长沙地铁3号线D标段区间隧道施工图设计毕业论文.doc

中南大学本科毕业设计 长沙地铁3号线D标段区间隧道施工图设计长沙地铁3号线D标段区间隧道施工图设计毕业论文第1章 绪论1.1地铁简介地下铁道，简称地铁，亦简称为地下铁，狭义上专指在地下运行为主的城市铁路系统或捷运系统；但广义上，由于许多此类的系统为了配合修筑的环境，可能也会有地面化的路段存在，因此通常涵盖了都会地区各种地下与地面上的高密度交通运输系统。1.1.1 地铁的发展世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的“伦敦大都会铁路”（Metropolitan Railway），是为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建。当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。到了1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地铁，在伦敦塔附近越过泰晤士河。但这条铁路并不算成功，在数月后便关闭。现存最早的钻挖式 地下铁路则在1890年开通，亦位于伦敦，连接市中心与南部地区。最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法，但最后用了电力机车，使其成为第一条电动地下铁。早期在伦敦市内开通的地下铁亦于1906年全数电气化。1896年，当时奥匈帝国的城市布达佩斯开通了欧洲大陆的第一条地铁，共有5公里，11站，至今仍在使用。中国第一条地铁线路始建于1965年7月1日，1969年10月1日建成通车，使北京成为中国第一个拥有地铁的城市。长沙轨道交通又名长沙地铁，于2009年正式启动建设，目前在建的有轨道交通1号线及2号线一期工程，2号线一期工程将于2013年10月率先正式运营。长沙轨道交通规划中，将于2020年之前建成轨道交通1-6号线主体工程，而至2030年总共将建设10条线路和2条支线路，包括4条市区骨干线、6条市区补充线、2条市域快线，总长425千米。其中，1号线及2号线成“十”字在河东的五一广场相交，3号线及4号线在大河西先导区成“”型相交，这4条线路成为市区骨干线。到2020年末，长沙轨道交通通车里程将达到234.3千米，成为中国修建轨道交通最快的城市。1.1.2 地铁的作用及优点绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。通常，城市轨道交通系统是许多都市用以解决交通堵塞问题的方法。目前所有城市地下铁路仅为客运服务。 在战争（如第二次世界大战）时，地下铁路亦会被用作工厂或防空洞。不少国家（如韩国）的地铁系统，在设计时都有把战争可能计算在设计内，所以无论是铁路的深度、人群控制方面，都同时兼顾日常交通及国防的需要。 有些地方的地下铁路建筑在地底下为的不单是避开地面的繁忙交通及房屋，还有为避免铁路系统受到户外的恶劣天气的破坏。另外，城市轨道交通系统亦被用作展示国家在经济、社会以及技术上高人一等的指标。例如前苏联的地下铁路系统便以车站装饰华丽出名，而朝鲜首都平壤的地下铁路系统亦有堂皇的装饰。很多地下铁路行走的隧道，都比在主要干线上的为小；所以一般而言地下铁路的列车体积一般比较小。有时隧道甚至能影响列车的形状设计，例如伦敦地铁的部分列车便是。大部分的城市轨道系统都是使用动力分布式（即动车组），而不使用动力集中式。若果使用动力集中式，经常会用推拉运作。此外，部分较为先进的系统已开始引入列车自动操作系统。伦敦、巴黎、台湾、新加坡和香港等地车长都毋需控制列车。更先进的轨道交通系统能够做到无人操控。例如世界上最长的自动化LRT（light rapid transit system）系统温哥华Skytrain，整个LRT所有的车站及列车均为“无人管理”。上海轨道交通1、2、3、4、8号线已经实现有司机全程监控、控制开关门的半无人驾驶，10号线也将试行无人驾驶，届时司机将仅仅进行监控。 地铁因其运量大、快速、正点、低消耗、少污染、乘坐舒适方便等优点，常被成为“绿色交通”。总的来说地铁以下几点优点:(一)节省土地 由于一般大都市的市区地皮价值高昂，将铁路建于地底，可以节省地面空间，令地面地皮可以作其他用途。 (二)减少噪音 铁路建于地底，可以减少地面的噪音。 (三)减少干扰 由于地铁的行驶路线不与其他运输系统（如地面道路）重叠、交叉，因此行车受到的交通干扰较少，可节省大量通勤时间。 (四)节约能源 在全球暖化问题下，地铁是最佳大众交通运输工具。由于地铁行车速度稳定，大量节省通勤时间，使民众乐于搭乘，也取代了许多开车所消耗的能源。 (五)减少污染 一般的汽车使用汽油或石油作为能源，而地铁使用电能，没有尾气的排放，不会污染环境。 发达国家的经验表明，地铁是解决大中城市公共交通运输的根本途径，对于21世纪实现城市可持续发展有非常重要的意义。1.1.3 新奥法施工新奥法新奥地利隧道施工法(New Austria Tunneling Method，简称NATM)，是奥地利隧道工程师腊布锡维于20世纪50年代首先提出的。它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工方法，经过一些国家的许多实践和理论研究，于60年代取得专利权并正式命名。 新奥法与传统施工方法的区别在于：传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中。新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。 新奥法施工的基本思想是：充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护结构的监控、量测来指导地下工程的设计与施工。不可否认，新奥法在具备以往施工方法所没有的优点的同时，也存在不少缺点，不过经过工程技术人员和科技工作者的共同努力一定可以把新奥法不断完善，在我国的现代化建设进程中发挥更加重要的作用。 1.2 目的和意义1.2.1 立题的目的毕业设计是对大学四年学习知识的检验和考察，通过这次毕业设计使学生对本专业的知识有更深一步的了解，和更深一步的掌握，以便在以后的学习工作中能灵活的运用所学专业的知识。1.2.2 立题的意义 毕业设计是大学四年来最重要的一项学习内容，是对四年所学知识的总结与运用。通过大学四年的学习，在课程设计的基础上，运用学过的基础理论和专业知识，结合工程实际，参考国家有关规范、标准、工程设计图集及其他参考资料，独立地完成所要求的设计任务。同时要系统的掌握设计计算步骤、方法，培养我们分析、解决问题的能力，为以后的走上工作岗位，从事有关设计、施工等具体实践工作奠定基础。此次毕业设计可使同学掌握一般铁路隧道的设计流程和主要方法，锻炼学生对铁路隧道结构的设计能力。通过毕业设计的全过程，使学生具备初步直接参加大型隧道工程的设计能力，并具有一定得综合分析和解决实际问题的能力。 本项毕业设计选题是长沙地铁3号线D地段设计施工图，为将来从事地铁设计、施工、管理、维护等工作的毕业生综合运用所学知识提供了很好的机会，这是对我们所学知识的一个综合性很高的考察，并有针对性的在地铁选线、地铁衬砌、支护设计、地铁车站设计、地铁防排水设计、地铁通风照明设计、地铁爆破设计、地铁施工组织设计等方面进行了综合训练，使我们能够更好地掌握、应用我们所学的知识，为我们将来的工作打下良好的基础。第2章 设计总说明2.1 设计标准及遵循规范（1）本隧道施工图设计按初步设计批复意见进行优化。（2）地质资料采用长沙地铁3号线D标段区间工程地质勘察报告。（3）遵循规范：地铁设计规范GB 50157-2003地下铁道工程施工及验收规范GB 50299-1999地铁限界标准CJJ96-2003铁路隧道喷锚构筑法技术规范TB 10108-2002锚杆喷射砼支护技术规范GB 50086-2001地下工程防水设计规范GB50108-2001混凝土结构设计规范GB50010-20012.2 工程概况长沙地铁3号线D标段区间隧道是一条单线隧道，起始桩号是K0+30，终点桩号是K0+330，全场300m，隧道纵面位于1.0%的下坡段。2.3 工程地质2.3.1 地形地貌长沙市地图坐标为东经111531145，北纬27512840，东西长约230公里，南北宽约88公里。地域呈东西向长条形状，地貌北、西、南缘为山地，东南丘陵为主，东北以岗地为主；山地、丘陵、岗地、平原大体各占四分之一。长沙土壤种类多样，可划分9个土类、21个亚类、85个土属、221个土种，总面积1366.2万亩，其中，以红壤、水稻土为主，分别占土壤总面积的70%与25%。其余还有菜园土、潮土、山地黄壤、黄棕壤、山地草甸土、石灰土、紫色土等。2.3.2 地层岩性该隧道洞身经过的地层有第四系全新统坡积砂质黄土、碎石土；二叠系下统炭质板岩、板岩、砂岩，三叠系中统板岩、砂岩等。山坡表层覆盖有第四系全新统坡积黏质黄土，坡积、滑坡堆积粗角砾土、碎石土等。详述如下： 1、砂质黄土（Q4dl3）：分布于隧道进口，厚度38m，淡黄褐黄色，土质不均，含角砾，硬塑。II级普通土，0120kPa。2、粗角砾土（Q4pl6、Q4dl6、Q4sl6）:分布于山坡坡面上及沟谷内，厚28m，灰、青灰色，土质不均，稍湿潮湿，中密，III级硬土，0500kPa。隧道洞身不穿过该土层。3、碎石土（Q4dl7）:分布于山坡坡面，厚度110m，灰青灰色，碎石成分为砂岩、板岩，尖棱状，粒径以6020cm为主，泥质填充。稍湿潮湿，中密， III级硬土，级围岩，0550kPa。4、板岩夹砂岩（T2Sl+Ss）：为洞身主要地层，在火烧沟及隧道出口段出露。以板岩为主，局部夹砂岩，薄层中厚层状，岩质较软，节理发育。强风化层，厚511m，IV级软石，级围岩，0400kPa；弱风化层，IV级软石，级围岩，0600kPa。 5、炭质板岩（P1cSl）：夹于二叠系下统板岩、砂岩层中。灰黑色，板理极发育，薄片薄层状，岩质极软，节理极发育。强风化层，厚520m，III级硬土，级围岩，0300kPa；弱风化层，级围岩，IV级软石，0400kPa。6、板岩（P1Sl）：为洞身主要地层。薄层中厚层状，岩质较软，节理发育。强风化层，厚57m，IV级软石，级围岩，0400kPa；弱风化层，IV级软石，级围岩，0600kPa。7、砂岩（P1Ss）：为洞身主要地层。黄灰色，成分以石英、长石为主，中细粒结构，中厚层厚层状，岩质坚硬，受构造作用强烈，岩体节理发育。强风化层，厚57m， IV级软石，级围岩，0500kPa；弱风化层，IV级次坚石，级围岩，0800kPa。8、压碎岩（Cru）：分布于F3断层及其次生断层f22、f23、f24断层破碎带内。岩性为压碎砂岩、板岩，压碎砂岩岩质硬，具厚层状构造，锤击即碎，呈碎块状，碎块粒径以4060mm为主；压碎板岩岩质软，易发生褶曲，具薄片状构造，节理裂隙极发育。IV级软石，级围岩，0500kPa。2.4 隧道设计2.4.1 隧道建筑限界及内轮廓设计本隧道按单向直线圆形隧道设计，隧道建筑限界A型限界标准确定。隧道内轮廓采用单心圆形式。单洞建筑限界净宽5.2m、净高5.2m，单洞净空面积为21.3m2。2.4.2 隧道结构设计隧道结构设计以新奥法原理为指导，除明洞外，各类衬砌均采用复合式衬砌。、级围岩初期支护为主要承载结构和二次衬砌与之共同承载，按承载结构设计。级围岩由初期支护受力，二次衬砌按构造要求设计，作为安全储备。本隧道以20MnSi22普通砂浆锚杆、喷射混凝土作为初期支护，以钢筋混凝土作为二次衬砌，初期支护与二次衬砌间设置复合防水层。具体结构如下：级围岩段：初期支护由20MnSi22普通砂浆锚杆、8钢筋网、喷射混凝土、I18型工字钢拱架组成，二次衬砌采用带仰拱钢筋混凝土结构，采用超前注浆小导管辅助施工。级围岩段：初期支护由20MnSi22普通砂浆锚杆、8钢筋网、喷射混凝土组成，二次衬砌采用带仰拱混凝土结构，采用超前锚杆辅助施工。级围岩段：初期支护由20MnSi22普通砂浆锚杆、8钢筋网、湿喷混凝土组成，二次衬砌采用带仰拱混凝土结构。明洞：明洞顶设计荷载只考虑回填土荷载及结构自重荷载，顶部回填土不容许超过设计回填厚度，以保证结构工作条件与设计吻合。辅助施工措施：1）长管棚：用于隧道新化端洞口。2）超前小导管: 用于级围岩段。超前锚杆：用于级围岩段。隧道超挖要求控制在设计回填量以内，级围岩段超挖部分采用喷射混凝土回填，、级围岩段超挖部分采用模筑混凝土回填。要求单根锚杆抗拔力均达到120kN。2.4.3 防排水设计本区域围岩地下水以裂隙水为主，隧道防排水设计采取防、排、堵相结合的综合治理原则，即在暗洞段复合衬砌间设防水层，防水层由300g/m2无纺土工布和1.2mm厚EVA防水卷材(VA含量大于6.5%)组成，采用无钉工艺铺设。防水层背后每隔5m设一道环向排水盲沟，滞留在喷层与防水层之间的裂隙水流入边墙脚防水板背后的纵向塑料盲沟，再通过设在边墙脚间隔5m一对的引水孔，引入隧道洞内纵向排水沟。隧道二次衬砌及仰拱采用防渗等级不低于S8的防水混凝土，作为第二道防水措施，使隧道达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。对于两端洞口段地表水采用以截为主，排、堵、截结合的原则，即在洞口山坡按常规设置截水天沟，洞门顶部设排水沟，在边墙背后设渗水盲沟，使洞内外形成一个完整畅通的排水系统。同时路面底下设置纵横向排水盲沟，排走渗入低洼处的积水。2.5 隧道施工2.5.1 洞口及明洞施工隧道施工原则上应与隧道两端路基施工综合考虑，在两头路堑施工基本达到设计标高后开始。隧道洞口段正式开工前应完成各项准备工作，作好各种地质情况的方案准备，施工时不得大开挖而破坏山体稳定。施工单位应进行连续观测，掌握岩石变形特性和其它力学性质，指导洞口施工。在洞口洞门段施工前应先做好排水、导水、防水系统，避免天雨积水，降低岩石强度，破坏山体稳定。明洞段的施工在山坡截水沟施工完成后进行，边坡防护与明洞开挖同步，明洞衬砌完成后及时回填，洞顶采用植草护面。洞口要求避开雨季施工，成洞面应及时防护。2.5.2 洞身施工隧道施工应严格执行TB10003-2001铁路隧道施工技术规范，按照设计程序进行，开挖施工应认真执行新奥法原则。各类围岩均采用光面爆破，以保护洞周围岩石的完整性。隧道施工过程中必须确保初期支护的有效成拱作用，即必须确保锚杆与围岩的粘结力均匀分布。各类围岩开挖要求按设计施工步骤进行，先开挖地质条件较差的一侧，开挖后均应立即进行支护，二次衬砌应在监控数据的指导下浇筑。根据初期支护实测变形量，相应调整各类围岩的预留变形量，及时作好二次衬砌。当发现初期支护能力不够时，除应及时加强初期支护外，也可修改二次衬砌支护参数后，提前施做二次衬砌。隧道采取喷锚初期支护，铺挂复合防水层防水，泵送混凝土浇筑二次衬砌成形。在二次衬砌拱顶预埋注浆孔。二次衬砌施作前应检查喷射混凝土与围岩是否密贴，二次衬砌施作完成后应检查二次衬砌背后与喷混凝土层之间是否存在空隙,一旦发现应及时注浆回填。隧道小导管注浆过程中，注浆宜采用单液注浆,不仅可简化工艺,降低造价,而且固结强度高,因此注浆前均应进行单液注浆实验,单液注浆以水泥为主,添加5%的水玻璃（重量比）, 如单液注浆效果好,能达到固结围岩的目的,可用单液注浆方案,如单液注浆可灌性差,再进行水泥-水玻璃双液注浆实验。双液注浆参数应在本设计的基础上通过现场实验按实际情况调整。注浆一般按单管达到设计注浆量作为注浆结束的标准。当注浆压力达到设计终压10分钟后,进浆量仍达不到设计注浆量时,也可结束注浆。预支护的型钢拱架等钢结构的施工及验收必须满足钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）的要求。2.5.3 施工监测根据本隧道情况，施工监测必测项目有：拱顶下沉、水平收缩、底板变形、地表下沉等项目及日常观察与施工调查。选测项目可根据施工实际情况适当增减，各项位移量的容许值应在施工中根据实际情况，参照有关规范和铁路隧道喷锚构筑法技术规范TB 10108- 2002类比确定。本设计为施工前预设计，需根据施工观测、洞内外地质调查、岩土力学实验及现场监控测量等施工反馈信息，分析确定围岩参数，最终确定和修改支护参数。有关信息反馈修正设计的内容和措施按铁路隧道喷锚构筑法技术规则TBJ108-92的精神，经施工、设计和监理单位共同研究确定，施工单位在施工过程中应及时提供有关隧道施工的全面、系统信息资料，便于研究对策。施工中应根据施工监测结果对隧道各级围岩预留沉降量设计值进行调整（增大或减小），确保二次衬砌厚度及减少回填量。2.5.4 其他需说明的问题本隧道监控系统涉及的预留洞室未做设计，其预留洞室大小及位置应根据有关监控系统的机电设计决定，当预留洞室位于、级围岩地段，需要截断主洞初期支护钢拱架，在截断处需设置型钢支撑梁，并适当增设锁脚锚杆。由于隧道弃渣并入洞外路基土石方一起调配，隧道施工时应与路基施工相协调。隧道变电所属于房建标，其标高可根据实际情况具体确定。2.5.5 施工主要注意事项1) 在施工过程中注意对周边环境的保护，做好废渣、废水的处理，同时在进行洞口施工时应注意边坡修整圆顺,铺砌整齐，严格按照设计要求施工,以达到设计效果。2) 隧道开挖与支护施工应按照设计要求的程序进行。隧道开挖应采用微震爆破等方法,加强监测,减少施工过程中对围岩以及已施作衬砌的扰动,尽量发挥围岩的自身承载能力。当发现支护能力不够时,应及时加强。3) 铺设防水板前应对锚杆端部出露部分进行裁剪，修整喷混凝土表面过大的凹凸不平处,以防刺破防水板，还应注意防水板搭接良好。4) 本设计只能针对一般性地下渗水,施工过程中若发现有较大的地下涌水,则需另外采取对策5) 施工时应注意变形缝的设置。注意在衬砌对应位置预埋电气套管，洞内预埋件外露部分均需刷两遍以上防锈油漆。6）对施工的有关建议建议本隧道施工采取一定的岩石试样，作放射性测试，以评价隧道岩石中是否存在危害人体健康的放射性元素。隧道施工前应因地制宜布置好地表各项排、导、防水工程。开挖后围岩变化的随机性会给工程带来风险性，施工单位注意开挖过程中围岩的变化，洞门墙（主体）需尽早砌筑，按施工规范作好泄水孔，水沟均需抹面以保证排水顺畅。由于本隧道内衬采用防水混凝土，要求在洞内正式浇筑前，必须对添加防水剂混凝土做实验，寻找最佳配合比，同时确保混凝土强度不低于设计强度。隧道施工要重视保护生态环境，实行文明施工，提高机械化水平，尽量减少对隧道附近环境的破坏。建议业主将施工过程中的临时用电、用地、用水与永久性用电、用水、房建结合起来。第3章 隧道总体设计3.1隧道选线选线包括设计线路走向、线路路由、车站分布、辅助线分布、线路交叉形式、路线敷设方式等的选择。3.2 隧道纵断面设计隧道内的纵坡形式，根据铁路隧道设计规范，可设置单面坡。隧道内纵断面线应考虑行车安全性，营运通风规模、施工作业效率和排水要求。地铁纵坡不应小于0.3%，一般情况下不应大于3%，当受地形等条件限制时，高速公路、一级公路中、短地铁可适当加大，但不宜大于4%。当采用较大纵坡时，必须对行车安全性、通风设备和运营费用。施工效率的影响等做充分的技术、经济综合论证。综合以上所述，本地铁属于短地铁，所以选择单向坡对运行通风。排水有利。但在施工中，由于水量较不均匀，在施工中充分考虑设计要求，以求达到更好的施工效率，设计隧道纵坡为1.0%。3.3地铁隧道横断面设计的一般规定与设计原则3.3.1 地铁隧道横断面设计的一般规定地铁隧道设计应满足地铁交通规划的要求，其建筑界限、断面净空。地铁主体结构以及通风、照明等设施，应按地下铁道工程施工及验收规范（GB 50299-1999）进行设计。当近期交通量不大时，可采用一次设计分期修建。3.3.2地铁隧道横断面设计的设计原则（1）在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查的基础上，综合比选地铁隧道各轴线方案的走向、平纵线性、洞口位置等，提出推荐方案。（2）地质条件很差时，特长地铁的位置应控制线路走向，以避免不良地质字段；长地铁的位置亦可能避开不良地质地段，并与地铁的走向综合考虑；中、短地铁可服从线路走向。（3)根据地铁车型和设计速度确定车道数和建筑界限。在满足地铁功能和结构良好的情况下，确定经济合理的段面没轮廓。（4）地铁隧道内外平，纵线形应协调，亦满足行车的安全、舒适要求。（5)根据地铁长度、交通量及其构成、交通方向以及环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、交通监控等要点设施的规模。必要时特长地铁应做好防火转项设计。（6）应结合地铁车型、地铁长度、施工方法、工期和营运要求，对地铁内内外排水系统、消防结合系统、辅助通道、弃渣处理、管道设施、交通工程设施、环境保护等作综合考虑。（7）当地铁隧道与相邻建筑物互有影响时，应在设计与施工中采取必要的措施。3.4地铁隧道建筑限界的确定3.4.1地铁建筑限界的定义地铁列车沿着固定轨道高速运行，需要在特定的空间中运行。根据车辆轮廓尺寸和性能、线路特性、设备安装及施工方法等因素经技术经济综合比较确定的空间尺寸称为限界。为了确保运营的安全，各种建筑物和设备均不能侵入限界。限界是确实地下铁道与行车有关的构筑物净空大小和各种设备相互位置的依据，例如隧道的断面尺寸、桥梁的宽窄都是依据限界确定的，限界越大，安全度越高，但工程量和工程投资也是随着增加。地下铁道限界应根据车辆轮廓尺寸、线路特性、安装施工精度等因素进行综合比较，确定一个既能保证列车行车安全，又不增加桥梁、隧道空间的经济合理的断面，是制定地铁工程限界的任务和目的。地铁限界分为车辆限界、设备眼界、建筑限界。其中最重要的是建筑限界。受电弓限界或受流器限界是车辆限界的组成部分，接触轨限界属于设备限界的辅助限界。3.4.2 建筑限界 建筑限界是在设备限界基础上，考虑了设备和管线安装尺寸后的最小有效断面。在宽度方向上设备和设备限界之间应留出20-50mm的安全间隙。当建筑限界侧面和顶面没有设备或管线时，建筑限界和设备限界不宜小于200mm；困难条件下不得小于100mm。建筑限界中不包括：测量误差、施工误差、结构沉降、位移变形等因素。3.4.3车辆限界车辆限界是车辆在正在运行状态下形成的最大动态包络线。直线段车辆限界分为隧道内车辆限界和高架或地面线车辆限界，高架或地面线车辆限界应在隧道车辆限界的基础上，另加当地最大风荷载引起的横向及竖向偏移量。车辆限界的计算应符合下列原则：（1）车辆限界的计算应以列车在平直线上并用额定速度在整体道床的轨道上运行为基本条件根据线路环境不同分为隧道内车辆限界和高架线或地面线车辆限界两种基本类型。（2）曲线地段增加的附加因素不应在车辆限界内考虑应在设备限界内考虑并加宽加高。（3）车辆限界的计算参数按其概率性质应分成两大类即随机因素和非随机因素对非随机因素应按线性相加合成对按高斯概率分布的随机因素应采取均方根值合成将两大类相加形成车辆的偏移量。（4）对隧道内高架线或地面线两类车辆限界均应采用统一的计算公式计算时应根据不同外部条件合理选用不同的计算参数。（5）车辆限界的偏移量计算应按车体转向架构架簧下部分踏面轮缘受电弓受流器三部分分别计算。车辆限界应包括下列计算要素：（1）车辆的制造误差值；（2）车辆的维修限度；（3）转向架轮对处于轨道上的最不利运行位置；（4）转向架构架相对于轮对的横向及竖向位移量；（5）车体相对于转向架构架的横向及竖向位移量；（6）车体相对于轨道线路的最不利倾斜位置；（7）车辆的空重车挠度差及竖向位移量；（8）因车辆制造载荷不对称等引起的偏斜；（9）车辆一系悬挂及二系悬挂侧滚位移量；（10）轨道线路的垂向及横向几何偏差磨耗维修限度及弹性变形量。3.4.4设备限界地铁设备限界是用以限制设备安装的控制线。3.4.5车辆的基本参数按照国际通用标准，城市轨道交通车辆类型可分为：A、B、C三种。三种车型的主要区分是车体宽度。A型车宽3米，B型车宽2.8米，C型车宽2.6米。长度可以靠改变编组来随时变化，高度差别不大（因为人的身高都差不多），所以这些都不是车型的参考标准。只有宽度最重要，而且一旦成型就无法再改变，因此是区分车型的唯一标准。 A型地铁列车：长22.8米，宽3米，代表车型：上海地铁1、2、3、4号线列车。B型地铁列车：长19米，宽2.8米，代表车型：北京、天津地铁宽体车。C型地铁列车：长19米，宽2.6米，代表车型：上海地铁5、6、8号线列车。 线路、轨道参数采用行车速度小于或等于80km/h数据，当行车速度大于80km/h且小于或等于100km/h时，直线段车辆限界和设备限界会有小的变化，但不影响建筑限界。表3.1 城市轨道交通技术等级表级级级级级系统类型高运量地铁大运量地铁中运量轻轨次中运量轻轨低运量轻轨适用车辆类型A型车B型车C-、型车C-型车现代有轨电车最大客运量（单向小时人次）4.5-7.5万3.0-5.5万1.0-3.0万0.8-2.5万0.6-1.0万线路形态隧道为主隧道为主地面或高架地面为主地面路用情况专用专用专用隔离或少量混用混用为主平均站距（m）800-1500800-1200600-1000600-1000600-800站台长度（m）200200120100Hp，隧道为深埋；HHp，隧道为浅埋。4.1.3深埋隧道围岩压力的确定垂直均布压力的计算：q=0.45 (4-3)式中：S围岩级别； 围岩的重度；宽度影响系数，=1+i(B-5)； B隧道宽度；i以B=5m为基准，B每增加1m时的围岩压力的增减率。当B 5m时，取i=0.2；当B5m时，取i=0.1。水平均布压力的计算：按照铁路隧道施工规范（TB 10204-2002）确定。表4.2 围岩水平均布压力围岩级别、水平均布压力e00.15q(0.150.3)q(0.30.5)q(0.51.0)q4.1.4浅埋隧道围岩压力的确定（1）隧道的埋深H小于或等于等效荷载高度hq时，按照地铁设计规范(GB 50157-2003)中规定，荷载视为垂直均布压力 (4-4)式中：q-垂直均布压力(kNm2)； -隧道上覆围岩容重(kN/m3；) H-隧道埋深。侧向压力e按均布荷载考虑：e=(H+) (4-5)式中：e-为均布侧向压力(kNm2)； -围岩的计算摩擦角(kN)； Ht-隧道高度(m)。（2）隧道的埋深H大于hq而小于Hp，见地铁设计规范(GB 50157-2003),隧道上覆岩体EFHG的重力为W，两侧三棱体FDB或ECA得重力为w1，未扰动岩体整个滑动土体的阻力为F，当EFHG下沉，两侧受阻力T或T，作用于HG面上的垂直压力总值Q浅为： =W-=W- (4-6) 图4.1 浅埋隧道围岩压力的计算三棱体自重为： (4-7)式中：h-隧道底部到地面的距离(m)；-破裂面与水平面的夹角。据正弦定理可得：T= (4-8) 将式(4-7)代入式(4-8)可得： (4-9) (4-10) (4-11) 式中: -侧压力系数；其他符号意义同前。至此，极限最大阻力T值可求得。得T值后，代入(4-8)可求得作用在HG面上的总垂直力:=W-2T=W- (4-12)由于GC、HD与EF、EG相比较小，而且衬砌与土的摩擦角也不同，前面分析时按计，当中间土块下滑时，由于HF及EG面传递，考虑压力稍大些对设计的结构也偏于安全，因此，摩阻力不及隧道部分而只计洞顶部分，即在计算时用H代替h，这样式(4-12)为：= (4-13)由于,所以= (4-14)式中：Bt-隧道宽度(m)换算为作用在支护结构上的均布荷载为; (4-15) 作用在支护结构两侧的水平侧压力为; (4-16) (4-17)侧压力视为均布压力时： (4-18)图 4.2浅埋隧道支护结构上的荷载4.2 各级围岩压力的计算表4.3 计算各级围岩的hq和Hp：1围岩级别 sVIVIII2拱部圆弧半径r1 (m)2.602.602.603衬砌厚度d(m)0.50.50.44预留