文芙区间说明

目录 广州地铁设计研究院有限公司 11 概述31.1 设计依据31.2 工程概况与设计范围41.3 主要设计原则及标准41.4 上阶段审查意见及执行情况62工程地质62.1工程地质与水文地质62.2区域气候和河流水文特征72.3岩土分层72.4不良地质作用、地质灾害与特殊性岩土82.5水、土的腐蚀性评价93 隧道平纵断面设计133.1 隧道平纵断面133.2区间隧道施工方法：133.3工法比选143.4盾构机选型153.4.1选型原则153.4.2盾构机类型比选154 盾构隧道结构设计174.1钢筋混凝土管片选型174.2 管片设计194.3管片计算模型214.4计算简图225 区间附属结构设计245.1洞门结构设计245.2端头加固设计246 区间隧道防水及防蚀256.1 盾构法区间隧道防水256.2 洞门防水266.3 防蚀与防迷流267 工程材料及结构耐久性设计277.1 工程材料277.2 耐久性设计要求278 监控量测288.1 地表沉降控制标准及措施288.2 盾构法隧道施工监测299 施工组织设计309.1 工程进度计划309.2 施工组织措施3010风险评估及处理措施3110.1区间与建、构筑物的关系及处理措施3110.2其他主要风险源及处理措施3111 存在的问题及下阶段注意事项3312 主要工程量表331 概述1.1 设计依据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（GB50009-2012）；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)建筑抗震设计规范（GB50011-2010）；8）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2015）；9）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）；10）建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）；11）地铁杂散电流腐蚀防护技术规程CJJ49-9212)地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）（2003年版）；13)混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2015）14）铁路隧道喷锚构筑法技术规范（TB10108-2002）15）铁路工程抗震设计规范（GB 50111-2006）16）混凝土结构耐久性设计规范（GB/T 50476-2008）17）城市轨道交通技术规范（GB 50490-2009）18）混凝土外加剂应用技术规程（GB50119-2013）19）建筑桩基设计规范（JGJ94-2008）20）构筑物抗震设计规范（GB50191-2012）21）建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-200122）人民防空工程设计规范GB50225-200523）人民防空地下室设计规范GB50038-200524)轨道交通工程人民防空设计规范RFJ02-200925地下防水工程质量验收规范GB50208-201126)建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-9827）盾构法隧道施工与验收规范GB50446-200828）城市轨道交通工程监测规范GB80911-2013 29）城市轨道交通结构抗震设计规范GB50909-201430）城市轨道交通结构安全保护技术规范CJJ/T 202-201331）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。32）长沙市轨道交通6号线工程初步设计文件组成与内容33）长沙市轨道交通6号线工程初步设计文件编制统一规定34）长沙市轨道交通6号线工程工可文件35）长沙市轨道交通6号线工程总体设计文件36）文昌阁至东屯渡地下配套工程文昌阁站芙蓉中路站区间初步设计（广州地铁设计研究院有限公司，2016年8月）37）长沙市文昌阁至东屯渡地下配套工程初步勘察阶段岩土工程勘察报告（广东省地质物探工程勘察院，2016.07）38）长沙市轨道交通6号线工程初步设计修编版线路(2017.02.07版)（广州地铁设计研究院有限公司，2017.02）39)文昌阁至东屯渡地下配套工程可行性研究报告 40）相关会议审查意见、相关工作联系单等41）长沙市轨道交通6号线总体组下发相关文件及技术要求42）业主提供的地形图、管线图和沿线建构筑资料等43）省政府关于长沙市文昌阁至东屯渡地下配套工程的批复文件44）根据长沙市人民政府市长办公会议纪要【2016】18号，文昌阁至东屯渡地下配套工程为长沙市轨道交通6号线中心城区段七站六区间（文昌阁站东郡站）45）文昌阁至东屯渡地下配套工程文昌阁站芙蓉中路站区间初步设计专家及政府部门审查意见1.2 工程概况与设计范围文昌阁站芙蓉中路站区间自文昌阁站出站后，沿湘雅路东行，经过湘雅医院、省卫生厅等建筑物后在湘雅路芙蓉中路路口到达芙蓉中路站。本区间线路沿湘雅路东西向布置，沿线周边有湘雅大酒店、湘雅医院、湖南省卫生厅、花鸟鱼宠物电动车市场。线路轨面埋深1626m。湘雅医院早期建筑群（属于省级保护文物）位于区间隧道南侧，区间线路设计尽量避让湘雅医院早期建筑群，区间右线隧道距湘雅医院早期建筑群最近处约32m，本区间拟推荐采用盾构法施工。本区间起讫里程： 左线ZCK30+770.750ZCK31+270.600，全长499.850m，其中ZCK30+998.452=ZCK31+000.000，短链1.548m。右线YCK30+770.750YCK31+270.600，全长498.302m。区间左、右线隧道的土建工程、端头加固、洞门后浇环梁及预埋件即本册设计范围。1.3 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、人防、防水、防火等要求；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，区间结构安全等级为一级，结构重要性系数取1.1，区间结构防火等级为一级。3）结构设计应根据国家及长沙市有关规定及标准，合理确定地下结构设计所采用的抗震设防标准。长沙地区的抗震设防烈度为6 度，城市轨道交通工程的抗震设防分类为乙类，按7度采取抗震构造措施，以提高结构的整体抗震能力。4) 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。5) 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。6) 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。7) 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。8) 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。9) 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。10) 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。11) 跨越河流的隧道结构设计水位按1/200的洪水频率进行防洪防淹设计，并按最高水位进行验算。12）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）附 注钢筋混凝土管片0.2其它结构水中环境、土中缺氧环境0.3洞内干燥环境或洞内潮湿环境0.3环境相对湿度为45%80%迎土面地表附近干湿交替环境0.2厚度不小于300mm的钢筋混凝土结构可不计干湿交替作用注：当设计采用的最大裂缝宽度的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。13) 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。14）区间隧道长度超过600m时，区间应在其中部的左、右线之间设置联络通道。15）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曲率变化。16）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。17）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，上述数值应按相应的规范和规程允许值从严确定，对于空旷地区考虑适当放宽。18）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。19）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。20）在区间隧道的最低点处设置废水泵房（宜结合区间联络通道一并设置），其门洞处可采用刚管片或复合管片，并采用防腐蚀和防火措施。废水泵房有效容积为20m。21）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，其砼强度等级不小于C50，抗渗等级满足地下建筑物防水等级要求。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，环宽1200mm，分块数宜为6块。22）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。23）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。24）矿山法施工的隧道，采用复合式衬砌结构形式。初期支护由喷射混凝土、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。25）矿山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。26）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。27）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。28）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1、地铁区间长距离与鸭子铺通道并行，相互影响大，建议针对典型工况，完善盾构隧道与鸭子铺通道相互影响控制措施。回复：执行专家意见，已根据鸭子铺通道线路和区间线路，采取相应措施预留鸭子铺通道后期实施条件。2建议尽快完成长沙市轨道交通6号线文物影响评估报告，编制本工程文物保护方案，并按程序上报文物主管部门组织审查。回复：执行专家意见，已分别按市级保护文物和省级保护文物编制文物影响评估报告，并报送相关文物主管部门。2工程地质2.1工程地质与水文地质2.1.1地面条件文昌阁至东屯渡地下配套工程文昌阁站芙蓉中路站区间沿湘雅路敷设。湘雅路道路狭窄，为双向四车道，沿线周边主要建构筑物有湘雅大酒店、湘雅医院、湖南省卫生厅、花鸟鱼宠物电动车市场。2.1.2地貌特征长沙处于湘中丘陵与洞庭湖冲积平原过渡地带和湘浏盆地，地势南高北低，丘涧交错、红岩白沙。地貌总的特征是：地势起伏较大，地貌类型多样，地表水系发育。长沙市东北是幕阜罗霄山系的北段，西北是雪峰山余脉的东缘，中部是长衡丘陵盆地向洞庭湖平原过渡地带。东北、西北两端山地环绕，地势相对高峻，中部递降趋于平缓，略似马鞍形，湘江由南而北斜贯中部，南部丘岗起伏，北部平坦开阔，地势由南向北倾斜，形如一个向北开口的漏斗。城内为多级阶地组成的坡度较缓的平岗地带。地貌基本上是山地、丘陵、岗地、平原各占四分之一。文昌阁至东屯渡地下配套工程区域属湘江级阶地，地面标高为3253m，地形开阔，阶地主要由第四系中更新统网纹状粘土、粉质粘土、砂砾石层组成，具明显的二元结构；地形地貌经人为改造变化极大，现状多为道路、商厦及民居，地势较平坦。2.2区域气候和河流水文特征2.2.1区域气候概况长沙属亚热带季风湿润气候，气候温和，雨量充沛，雨热同期，四季分明。春末夏初多雨，夏末秋季多旱；春湿多变，夏秋多睛，严冬期短，暑热期长。市区年均降水量1361.6毫米，各县年均降水量1358.61552.5毫米。春温变化大，夏初雨水多，伏秋高温久，冬季严寒少。3月下旬至5月中旬，冷暖空气交互，形成连绵阴雨低温寡照天气。2.3岩土分层本场地范围土、岩层从新到老主要有全新统人工填土层，上更新统冲积层，残积层，白垩系泥质粉砂岩和变质砂岩，中元古界冷家溪群板岩，断层角砾岩各风化带岩石。现分述如下：2.3.1 人工填土层（Q4ml）（1）混凝土，图表上代号主要由沥青、混凝土组成，揭露层厚0.201. 00m，平均0.40m。（2）素填土，图表上代号褐黄、褐红色，稍湿湿，松散稍压实，主要成分为粘性土、砂土等，个别钻孔夹杂花岗岩岩块，未完成自重固结。揭露层厚0.506.50m，平均厚度2.35m。（3）杂填土，图表上代号褐黄、褐红色，干稍湿，松散稍压实，主要由粘性土组成，含砖渣、碎石、建筑垃圾、生活垃圾等硬质杂物10-40%。揭露层厚0.805.50m，平均厚度2.81m。2.3.2第四系上更新统冲积层（Q2al）（1）粉质粘土层，图表上代号灰褐色、褐黄夹灰白色，可塑，局部硬塑,局部含较多砂砾石，无摇震反应，干强度及韧性中等，稍有光泽。揭露层厚1.006.50m，平均3.05m。（2）粉质粘土层，图表上代号褐黄色，夹灰白色，硬塑，局部含较多砂卵石，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，稍有光泽。揭露层厚0.9013.80m，平均4.81m。（3）粉、细砂层，图表上代号土黄色，饱和，稍密中密，局部松散状态，主要成分为石英颗粒，含粘粒及砾石约5-30%，级配不良。揭露层厚1.40m。（4）中、粗砂层，图表上代号土土黄色，灰白色，饱和，稍密中密，局部松散状态，主要成分为石英颗粒，含粘粒及少量卵砾石约1030%，级配不良。揭露层厚0.603.50m，平均2.33m。（5）砾砂层，图表上代号土黄色，灰白色，饱和，稍密中密，主要成分为石英颗粒，含约5-25%的粘粒及少量、卵砾石，级配良好。揭露层厚1.605.90m，平均2.68m。（6）圆砾层，图表上代号褐黄色，饱和，中密，局部密实，石英质，粒径一般10-20mm，最大粒径约60mm，局部含卵石，亚圆形，磨圆度较好，充填砂粒及少量粘粒约10-30%，级配良好，含少量粘粒，有一定的胶结。揭露层厚0.806.40m，平均2.30m。（7）卵石层，图表上代号褐黄色，饱和，中密密实，石英质，粒径一般20-40mm，最大粒径120mm，亚圆形，磨圆度较好，充填砂粒及少量粘粒约10-40%，级配良好。揭露层厚0.503.80m，平均1.86m。2.3.3残积土层（Qel）（1）残积粉质粘土层，图表上代号。褐红色，硬塑，遇水易软化，摇震无反应，局部含少量砂卵石，稍有光泽，干强度及韧性中等，由下伏基岩风化残积而成。该层呈层状连续产出，垂向上分布在风化基岩面之上。揭露层厚0.507.60m，平均1.62m。2.3.5中元古界冷家溪群各岩层风化带（1）全风化板岩，图表上代号灰色，风化剧烈，除少量石英砾质外，其余成份已全部风化成黏土矿物，呈坚硬土状，原岩结构尚可辩认，手可捏碎，遇水易软化崩解。该层呈近似薄层状产出，局部呈扁豆状产出。层厚0.93.50m，平均2.25m。（2）强风化板岩，图表上代号青灰色，风化强烈，呈半岩半土状及碎块状，局部扁柱短柱状，原岩结构易辩，岩质极软，节理裂隙极发育，多为铁锰质侵染，合金钻进速度一般。风化规律基本是从上至下由强至弱，局部风化程度不均匀，强风化带中夹中风化岩或中风化岩中夹强风化层，岩体基本质量等级为类。揭露层厚0.5033.37m，平均10.84m。（3）中风化板岩，图表上代号青灰色，隐晶质结构，板状构造，有少量风化裂隙，芯呈扁柱短柱状，局部碎块及长柱状，岩质较软，锤击声较脆，RQD=560%，岩体基本质量等级为类。（4）微风化板岩，图表上代号青灰色，隐晶质结构，板状构造，岩芯完整，呈长柱状，局部短柱状，风化裂隙发育，岩芯钻进慢，锤击声脆RQD=70-90%，岩体基本质量等级为级。2.4不良地质作用、地质灾害与特殊性岩土2.4.1 断裂根据长沙市文昌阁至东屯渡地下配套工程初步勘察阶段岩土工程勘察报告，本区间范围内不存在断裂。2.4.2 地质灾害根据长沙地铁灾评报告，地质灾害危险性等级为中等，属基本适宜，本工程区未发现明显的对拟建工程有威胁的地质灾害，工程地质条件较好，整体稳定性较好。2.4.3 特殊性岩土（1）填土人工填土(混凝土、素填土 及杂填土)：素填土呈灰褐色、褐黄色等，成分由粘性土、砂土组成；杂填土呈杂色，成分由粘性土、砂土，建筑垃圾等硬质物组成。人工填土，呈松散稍密状，密实度不均匀，具高压缩性，工程性状差，整个场地均有分布，未完成自重固结，局部有一定固结，但因填料杂乱，固结程度仍存在较大差异。2.5水、土的腐蚀性评价2.5.1水的腐蚀性评价根据长沙市文昌阁至东屯渡地下配套工程初步勘察阶段岩土工程勘察报告，本场地属于类环境，按照地层渗透性属于AB类环境。场地内地下水及地表水（比较线位置）对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。2.5.2土的腐蚀性评价根据长沙市文昌阁至东屯渡地下配套工程初步勘察阶段岩土工程勘察报告，地下水位以下土的腐蚀性按水的腐蚀性评价结果考虑。 广州地铁设计研究院有限公司 35 I-1区岩土参数建议值表1 2.5.1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直接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围岩分级粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角垂直水平wcca1-2Es1-2E0KvKhKg/cm3%kPakPaMPa-1MPaMPaMPa/mMPa/mm/d沥青路面Q4ml1.86-2.0220-33/500-10000.1-0.24.0-4.53.5-4.0/素填土Q4ml1.95-2.0320-280.6-0.812-1812-1613-2014-180.20-0.355-107-120.5-0.64.0-4.53.5-4.00.3-1.0杂填土Q4ml1.95-2.0020-240.65-0.806-108-129-1212-140.25-0.404-88-140.5-0.64.0-4.53.5-4.00.5-2.0粉质粘土Q2al1.85-2.0318-330.58-0.9025-3012-1627-3814-200.30-0.405.0-6.06-100.4-0.520-2520-250.005-0.02粉质粘土Q2al1.90-2.0419-290.60-0.8528-3514-2334-3918-250.10-0.307-1217-240.3-0.4532-4540-450.005-0.02粉、细砂Q2al1.80-1.90/0-417-27/12-146-120.35-0.4025-3022-285-10中、粗砂Q2al1.85-1.98/0-428-38/14-2017-250.35-0.4025-3022-2810-15砾砂Q2al1.90-2.03/30-38/12-1725-300.3-0.432-4227-3710-18圆砾Q2al2.00-2.05/0-435-45/12-2035-420.3-0.3543-5337-4722-32卵石Q2al2.05-2.10/0-438-52/15-2240-450.2-0.368-7575-8025-40残积粉质粘土Qel1.92-2.0319-280.58-0.8330-3615-2532-4020-280.15-0.356-1522-280.3-0.438-4243-480.01-0.10全风化板岩Pt1.95-2.0715-250.6-0.835-4520-3035-4522-300.15-0.326-1835-450.3-0.440-4535-420.05-0.1强风化板岩Pt2.2-2.4/60-10035-40/150-200200-2500.2-0.3100-200120-2500.5-0.8中风化板岩Pt2.59-2.72/200-30040-45/4500-50000.05-0.15200-300150-2500.1-0.3微风化板岩Pt2.75-2.83/250-35055-60/6000-70000.05-0.151500-18001500-20000.05-0.1 I-1区岩土参数建议值表2 2.5.2地层代号岩土名称时代与成因岩石单 轴 极 限 抗 压 强 度 标 准 值承载力特征值桩的极限端阻力标准值桩的极限侧阻力标准值 锚固体极限摩阻力标准值 导温系数导热系数比热容基底摩擦系数临时边坡率抗拔系数地基土水平抗力系数的比例系数岩土层电阻率天然干燥饱和水下钻孔桩(L15m)人工挖孔桩(L15m)水下钻孔桩人工挖孔桩fcfdfrfakqpkqpkqsikqsikqsik10-3 m2/hCf高宽比mMPakPakPakPakPakPakPaW/mKkJ/kg.k坡高10-20mMN/m4.M沥青路面Q4ml/25-3530-4025-351.7-1.91.5-1.71.5-1.8/支护/7-950-70素填土Q4ml/50-60/25-3530-4025-351.7-1.91.5-1.71.5-1.8/支护/7-950-70杂填土Q4ml/50-60/20-2525-3020-25/1.4-1.61.4-1.7/1：2.50/6-840-60粉质粘土Q2al/120-170/40-5040-5035-452.0-2.31.5-1.71.4-1.60.4-0.6支护0.65-0.8015-1948-65粉质粘土Q2al/170-220/65-8570-8060-801.3-1.51.0-1.351.5-1.80.25-0.351：1.500.65-0.8045-6577-85粉、细砂Q2al/130-180/40-5540-5540-502.0-2.31.0-1.151.1-1.30.25-0.40支护0.45-0.6035-6565-95中、粗砂Q2al/150-190/50-6050-6045-552.2-2.51.0-1.121.0-1.20.25-0.45支护0.5-0.6555-7595-115砾砂Q2al/180-220/85-9585-9585-952.8-3.21.3-1.70.9-1.20.3-0.45支护0.55-0.7075-95135-141圆砾Q2al/250-3002500-30003200-4700130-150130-140130-1402.5-3.01.5-2.00.9-1.10.3-0.55支护0.6-0.75120-140145-165卵石Q2al/300-3802800-38004200-5200150-160150-170160-1704.2-4.42.1-2.40.9-1.20.4-0.55支护0.6-0.75140-170155-205残积粉质粘土Qel/200-240900-13001400-180070-8080-9070-801.8-2.21.2-1.51.0-1.30.2-0.41：1.250.7-0.850-7072-80全风化板岩Pt/300-3501200-16001600-200080-9085-9580-901.5-1.80.9-1.21.0-1.30.3-0.41：1.000.7-0.860-7025-35强风化板岩Pt2.0-5.03.0-10.01.0-330002500-3200150-230200-250180-2204.2-4.61.9-2.30.6-0.80.4-0.51：0.750.7-0.8140-16080-90中风化板岩Pt10.0-20.011.0-25.03.5-15.01000-15007000-90008000-12000250-350300-400250-3506.2-6.52.4-4.80.4-0.70.4-0.51：0.500.75-0.80/180-220微风化板岩Pt12.0-25.015.0-29.05.0-18.01800-25009000-1300012000-18000300-450500-700350-4006.5-7.02.5-3.00.3-0.50.65-0.751:0.25-0.50.75-0.80/200-2503 隧道平纵断面设计3.1 隧道平纵断面3.1.1 区间隧道平面设计文昌阁站芙蓉中路站区间自文昌阁站出站后，沿湘雅路东行，经过湘雅医院、省卫生厅等建筑物后在湘雅路芙蓉中路路口到达芙蓉中路站。本区间线路沿湘雅路东西向布置，沿线周边有湘雅大酒店、湘雅医院、湖南省卫生厅、花鸟鱼宠物电动车市场。线路轨面埋深1626m。湘雅医院早期建筑群（省级文物保护单位）位于区间隧道南侧，区间线路设计拟尽量避让湘雅医院早期建筑群，隧道右线距离湘雅医院早期建筑群最近处约32m，本区间拟推荐采用盾构法施工。区间控制条件有南侧的湘雅医院早期建筑群及沿湘雅路两侧的低矮房屋。湘雅早期建筑群距隧道右线约32m，施工期间加强监测；区间隧道侧穿及下穿多处低矮房屋，隧道侧穿及下穿施工期间需对其人员和贵重物品进行临时搬迁及注浆加固，同时加强对这些房屋的监测。 3.1.2 区间隧道纵断面设计文昌阁站芙蓉中路站区间线路最大坡度为24.770，线路轨面埋深1624m，隧道覆土1121m，区间隧道主要穿行于强风化板岩和圆砾层。区间全长小于600m，故本区间未设置联络通道。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、矿山法。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矿山法暗挖施工的工程造价，在有些地层中甚至低于矿山法。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）矿山法采用矿山法施工时，隧道一般采用圆形断面，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易采用此法。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。区间的施工方法主要可以概括为：明挖法、盾构法、矿山法三种。这三种施工方法各有其适用条件和优缺点，区间施工方法比选表如下： 施工方法比较表 表3.3.1 工 法项 目明 挖 法矿 山 法盾 构 法地质情况区间自上而下主要地层为杂填土、粉质粘土、粉细砂、圆砾和强风化板岩应用情况多应用于埋深较浅、场地开阔、交通量小、管线改移少、房屋拆迁少。多应用于地质情况较好，无明挖场地或管线多，交通疏解难。多适用于地层单一，房屋、管线多，交通疏解难，对沉降控制要求严格的工程。结构型式单跨或多跨矩形结构，单跨或多跨马蹄形结构单一的圆形结构对交通影响干扰较大除竖井外，其余均无影响除工作井外，其余均无影响对管线影响遇管线时一般须改移或悬吊。隧道无法避开的需改移，其余无影响除隧道无法避开的外，无影响对环境影响干扰大干扰小干扰小对邻近建筑物影响影响大影响较大影响最小施工难度技术成熟，难度小技术成熟，难度小技术成熟，难度较小施工风险小大较大作业环境好恶劣好施工降水需降水需降水不需要降水结构防水质量好质量不易保证质量一般沉降控制好较好好施工速度分段施工，综合速度快速度较慢机械化施工，速度快对车站影响车站需浅埋车站需深埋车站需深埋，对车站结构和施工影响大受车站影响无影响无影响影响大投资可控性好差好工程造价随隧道埋深加大，投资增加高高文昌阁站芙蓉中路站区间自文昌阁站出站后，沿湘雅路东行，经过湘雅医院、省卫生厅等建筑物后在湘雅路芙蓉中路路口到达芙蓉中路站。本区间线路沿湘雅路东西向布置，沿线周边有湘雅大酒店、湘雅医院、湖南省卫生厅、花鸟鱼宠物电动车市场。线路轨面埋深1624m。区间隧道主要穿行于强风化板岩和圆砾层。经比选本区间拟推荐采用盾构法施工。3.4盾构机选型3.4.1选型原则盾构机选型须综合考虑区间隧道的地质、工期要求、造价等各方面因素，针对长沙地铁隧道盾构法施工，应遵循以下几项基本原则：盾构机技术水平先进可靠，并适当超前，符合我国国情。所选盾构机应满足本区间隧道所穿越砂卵石地层的施工需要。要求盾构机对控制地表沉降、既有建构筑物沉降配备有足够的功能并具有良好的操作性能。为防出现地下构筑物的意外情况发生，盾构机要能实现隧道（盾构机）内清除或撤换障碍物的施工。构机选型应结合区间地层特点选择合适的盾构机。城市地铁区间常用的盾构类型有三种：泥水加压盾构、土压平衡盾构和复合式土压平衡盾构机，这三种盾构各有不同的特点和适用范围，能适应6号线工程的地层条件。两种盾构机工作原理比较泥水式平衡盾构机的工作原理是通过向密封舱内加入泥水(浆)来平衡开挖面的水、土压力，其开挖面的平衡稳定性及控制地面沉降性能较好，盾构机内部空间较大，特别是大直径隧道施工具有一定技术优势，但施工弃土需进行泥水分离处理。该设备系统庞大，占地面积多，且价格昂贵。土压平衡盾构机的工作原理则是向密封舱内加入塑流化改性材料，与开挖面切削下来的土体经过充分搅拌，形成具有一定塑流性和透水性低的塑流体，同时通过伺服控制盾构机推进千斤顶速度与螺旋输送机向外排土的速度相匹配，经舱内塑流体向开挖面传递设定的平衡压力，实现盾构机始终在保持动态平衡的条件下连续向前推进。由于土压平衡式盾构机可以根据不同地层的地质条件，设计和配制出与之相适应的塑流化改性剂(如泡沫等)，极大地拓宽了该类机型的施工领域，特别是在砂卵石地层中施工优势最为明显。故近年来该机成为盾构机应用的主流机型，在隧道工程中得到广泛应用。3.4.2盾构机类型比选对于泥水平衡盾构机和复合式土压平衡盾构机这两种机型，各有其优缺点，下表中列出两种盾构的比较： 泥水平衡式盾构与复合式土压平衡盾构的比较表 表3.4.1特性 机型泥水式平衡盾构机复合式土压平衡盾构机平衡工作面介质密封舱内泥浆密封舱内泥土排土方式流体泵送螺旋输送机和土车适应土质淤泥、粘土、砂、卵石、碎石淤泥、粘土、砂、卵石、碎石开挖面稳定性比较稳定较难控制地层沉降难易程度容易较容易适应隧道直径范围适应范围较广适应性比泥水式稍差刀盘扭矩阻力较小比泥水式略大刀盘形式面板式面板式、辐条式、近辐条式耐高水压性耐高水压耐高水压（比泥水式低）排泥是否处理需要（通常泥浆处理后循环使用）不需要配套设备庞大复杂简单、紧凑施工占用场地大（约1万平米）较小（约40005000平米）设备综合造价高较低优点控制泥水压力，可保持工作面稳定，沉降较小；排土采用泥水管来输送，水压较高地段也不会出现喷涌现象；由于使用泥水，需要扭矩较小刀具不易磨损；使用管路运输，弃土输送效率高，适合长距离输送。控制土仓土压，可有效抵抗水压、土压，可保持工作面稳定，沉降较小；地质适应范围较广，适合混合地层；还可根据围岩状态，切换成开放模式掘进，便于控制工作面；弃土较容易处理费用较低。缺点如果工作面渗透系数较高，则易造成泥浆渗漏，难以保证泥水压力；遇到粘土地段，排泥口有可能堵塞，导致切割仓压力变动工作面不稳定；需要增加泥水处理设备，地面设施场