06212-C-JG-01-00 教师村站结构设计说明2017.2.6

长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 长沙市轨道交通 6 号线中段工程 教师村站结构初步设计说明 中铁隧道勘测设计院有限公司 设计证书 甲级 编号 A112000056 二 一七年二月 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 目录 1 概述 1 1 1 设计依据 1 1 2 设计范围 2 1 3 主要设计原则及标准 2 1 4 前阶段审查意见及执行情况 6 2 工程概况 6 2 1 概况 6 2 2 车站周边现状建 构筑物 地上和地下 6 2 3 重要控制性管线 现状和规划 7 2 4 车站与周边产权地块的关系 7 2 5 车站与大型市政设施的关系 7 3 地质概况 7 3 1 地形地貌 7 3 2 地质构造及地震烈度 7 3 3 建筑场地类别 7 3 4 工程 水文地质条件 7 4 工程材料及耐久性设计 10 4 1 主要工程材料 10 4 2 结构耐久性设计 11 5 结构方案及比选 12 5 1 车站围护结构方案选型 12 5 2 车站主体结构方案选型 18 5 3 附属结构设计 22 5 4 车站风险源分析及应对措施 22 6 结构防水 24 6 1 防水设计原则及标准 24 6 2 防水方案 24 7 施工方法比选及论证 24 8 施工组织及主要工程技术措施 25 8 1 主要施工步骤 25 8 2 指导性施工组织安排 25 8 3 地面 地下管线改移及防护措施 25 8 4 施工场地布置及交通疏解 25 8 5 房屋保护方案 26 8 6 与邻近工程的关系及处理方案 26 8 7 与区间隧道工程接口处理 26 8 8 降水防洪及环境保护措施 26 8 9 施工监控量测 27 8 10 环境保护措施 27 8 11 杂散电流腐蚀防护 27 9 存在问题及下一阶段应注意事项 27 10 附件 28 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 1 1 1 概述 概述 1 11 1 设计依据设计依据 1 长沙市轨道交通 6 号线工程勘察设计项目土建 TJSJ 1 标段合同 长轨合同 2016 259 号 2 长沙市轨道交通 6 号线工程技术要求 2016 06 3 长沙市轨道交通 6 号线工程初步设计文件组成与内容 2016 06 4 长沙市轨道交通 6 号线工程机电系统对土建的要求 2016 06 5 长沙市轨道交通 6 号线工程初步设计文件编制统一规定 2016 06 6 长沙市轨道交通 6 号线工程 KC 1 标段初步勘察阶段岩土工程勘察报告 湖南省工程勘察院 2016 08 7 长沙市轨道交通 6 号线中段初步设计修编版线路资料 穗铁院 长 6 总体 联字 2017 第 08 号 2017 02 8 长沙市轨道交通 6 号线可行性研究报告及专家组意见 2016 12 9 周边建筑物地形 基础资料和管线资料 中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司 10 地铁设计规范 GB50157 2013 11 城市轨道交通技术规范 GB50490 2009 12 地下铁道工程施工及验收规范 GB50299 1999 2003 年版 13 建筑结构荷载规范 GB 50009 2012 14 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 2015 版 15 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2015 16 地下工程防水技术规范 GB50108 2008 17 地下防水工程质量验收规范 GB50208 2011 18 混凝土结构耐久性设计规范 GB T50476 2008 19 混凝土结构耐久性设计与施工指南 CCES01 2004 20 铁路混凝土结构耐久性设计规范 TB10005 2010 21 钢结构设计规范 GB50017 2003 22 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 23 城市轨道交通结构抗震设计规范 GB50909 2014 24 人民防空工程设计规范 GB50225 2005 25 轨道交通工程人民防空设计规范 RFJ02 2009 26 人民防空工程设计防火规范 GB50098 2009 27 岩土工程勘察规范 GB50021 2001 2009 年版 28 城市轨道交通岩土工程勘察规范 GB50307 2012 29 混凝土外加剂应用技术规范 GB50119 2013 30 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 31 铁路隧道设计规范 TB10003 2005 32 盾构法隧道施工与验收规范 GB50446 2008 33 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 2012 34 建筑基坑工程技术规范 YB9258 97 35 建筑基坑工程监测技术规范 GB50497 2009 36 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 37 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2012 38 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 GB50086 2015 39 砌体结构设计规范 GB50003 2011 40 钢筋焊接及验收规程 JGJl8 2012 41 钢筋机械连接技术规程 JGJl07 2016 42 地铁杂散电流腐蚀防护技术规程 CJJ49 92 43 钢管混凝土结构技术规范 GB50936 2014 44 钢管混凝土结构技术规程 CECS28 2012 45 型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ138 2001 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 2 46 国家 湖南省和长沙市的其它现行相关规范 规程 47 业主 总体组及其它相关部门提供的基础资料 1 21 2 设计范围设计范围 本次设计包括长沙市轨道交通 6 号线工程教师村站的基坑 主体结构 附属结构以及防水 设计 具体里程范围为 YCK25 641 100 YCK25 997 700 1 31 3 主要设计原则及标准主要设计原则及标准 1 3 11 3 1 主要设计原则主要设计原则 1 长沙市轨道交通 6 号线工程沿线车站的主体结构和区间均为地下结构 结构设计结构类 型 使用条件 荷载特性 施工工艺等条件进行 并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 通过对技术经济 环境影响和使用效果等综合评价 合理选择结构形式和施工方法 2 地下结构设计应尽可能减小施工过程中以及建成后对周边环境造成的不利影响 并应考 虑由于城市规划造成周边环境改变 包括未来轨道交通线的实施 时对地下结构的不利影响 对分期建设的轨道交通工程 应根据长沙市轨道交通线网规划 合理确定节点形式并预留远期 实施条件 对近期规划实施线路的换乘车站 可一次性实施 与规划中其他线路远期相交或换 乘的近期车站设计 可根据两工程的相互关系 采取预留等措施 以便帮助远期车站施工时 对已建车站结构变形的控制 3 车站抗震设计应根据当地政府主管部门批准的地震安全性评价结果确定的设防强度要求 按照相应规范进行设计 结构抗震设防烈度为 6 度 按 7 度采取抗震构造措施 结构设计应按 要求进行抗震验算 并采取相应的结构处理措施 4 地下结构的设计宜采用信息化设计方法 应根据施工方法 结构型式或构件类型 周边 环境 使用条件及荷载特性等综合分析确定监控量测的目的 内容和技术要求 选用与其特点 相近的结构设计规范和设计方法 结合施工监测 建立严格的监控量测制度 逐步实现信息化 设计 5 结构设计应满足施工 运营 城市规划 抗震 人防 防火防水 防杂散电流的要求 确保地下结构具有足够的耐久性 地下结构应根据环境类别 按设计使用年限为 100 年的要求 进行耐久性设计 6 结构设计应分别按施工阶段和使用阶段 根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的 要求 进行承载力 强度 稳定 变形 抗浮 抗裂及裂缝宽度等方面的计算 验算和耐久性 设计 对于不同施工工法的地下结构计算模型应符合实际工况条件 并视情况考虑选用与其相 符或相近的现行国家的有关规范和标准进行设计 并满足施工工艺的要求 7 对于临近车站的地下建筑物 车站结构受不对称水平侧向压力的影响应予与足够的重视 设计中应根据其结构型式与车站平面 剖面的关系 施工方法 施工先后等因素进行研究 以 确定车站结构计算模式及相应的工程处理措施 将其施工造成对车站结构的影响控制在允许的 范围以内 以确保结构安全 8 轨道交通结构应采取有效的防止杂散电流腐蚀的措施 钢结构及钢连接件应进行防锈处 理 9 轨道交通结构应根据地下水位高度进行结构抗浮验算 不满足抗浮要求时须采取抗浮措 施 10 地下结构的净空尺寸除满足建筑 限界 设备 人防 施工工艺及其它使用要求外 尚应考虑施工误差 测量误差 结构变形及后期沉降的影响 11 结构设计应考虑初期支护或围护结构的作用 计算应考虑其与二衬或内衬共同受力 12 在含水地层中 设计应充分考虑长沙市地表潜水丰富 潮湿多雨的气候条件 根据具 体情况 采取可靠的疏水 排水 堵水 降水等措施 妥善处理施工期间的地下水问题 13 长沙地区属中亚热带湿润季风气候区 具有四季分明 温暖潮湿 雨量充沛 严寒期 短等特点 结构设计应控制混凝土的裂缝宽度 防止钢筋锈蚀 提高结构的耐久性 保证结构 的使用寿命 14 严格控制工程施工引起的地面沉降量 其允许数值应根据地铁沿线不同地段的地面建 筑及地下构筑物等的实际情况确定 并因地制宜地采取措施 15 车站结构设计应充分考虑施工过程中尽可能减小对车站周边不同的环境条件 相邻轨 道交通 重要地下管线 重要的建筑物 城市交通干道等 确定相应的车站基坑变形控制保护 等级 16 对处于交通繁忙干道下 施工期间地面交通组织有特殊要求的车站 在结构实施方 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 3 案中应充分考虑交通疏解的便捷性 可行性 17 地下结构在荷载 结构 地层条件发生变化的部位或因抗震要求需设置变形缝时 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使用的差异沉降 变形缝的形式 宽度和间距应根据允许纵向沉降曲率 沉降差 防水和抗震要求等确定 18 车站结构设计与物业的配合要求 1 设计需考虑与物业结构的融合以及避免对地铁结构的设计造成影响 2 车站宜采用合适的施工方法及工序 以减少对物业设计的影响 3 车站结构设计宜考虑物业开发最灵活的柱网布置 4 沉降缝布置应考虑分期施工及处理方案以避免对车站和物业建筑的影响 19 地下结构必须具有战时防护功能并做好平时转换功能 按照当地主管部门批准的六级 人防标准设防 在规定的设防部位结构设计按六级人防的抗力标准进行验算 并设置相应的防 护措施 当与既有地下结构连通时 尚应保证不降低既有结构的设防标准 20 后续区间隧道施工应确保已运营地铁线路的正常运营 1 3 21 3 2 主要设计标准主要设计标准 1 结构使用寿命不低于 100 年 2 结构抗震设防烈度为 6 度 设防分类为乙类 按 7 度采取抗震构造措施 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 3 明挖法施工的结构顶部覆土厚度应满足地下管线铺设及绿化种植等要求 当位于城市 主干道下时 覆土厚度不得小于 3 0m 当位于城市次干道下时 覆土厚度不得小于 2 0m 4 严格控制工程施工引起的地面沉降量 一般情况 地面沉降量控制在 30mm 以内 隆起 量控制在 10mm 以内 当周边有重要建筑 构 物及管线时 根据情况适度提高地表沉降控制标 准 建筑 构 物的沉降 倾斜应控制在其安全允许范围内 5 设计洪水频率标准按 200 年一遇考虑 6 车站结构设计应按最不利情况进行抗浮稳定验算 在不考虑侧壁摩阻力时 其抗浮安全 系数不得小于 1 05 当适当考虑侧壁摩阻力时 其抗浮安全系数不得小于 1 15 当结构抗浮不 能满足要求时 应采取相应的工程措施 7 基坑开挖面有 微 承压水含水层时 应按最不利情况进行基坑底部抗承压稳定验算 其稳定性安全系数不得小于 1 10 当基坑抗承压水稳定不能满足要求时 应采取隔水或降压等 有效措施 并尽量减小对周边环境的不利影响 8 设计基坑支护结构时 应根据基坑的开挖深度和周边建筑物以及构筑物的重要性和分布 情况 制定基坑的保护等级 依据保护等级所要求的变形允许值对基坑的变形进行控制 并设 计相应的支护系统 以确保基坑本身的安全和临近建筑物以及重要管线的正常使用 根据基坑 保护等级和变形允许值提出监测要求 轨道交通深基坑变形控制保护等级及变形控制标准见表 1 3 2 1 通常情况下车站基坑的保护等级一般不低于二级 相邻段基坑保护等级相差不得大于 一级 以及以此确定合理的施工工艺 并对围护结构的构件进行承载能力 变形与稳定性计算 提出相应的技术措施和施工监测要求 基坑变形控制保护等级及变形控制标准表基坑变形控制保护等级及变形控制标准表 表表 1 3 2 11 3 2 1 保护 等级 地面最大沉降量及围护 结构水平位移控制要求 基坑和环境保护要求 一 级 1 地面最大沉降量 0 15 H 且 25mm 2 围护结构最大水平位移 0 25 H 且 30mm 1 开挖深度 14m 且在 3H 范围内有重要建筑 管线 等市政设施或在 1 0H 范围内有非嵌岩桩基础埋深 H 的建筑物 2 基坑位于地铁 隧道等大型地下设施安全保护区 范围内 二 级 1 地面最大沉降量控制在 0 3 H 且 30mm 2 围护结构最大水平位移 0 4 H 且 50mm 除一级和三级以外的基坑工程 三 级 1 地面最大沉降量控制在 0 6 H 且 35mm 2 围护结构最大水平位移 0 8 H 且 100mm 开挖深度小于 6m 且在周围 3 倍开挖深度范围无特殊 要求保护的建 构 筑物 管线和道路等市政设施 本站基坑宽约 28 7 30 75m 深约 24 2 29 8m 基坑变形控制等级为一级 基坑保护等级 为一级 9 围护墙体插入土层中 在确定其入土深度时 必须进行墙体的整体稳定性和抗倾覆以及 墙前基底土体的抗隆起和抗渗流稳定性验算 当围护墙体插入基岩中时 其嵌入深度需根据基 坑开挖深度 支撑体系 岩石的风化程度 并参照工程类比予以确定 10 地下结构中主要构件的安全等级为一级 相应的结构构件重要性系数 0 取 1 1 临 时构件 如施工阶段的支撑 砼挡墙等构件 的安全等级为三级 相应的结构构件重要性系数 0 取 0 9 在人防荷载或地震荷载组合下 相应的结构构件重要性系数 0 取 1 0 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 4 11 钢筋混凝土构件 不含临时构件 正截面的裂缝控制等级一般为三级 即允许出现裂 缝 正常使用极限状态验算时 除处于干湿交替环境中结构最大计算裂缝宽度允许值 0 2mm 外 其余部位的地下结构最大裂缝宽度允许值 0 3mm 12 结构防水设计应满足国家颁发的 地下工程防水技术规范 GB50108 2008 的有关规 定 车站 人行通道及机电集中地段防水等级为一级 区间及其附属隧道防水等级为二级 防 水混凝土抗渗等级不得小于 P8 13 地下车站及区间抗力级别为 6 级 防化等级为丁级 14 地下结构主要构件的耐火等级为一级 15 作用在地下结构上的水压力 应根据施工阶段和长期使用过程中地下水位的变化 不 同的围岩条件 分别考虑 16 水压力可按静水压力计算 并应根据设防水位以及施工阶段和使用阶段可能发生的地 下水位最不利情况 计算水压力和浮力对结构的作用 砂性土地层的侧向水 土压力应采用水 土分算 对于粘性土地层的侧向水 土压力 在施工阶段采用水土合算 使用阶段应采用水土 分算 1 3 31 3 3 设计荷载设计荷载 1 设计荷载 地下结构设计荷载分类按下表 1 3 3 1 地下结构荷载分类表地下结构荷载分类表 表表 1 3 3 11 3 3 1 荷载类型荷载名称 结构自重 地层压力 结构上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力 静水压力及浮力 混凝土收缩及徐变影响 预加应力 设备重量 永 久 荷 载 地基下沉影响力 地面车辆荷载及其动力作用可变 荷载 基本可变荷载 地面车辆荷载引起的侧向土压力 地铁车辆荷载及其动力作用 人群荷载 温度变化影响 其他可变荷载 施工荷载 偶然荷载地震作用 六级人防荷载 注 a 设计中要求考虑的其它荷载 可根据其性质分别列入上述三类荷载中 b 表中所列荷载本节未加说明者 可按国家有关规范或根据实际情况确定 c 施工荷载 设备运输及吊装荷载 施工机具及人群荷载 相邻地下工程施工的影响 作用在地下结构上的荷载 可按上表进行分类 在决定荷载的数值时 应考虑施工和使用 年限内发生的变化 根据现行国家标准 建筑结构荷载规范 及相关规范规定的可能出现的最 不利情况确定不同荷载组合时的组合系数 1 结构自重指结构及结构面上的建筑隔墙等构件因自身重量产生的垂直荷载 2 地层压力 竖向压力和水平压力 明挖法车站结构的竖向地层压力按计算截面以上全部土柱重量计算 根据结构受力过程中墙体水平位移与地层之间的相互关系 可分别按主动土压力 静止土 压力或被动土压力进行计算 施工期间围护结构的主动侧向土压力宜按朗金公式的主动土压力 计算 使用阶段 结构承受的水平侧土压力宜按静止侧向土压力进行验算 设计采用的水平侧 压力宜采用水土分算 有相类似工程经验时也可对粘性土采用水土合算的方法 计算中应计及 地面荷载和邻近建筑物以及施工机械等引起的附加水平侧压力 各土层重度应根据实际工程地 质和水文地质情况 并参照相应规范确定 3 结构上部和受影响范围内的设施及建筑物压力 在计算结构上部和受影响范围内的设施和建筑物压力 对已有或已经批准待建的设施及建 筑物压力在结构设计中均应考虑 4 水压力及浮力 当地下结构所处地层有地下水时 按地层中地下水的最高水位计算浮力 作用在地下结构 上的水压力 应根据施工阶段和长期使用过程中地下水位的变化 区分不同的围岩条件 按静 水压力计算 施工阶段采用常水位计算 使用阶段按最不利水位进行验算 5 混凝土收缩作用 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 5 外露的超静定结构及覆土较薄 覆土不大于 1m 或截面厚度较大 截面厚度大于 0 8m 的 车站结构应考虑混凝土收缩和徐变的影响 计算可参照有关规范 用假定降低温度的方法 对 于整体浇筑的钢筋混凝土结构相当于降低温度 15 对于分段浇筑的钢筋混凝土结构相当于降 低温度 10 考虑混凝土徐变影响 计算中混凝土弹性模量进行折减 6 预加应力为减少基坑变位或控制结构变形 在支撑构件内施加的预应力 7 设备荷载 设备区一般可按 8kPa 进行设计 重型设备区需依据设备的实际重量 动力影响 安装运 输途径等确定吊运荷载大小及作用范围 进行结构计算 8 地基下沉影响力 由于地层不均匀 荷载突变 施工方法及施工顺序 地下水位变化 结构形式及刚度变化 等引起的基础沿横向及纵向不均匀沉降产生对结构的影响力 9 地面车辆荷载及其动力作用 当结构位于道路下方 覆土厚度大于 2 5m 时 地面超载可按 20kPa 计算 并不计动力作 用的影响 当覆土厚度小于 2m 时 应考虑动力影响 当覆土厚度小于 1m 时 其地面超载则按 有关规范的规定确定 但最小应不小于 20kPa 在端头井附近由于盾构隧道施工时堆放管片或其他特殊情况时 地面超载值按实际情况确 定 一般按不小于 35kPa 计算 并考虑扩散后作用在车站结构上 10 地面车辆荷载引起的侧向土压力 由于大型机械设备 塔吊 临时堆载 地面车辆等对地下结构产生的侧向作用力 11 地下铁道车辆荷载及其动力作用 直接承受车辆荷载的楼板等构件 车辆竖向荷载应按实际轴重和排列计算 并考虑动力的 影响 同时尚应对线路通过的重型设备运输车辆的荷载进行验算 其内力计算及构造须按 铁 路桥梁钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范 TB10002 3 2005 要求进行设计 6 号线采 用 A 型车 最大设计时速 80km h 车辆荷载按轴重 P 160kN 列车编组 6 辆 12 人群荷载 站台 站厅 楼梯 车站管理人员用房等部位的人群荷载按 4kPa 的活荷载标准值计 另 需计及在 300 300mm 范围内的 20kN 集中荷载 结构计算时按全部均布荷载加上单个集中荷载 的最不利组合进行设计 13 温度变化影响力 覆土厚度较薄 小于 1m 地下结构 敞口段结构 以及温度变形缝的间距较大时 应考虑 温度变化的影响 因温度变化引起的内力 应根据长沙地区的温度情况及施工条件所确定的温 度变化值通过计算确定 考虑混凝土徐变影响 计算中混凝土弹性模量进行折减 14 施工荷载 结构设计中应考虑下列施工荷载之一或可能发生的几种情况的组合 设备运输及吊装荷载 施工机具荷载 地面堆载 材料堆载 相邻隧道开挖的影响 盾构法施工时的千斤顶顶力 盾构过站的设备荷载 由于注浆等地基加固等引起的附加荷载 施工阶段采用荷载结构模式 按荷载 增量法 进行计算 15 人防荷载 在规定需要考虑战时防护的部位 作用在结构上的等效荷载按人防规范的有关规定计算 16 地震作用 一般结构横向采用地震系数法计算 即静力法或惯性力法 结构纵向应力应变检算采用反 应位移法即拟静力法 当采用地震系数法计算 应按 长沙市轨道交通 6 号线工程地震安全性 评估报告 确定的地震动参数进行抗震验算 2 荷载组合 结构计算应考虑承载能力极限状态 用于配筋计算 和正常使用极限状态 用于裂缝宽度 验算 两种工况 结构重要性系数取 1 1 1 承载能力极限状态 基本组合 1 永久荷载控制 S 1 1x 1 35x 永久荷载标准值 1 4x Lx0 7x 可变荷载 标准值 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 6 基本组合 2 可变荷载控制 S 1 1x 1 2x 永久荷载标准值 1 4x Lx 可变荷载标准值 注 L为可变荷载考虑设计使用年限的调整系数 当设计使用年限考虑为 100 年时 L应取 1 1 2 正常使用极限状态 准永久组合 S 永久荷载标准值 可变荷载准永久值 荷载组合分项系数荷载组合分项系数 表表 1 3 3 21 3 3 2 偶然荷载 序号 荷载组合 验算工况 永久荷载人群荷载设备荷载地面超载地震荷 载 人防荷 载 1 基本组合构件强度计算1 35 1 0 1 4 0 7 1 1 1 4 0 7 1 1 1 4 0 7 1 1 2 构件裂缝宽度计算 1 00 51 00 6 3 构件变形计算 1 01 01 01 0 4 抗震荷载作用下构件强 度验算 1 2 1 0 0 51 00 51 3 5 人防荷载作用下构件强 度验算 1 2 1 0 1 0 6 构件抗浮稳定验算 1 0 1 41 4 前阶段审查意见及执行情况前阶段审查意见及执行情况 1 工可设计阶段专家审查意见 无 2 2 工程概况 工程概况 2 12 1 概况概况 长沙市轨道交通 6 号线工程线路全长 47 9km 设 34 座车站 教师村站为中间站 该站位 于长沙市岳麓区 站位位于桐梓坡路与金星路十字路口 沿桐梓坡路东西向敷设 车站有效站 台中心里程为 YCK25 858 500 车站设计起点里程 YCK25 641 100 车站设计终点里程 YCK25 997 700 教师村站周边主要规划为商业 教育及医疗用地 主要控制性建 构 筑物为东北象限步 步高超市 西北象限王府井 西南象限时代帝景酒店 车站范围内地势东高西低 东西两端均 为市政道路 施工场地条件相对较差 车站有效站台中心里程处周边道路现状标高约为 44 47 米左右 现状道路东高西低 本站为地下三层明挖车站 与远期 9 号线 地下两层 呈 L 型换 乘 本站地下一层为市政隧道 地下二层为站厅层 地下三层为站台层 车站外包全长 356 6m 标准段外包总宽 28 7m 有效站台中心处顶板覆土约 2 6 米 底板埋深 27 16 米 轨 面埋深 24 38m 车站采用半盖挖法 桐梓坡路与金星路路口全盖挖 施工 车站东端设盾构接 收井 盾构在本站站内过站后 在西端盾构井二次始发 2 22 2 车站周边现状建 构筑物 地上和地下 车站周边现状建 构筑物 地上和地下 1 车站建设范围内建构筑物的使用性质 层数 基础形式 车站位于桐梓坡路与金星路十字路口 沿桐梓坡路布置 周边规划以商业 教育和医疗为 主 东北象限为步步高超市 砼 9 层 3 层地下室 筏板基础 围护结构采用桩 锚索 西北 象限王府井 砼 6 层 3 层地下室 桩基础 桩长 12 15m 围护结构采用桩 锚索 西南象限 时代帝景酒店 砼 14 层 2 层地下室 桩基础 桩长 8 12m 桐梓坡路规划道路红线宽 46 米 金星路规划道路红线宽 100 米 均属于城市主要干道 2 建构筑物与车站设置的制约关系 车站北侧王府井和步步高地下室基坑采用桩 锚索支护 锚索侵入车站北侧附属范围内 附 属围护结构施工时 需用冲击钻破除锚索 据物探单位调查 车站南侧时代帝景地下室基坑无 锚索 对车站影响相对较小 2 32 3 重要控制性管线 现状和规划 重要控制性管线 现状和规划 1 管线类型 埋深 管径等基础资料 主要管线资料统计表主要管线资料统计表 表表 2 3 12 3 1 名称管径材质埋深管线走向备注 雨水管 DN2000 钢筋混凝土 7 8m 沿金星路南北向永久改移 雨水管 DN1500 钢筋混凝土 4m 沿桐梓坡路东西向永久改移 给水管 DN1000 钢 1 1 5m 沿桐梓坡路东西向永久改移 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 7 中压燃气管 DN300 DN160 钢 PE 管 1 5m 沿金星路南北向 沿桐 梓坡路东西向 永久改移 10kV 供电管 450 300 铜 1m 沿金星路南北向 沿桐 梓坡路东西向 临时改移 军缆 100 200 300 200 光纤 1m 沿桐梓坡路东西向临时改移 2 管线与车站设置的制约关系 根据管线资料 在主体范围内沿金星路有 2 根管径 2m 的钢筋混凝土雨水管 沿桐梓坡路有 1 根管径 1 5m 的钢筋混凝土雨水管 一根 DN1000 的钢给水管 一根 DN300 的中压钢燃气管 考虑永迁 其余需要改迁的管线在车站施工前需由管线产权单位做好管线登记及配合改迁工作 无需改迁的管线在施工阶段应采取有效的保护措施以保证管线的安全 2 42 4 车站与周边产权地块的关系车站与周边产权地块的关系 1 车站建设范围内的土地产权情况 本站建设范围内主要为现状道路及规划用地 2 与规划部门 产权单位的协调情况 市政用地或其它产权单位的开发用地 规划部门同意车站站位 但车站主体 附属范围内需临时用地及永久征地还需进一步与产 权单位协调 2 52 5 车站与大型市政设施的关系车站与大型市政设施的关系 本站地下一层为市政隧道 近期用作物业开发 市政隧道设双向六车道 结构总宽 28 7m 3 3 地质概况 地质概况 3 13 1 地形地貌地形地貌 教师村站工程场地位于长沙市岳麓区境内桐梓坡西路与金星路十字交叉路口 站位周边主 要为商业 医疗及居住用地为主 地势起伏较大 东高西低 高程约为 40 67 47 1m 教师村站属于低矮丘陵地貌 低丘浅沟地形 沿桐梓坡路向东行进 两侧建筑物较密集 3 23 2 地质构造及地震烈度地质构造及地震烈度 长沙市第四纪以前地质构造主要为褶皱和断裂 根据长沙地区区域地质资料 本工程场地 位于湘江以西 对其有影响的地质构造主要发育有古冲 竹马塘断层 F1 罗石咀 望城坡断层 F3 观音堂 良玉湾断层 F16 施家巷 天顶关断裂 F17 曹家湾至竹山屋断裂 F18 根据 中国地震动参数区划图 1 200 万 GB18306 2001 和 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 拟建工程场地的抗震设防烈度为 6 度 设计基本地震加速度值为 0 05g 设 计地震分组为第一组 设计特征周期为 0 35s 建筑物应按有关规定抗震设防 3 33 3 建筑场地类别建筑场地类别 依照 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 相关规定 本工程地质区属可进行建设的一般 地段 场地土属中软土 软质岩石 场地类别为 类 根据初勘报告 本工程地质区场地 土属中硬土 软质岩石 场地类别为 类 3 43 4 工程 水文地质条件工程 水文地质条件 3 4 13 4 1 岩土分层及特征岩土分层及特征 1 1 各岩土层描述 各岩土层描述 拟建场地地层岩性为 场地地层自上而下依次为 沥青混凝土路面 素填土 全 风化板岩 强风化板岩 中风化板岩 拟建场地主要岩土层分布特征如下 1 第四系全新统地层 Q4 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 该层层顶标高为 66 63 33 83m 层底标高为 65 83 33 53m 厚度为 0 20 1 00m 平均厚度 0 50m 素填土 褐黄色 稍湿 稍密 中密状 以粘性土为主 为压实填土 局部含砾石 硬物质含量约 30 大部分填土的填筑时间大于 5 年 该层层顶标高为 33 83 66 63m 层底标 高为 33 53 65 83m 厚度为 0 60 12 00m 平均厚度 4 61m 2 元古界冷溪群地层 Pt 全风化板岩 褐黄色 浅灰色 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 岩芯多呈土柱状 局部夹强风化岩块 稍湿 硬塑 坚硬 该层层厚 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 8 0 5 14 50m 平均 5 20m 层顶标高为 17 78 65 83m 层底标高 8 78 57 38m 强风化板岩 灰黄 褐灰色 变余结构 板状构造 节理裂隙极发育 岩芯破碎 极 破碎 呈砂砾状 碎块状 局部短柱状 岩块用手可折断 冲击钻进困难 回转钻进容易 属 极软岩 岩体极破碎 岩体完整性极差 RAD 0 8 属极软岩 岩体基本质量等级为 类 该 层层厚 0 60 28 00m 平均厚度 8 67m 层底标高 3 91 57 38m 中风化板岩 青灰色 变余结构 板状构造 节理裂隙发育 岩芯呈柱状 短柱状及 块状 局部地段岩芯呈砂状 岩块用手难折断 RQD 值 0 38 岩体较破碎 属软岩 岩体基 本质量等级为 类 该层层厚 0 70 23 20m 层底标高 3 91 41 11m 微风化板岩 青灰色 变余结构 板状构造 岩芯呈块状 短柱状夹碎块状 岩块用 手难折断 岩体较破碎 RQD 值 5 35 属较软岩 岩体基本质量等级为 类 该层在场地内 分布广泛 共计 23 个钻孔揭露 未揭穿 层底标高 4 46 43 80m 2 2 地层物理力学指标 地层物理力学指标 岩土参数建议值表岩土参数建议值表 表表 3 3 1 13 3 1 1 1 1 天然快剪天然快剪固结快剪固结快剪基床系数基床系数 地层代号地层代号 岩土名称岩土名称 天然密度天然密度 天然含水量天然含水量 粘聚力粘聚力 内摩擦角内摩擦角 粘聚力粘聚力 内摩擦角内摩擦角 垂直垂直 水平水平 渗透系数渗透系数 w wc c c c KvKvKhKhK K g cm3 kPa kPa MPa mMPa mm d 素填土 1 80 1 20 20 30 15 2016 19 18 25 18 22 4 5 5 0 4 0 4 5 1 3 粉质粘土 1 96 1 99 22 28 25 3015 20 70 75 20 25 12 1612 200 01 0 05 全风化板岩 20 30 40 5010 20 30 35 15 17 40 45 35 40 0 01 0 05 强风化板岩 2 0 2 6 6 0 8 0 60 100 35 42 170 190135 1700 5 0 8 中风化板岩 2 0 2 7 4 0 5 0 200 300 40 46 240 280240 2600 2 0 4 微风化板岩 2 6 2 8 0 8 0 1 250 400 55 60 1500 2000 1500 1800 0 01 0 05 岩土参数建议值表 续表 岩土参数建议值表 续表 表表 3 3 1 13 3 1 1 2 2 桩的极限端阻力标准值桩的极限端阻力标准值 桩的极限侧阻力标准桩的极限侧阻力标准 值值 承载力特征值承载力特征值 水下水下 钻孔桩钻孔桩 L 15m L 15m 人工人工 挖孔桩挖孔桩 L 15m L 15m 水下水下 钻孔桩钻孔桩 人工人工 挖孔桩挖孔桩 抗拔系数抗拔系数 土的侧压力土的侧压力 系数系数 fakfakqpkqpkqpkqpkqsikqsikqsikqsik 地层代号地层代号 岩土名称岩土名称 kPakPakPakPakPakPakPakPakPakPa 素填土 50 60 24 260 6 0 70 5 0 6 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 9 粉质粘土140 160 60 650 7 0 80 5 0 6 全风化板岩280 300 1200 1400 95 1000 7 0 80 20 0 30 强风化板岩300 400 2500 3500 250 3500 7 0 80 20 0 25 中风化板岩 1200 2200 5800 6500 350 4500 75 0 80 10 0 20 微风化板岩 3200 4200 8000 12000 8000 12000 500 600500 6000 75 0 8 3 4 23 4 2 水文地质条件水文地质条件 1 1 地表水地表水 本站地表水地表水不发育 2 2 地下水 地下水 根据勘察揭露各岩土层特征 主要含水层的岩土条件 按照地下水的赋存方式可分为第四 系松散层孔隙水和基岩裂隙水二种类型 第四系松散层孔隙水又可分为上层滞水和第四系冲积 层孔隙水 上层滞水沿线均有分布 主要赋存于人工填土中 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 以蒸发或向下 渗透到潜水中的方式排泄 第四系冲积层孔隙水主要赋存于第四系砂 砾层中 局部具有微承压性 其主要接受大气 降雨补给 局部为湘江水系补给 极少部分接受上部上层滞水下渗补给 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 基岩裂隙水分布于本标段沿线 基岩裂隙水不发育 基岩裂隙水主要赋存于元古界板溪群 Pt 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 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 2 地下水水位 依据初勘报告 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 4 40 11 30m 水位标高为 28 93 60 93m 3 地下水的补给 径流 排泄及动态特征 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 地下水位变化主要受气 候及湘江水域的控制 每年 4 9 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 湘江水面是勘察区 地下水的排泄基准面 根据长沙地区经验数据 常年变化幅度 6 00 10 00m 3 3 地下水腐蚀性评价 地下水腐蚀性评价 场地环境按 类环境考虑 场地内地下水对混凝土结构 混凝土结构中的钢筋及钢结构 均具微腐蚀性 3 4 33 4 3 抗浮水位抗浮水位 根据初勘报告 本站的抗浮水位取绝对标高 38 01m 56 黄海高程体系 3 4 43 4 4 不良地质作用不良地质作用 本场地范围无岩溶 断裂 不整合接触等不良地质作用 3 4 53 4 5 特殊岩土特殊岩土 1 人工填土 本标位于桐梓坡路 故人工填土普遍存在 填土按其物质组成 可分为杂填土及素填土 填土层结构松散 遇水易软化 降雨后 填土中一般存在上层滞水 对基坑而言 这些因素综 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 10 合作用将使填土易失稳或产生固结沉降 2 残积土 黄褐色 褐红色 硬塑状 系板岩风化残积而成 厚度较小 分布不均匀 水浸泡后强度 显著降低 易发生塌方等特点 对隧道掘进影响不大 但对基坑支护影响较大 3 风化岩 本站主要在全风化和强风化板岩中 全风化岩虽残留岩石结构但已风化呈土状 强风化岩 一般属极软岩 其下带属软质岩 全风化及强风化岩水理性质较差 具遇水易软化 失水干裂 的特点 即遇水后强度会迅速降低 同时其稳固性较差 长时间暴露失水后将产生崩解开裂现 象 且该岩层均具有不均匀风化现象 局部发育有风化硬夹层或风化软弱夹层 4 4 工程材料及耐久性设计 工程材料及耐久性设计 4 14 1 主要工程材料主要工程材料 1 主要材料 地下结构物的工程材料根据结构类型 受力条件 使用要求和所处环境等因素选用 并考 虑其经济性 可靠性和耐久性 结构构件一般采用钢筋混凝土 混凝土的原材料和配比 最低强度等级 最大水灰比和每立方混凝土的水泥用量等应符合 耐久性要求 同时要满足抗裂 抗渗 抗冻和抗侵蚀的需要 一般环境条件下 对整体式钢筋 混凝土结构的明挖车站 混凝土设计强度等级不低于 C35 根据埋置深度 车站顶板及地下一 二层侧墙抗渗等级 P8 车站底板与地下三层侧墙抗渗 等级 P10 车站混凝土强度等级选用如下 围护桩采用水下 C35 P10 冠梁采用 C35 混凝土腰梁 混凝土支撑采用 C30 底板 中板 顶板及侧墙为 C35 P8 P10 柱为 C50 钢管柱 Q235B 钢材 内部结构梁 板混凝土强度等级为 C35 垫层为 C20 钢筋 采用 HRB400 fy 360N mm2 HPB300 fy 270N mm2 级钢筋 其中 车站及附属的梁 柱 板及侧墙等抗震结构纵向受力钢筋均应采用抗震钢筋 即 HRB400E 钢筋 其性能应符合下 列规定 a 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于 1 25 b 钢筋的屈服强度实测值和屈服强度标准值的比值不应大于 1 30 c 钢筋最大拉力下的总伸长率实测值不应小于 9 格构柱钢材采用 Q235 钢 Q345 钢 2 钢筋混凝土保护层厚度 1 围护结构 钢筋的混凝土保护层 围护桩 70mm 冠梁 45mm 支撑 砼板支撑和砼围檩为 30mm 2 主体结构 一般环境作用下混凝土构件钢筋净保护层最小厚度 一般环境作用下混凝土构件钢筋净保护层最小厚度 mmmm 表表 4 1 14 1 1 明挖结构 顶板底板 结构 类型 灌注桩 外侧内侧 楼板 外侧内侧 保护层厚度 704535304535 注 车站内的楼梯及站台板等内部构件保护层厚度可采用 25mm 钢筋的混凝土净保护层厚度 顶板 侧墙 底板 顶梁 底梁迎水面 45mm 背水面不小于 35mm 板 站台板 楼梯板 30mm 柱为 35mm 其他结构保护层厚度不得小于表 4 1 1 的要求 4 24 2 结构耐久性设计结构耐久性设计 1 设计使用年限 长沙轨道交通地下工程钢筋混凝土结构的耐久性设计 施工要求必须满足 100 年基准使用 期的要求 2 工程环境类别 一般环境对钢筋混凝土结构的环境作用等级应根据表 4 2 1 确定 混混凝凝土土结结构构的的环环境境类类别别 表表 4 2 14 2 1 环境类别条 件 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 11 一 室内干燥环境 无侵蚀性静水浸没环境 二 a 室内潮湿环境 非严寒和非寒冷地区的露天环境 非严寒和非寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 严寒和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 二 b 干湿交替环境 水位频繁变动环境 严寒和寒冷地区的露天环境 严寒和寒冷地区冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 三 a 严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境 受除冰盐影响环境 海风环境 三 b 盐渍土环境 受除冰盐作用环境 海岸环境 四海水环境 五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境 注 1 环境条件系指混凝土表面的局部环境 2 干燥 低湿度环境指年平均湿度低于 60 中 高湿度环境指年平均湿度大于 60 3 干湿交替指混凝土表面经常交替接触到大气和水的环境 3 结构耐久性设计要求 一般环境中的配筋混凝土结构构件 其普通钢筋的保护层最小厚度与相应的混凝土强度等 级 最大水胶比应符合现行的 铁路混凝土结构耐久性设计规范 TB1005 2010 混凝土结 构耐久性设计规范 GB50476 2008 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 和 地铁设计规 范 GB50517 2013 等的相关规定 1 混凝土配合比要求 混凝土配合比主要参数参照表 4 2 2 确定 混凝土耐久性主要技术指标混凝土耐久性主要技术指标 表表 4 2 24 2 2 混凝土配 比参数 混凝土强 度等级 最大水胶比 最小胶凝材料用量 kg m3 最大胶凝材料用量 kg m3 一一 C300 55280400 C350 50300400 二二 a a C400 45320450 C400 45320450 C450 4340450 100 年 二二 b b C500 36360480 2 胶凝材料 配制耐久混凝土的水泥可采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 其强度等级不低于 42 5 级 当设计使用年限为 100 年时 单位体积混凝土中的含碱量 水溶碱 等效 Na2O 当量 不应 超过 3kg m3 配制钢筋混凝土所用各种原材料 水泥 矿物掺和料 骨料 外加剂和拌和水等 的氯离 子含量不应超过胶凝材料重量的 0 2 一类环境时取 0 3 配制耐久混凝土所用的矿物掺和料应符合下列要求 粉煤灰应选用来料均匀 各项性能指标稳定的一级或二级灰 粉煤灰的烧失量应尽可能 低并不大于 4 三氧化硫含量不大于 3 游离氧化钙含量不大于 10 在满足强度需要的前 提下 粉煤灰掺量不宜超过 30 磨细的粒化高炉矿渣的比表面积不宜小于 3500cm2 g 但过高的细度也不利于控制水化热 和混凝土的防裂 3 构造措施 结构构件的外形应有利于通风和排水 避免水汽在混凝土表面的积聚 便于施工时混凝 土的捣固和养护 减少荷载作用下或发生变形时的应力集中 结构的构造应有利于减少结构因变形而引起的约束应力 并仔细规划施工缝 变形缝的 间距 位置和构造 结构的施工缝应尽量避开可能遭受最不利局部侵蚀环境的部位 如水位变 动区和靠近地表的干湿交替区 环境 类别 长沙市轨道交通 6 号线中段工程初步设计 中铁隧道勘测设计院有限公司 12 现浇钢筋混凝土结构不得出现贯穿裂缝 其在荷载作用下裂缝宽度控制宜按照表 4 2 3 的规定执行 地下工程钢