61 东郡站～人民东路站区间设计说明A3

设计说明1概述1.1设计依据1.1.1设计依据的规范与标准1）城市轨道交通工程项目建设标准（建标104-2008）2）地铁设计规范（GB 50157-2013）；3）铁路隧道设计规范（TB 10003-2005）；4）建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）；5）混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）；6）地下工程防水技术规范（GB 50108-2008）；7)钢结构设计规范（GB 50017-2003）；8）建筑抗震设计规范（GB50011-2010）（2016年版）；9）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2015）；10）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）；11）建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）；12）地铁杂散电流腐蚀防护技术规程（CJJ49-1992）；13)地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）（2003年版）；14)混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2015）；15）铁路隧道喷锚构筑法技术规范（TB10108-2002）；16）铁路工程抗震设计规范（GB 50111-2006）（2009年版）；17）混凝土结构耐久性设计规范（GB/T 50476-2008）；18）城市轨道交通技术规范（GB 50490-2009）；19）混凝土外加剂应用技术规范（GB50119-2013）；20）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）；21）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）；22）构筑物抗震设计规范（GB50191-2012）；23）建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）；24）人民防空工程设计规范（GB50225-2005）；25）人民防空地下室设计规范（GB50038-2005）；26)轨道交通工程人民防空设计规范（RFJ02-2009）；27)铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005）；28）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）；29）地下防水工程质量验收规范（GB50208-2011）；30)建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-1998）；31）盾构法隧道施工与验收规范（GB50446-2008）；32)城市轨道交通工程监测技术规范(GB50911-2013)；33）城市轨道交通地下工程建设风险管理规范（GB50652-2011）；34）以上未提及的其他现行国家、湖南省及长沙市的其它现行相关规范、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)长沙市城市总体规划（2003-2020）；2)长沙市城市综合交通体系规划；3)长沙市轨道交通6号线工程可行性研究及市各职能部门意见；4)长沙市轨道交通6号线工程可行性研究报告（2016年5月）及其批复；5)长沙市轨道交通6号线工程环境影响评价报告书；6)长沙市轨道交通6号线工程周边环境调查报告；7)长沙市轨道交通6号线客流预测报告；8)长沙市轨道交通6号线工程技术要求（2016年5月）；9)长沙市轨道交通6号线工程机电系统对土建的技术要求（2016年5月）；10)长沙市轨道交通6号线工程初步设计文件组成与内容；11)长沙市轨道交通6号线工程初步设计文件编制统一规定；12）长沙市轨道交通6号线工程中段（麓谷西路东四线段）KC-3标段初步勘察阶段岩土工程勘察报告（2016.8）；13）长沙市轨道交通6号线工程初步设计修编线路（2017.02）及车站建筑等资料；14)业主、总体组及其它相关部门提供的基础资料。1.2 工程概况与设计范围东郡站人民东路站区间线路出东郡站后下穿地铁5号线隧道，侧穿万家丽高架桥桥桩，然后下穿规划人民路快速化下沉隧道后并沿着人民东路到达人民东路站。人民东路为长沙市主干道，道路车辆繁忙，两侧建筑物密集。区间右线：YCK38+409.050YCK39+085.981，长676.931m；区间左线：ZCK38+409.050ZCK39+085.981，短链0.631m，长676.300 m，本区间拟采用盾构法施工。区间设置1座联络通道。本次设计范围为东郡站人民东路站区间盾构隧道等土建工程，详见下表：区间设计范围 表1.2-1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）联络通道兼废水泵房（座）左线ZCK38+409.050ZCK39+085.981短链0.631m676.3001-右线YCK38+409.050YCK39+085.981-676.9311.3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：计算中保护层厚度的计算值最大取为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）区间隧道长度大于600m时，应该在区间隧道中部附近的左、右线之间设置联络通道。13）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。14）对于盾构法施工隧道所选择的盾构机，必须对地层有较好的适应性，同时依据盾构推进速度、周围环境状况、工期、造价等各方面进行技术经济比较后确定。15）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。16）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。17）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。18）盾构法施工的单线隧道，采用圆形装配式钢筋混凝土管片单层衬砌，其砼强度等级C50，抗渗等级P12。其圆环内径应依据建筑限界和综合施工误差而定。管片厚度、宽度及分块数应综合考虑线路条件、结构受力情况、防水效果、拼装等因素进行设计。管片厚度不宜小于300mm，宽度1200mm，分块数宜为6块。当盾构隧道穿越高抗压强度中、微风化层时，盾构掘进困难，宜采用喷锚构筑法隧道开挖、盾构空推拼装管片的方式施工。19）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。20）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。21）喷锚构筑法施工的隧道，采用复合式衬砌结构形式。初期支护由喷混凝土、锚杆、钢筋网、格栅钢架等支护型式组合形成，二次衬砌宜采用模筑钢筋混凝土；内外层衬砌之间铺设防水层。22）喷锚构筑法隧道设计参数根据力学分析并结合工程类比确定，采用信息化设计，根据现场地质条件，施工量测回馈信息，及时调整修改相关设计参数。结构计算模式的确定，应符合结构的实际工作条件，并反映结构与周围地层的相互作用，对于二次衬砌采用荷载-结构模式计算。23）二次衬砌按使用阶段发生的最不利情况下的水土压力进行计算，根据计算结构确定其配筋。在不良地质条件下初期支护尚未基本稳定就施作的二次衬砌还应考虑承受一定的围岩后期形变压力。24）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。25）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丘陵地貌。市区处于湘江和浏阳河交汇的河谷台地，周围为地势较高的山丘。西区为丘陵地貌，东部主要为河流阶地，地势呈现西南高、东北低的缓倾斜特点。长沙市轨道交通6号线中段工程KC-3标段线路东郡站（不含）人民东路站段场地原始地貌类型为浏阳河流域、级阶地地貌，人民东路站双杨路站段场地原始地貌类型为浏阳河河床、河漫滩及、级阶地地貌，双杨路站东四线站段场地原始地貌类型为浏阳河流域、级阶地地貌。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，局部为杂填土，一般填土龄期不超过15年。（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，本层在水平方向上较广泛分布于全标段，本次勘察在88个钻孔中有揭露。层顶标高为31.8251.85m，层底标高为29.7251.39m，厚度为0.202.10m，平均厚度0.63m。（2）素填土：褐黄色，稍湿，松散稍密，局部中密，以黏性土为主，局部含砾石，硬物质含量约30%。本层在水平方向上广泛分布于全标段，本次勘察在108个钻孔中有揭露。层顶标高为31.0751.39m，层底标高为25.6644.05m，厚度为0.409.00m，平均厚度2.28m。实测标贯击数N=623击，平均13.9击；修正动探击数2.04.8击，平均3.1击。（3）杂填土：杂色，稍湿很湿，结构较散，以砂土混碎石、砼块等建筑垃圾为主，混黏性土，硬质杂物35%以上。本层局部分布于标段场地，本次勘察在20个钻孔中有揭露。层顶标高为31.9045.41m，层底标高为29.9144.91m，厚度为0.404.80m，平均厚度2.18m。实测标贯击数N=4击；修正动探击数2.07.7击，平均3.8击。2.2.2第四系上更新统冲积层（Q3al）（1）粉质黏土：黄色、褐黄色夹灰白色，硬塑状态为主，局部呈可塑状态，含少许黑色铁锰质氧化物及粉细砂。摇振无反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。本层广泛分布于本标段场地，本次勘察在全部的122个钻孔中均有揭露。层顶标高为27.3244.05m，层底标高为24.1441.85m，厚度为0.609.10m，平均厚度3.50m。实测标贯击数N=521击，平均13.9击；修正动探击数2.03.8击，平均3.2击。（2）粉土：褐黄、褐灰色，湿，松散-稍密状，含粉细砂、中砂及云母片。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。本层局部分布于本标段场地，本次勘察在25个钻孔中有揭露。层顶标高为26.9337.43m，层底标高为25.7335.03m，厚度为0.803.10m，平均厚度1.59m。实测标贯击数N=612击，平均8.7击。（3）粉细砂：灰黄色，饱和，松散-稍密状。以细砂为主，粉砂次之，成份多为石英质，含云母片，混少量中粗砂颗粒，泥质含量约15%。本层局部分布于本标段场地，本次勘察在39个钻孔中有揭露。层顶标高为26.3734.19 m，层底标高为25.6032.69 m，厚度为0.503.30 m，平均厚度1.44m。实测标贯击数N=611击，平均7.5击；修正动探击数2.04.4击，平均3.4击。（4）圆砾：褐黄色，饱和，稍密中密状，局部密实，砾石含量约55%，粒径一般0.22cm，大者8cm，呈亚圆形，成分为石英及硅质岩，主要中粗砂充填，泥质含量10%，分选性较差，级配良好。层在水平方向上较广泛分布于本标段场地，本次勘察在110个钻孔中有揭露。层顶标高为24.1435.03m，层底标高为20.8333.61m，厚度为0.605.90m，平均厚度2.68m。修正动探击数5.728.8击，平均13.8击。（5）卵石：褐黄色，饱和，中密密实状，卵石含量约60%，成分主要为石英及硅质岩，亚圆形，粒径24cm，最大粒径达815cm，砂质充填，混少许黏性土，分选性较差，级配良好。本层局部分布于本标段场地，本次勘察在3个钻孔中有揭露。层顶标高为27.0133.29m，层底标高为23.0230.49m，厚度为2.804.40m，平均厚度3.40m；修正动探击数15.617.4击，平均16.8击。2.2.3白垩系（K）（1）强风化泥质粉砂岩：褐红色，粉砂质结构，中厚层状构造，泥质胶结，胶结较差，岩芯破碎，岩芯呈柱状为主，浸水易软化，属极软岩。本层在水平方向上较广泛分布于本标段场地，本次勘察在94个钻孔中有揭露。层顶标高为6.6541.85m，层底标高为4.8041.15m，厚度为0.2012.60m，平均厚度1.31m。标贯击数N=5486击，平均击数75.1击；修正动探击数17.540.1击，平均28.2击。本层岩石质量指标（RQD）约为1066%，岩石常规物理力学指标见表3.2-2，岩体基本质量分级详见表3.2-4。（2）中等风化泥质粉砂岩：紫红色，粉砂质结构，中厚层状构造，泥质胶结，岩芯较完整，岩芯呈柱状、块状为主，手难折断，干湿交替易软化、崩解，属极软岩软岩。本层在水平方向上广泛分布于本标段场地，本次勘察在114个钻孔中有揭露。层顶标高为6.5641.15m，层底标高为-6.7929.04m，厚度为1.0029.90m，平均厚度12.79m。本层岩石质量指标（RQD）约为65%90%，岩石常规物理力学指标见表3.1-3，岩体基本质量分级详见表3.2-4。2.3地质构造及地震烈度据长沙地区区域地质资料，长沙地区位于湘东燕山块断带浏阳河断陷的西南部，北为湘阴断陷，西为雪峰隆起，南与株州断陷相邻。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。境内地质构造较复杂，以北东向、北北东向最为发育，规模最大，北西向、北北西向次之，且规模较小。以湘江为界，西岸属地层年代相对较老的褶皱丘陵，东侧为地层年代较晚的陆相碎屑沉积白垩地层，受地质历史期风化剥蚀作用的影响，古基底起伏不定，在古基底凹陷的地段，沉积了白垩系的碎屑岩，以泥质粉砂岩、砾岩为主。据长沙地区区域地质资料，结合钻探成果，长沙市轨道交通6号线工程KC-3标段所在区域附近发育构造主要有杨泗庙-观音港向斜、施家冲-磊石塘断层（F106）及东山镇-石桥断裂（F132）等。2.3.1褶皱杨泗庙观音港向斜：此向斜系永安复式向斜的次级构造，褶皱总体走向呈北东4045，核部地层为第三系枣市组，翼部为白垩系东塘组、戴家坪、神皇山组，岩层倾角平缓，一般为1525，属平缓型褶皱。根据区域地质资料，该向斜核部在东四线站南侧附近斜贯穿过，建议详勘阶进行钻孔加密或进行专题勘察进一步查明褶皱发育情况，评估构造对工程的影响。2.3.2断裂（1）施家冲-磊石塘断层（F106）：该断裂呈北东向（60）展布，倾向南东，倾角约65，长约30km，为逆断层，第四纪全新世以前活动明显，其迹象为新开铺至铁路隧洞一段主干断裂两侧发生于洞井铺组和新开铺组中的小断裂、垂直节理极为发育。新开铺至石马铺京广铁路两侧的断陷接受了厚达110m 的松散沉积物。断层与线路段切割处被第四系地层覆盖，断层热释年限测定为21.2321.82万年左右。（2）东山镇-石桥断裂（F132）：该断裂呈北西向（320）展布，延伸长20km，断层线平直。且切割平移了北东向断裂、东西向断裂。据物探资料解释，该断层切割了第四纪地层，呈反时针方向扭动。总之，该断裂为形成时期较晚的平移断层，经断层泥热释光测年资料表明，其在中更新世晚期有过活动。从区域地质构造图来看，本标段线路在人民东路站花桥村站区间与施家冲-磊石塘断层（F106）及东山镇-石桥断裂（F132）斜交，初步勘察钻探并未揭露到断裂痕迹，建议详勘阶段揭露时进行钻孔加密或进行专题勘察进一步查明断裂发育情况，评估构造对工程的影响。2.4水文地质条件（1）地表水沿线地表水主要为圭塘河及浏阳河，这两条河流总体上由南向北流淌，圭塘河在人民东路花桥村区间自北向南直穿本线路（ZCK39+750处），浏阳河在花桥村双杨路区间自北向南直穿本线路（ZCK40+800处）。（2）地下水长沙地区含水层按其岩性、岩相、岩层结构、地貌及构造等条件可分为三大类，本工程场地包含松散土层孔隙水类型（上层滞水、孔隙承压水）及基岩裂隙水两大类。由于浏阳河、圭塘河系湘江支流，平水期浏阳河、圭塘河补给湘江，丰水期易形成湘江“倒灌”浏阳河、圭塘河现象，故本标段部分地段透水性地层与圭塘河、浏阳河透水性地层存在水力联系。上层滞水：赋存于人工填土中（局部存在），水量较小，季节变化大，不连续。主要靠大气降水、地下管线渗漏补给，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。由于人工填土层土质不均匀，导致渗透性差异大，局部可能隔水。孔隙承压水：赋存于浏阳河阶地的粉细砂、圆砾及卵石中，水量丰富，给水性和透水性良好，属强透水地层。基岩裂隙水：裂隙多呈闭合状微张开状，总体一般透水性差，富水性贫乏，但局部地区基岩裂隙较发育，透水性稍强，富水性稍好。（3）地下水水位本次勘察所揭露的上层滞水水位埋藏深度0.809.30m，相应标高25.9348.90m，孔隙承压水稳定水位埋深1.207.70m，相应标高29.2649.65m；基岩裂隙水一般稳定水位埋深1.304.50m，相应标高28.4848.51m，较孔隙水位稍低。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄有密切的关系。本标段东郡站（不含）人民东路站段为浏阳河流域、级阶地地貌，人民东路站双杨路站段为浏阳河河床、河漫滩及、级阶地地貌，双杨路站东四线站段为浏阳河流域、级阶地地貌，整体地势较低，地下水位受圭塘河、浏阳河水位影响大。每年49月份为丰水期，河流水位抬高，地下水位升高；枯水期随河流水位降低而下降。沿线场地内地下水水位的年变化幅度大多为1.502.50m。（4）地下水的补给、径流、排泄及动态特征长沙市属中亚热带湿润季风气候区，降雨量大于蒸发量，其中大气降水是本区地下水的主要补给来源之一，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；而每年10月至次年3月为地下水的消耗期，地下水位随之下降，历年水位变化最大幅度24m。因场圭塘河在人民东路花桥村区间直穿本线路，浏阳河在花桥村双杨路区间直穿本线路，且由于本场地东高西低的态势，场地含水层与河流存在密切的水力联系，场地地下水位受河水位影响较大。本勘察区地下水的主要补给来源为大气降水、地下管线渗漏补给及周边地表水下渗补给。枯水期时，地下水由两侧向圭塘河及浏阳河径流，以侧向渗流运动方式向河流排泄；汛期时，河流水位急剧抬升，河水向两侧补给地下水。（5）水、土的腐蚀性评价根据岩土工程勘察规范（GB500212001）（2009年版）第12.2.2条进行腐蚀性评价，评价地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性条件按应对潜水及承压水分开考虑，对潜水来说，地下水位变化范围以下按照长期浸水考虑，变化范围以内按照干湿交替环境考虑；对承压水来说，地下水位变化引起干湿交替影响较小，可按照长期浸水考虑。本场地地下水腐蚀性评价：上层滞水、孔隙水、基岩裂隙水对构筑物中的混凝土结构具弱腐蚀性，在长期浸水时对钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性，在干湿交替时对钢筋混凝土结构中的钢筋均具弱腐蚀性。根据岩土工程勘察规范（GB500212001）（2009年版）第12.2.2条进行腐蚀性评价：对构筑物中的混凝土结构具微腐蚀，长期浸水、干湿交替时对钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀。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以及相关的规程、规范，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岩土分层岩土名称时代与成因天然密度天然含水量孔隙比剪切试验三轴剪切试验压缩系数压缩模量变形模量渗透系数土承载力特征值静止侧压力系数土的泊松比直接快剪固结快剪不固结不排水粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角weccca1-2Es1-2E0Kfakk0(g/cm3)(%)(kPa)()(kPa)()(MPa-1)(MPa)(MPa)(m/d)(kPa)沥青路面Q4ml1.9-2.20.8-1.080-900.4-0.70.30-0.40素填土1.8-2.121-280.7-0.825-3515-2030-3812-180.25-0.353.5-5.06-90.1-0.850-600.4-0.70.35-0.50可-硬塑状粉质黏土Q4al1.9-2.018-250.5-0.730-3515-1835-4015-2018-2012-140.2-0.36.0-7.515-200.008-0.0350-600.40-0.500.25-0.4松散-稍密状粉土1.85-1.9520-250.65-0.7510-2018-220.25-0.304.5-5.518-220.1-0.8160-1900.40-0.50.28-0.33松散-稍密状粉细砂1.85-2.03-620-2612-182-5100-1200.34-0.420.26-0.32稍-中密状圆砾1.9-2.21-330-3535-4025-40100-1200.28-0.330.25-0.30杂填土Q3ml1.9-2.123-300.7-0.95-810-156-1012-180.3-0.53.0-4.06-90.5-1.5280-3100.40-0.500.25-0.30可-硬塑状粉质黏土1.8-2.020-280.5-0.7525-4015-2032-4515-220.20-0.306.0-7.515-250.005-0.05180-2200.35-0.450.25松散-稍密状粉土1.8-2.018-250.65-0.8010-1616-2212-2018-250.18-0.286.5-8.015-250.1-0.8100-1200.32-0.400.25-0.30松散-稍密状粉细砂1.9-2.13-620-2812-202-6110-1400.28-0.350.20-0.25稍-中密状圆砾1.9-2.21-330-4035-4025-40250-2800.22-0.320.20-0.30稍-中密状卵石1.9-2.31-235-4540-4530-50300-3500.23-0.280.25-0.35强风化泥质粉砂岩K2.1-2.410-1530-4024-282000-40000.1-0.50.10-0.200.25-0.30中风化泥质粉砂岩2.2-2.66-10100-15032-384000-60000.008-0.082.7工程地质条件评价及注意事项（1）场地的稳定性拟建区间主要位于、级阶地上，为典型的河流冲蚀、堆积地貌，横跨河谷、漫滩及阶地。隧道沿线第四系覆盖层厚度为224m，由填土、冲积粉质黏土、粉土、砂、圆砾、卵石及残积层组成；下伏基岩种类较多且风化程度不一致，但单工点地层分布较为连续稳定，层面平缓。根据本次勘察结果，场地地层结构复杂，第四系地层厚度变化较小，单工点基岩面位相对稳定，本场地属构造稳定地区，未见活动断裂、滑坡、泥石流、地面沉降等不良地质作用。（2）地基土的腐蚀性根据现场取样及室内试验分析，场地地下水随季节波动较大，属于干湿交替地段，按岩土工程勘察规范(GB50021-2001，2009版)中第12.2条及附录G综合判定：本场地水的环境类型为类。上层滞水对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；孔隙水对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。裂隙水对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。（3）地基土的膨胀性由本区间土层的自由膨胀率数据发现，土层的自由膨胀率最大值及均值均小于40，不属于膨胀土；对膨胀岩的判定尚无统一标准，参照铁一院以粒径小于0.002mm或0.005mm的含量划分标准，场地内的泥质粉砂岩在局部地段具膨胀性。（4）建筑场地的稳定性根据区域地质资料及本次勘察结果，近场区未发现晚更新世以来的活动断层，亦没有发生过破坏性的历史地震，场地属构造稳定区。另根据场地地形地貌、工程地质、水文地质条件以及岩土力学性质综合分析，场地处于湘江、浏阳河冲积阶地上，不存在能引起场地滑移、大的变形和破坏等的不良地质作用。（5）建筑场地的适宜性参照长沙市轨道交通2号线一期工程地震安全性评价报告可知，对长沙市区域范围的地震地质调查与资料研究结果表明，区域新构造运动以大面积整体性缓慢抬升为主，并兼有间歇性抬升运动、掀斜运动和断块差异运动；近场区内没有发生过破坏性的历史地震。场地内无可液化地层。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。（6）施工方法的合理性本区间，主洞可选用土压平衡式盾构法或明挖暗埋法，联络通道可选用矿山法。3 区间平、纵断面设计及区间隧道方案3.1隧道平纵断面1）区间隧道平面设计区间线路出东郡站后沿着人民东路向东南方向敷设，前行约280m后线路以2000m曲线半径转向正东方向，并沿着人民东路进入人民东路站。区间线间距17.20m，线路平曲线最小半径为2000m。2）区间隧道纵断面设计本区间为单向坡，区间线路出东郡站后，以7.258下坡到达人民东路站。本区间于里程CK38+470处与地铁5号线垂直相交，本区间隧道拱顶距5号线隧道底板最小净距约3.23m。区间最大竖曲线半径为3000m，最大坡长为650.000m，区间隧道埋深19.224.3m。3.2区间隧道施工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。本区间线路在现有道路人民东路下方通过，人民东路交通极为繁忙，且地下管线较多，沿线建筑物较为密集。区间线路下穿既有地铁5号线朝晖路站东郡站区间隧道。区间从东郡站起直至人民东路站，道路下方约3.0m即为3.0m2.0m雨污合流砼管，管内水量丰富，管底距离拟建隧道15.9621.17m。根据本区间的特点，明挖法显然不适合，只能选择盾构法和矿山法。矿山法较盾构法具有断面尺寸灵活，能满足不同线形条件下双线或多线合建大断面、多变断面隧道的限界要求，但施工风险较大，造价高。在单线隧道段，盾构法较矿山法施工具有施工风险相对较小、地面沉降控制较好、对环境的影响较小、工程投资较省等优点。根据本区间的周边环境、工程及水文地质条件，虽然采用盾构法施工也存在一定的风险和不可预见性，但只要在施工前，对地层条件和周边环境进行充分的调查研究；对各种可能遇见的情况，做好应急处理措施；根据地层条件和周边环境选择合适的盾构机和配置合理的盾构刀盘和刀具，控制好盾构的掘进参数，采用盾构施工的缺点可以克服和弱化，也可以较好的避免采用矿山法所存在的施工风险和难度，同时也降低了工程投资。本区间隧道主要穿越中风化泥质粉砂岩，岩性为极软岩，强度不高。区间隧道埋深较深，且盾构施工技术成熟，对于本区间的地层而言，有较强的适应性。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，本区间左右线建议采用盾构法施工。3.3盾构选型1）选型原则（1）盾构法施工地段，隧道主要穿过中风化泥质粉砂岩等，根据工程地质特性，岩质较软，盾构机应能较好适合此类工程地质、水文地质条件。（2）应能确保沿线多层高层建筑和密集地下管线的安全。地表沉降在一般情况下，宜控制在+10-30mm。（3）盾构机平均推进速度能达到68m/天。（4）盾构机直径应考虑管片厚度、施工工艺等要求。（5）要求考虑施工设备购置费摊销后，每延米综合价格经济合理。2）盾构机类型根据本工程的总体布置、工程地质及水文地质条件、沿线建筑设施及地下管线等环境条件、盾构隧道衬砌结构、施工条件及工期等多方面要求，选用复合式土压平衡盾构较为有利。4 盾构隧道结构设计1） 考虑到管片合理排版、节约预埋滑槽，六号线推荐采用标准环+左右转弯环衬砌环，管片设计拟定主要设计参数如下：盾构管片结构参数 表4.2-1管片内径管片外径管片厚度管片分块衬砌形式混凝土等级抗渗等级拼装方式5500mm6200mm350mm6块单层衬砌C50P12错缝拼装区间隧道采用一般管片，含钢量为175kg/m3。2）衬砌背后注浆注浆是盾构机掘进施工中的一道重要工序。该工序可分为同步注浆和衬砌壁后二次补压浆两部分。（1）同步注浆同步注浆的作用是通过及时填充盾构与管片圆环间的建筑空隙来减少地面沉降，是盾构推进施工中的一道重要工序。选择具有和易性好、渗水性小、具有一定强度的浆液，并及时、均匀和足量压注，确保建筑间隙得以及时足量地填充，压浆参数根据压浆时的压力值和地层变形监测数据及时调整。同步注浆通过嵌于盾尾的注浆管压注。根据工程地质情况，结合盾构机在类似地质条件下的成功经验，本工程同步注浆浆液主要采用水泥砂浆浆液，需特殊处理地段视情况选用与二次补压浆相近的双浆液。注浆压力设定为0.30.5MPa，压浆与推进同步进行。在盾构推进过程中，工作面压浆要有专人负责，对压入位置、压入量、压力值均应详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整。同步注浆的注浆量充填系数应根据地层条件、施工状态和环境要求确定，宜按1.302.50倍空隙列计。（2）二次补压浆二次补压浆的作用是减少盾构过后土体的后期沉降量，特别是盾构在穿越地下管线及地面构筑物、涌水及软土地段时补压注浆尤为重要。二次补压浆注浆压力为0.81.0MPa。压浆需派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。3）特殊管片联络通道与正线隧道相接处设置开口钢筋混凝土特殊管片。为便于洞口处的钢筋混凝土的凿除和满足施工和使用中受力的需要，对它采用特殊的配筋设计。它虽然在施工中需要切割和植筋技术，对施工要求较高；但成本低，制作简单，但它只适用于洞口宽度较小的情况。本区间特殊衬砌环采用1.5m标准环宽的特殊钢筋混凝土管片，每处联络通道门洞段共有4环特殊衬砌环（单线）。5 区间附属结构设计5.1 联络通道设计根据地铁设计规范要求，两条单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于600m时，应设联络通道，并在通道两端设双向开启的甲级防火门。本区间纵坡为单向下坡，区间设置一座联络通道，联络通道中心里程为YCK38+740.000。本区间联络通道位于中风化泥质粉砂岩层中，联络通道为直墙拱形断面，采用矿山法施工，复合式衬砌结构。联络通道系统支护：喷混凝土：全环喷C25，P6早强混凝土300mm厚；钢筋网：全环8钢筋网，网格间距150150mm；系统锚杆：边墙采用C22砂浆锚杆，L=3500mm，环纵向间距1000mm；格栅钢架：全环设置，主筋为C22钢筋，截面尺寸150150mm，间距1000mm，二次衬砌：C40、P10钢筋混凝土，厚度为300mm。联络通道防火门：预留防火门洞9002000mm（两个）。5.2 洞门结构设计1）洞门设计概况洞门设计是地铁区间盾构隧道设计的重要组成部分，根据盾构机始发与到达两种工况，把盾构机从车站开始向区间推进处洞门称为始发洞门，把盾构机从区间进入车站处洞门称为到达洞门。本区间工程采用两台盾构掘进，错开一个月时间，先后从人民东路站西端头盾构井始发，从东郡站东端头吊出。本区间施工推进总工期为9个月。本区间共有2个盾构始发洞门、2个盾构到达洞门。5.3 端头加固设计本区间盾构工作井利用车站端头井设置，其结构设计由车站考虑。盾构进出洞是盾构施工中的难点和关键，为防止出现盾构“下沉”、“抬头”等现象，保证盾构进出洞安全，应对盾构端头一定范围内土体进行加固。根据地层性质及地面条件，加固后的土体应有良好的自立性，密封性、均质性，无侧限抗压强度不小于1.0MPa，渗透系数k110-5cm/sec。中风化岩层不进行端头加固处理。加固范围：盾构进洞加固长度10m，出洞加固长度10m，加固宽度盾构隧道结构每侧3m，详见端头加固图纸。6 区间隧道防水及防蚀6.1盾构法区间隧道防水1）防水设计原则遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔结合，因地制宜，综合治理”的原则，并遵照有关规范执行。在采用高精度钢筋混凝土管片的前提下，根据管片的形状，采用能适应变形量大，具有较高耐久性、耐应力松弛的性能优良的材料，设计制作特定结构形式的框形橡胶圈，满足衬砌接缝防水要求。以管片混凝土自身防水，管片接缝防水，区间隧道与车站竖井接头、联络通道接头防水为重点，确保区间隧道整体防水性能。2）防水技术要求及措施（1） 防水标准与要求 区间隧道结构防水应达到技术要求所规定的二级标准，即隧道顶部不允许滴漏，其他不允许渗水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000，任意100m2防水面积上的湿渍不超过3处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m2。 管片采用C50高强度混凝土制成的高精度管片，抗渗等级采用P12。 盾构法施工的隧道结构混凝土渗透系数不宜大于510-13m/s，氯离子扩散系数不宜大于310-12cm2/s。当隧道处于侵蚀性介质中时，应采用相应的耐侵蚀混凝土或在衬砌结构外表面涂刷耐侵蚀的防水涂层，混凝土的渗透系数不宜大于810-14m/s，氯离子扩散系数不宜大于310-12cm2/s。 盾构隧道衬砌结构防水措施应符合表6.1-1的要求。盾构法施工的隧道防水措施表 表6.1-1防水措施衬砌结构自防水接缝防水弹性密封垫嵌缝注入密封剂螺孔密封圈 管片接缝必须设置一道密封垫沟槽。防水材料的规格、技术性能和螺孔、嵌缝槽等部位的防水措施除满足设计要求外，尚应符合现行国家标准地下工程防水技术规范的有关规定。 管片接缝密封垫应满足在设计水压和接缝最大张开错位值下不渗漏的要求。（2） 结构防水措施 衬砌混凝土管片自防水技术措施采用高效减水剂、高活性微矿粉掺料，选择合理的拌和物配合比参数，配制以抗裂、耐久为重点的高性能混凝土，必要时在管片外喷涂防水涂层。处于侵蚀性介质中的防水混凝土的耐侵蚀系数不应小于0.8。 衬砌管片接缝防水为了满足接缝防水要求，在管片接缝处设置了海绵橡胶条、弹性密封垫和嵌缝三道防水措施，并以弹性密封垫为主要防水措施。弹性密封垫以三元乙丙橡胶为材质，断面为多孔特殊断面，利用其特殊构造形式，高压缩回弹止水；接缝内侧采用嵌缝处理，嵌缝材料为聚合物水泥或聚硫密封胶；接缝外侧加贴氯丁海绵橡胶，以阻挡泥浆、油脂等进入接缝。 螺栓孔及吊装孔的防水a 螺栓孔防水采用可更换的遇水膨胀橡胶密封圈，利用压密和膨胀双重作用加强防水。b 吊装孔（注浆孔）防水当吊装孔和注浆孔结合使用时，为减少注浆孔作为隧道渗水的薄弱环节，在吊装孔的管片外侧30毫米的素砼，当需要进行衬砌背后二次注浆时，将吊装孔素砼破开，作为注浆孔使用。注浆孔设置一道水膨