶底板地层分布表岩土分层顶板所占比例底板所占比例顶底板平均所占比例m(%)m(%)m(%)665.5300332.77262.522.0052.64.41157.613.216125.210.5040.23.3782.76.937436.136.56132.511.11284.323.83823119.36608.851.04419.935.20972.26.05358.830.07215.518.06合计1192.9100.001192.9100.001192.9100.00表 2.3-2 猎德站潭村站区间隧道左线顶底板地层分布表岩土分层顶板所占比例底板所占比例顶底板平均所占比例m(%)m(%)m(%)42.273.540021.11.77665.53121.01393.27258.721.69605.03159.413.366191.816.0747.13.94119.410.017524.744245.420.58385.232.298109.1499.16555.746.59332.427.88900272.51922.85136.411.42合计1192.719100.001192.719100.001192.719100.00为对相应的地层情况采用适合的掘进模式，统计了左、右线隧道所经岩土层分布情况如表2.3-34所示。表2.3-3 右线隧道岩、土层分段统计表分段里程范围分段长度（m）土层分布情况分段起点分段终点隧道顶板主要土层隧道底板主要土层YCK 16+956.1YCK 17+00043.9、YCK 17+000YCK 17+07676.0、YCK 17+076YCK 17+15478.0YCK 17+154YCK 17+284130.0、YCK 17+284YCK 17+35571.0、YCK 17+355YCK 17+611256.0、YCK 17+611YCK 17+723112.0、YCK 17+723YCK 17+921198.0、YCK 17+921YCK 18+149228.0、YCK 16+956.1YCK 18+14911929、其中，全断面粘性土层掘进的隧道长度为52.6m，占单机掘进长度的4.41%；全断面软岩层掘进的隧道长度为172.7m，占单机掘进长度的14.48%；全断面硬岩层掘进的隧道长度为72.2m，占单机掘进长度的6.05%，余下的895.4m隧道为上软下硬或上硬下软的复合地层，占单机掘进长度的75.06%。表2.3-4 左线隧道岩、土层分段统计表分段里程范围分段长度（m）土层分布情况分段起点分段终点隧道顶板主要土层隧道底板主要土层ZCK 16+956.1ZCK 17+02669.9、ZCK 17+026ZCK 17+135109.0、ZCK 17+135ZCK 17+14712.0ZCK 17+147ZCK 17+274127.0、ZCK 17+274ZCK 17+35480.0ZCK 17+354ZCK 17+605251.0、ZCK 17+605ZCK 17+6127.0、ZCK 17+612ZCK 17+848236.0、ZCK 17+848ZCK 18+149300.819、ZCK 16+956.1ZCK 18+1491192.719含短链0.181m、其中，隧道通过淤泥层的长度为42.27m，占单机掘进长度的3.54%；全断面粘性土层掘进的隧道长度为72m，占单机掘进长度的6.04%；全断面软岩层掘进的隧道长度为292.5m，占单机掘进长度的24.52%；全断面硬岩层掘进的隧道长度为109.25m，占单机掘进长度的9.16%，余下的676.7m隧道为上软下硬或上硬下软的复合地层，占单机掘进长度的56.74%。隧道施工时首先应注意隧道顶板以上地层强度低，风化残积土、全风化带和强风化带容易受水软化，施工时应尽量缩短施工时间。由于上覆盖土层距离透水砂层的厚度小，而砂层有水量大且具有一定的承压性，因此施工时应注意做好冒顶突涌的应急措施.由于岩性破碎，裂隙发育，地下水渗漏可能较多，施工时应根据地层情况做好涌水的应急措施。从隧道穿过的断面上下看，隧道顶底面岩层的强度差别较大；因此，盾构施工时应注意上述地层特征，及时采取平衡措施，避免盾构抬头事故的发生。2.3.3水文地质特征(1) 地下水的赋存与补给本标段的地下水类型主要也分三大种类型：上层滞水：主要在上部的杂填土层中。孔隙性潜水或微承压水：主要分布在第四系地层中的松散砂土层（3-1和3-2）中，砂层总厚度0.56.2m。第四系砂层是典型的强透水层，直接或间接的大气降水的补给，同时受附近猎德涌水或其他地表水的渗透补给，因此水位不仅与季节性降雨量有关，还受河涌潮汐动态水的影响。基岩裂隙水：主要分布在第四系地层之下的白垩系陆相沉积的破碎的基岩裂隙中，水量的大小受基岩的裂隙发育程度及裂隙的连通性制约，基岩裂隙水同时具有微承压水的性质。基岩裂隙水主要是上覆第四系地层的渗透补给和连通性裂隙的侧向补给。本标段沿线穿过的河涌主要为猎德涌，里程为YCK17+100至YCK17+130，涌宽约30m，猎德涌深约3.5m。由于猎德涌与珠江相连并距离珠江较近，因此其涌内的水量和水位除了与季节性降雨量有关外，还受珠江的潮汐作用影响明显。(2) 地表水和地下水的腐蚀性评价本标段地下水对地铁构筑物中的混凝土结构不具腐蚀性，长期浸水时对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，由于局部地段地下水含有较高腐蚀介质Cl-，其对钢结构有弱中等腐蚀性；局部地段地下水可能受化学物质污染。(3) 渗透性根据抽水钻孔和勘察钻孔所揭露的地层和抽水地层的富、透水性及其埋藏条件，在揭露深度内，可划分为如下含水层：1层杂填土：为上层滞水或孔隙性潜水含水层。3-1层粉细砂：为孔隙性潜水含水层。3-2层中粗砂：为孔隙性潜水含水层。7层强风化泥质粉砂岩、砾岩：为裂隙承压含水层。8层中风化泥质粉砂岩、砾岩：为裂隙承压含水层。9层微风化泥质粉砂岩、砾岩：为裂隙发育区承压含水层。其余各层如、5-1、5-2、6层为相对不含水层或不透水层，分别构成潜水含水层和承压含水层的底、顶板。各岩土层渗透系数和影响半径见表2.3-5所示。表2.3-5 各岩土层渗透系数和影响半径的选用参考表地层k(m/d)R(m)0.1305.06012.01200.1300.1300.1300.2300.8500.5500.1302.4 地面环境及建筑物（1）本区间建（构）筑物分布情况建（构）筑物名称概述与隧道关系猎德涌桥两跨连续空心板梁桥6根桩基侵入隧道马场路口人行地道“X”型地道18根桩基侵入隧道电力隧道明挖矩形结构隧道下穿（2）猎德涌桥桩基处理本区间在出猎德车站后下穿花城大道猎德涌南幅桥，该桥南北桥宽各20m，其为213.33m两跨连孔空心板梁桥，上部构造为装配式先张预应力钢筋混凝土空心板，下部中墩为排架式墩，轻型桥台，桥台下桩桩径1000mm；中桩桩径1200mm；桥梁桩基侵入隧道断面，具体见隧道与猎德涌桥相互关系图。由于本区间采用盾构法施工，考虑桥梁即使托换后也有大量桩基破除工作量，且该地段砂层发育，采用基坑法破除较为困难，故设计拟采用结合隧道施工一并改造受影响的半幅桥的方案。施工时先拆除原桥，在桩原址处设置施工竖井挖除既有桩基础。在隧道外侧施工灌注桩后，施工新建梁式桥，恢复路面。由于猎德涌为排洪涌，故在破桩及新建桥梁时应保证原过水面积。（3）花城大道马场路口人行地道处理区间隧道在到达潭村站前下穿花城大道马场路口人行地道，地道桩基与隧道的关系有两种，一为隧道与地道A出入口、C出入口及中间49E、50E等基础桩基临近施工，在施工时应注意既有建筑物保护，加强监测，并根据监测结果跟踪注浆，并补充二次注浆，加固隧道及桩基周边地层。同时隧道下穿地道时，E部分桩基有18根侵入隧道，该桩在盾构隧道通过前需完成加固、截桩等施工，以保护既有地道及保障盾构隧道顺利施工。对于侵入隧道部分桩基，主要考虑结构自身的承载能力。根据地道结构断面，在不考虑桩基的条件下，地道结构底面压力值为95.2KPa，根据工程地质勘察报告，基底地层承载力特征值为200 KPa。对可能存在的砂层地层承载力特征值为100 Kpa，故地基在不设置桩的条件下地基满足承载能力要求。根据地道结构断面，在不设置桩时最不利条件下结构抗浮要求，抗浮系数K=1.26，满足结构使用抗浮要求。故该桩没有抗浮要求。从对结构底桩基的作用分析看，其主要考虑地震液化后地基承载力的变化。故本次设计时按地基注浆加固，使地道基础达到承载力要求，并防止砂土液化后，凿除既有桩基础。由于地道基础下除、层外为、层，故对地道基础下、层注浆加固后，地道能满足使用要求。实际施工时，应对地道底、全部加固。凿除桩基利用地面竖井在到达隧道断面位置后凿桩，由于该地段地质条件较差，砂层发育，为保证施工安全，在竖井周边设置注浆孔，对周边地层注浆加固。2.5 地下管线建（构）筑物名称概述与隧道关系电力隧道明挖矩形结构隧道下穿电力隧道位于地面以下5.3m，其横断面尺寸为2.9m2.9m，大部分与盾构隧道基本平行，在YCK+400+700段与隧道立体交叉。因此隧道施工时应加强对其沉降观测，并根据观测结果及时注浆保护。2.6 工程设计概况2.6.1设计合作协议我单位经与铁道第四勘察设计院洽谈，达成本工程的设计合作意向。设计合作意向书附后。2.6.2设计组织与实施计划2.6.2.1设计组织结构及人员安排铁道第四勘察设计院为了按时、优质地完成所承担的广州地铁五号线工程设计任务，特成立“铁四院广州地铁五号线领导小组”、“铁四院广州地铁五号线专家组”和“铁四院广州地铁五号线设计项目部”。铁四院广州地铁五号线领导小组，由我院分管城市轨道交通的副院长任领导小组组长，负责调配和保证设计所需资源（人、财、物）。组 长：蒋再秋 副院长 高级工程师副组长：汤友富 院长助理 高级工程师 朱 丹 院副总工程师 高级工程师成 员：张华钧 经营计划处处长 高级工程师乐建迪 城建院院长 高级工程师 田要成 技术中心常务副主任 高级工程师 吴家献 电化处处长 高级工程师 洪怡平 工经处处长 高级工程师 胡丙齐 广州设计处处长 高级工程师铁四院广州地铁五号线专家组，由院副总工程师朱丹担任组长，成员由中国工程设计大师陈应先及其它有关专业专家组成，专家组为常设机构，以加强对本项目的技术领导。参见表2.6-1。表2.6-1 铁四院广州地铁五号线专家组名单序号姓 名专 业职 务技术职称担任本项目工 作1朱 丹隧道院副总高级工程师专家组组长2陈应先线站原院总国家设计大师专家组成员3顾湘生地质院副总教授级高工专家组成员4薛照钧桥梁院副总教授级高工专家组成员5周心培地下结构原城地处总工教授级高工专家组成员6吴 维隧道原城地处总工教授级高工专家组成员7陈 萍经、行原规划处总工高级工程师专家组成员8陈方荣给水设备处总工高级工程师专家组成员9徐 川工经工经处总工高级工程师专家组成员10盛 晖建筑总建筑师高级工程师专家组成员铁四院广州地铁五号线设计项目部，下设总体组和办公室，总体组包括总体负责人、各专业设计负责人，办公室配后勤管理人员，项目部办公地点设在铁四院广州设计处。参见图2.6-1。总体组由经验丰富、作风过硬、技术业务强的骨干组成，在全院有轨道交通设计经验的人员中遴选。分管院长铁四院广州地铁五号线工程设计项目部办公室调度本项目专家组院各职能部门院分管总工程师总体组后勤各专业负责人本项目领导小组图2.6-1 本项目组织机构图2.6.2.2施工图设计铁四院设计项目部人员组成序号姓 名职务职称本项目的职责办公室电话1徐向东高级工程师项目部经理613517272王金龙工程师总体负责人613580293罗章波工程师隧道专业设计负责人613580294郭全元高级工程师地质专业设计负责人613522565杨纲要高级工程师工经专业设计负责人613516856阙 伟工程师线路专业设计负责人613522567张惠兰工程师设计、复核613522568李鸣冲工程师设计、复核613522569陈建桦助理工程师设计、复核6135225610卓旭炀助理工程师设计、复核613522562.6.2.3设计进度计划（1）收集各种资料（包括补充勘察资料）。（2）通过投标设计评审及各种资料齐全、边界条件稳定后二个月内，出齐延线影响范围内建（构）筑物防范措施设计及盾构进出洞段地层加固，以满足先行开工点的要求；在第三、四个月出齐管片构造图、隧道平纵断面图、衬砌环布置图、车站及盾构进、出洞预埋件图以满足钢模制造及互提资料的需要；第五、六个月出齐防水图、联络通道处特殊管片图、联络通道及废水泵房结构图。因此，在投标设计文件通过评审的基础上，各种资料齐全后，六个月内可完成整个施工图设计工作。（3）进行施工配合工作，并进行相关的变更。设计进度与各专业接口的关系的稳定状况及业主、设计总体的总体部署安排密切相关，设计过程中将积极配合有关各方，充分做好沟通、协调、配合，圆满完成设计工作。2.6.2.4图纸目录清单预计施工图阶段图纸清单如下：序号图 名数量（张）备 注1隧道平纵断面图192钢筋砼衬砌制作说明13直线段衬砌环结构图64左转弯衬砌环结构图 65右转弯衬砌环结构图66出洞衬砌环结构图17进洞衬砌环结构图18管片接缝图29螺栓、垫圈、螺母图210管片标示图111盾构进、出洞处预埋件图212盾构出洞装置图113盾构进、出洞连接构造图2含与明挖结构的接口14联络通道结构图5包括废水泵房15联络通道处特殊衬砌图1016结构防水图 6包括盾构及接口17洞门段地层加固图4合计752.6.3设计概述2.6.3.1设计依据（1）业主提供的本段区间招标设计图和招标文件(卷)；（2）广州市轨道交通五号线工程猎德至潭村区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告；（3）业主的答疑、澄清资料。2.6.3.2设计采用的规范（1）地铁设计规范（GB50157-2003）（2）城市快速轨道交通工程项目建设标准（试行本）（3）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（4）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）（5）地下工程防水技术规范（GB50108-2001）（6）地下防水工程质量验收规范（GB50108-2001）（7）铁路隧道设计规范（TB10003-2001）（8）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（9）锚杆喷射混凝土支护规范（GB50086-2001）（10）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）（11）人民防空工程设计规范（GB50225-95）（12）广州地区建筑基坑支护技术规范（GBJ15-3-91）（13）建筑基坑支护工程技术规程（DBJ/T15-20-97）（14）地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB50307-1999）2.6.3.3技术标准（1）结构设计保证结构具有足够的耐久性，工程结构的安全等级按一级考虑，结构的使用期确保100年的使用寿命。（2）盾构圆形隧道限界为5100mm。（3） 联络通道净空尺寸不小于18002100mm（宽高），泵房集水池有效容积为按60m3。（4）结构按7度抗震设防。（5）结构按6级人防设计。（6）衬砌结构变形验算：直径变形1D（D为隧道外径），环缝张开2mm（变形缝处34mm），纵缝张开3mm。（7）混凝土管片允许出现裂缝，但裂缝宽度0.2mm；联络通道和洞门裂缝宽度0.3mm。（8）隧道结构防水标准：二级防水 防水设计要求：环缝、纵缝张开6mm时，在0.6Mpa外水压力下不漏水。（9）地下水位的变化考虑200年一遇的统计资料。（10）结构抗浮安全系数:考虑侧向摩擦时,其抗浮安全系数不得小于1.15,不考虑时不小于1.05。2.6.3.4主要设计原则（1）结构设计应满足施工、运营、城市规划、人防（抗力等级按6级设计）、防水、防火、防迷流的要求；其结构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，其最大裂缝允许值：明挖法、矿山法施工的结构为0.20.3mm，盾构法施工的隧道为0.150.20mm。结构进行抗浮验算时，其抗浮安全系数不得小于1.05。（6）隧道衬砌按施工阶段和正常使用阶段分别进行结构强度计算。必要时进行刚度和稳定性计算。（7）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。（8）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，采取可靠的工程技术措施，确保变形缝两侧的结构不产生影响正常行车的差异沉降和轨道的曲率变化。（9）当隧道位于有地下水侵蚀性地段时，应根据地下水腐蚀类型及腐蚀等级采取相应的抗侵蚀措施。（10）区间隧道所选择的盾构机，必须对地层有较好的适应性，以满足地层变化大，岩性软硬不均等复杂的地质条件。（11）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。（12）装配式构件的尺寸须考虑加工、运输以及施工的方便。接头设计满足受力、防水和耐久性的要求。（13）结构按度地震烈度进行抗震验算，并在结构设计时采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。（14）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。2.6.3.5设计范围本次投标设计范围为猎德站潭村站区间隧道，里程为：YCK16+956.1YCK18+149,右线隧道全长1192.9m，左线隧道全长1192.719m（短链0.181m），区间隧道设置2个联络通道及1个废水泵房。1#联络通道里程为YCK17+280,2#联络通道里程为YCK17+599,其中废水泵房结合2# 联络通道设置。2.6.3.6地质概况参见第2.3节工程地质条件与评价。2.6.4盾构法隧道结构设计盾构法隧道结构设计应综合考虑线路的曲线要素，施工期间和使用期间结构的安全性、可行性以及施工误差、测量误差、结构容许沉陷、结构受力及变形的需要，类比其它工程来确定。2.6.4.1管片设计参数隧道内径：5400mm；隧道外径：6000mm；管片型式：平板型；管片厚度：300mm；标准管片宽度：1500mm；转弯环楔形量：38mm；分块数：6块。2.6.4.2管片构造设计广州地铁以及上海地铁盾构区间隧道的成功经验表明：采用具有一定刚度的单层柔性衬砌其圆环的变形、接缝张开、混凝土裂缝开展以及防水能力等均能控制在预期的要求内，完全能满足地铁隧道的要求；且使用单层衬砌，施工工艺简单、工程实施周期短、投资省。鉴于以上理由，本次区间隧道投标设计确定采用单层装配式衬砌管片型式选择当前通行的钢筋混凝土平板型管片。（1）隧道内径的确定隧道内径的确定应综合考虑限界、施工误差、测量误差、线路拟合误差、不均匀沉降等因素。综合考虑各方面因素，参考上海、北京、南京、深圳地铁隧道内径，分析本区间隧道所处的地质水文情况、线路条件等，特别是考虑到广州地区的实际情况及广州地铁一号线、二号线的成功经验，并结合本标段盾构机的选择和配备的测量设备，隧道内径定为5400mm。（2）管片型式广州地铁一号线、二号线，上海地铁一号线、二号线盾构法区间隧道和国内外类似工程的成功经验表明：采用具有一定刚度的单层柔性衬砌，其圆环的变形、接缝张开、混凝土裂缝开展以及衬砌结构防水能力等均能控制在预期的要求范围内，完全能满足地铁隧道的设计要求，且使用单层衬砌，施工工艺简单、工程实施周期短、投资省。鉴于以上理由，本次投标设计确定采用单层装配式衬砌管片，管片型式选择当前常用的平板型钢筋混凝土管片。（3）管片的厚度及宽度广州地铁一号线、二号线的施工和一号线运行检验证明采用管片厚度为300mm是成功的。根据本标段的特点和工程实际情况，考虑结构100年使用寿命进行结构的强度和抗裂计算表明：300mm厚C50钢筋混凝土衬砌环能满足结构的受力要求且是合理的，圆环的变形、接缝张开及混凝土裂缝开展等均能得到很好的控制。因此钢筋混凝土衬砌的管片厚度采用300mm，采用C50混凝土管片。衬砌环环宽越大，即管片宽度越宽，衬砌环节缝越少，因而漏水环节、螺栓数量越少，施工速度越快，费用越省。但盾构机千斤顶的行程要大，施工难度亦有一定提高，在小半径曲线上，1.5m管片比1.2m、1.0m宽管片的设计拟合误差大，但本标段曲线半径均很大。广州地铁二号线有两个标段采用1.5m宽管片且创造了较高的成洞记录。根据选择的盾构机机械情况，综合考虑管片的制作、运输、拼装及曲线施工的需要，决定采用了1.5m的环宽。（4）管片分块衬砌环的分块主要由管片制作、防水、运输、拼装、结构受力性能等因素确定，目前国内地铁盾构区间隧道基本上采用六块方案，一块封顶块，两块邻接块，三块标准块。根据隧道的实践经验，考虑到施工方便以及结构受力的需要，目前封顶块一般趋向于采用小封顶块形式。封顶块的拼装型式有径向楔入、纵向插入等几种。径向插入者其半径方向的两边边线必须呈内八字形或者平行，受荷后有向下滑动的趋势，受力不利。采用纵向插入形式的封顶块受力情况较好，受荷后不易向内滑动，其缺点是在封顶块拼装时，需加长盾构千斤顶的行程。本工程采用小封顶块，施工时先径向搭接2/3，再纵向推入1/3，既确保受力良好，又不需盾构机千斤顶行程加得过长。本设计确定采用六块方案，一块封顶块（K块，15），两块邻接块（B、C块，64.5），三块标准块（A1、A2、A3块，72）。（5）环、纵缝及连接构造 管片环面外侧设有弹性密封垫槽，内侧设嵌缝槽，整个环面不设凹凸槽。环与环间以10根M24的纵向螺栓连接，既能适应一定的变形，又能将隧道纵向变形控制在满足列车运行及防水要求的范围内。管片的块与块之间以12根M24的环向螺栓相连，能有效减小纵缝张开及结构变形。 管片之间及衬砌环间的连接方式，从力学特性来看，可分为柔性连接及刚性连接。实践证明，刚性连接不仅拼装麻烦、造价高，而且会在衬砌环中产生较大的次应力，带来不良后果。因此，目前较为通用的是柔性连接。 按螺栓连接形状又可分为弯螺栓连接、直螺栓连接、斜螺栓连接和榫槽加销轴等方式。弯螺栓连接的接头具有一定的自由度，十分方便安装。弯螺栓在德国、法国、英国、新加坡、丹麦等许多国家的地铁交通项目及国内地铁中广泛应用，这种接头系统都非常成功。直螺栓和斜螺栓是近年来发展起来的管片连接形式，其手孔体积小，管片强度损失很小，而且容易实现机械快速安装，但安装难度较高，施工误差要求较小。 根据广州地铁一、二号线的成功经验，本设计管片块与块、环与环之间采用在广州应用比较成熟的弯螺栓连接。（6）特殊管片紧急疏散联络通道及废水泵房通道与正线隧道相接处的管片，设计为可以在正线隧道内部拆除局部管片的特殊管片环。特殊管片为钢管片，区间隧道联络通道处采用两环钢管片，环宽和普通衬砌环相同均为1500mm，两环特殊钢管片采用通缝拼装。通道施工时，只须拆除部分钢管片，向外施工通道即可。通道施工结束后，在钢管片的隔腔内填充素砼。特殊管片的另一种类型同标准管片，仍为钢筋混凝土管片，为便于洞口处的钢筋混凝土的凿除和满足施工和适用中受力的需要，对它采用特殊的配筋设计（详见特殊管片配筋图）。广州地铁二号线赤鹭区间的联络通道成功采用了钢筋混凝土特殊管片，它虽然在施工中需要切割和植筋技术，但成本低，制作简单。但它只适用于洞口宽度较小的情况。上述两种类型的管片都是可行的，临时钢管片拆卸方便，但加工难度大，成本高，钢筋混凝土管片虽拆卸难度高，但成本低，制作简单。联络通道的洞门宽度和高度为12002000，钢筋混凝土切割和植筋技术的发展已经非常普遍，本标段工程采用钢筋混凝土特殊管片。为适应盾构进出洞门的防水构造要求，在盾构区间隧道与盾构始发井处，需设置专门的出洞环、进洞环，衬砌环在靠近进出洞端墙的环面上预埋钢板。（7）管片标示每环管片分为六块，即三块标准块（A1、A2、A3），两块邻接块（B，C）和一块封顶的封顶块（K）。衬砌环的种类有标准环（P）、左转弯（L）和右转弯楔形环（R）。管片标示分为永久标示和临时标示。永久标示在钢模制造时就镜像铸于钢模上的，主要反映管片环类型（标准环、左转弯环、右转弯环）、块类型（标准块、邻接块、封顶块）、管片端面对接标志及螺栓孔对接标志。临时标示为管片脱模后喷涂的，主要标示管片流水号码、生产日期。对于联络通道处特殊管片需要喷涂相应的标示，避免与普通管片混淆。（8）衬砌环型式及拼装方式1）衬砌环型式地铁区间隧道的线路是由直线与曲线（园曲线及缓和曲线）所组成，为了满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇行纠偏的需要，应设计楔形衬砌环。目前国际上通常采用的衬砌环类型有三种。A楔形衬砌环与直线衬砌环的组合盾构隧道在曲线上是以若干段折线（最短折线长度为一环衬砌环宽）来拟合设计的光滑曲线。设计和施工是采用楔形衬砌环与直线衬砌环的优选及组合进行线路拟合的。根据线路偏转方向及施工纠偏的需要，设计左转弯、右转弯楔形衬砌环及直线衬砌环。设计时根据线路条件进行全线衬砌环的排版，以使隧道设计拟合误差控制在允许范围之内。盾构推进时，依据排版图及当前施工误差，确定下一环衬砌类型。由于采用的衬砌环类型不完全确定，所以给管片供应带来一定难度。B通用型管片目前欧洲较为流行通用管片。它只采用一种类型的楔形衬砌环，盾构掘进时通过盾构机内环向千斤顶的传感器的信息确定下环转动的角度，以使楔形量最大处置于千斤顶冲程最长处，也就是说，管片衬砌环是可以360旋转的，深圳地铁首次采用通用管片。由于它只需一种管片类型，可降低管模成本，不会因管片类型供应不上造成工程质量问题。但是通用管片拼装难度较高，需要有经验的盾构机操作人员。C楔形衬砌环之间相互组合这种管片组合形式，国内目前只有在南京地铁施工中使用。它采用几种类型的楔形衬砌环，设计和施工是采用楔形衬砌环与楔形衬砌环的优选及组合进行线路拟合的。根据线路偏转方向及施工纠偏的需要，设计左转弯、右转弯楔形衬砌环，在直线段通过左转弯和右转弯衬砌环一一对应组合形成直线。设计时根据线路条件进行全线衬砌环的排版，以使隧道设计拟合误差控制在允许范围之内。盾构推进时，依据排版图及当前施工误差，确定下一环衬砌类型。由于采用的衬砌环类型不完全确定，所以给管片供应带来一定难度。D衬砌环型式的选用从我国城市地铁的使用情况来看，包括通用型管片在内的上述衬砌环型式均有采用，且施工情况和运营情况良好，从结构设计的角度上说，上述不同的衬砌环并无明显优劣之分，到底采用何种型式的衬砌环，主要取决于施工承包商的具体情况。根据本标段的线路直线段占绝大部分，因此考虑采用标准环、左转弯环、右转弯环三种衬砌环形式。经计算，采用楔形量为38mm的衬砌环可以满足线路设计的需要，使拟合误差不大于10mm。对平面曲线，可通过标准环管片与转弯环管片组合进行拟合。竖曲线的曲率半径较大，通常R=3000m或5000m，其每环的楔形量只有2.4mm，可通过转动楔型管片来拟合或在管片环面分段帖设不同厚度的低压缩石棉橡胶板以形成所需要的楔形斜面来解决。由于覆贴料厚度小，不会减弱弹性密封垫的止水效果。2）管片拼装型式 衬砌环的拼装形式有错缝、通缝两种拼装型式。错缝拼装能使圆环接缝刚度分布趋于均匀，减少结构变形，可取得较好的空间刚度，但衬砌环较通缝拼装内力大，且管片制作精度不够时容易在推进过程中被顶裂，甚至顶碎。通缝拼装施工难度小，衬砌环内力较错缝衬砌环小，可减少管片配筋量，但衬砌空间刚度稍差。 根据广州地铁一、二号线的成功经验及现有的管片制作精度水平，本工程确定管片拼装方式采用错缝拼装。 管片错缝型式常用的有ABC和ABA两种：ABC型式为三环管片为一组，管片环封顶块相对隧道竖向轴线错动角度分别为-36 、0 、36 ；ABA型式为两环管片为一组，管片环封顶块相对隧道竖向轴线错动角度分别为-18 、18 。根据所选用盾构机千斤顶的布置情况，经过结构计算比选，本设计采用ABA错缝拼装型式。2.6.4.3管片制作及拼装精度要求千斤顶推力是作为盾构推进时盾构千斤顶推力的反力作用在衬砌构件上的临时荷载，是在施工荷载中给予衬砌影响最大的荷载。理论上，千斤顶的推力可以顺利地传送给后面的衬砌环，常常对此项荷载对管片的影响忽略不计。尽管为了缓冲管片传来的力，在管片背千斤顶面，对应千斤顶的位置，设置了橡胶传力垫，由于管片与传力垫间间隙的存在，即使仅仅是0.5mm或1.0mm，也会使得在千斤顶作用下管片的内力分布及大小出现很大的变化。在一定条件下，考虑管片制作误差的施工状态会成为决定管片厚度及配筋的控制因素。因此在管片配筋设计时必须充分考虑施工状态时管片的力学行为。提高管片宽度方向的制作精度，减少拼装后环缝面的间隙，可以减少