盾构隧道开挖面水土压力计算书.doc

成都地铁10号线土建三标华兴站区间风井盾构区间隧道开挖面水土压力计算书一、工程概况成都地铁10号线土建三标华兴站区间风井盾构区间，左线里程ZDK4+363.446ZDK5+554.255，全长1188.249m，ZDK4+997.440=ZDK5+000.000，短链2.56m，左线设两个平曲线，半径分别为700m、690m；右线里程YDK4+293.046YDK5+538.242，全长1245.196m，右线设两个平曲线，半径分别为700m、650m。本区间设两个联络通道，1号联络通道兼泵房里程为ZDK4+701.805（YDK4+694.929），2号联络通道里程为ZDK5+189.928（YDK5+180.029）。根据岩土工程勘察报告可知，本盾构区间主要地层自上而下依次为杂填土、粉质粘土、卵石土（夹粉细砂）、泥岩，盾构隧道穿越地层主要为卵石土（夹粉细砂），在YDK4+598.1YDK4+743.8（长度145.7m）段，隧道中下部为强风化泥岩，强风化泥岩侵入隧道断面最大值约4m。隧道底部埋深平均值为20m，其中粉质粘土（含杂填土）厚度为4m，卵石土厚度为16m。粉质粘土容重为1.92t/m3,侧压力系数为0.46；卵石土容重为2.2t/m3,侧压力系数为0.36。静止水位在地面以下5m处。本区间采用盾构法施工，盾构机刀盘开挖面直径为6.28m。二、水土压力计算因为同等条件下静止土压力大于主动土压力，所以按静止土压力计算更为安全。首先把4m厚的粉质粘土（含杂填土）按匀布荷载考虑，均匀作用在卵石土层上，把4m厚的粉质粘土（含杂填土）换算成当量的卵石土厚度，然后与其下部的卵石土厚度16m相加来计算卵石土的土压力。4m厚的粉质粘土（含杂填土）换算成当量的卵石土厚度为：h换石= h土土石 = 4m1.92tm32.2tm3 =3.49m式中h换石粉质粘土（含杂填土）换算成当量的卵石土厚度（m）h土粉质粘土（含杂填土）厚度（m），h土=4m土粉质粘土容重，土=1.92t/m3石卵石土容重，石=2.2t/m31、隧道开挖面上部水土压力（1）土压力石=k石（h换石+h石）石=0.363.49m+（16m-6.28m）2.2t/m3=10.46232t/m2=104.6232KN/m2=104.6232KPa=0.105MPa=1.05bar式中石土压力（bar）k石卵石土侧压力系数，k石=0.36h石卵石土顶面至隧道开挖面上部的卵石土厚度（m），h石=16m-盾构机刀盘开挖面直径6.28m(2)水压力水=h水水=（20m-5m-6.28m）1t/m3=8.72t/m2=87.2KN/m2=87.2 KPa=0.0872MPa=0.87bar式中水水压力（bar）h水静止水位至隧道开挖面上部的含水层厚度（m）水水的容重，水=1t/m3所以隧道开挖面上部水土压力水土=石+水=1.05bar+0.87bar=1.92bar2、隧道开挖面中部水土压力（1）土压力石=k石（h换石+h石）石=0.363.49m+（16m-3.14m）2.2t/m3=12.9492t/m2=129.492KN/m2=129.492KPa=0.129MPa=1.29bar式中石土压力（bar）k石卵石土侧压力系数，k石=0.36h石卵石土顶面至隧道开挖面中部的卵石土厚度（m）(2)水压力水=h水水=（20m-5m-3.14m）1t/m3=11.86t/m2=118.6KN/m2=118.6 KPa=0.1186MPa=1.19bar式中水水压力（bar）h水静止水位至隧道开挖面中部的含水层厚度（m）水水的容重，水=1t/m3所以隧道开挖面中部水土压力水土=石+水=1.29bar+1.19bar=2.48bar3、隧道开挖面下部水土压力（1）土压力石=k石（h换石+h石）石=0.36（3.49m+16m）2.2t/m3=15.43608t/m2=154.3608KN/m2=154.3608KPa=0.154MPa=1.54bar式中石土压力（bar）k石卵石土侧压力系数，k石=0.36h石卵石土顶面至隧道开挖面下部的卵石土厚度（m）(2)水压力水=h水水=（20m-5m）1t/m3=15t/m2=150KN/m2=150KPa=0.15MPa=1.5bar式中水水压力