先大区间结构与防水初步设计说明

1、B.第十篇 区间第十三册 先锋路站大有坊站第一分册目概述3区间结构录5.15.25.35.41.明挖法8盾构法隧道9矿山法隧道9施工方法比选101.11.21.31.41.5工程概况3设计依据3采用的规范、规程3设计范围4工可评审意见及执行情况46.盾构法圆形断面隧道设计116.16.26.36.46.56.66.7盾构机选型11管片构造型式12衬砌制作、拼装、施工精度要求14特殊管片设计14结构设计计算14盾构井的洞门设计17盾构井端头加固设计172.工程地质及水文地质42.12.22.32.42.52.62.7地形、地貌及气象概况4工程地质条件4工程水文条件6水、土腐蚀性6评价7场地不良地

2、质评价7冻胀性评价77.附属设施设计187.17.2联络通道及泵站183.设计原则及技术标准7设计19区间疏散3.13.2设计原则7技术标准88.工程材料及钢筋保护层厚度198.18.28.38.4混凝土19钢筋19其他19钢筋保护层厚度194.隧道平剖面设计84.14.2线路平面设计8线路纵断面设计85.施工方法比选89.结构防水与耐久性设计19B.9.19.29.3防水设计原则与标准20防水设计20结构耐久性设计209.3.19.3.29.3.39.3.4结构耐久性设计原则20结构耐久性设计要求21环境类别及作用等级21区间结构耐久性保证措施2110.工程技术措施2310.110.210.

3、3盾构法的技术措施23针对土层条件的技术措施23地表沉降控制的技术措施23量测24量测的目的24量测的项目24控制标准2511.11.111.211.312.施工组织设计2512.112.212.312.4存在工程进度计划25工程筹划25地布置及交通疏解25施环境保护、劳动安全防护25及建议2613.14.附图26B.1.1.1概述工程概况先锋路站大有坊站区间由先锋路站出发，沿（10） 其它相关国家、黑龙江省及采用的规范、规程滨市规范、规程。1.3（1）（2）（3）建筑结构可靠度设计标准（GB50068-2001）大街到大有坊站，地铁设计规范（GB50157-2013）整个区间呈南北；区间下穿

4、大街，里沿线建筑物距离都较远，红版）铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）（2003 年旗大街由主道、辅道、人行道和中间绿化分隔带组成，地面交通一般。先锋路站、大有坊站均为双层岛式车站，车站主体明挖顺作。区间右线起讫点里程为 CK23+504.011CK24+166.369，区间右长度为 662.358m，左线为 661.945m，采用盾构法施工；区间附属结构含 1 个联络通道，联络通道中心里程为右 CK23+830.000；区间纵向基本一字坡，自南向北坡度依次为-2、-7.68、-2（“-”为下坡，“+”为上坡），隧道埋置较深，其结构埋覆土为 10.7m11.4m。1.2 设计依

5、据（4）（5）（6）建筑结构荷载规范（GB50009-2012）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）混凝土结构工程施工质量验收规范（ GB50204-2002 ）（2011 版）（7）（8）（9）工程防水技术规范（GB50108-2008）防水工程质量验收规范（GB50208-2011）见；定；容；滨市轨道交通 3 号线二期工程可行性及评审意钢结构设计规范（GB50017-2003）建筑抗震设计规范（GB50011-2010）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）人民防空工程设计规范（GB50225-2005）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）铁路桥涵混凝土和预

6、应力混凝土设计规范（ TB10002.3- 2005）铁路隧道设计规范（TB10003-2005）（16） 铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）（2009 年版）盾构法隧道施工与验收规范（GB50466-2008）地铁杂散电流腐蚀防护技术规程（CJJ49-92）混凝土外加剂应用技术规范（GB50199-2013）混凝土结构耐久性设计规范（GB/T50476-2008）铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010）补偿收缩混凝土应用技术导则（RISN-TG002-2006）滨市轨道交通 3 号线二期工程初步设计技术接口文件；滨市轨道交通 3 号线二期工程初步设计技术要求；滨

7、市轨道交通 3 号线二期工程初步设计文件编制规滨市轨道交通 3 号线二期工程初步设计文件组成与内滨市轨道交通 3 号线二期工程岩土工程勘察(6 标段初勘)；（7）滨市轨道交通 3 号线二期工程管线探测成果（先锋路站、大有坊站）；（8）告；滨市轨道交通 3 号线二期工程物探查成果报（9） 业主提供的其它相关设计联系单、会议纪要和资料；B.建筑与市政降水工程技术规范（JBJ/T111-1998）城市轨道交通工程监测技术规范（GB 50911-2013）晰，漫滩开阔。本标段线路跨滨南岗、道外、道里三区，所处地貌单元以松花江冻土地区建筑地黑龙江省建筑地础设计规范（JGJ118-2011）础设计规范（D

8、B23/902-2005）漫滩为主，其中先锋路站属岗阜状平原，地面标高在 117129m 左右，沿线场地地形起伏较大。滨市地处我国东北边陲，黑龙江省的西南部，松花江沿岸。地理位置为东经 1261512730，北纬 45204620之间，全市辖（27） 建筑工程冬季施工规程（JGJ/T 104-2011 ）（28） 城市轨道交通2011）工程建设风险管理规范（GB50652-、双城 9 个区和五道里、道外、南岗、香坊、松北、平房、呼兰、市政公用设施抗震设防专项论证技术要点（国家、地方和行业其他相关规范、规程及标准其它相关规范、规程等1.4 设计范围工程篇）、宾县、巴彦、依兰、方正、木兰、通河、延

9、寿 9 个县（市），常、总面积 5.31 万km2，市区面积为 1660km2。滨市属中温带大陆性季风气候，夏季炎热短促，多东南风，冬季漫长寒冷，多西北风，全年平均气温 3.5，一月最冷，七、八月最热；历史最高气温 41，最低气温-41.4。全年无霜期 150 天左右，结冰期先锋路站大有坊站区间设计范围包括：区间隧道及其附属联络通道。190 天左右。826.3mm，滨年平均降水量 530mm ，其中 1994 年最大， 达最小为 345.48mm，多集中在七、八两月，多年平均蒸表 1.4-1 区间隧道设计特征表发量 1501.4mm，1982 年最大 1867.8mm,1954 年最小为 10

10、12.1mm，年内49 月份蒸发量最大，占年蒸发量的 81.87%，12 月份至翌年 2 月仅占年蒸发量的 3.35%。区内季节性冻土发育，从 10 月末开始结冻，至翌年 3 月中旬开始融化，六月初化透，最大冻结深度 1.98m。2.2 工程地质条件1.5 工可评审意见及执行情况可研根据周边环境、工程地质与水文地质条件、场地条件、线路条件、总体工筹等影响，松花江阶地与河漫滩地貌区域优先采用根据钻孔和室内土工试验结果，该场地勘察深度内所的地层盾构法施工，岗阜状平原地貌区域结合车站工筹适当采用暗挖法施工，渡线段以明挖法为主。评估认为：区间结构施工方案基本合理。工程地质及水文地质地形、地貌及气象概况

11、滨处在松嫩平原的东南缘，地处松花江中游，东部靠近丘陵山地，其余为广阔的冲洪积平原，平原波状起伏，河谷地貌发育，阶地清为第四纪地层及白垩纪泥岩。第四纪地层由全新统人工堆积层（Q4ml）、全新统低漫滩冲积成因土层（ Q42al ）、中更新统冲湖积成因土层（Q22h）、下更新统东深井组冰水堆积层（Q12dfgl）组成。场地地层结构特点主要为典型松花江漫滩相地貌单元特征，地基土分布不均匀，性质变化较大，上部第四纪地层具有 23 个明显沉积特征，即从上到下颗粒由细到粗分布。表层由杂填土组成，上部地基土主要区间名称区间隧道起讫里程(m)长（短）链（m）隧道长度（m）联络通道（处）施工竖井（处）区间风井（处

12、）先锋路站大有坊站区间右 CK23+504.011右 CK24+166.369=左 CK24+150 短链 0.413m663.14100B.由粉细砂组成，中间主要由中粗砂夹厚薄不均的黏性土组成，下部基岩为白垩纪泥岩。先锋路站为岗阜状平原特征，地层描述如下表 2.2-1：表 2.2-1地质年代成因类型层号土层名称层底埋深（m）平均层厚（m）土 层描 述Q ml 4人工1杂填土1.504.002.55杂色，由粉质黏土,中粗砂混碎石和碎砖填积，道路段该层层顶有 0.3-0.6m 厚的沥青路面及垫层。Q 2al 4全 新统冲积2-1粉质黏土2.607.401.63黄褐色-灰色，可塑，中压缩性，干强度

13、中等，稍有光滑，韧性中等，摇振反应无。沿线不连续分布。2-1-1粉质黏土2.6010.202.78黄褐色-灰色，软塑，中-高压缩性，干强度中等，稍有光滑，韧性中等，摇振反应无。沿线不连续分布。2-1-2粉质黏土3.206.301.17黄褐色-灰色，流塑，高压缩性，干强度中等，稍有光滑，韧性中等，摇振反应无。沿线不连续分布。2-1-3淤泥质黏土4.6010.301.55灰色，流塑，高压缩性，低渗透性，干强度中等，稍有光滑，韧性中等，摇振反应无，有机质含量 4%-7%。沿线不连续分布。2-2粉砂2.8017.802.91灰色，松散-稍密，湿-饱和，含大量黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状近

14、圆球形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线不连续分布。2-3细砂5.8016.203.85灰色，松散-稍密，湿-饱和，含中砂及黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状近圆球形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线连续分布。2-3-1粉砂6.6014.91.20灰色，松散-稍密，湿-饱和，含大量黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状近圆球形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线不连续分布。2-3-2粉质黏土12.301.30灰色，流塑，高压缩性，含粉砂夹层，干强度中等，稍有光滑，韧性中等，摇振反应无。沿线不连续分布。2-4中砂7.4027.1012.84黄色-灰色，稍密-中密，湿-饱和，含黏性土夹层，主要

15、成份为石英、长石，颗粒形状近圆球形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线连续分布。2-4-1砾砂10.619.402.63黄色-灰色，中密，饱和，含黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状近亚圆形，颗粒级配一般，黏粒含量低。呈透镜体产出。2-4-2粉质黏土9.2020.202.30灰色，可塑，中压缩性，含砂夹层，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无。呈透镜体产出。2-4-3细砂11.91.20灰色，中密，饱和，含黏性土夹层，主要成份为石英、长 石，颗粒形状近圆球形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线地质年代成因类型层号土层名称层底埋深（m）平均层厚（m）土 层描 述12.80不连续分布。2 lQ2

16、 h中更新统上荒山组冲洪积5-2粉质黏土3.806.302.64黄褐色，可塑，中压缩性，含氧化铁及砂夹层等，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无。沿线连续分布。5-2-2粉质黏土5.609.602.05黄褐色，软塑，中-高压缩性，含氧化铁及砂夹层，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无。沿线连续分布。5-2-3粉质黏土6.708.301.80黄褐色，流塑，中-高压缩性，含氧化铁及砂夹层，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无。呈透镜体产出。2 1alQ2 h中 更新 统下 荒山组湖积6-2中砂黄色，中密-密实，湿-饱和，含黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状近亚圆形，颗粒级配一般

17、，黏粒含量 低。沿线连续分布。6-2-1砾砂黄色，密实，饱和，包含角砾及黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状棱角形，颗粒级配一般，黏粒含量低。呈透镜体产出。6-2-2粉质黏土灰色，可塑，中压缩性，含砂夹层，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无。呈透镜体产出。6-2-3细砂灰色，中密，饱和，含黏性土夹层，主要成份为石英、长 石，颗粒形状近圆球形，颗粒级配一般，黏粒含量低。呈透镜体产出。6-3粗砂黄色-灰色，密实，饱和，含黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状近亚圆形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线连续分布。6-4中砂黄色-灰色，密实，饱和，含黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形

18、状近亚圆形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线连续分布。Q 2dfgl 1下更新统东深井组冰水堆积7-1黏土20.537.603.40灰色，可塑，含砂夹层，中压缩性，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无。沿线广泛分布，局部有缺失。7-1-1粉质黏土24.728.401.17灰色，软塑，中-高压缩性，含砂夹层，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无。呈透镜体产出。7-1-2细砂23.230.402.58灰色，中密，饱和，含大量黏性土夹层，局部呈泥砂互层状分布，主要成份为石英、长石，颗粒形状近圆球形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线不连续分布。7-1-3中砂26.737.205.45灰色，中密-密

19、实，饱和，含黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状近亚圆形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线不连续分布。7-2中砂24.946.5010.86灰色，中密-密实，饱和，含黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状近亚圆形，颗粒级配一般，黏粒含量低。沿线连续分布。B.2.3 工程水文条件滨市区内主干河流松花江自西南向东北流经市区北部，河道蜿蜒发育。河床宽 293-1000m，水深 3.8012.00m。历史曲折，边滩及最高水位 120.89m，二十五年一遇洪水位 119.50m。年径流量 153755.5亿立方米，最大流量 12200m3/s，最大流速为 1.99ms，最小流速为 0.536ms

20、，最大冰厚 1.25m，每年十二月至翌年三月可通行汽车。其支流值如表 2.2-2 所示：各层主要物理力学参数何家沟、马家沟、河自西向东一字排开，南源北流。其中河是主表 2.2-2 各层主要物理力学参数值表要支流，河道曲折。松花江最高水位多出现在月份的降雨集中最低水位一般出现在降水较少的 14 月份。1998 年松花江流域期，滨段水位达 120.89m，创历史最高水位，松遭遇百年罕见特大洪水，花江 25 年一遇洪水位 119.50m，抗洪设防水位 118.1m。本标段场地水主要为孔隙潜水、孔隙承压水，地层富水性好，为中等透水强透水地层。2.4水、土腐蚀性，本场地及场地周围无据水污染源。为评价潜水

21、、承压水的腐蚀性，分别在场地不同钻孔中所采取水的试样，测定离子和成分，进行腐蚀性评价。本场地所处环境类型为类，水中各种主要离子含量见表 2.4-1。表 2.4-1 水化学成份项目表试验项目Mg2+mg/LCa2+mg/kgSO42-mg/LPH 值HCO3-mmol/LCl- mg/L侵蚀 CO2 mg/L孔隙潜水13.9432.0747.397.002.5427.12无土层代号名 称含水量（%）天然密度（g/cm3）比热容 C（kJ/kgK）导热系数 （W/mK）导温系数x10-3（m2/h）2-1粉质黏土26.61.871.25-1.851.15-1.950.95-2.552-1-1粉质黏

22、土30.71.851.25-1.851.15-1.950.95-2.552-1-2粉质黏土30.11.861.25-1.851.15-1.950.95-2.552-1-3淤泥质粉质黏土45.41.661.25-1.851.15-1.950.95-2.552-3-2粉质黏土351.881.55-2.351.25-2.051.05-2.652-4-2粉质黏土29.51.941.25-1.851.15-1.950.95-2.553-1粉质黏土24.31.931.05-1.651.08-1.850.8-2.353-1-1粉质黏土32.51.841.25-1.851.15-1.950.95-2.553-

23、1-2粉质黏土29.21.881.25-1.851.15-1.950.95-2.553-2-2粉质黏土31.21.921.25-1.851.15-1.950.95-2.55土层代号名 称含水量（%）天然密度（g/cm3）比热容 C（kJ/kgK）导热系数 （W/mK）导温系数x10-3（m2/h）7-1黏土29.71.901.25-1.851.15-1.950.95-2.557-1-1粉质黏土28.61.921.25-1.851.15-1.950.95-2.557-2-2黏土29.21.891.25-1.851.15-1.950.95-2.55地质年代成因类型层号土层名称层底埋深（m）平均层厚

24、（m）土 层描 述7-2-1砾砂26.341.002.20灰色，密实，饱和，包含角砾及黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状棱角形，颗粒级配一般，黏粒含量低。呈透镜体产出。7-2-2黏土29.542.201.68灰色，可塑，中压缩性，含砂夹层，干强度中等，稍光滑，韧性中等，摇振反应无。呈透镜体产出。7-2-3粉砂26.240.002.18灰色，中密，饱和，含少量黏性土夹层，主要成份为石英、长石，颗粒形状近圆球形，颗粒级配一般，黏粒含量低。K1n白 垩纪 嫩江组沉积8-1粉砂质泥岩44.046.86.54灰褐色-青灰色，全风化，泥质或砂质结构不明显，碎屑沉积，风化物呈黏土状和砂土状，主要矿物

25、成份为云母、高岭石、石英、长石。沿线均有分布。8-2粉砂质泥岩未穿透3.32青灰色，强风化，可见微层沉积韵律纹理，有裂纹，结构基本破坏，风化物呈碎块状，主要矿物成份为云母、高岭石、石英、长石。沿线均有分布。B.（2）软土在太平桥站公园站区间、大有坊站中钻孔 TJZC-01、TJZC-根据岩土工程勘察规范GB50021-2001（2009 年版）12.2 节，地下水、土腐蚀性评价如下：孔隙潜水腐蚀性评价结果：按环境类型水对混凝土结构有微腐蚀性；按地层渗透性水对混凝土结构有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。承压水腐蚀性评价结果：按环境类型水对混凝土结构有微腐蚀性；按地层渗透性水对混凝土

26、结构有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。根据地区经验，按环境类型土对混凝土结构有微腐蚀性；按地层渗透性土对混凝土结构有微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。02、DYZC-01 等见淤泥质黏土，深度 3.66.7m 和 7.8-10.3m 处，呈零星分布。该层土主要特征是具有高压缩性、低强度、低渗透性等特性。由于呈零星分布，分布范围小，且位于区间隧道结构范围外，因此对工程影响较小。2.7 冻胀性评价滨地区最大冻结深度 2.05m，标准冻结深度为 2.0m，属季节性冻土。从 10 月末开始冻结，至翌年 3 月中旬开始融化，5 月中旬化透。本场区地基土冻胀类型为冻胀-特强冻胀，

27、冻胀类别为-类。各土层冻胀性分类按照建筑地础设计规范（GB50007-2011）附录 G 中表G.0.1 地基土的冻胀性分类见表 2.7-1。地基土的冻胀性分类表表 2.7-12.5 场地从评价活动性来看，滨市一九三七年六月十一日十一时五十一分二十八秒曾发生过有感，除此未见其它记载。表明近场区活动水平相对较低，属地壳稳定性地块。依据滨市轨道交通一期工程场地，场址区 50 年概率为 10%的烈度值为度。哈安全性评价尔滨地壳较稳定，属少震区。2.6 不良地质评价根据本次勘察，场地特殊岩土主要有杂填土、软土、季节性冻土。（1）杂填土广泛分布于场区表层，主要由建筑3.3.1设计原则及技术标准设计原则（

28、1）区间隧道是地铁车辆行驶的通道，同时又是悬挂各系统管线的、生活和黏性土、砂土组成，道有沥青砼路面及三合土组成的人工填筑路基，成分复杂，局部较厚，大有坊站、大有坊站-太平桥区间马家沟河岸边杂填土分布较厚，厚度 4.0-5.5 米。该层土由于成分复杂，局部结构松散，厚度较大，会对车站开挖及基坑支护产生不利影响。通廊，其空尺寸应满足行车和管线布置的要求，既要满足地铁建筑限界要求，还要考虑一定的施工误差、结构变形、隧道沉降以及测量误差等影响。地层岩土名称天然含水量 （）塑限含水量 p（）冻结期间水位距冻结面的最小距离 hw平均冻胀率冻胀等级冻胀类别2-1粉质黏土26.417.72.0612强胀冻2-

29、1-1粉质黏土31.116.12.012特强胀冻2-2粉砂22.81.0612强胀冻2-3细砂22.91.0612强胀冻5-2粉质黏土21.016.42.013.5弱胀冻承压水20.4275.3597.987.246.2192.07无B.（2）根据地铁沿线不同的工程地质和水文地质条件、线路埋深情盾构法区间隧道结构抗浮安全系数施工阶段1.05，使用阶段1.10。明挖区间隧道在不考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数1.05，当计及侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数1.15。隧道结构防水标准：防水等级二级。两条单线区间隧道之间应设置联络通道，相邻两个联络通道之间的距离不应大于 600m，联络通道内应设置甲级防

30、火门。况、地面建筑及构筑物的现状，结合城市总体规划的要求，对技术、经济、工期、环境和交通影响等进行综合比较，选择合适的施工方法和结构型式。（3）结构平纵断面设计应满足线路设计的要求，同时还要根据所采用的施工方法，优化和调整线路的埋深和，尽量减小施工及运营期间4.4.1隧道平剖面设计线路平面设计本区间右线起讫点里程为 CK23+504.011CK24+166.369；左线起讫点对地上构筑物、周围环境以及城市规划建设的影响。（4）施工竖井等临时结构宜尽量结合车站或区间结构一并考虑，如两者无法合建，在满足施工需要的前提下，应尽量减小临时工程的规模，节省工程投资。结构设计在满足强度和刚度的前提下，还应

31、同时满足防水、防腐蚀、防迷流等要求，结构构造还要满足环控、排水及防灾等专业的要求。结构构件及工程材料应根据结构类型、受力条件等要求选用，里程为 CK23+504.011CK24+166.369，右、左线全长分别为 662.358m 和661.945m。4.2 线路纵断面设计区间纵向基本一字坡，自南向北坡度依次为-2、-7.68、-2 （“- ” 为下坡，“ +” 为上坡）， 隧道埋置较深， 其结构埋覆土为 10.7m 11.4m。并考虑经济性、可靠性、耐久性，便于制造、安装。5.（7）严格控制工程施工引起的地面隆沉量，其允许数值应根据场地施工方法比选根据线路平面布置、埋深、工程地质、水文地质条

32、件及线路所经地区的地面建筑及构筑物等的实际情况确定，并因地制宜地采取措施。（8）设计中，要参照近年来我国地铁隧道设计和施工中所取得的经验，并吸取其教训，以优化设计方案。技术标准工程结构的安全等级为一级，防火等级为一级。结构使用期限按 100 年考虑。结构按 6 度抗震烈度设防。甲类人防工程，抗力等级核 6 级、常 6 级。衬砌结构变形验算：计算直径变形2D（D 为隧道外径）。砼结构允许裂缝开展，迎土面混凝土裂缝宽度0.2mm；背土面混凝土裂缝宽度0.3mm。但盾构法施工的区间隧道裂缝宽度0.2mm。的环境条件，地铁隧道的施工方法可基本分为明挖法和暗挖法。5.1明挖法（1）适应范围明挖法对地层条

33、件的适应范围最为广泛，地铁区间工程明挖法一般用于场地较开阔的区段，在繁华闹市区和交通干道的地铁区间一般不宜采用明挖法施工。（2）工法特点施工作业相对简单，这种方法对周边的环境和交通的影响较大，造价相对较低，但是，当地质条件较差、隧道埋深较深时，如采用明挖法施工，基坑围护结构的造价较高，在这种情况下，明挖法的造价也不低。B.5.2 盾构法隧道（1）适应范围盾构法是一种使用机械暗挖隧道的施工方法，主要用于断面和功能较单一的区间隧道的施工。此法是在盾构机钢壳体的保护下，依靠其前部的刀盘或挖掘机开挖土层，并在盾构壳体内完成出渣，管片拼装，推进等作业。盾构法施工技术日趋成熟，已逐步成为城市地铁区间隧道的

34、主要施工方法。在术。、广州、的地铁工程中大规模、成功地使用了盾构技（2）工法特点盾构法施工具有进度快、作业安全、噪音小、管片精度高、衬砌质量可靠、防水性能好、地表沉降小、占地少、不影响城市交通等优点，但也存在施工设备复杂昂贵，机械针对断面尺寸调整的适应性、盾构始发、接制于两端车站施工进展以及应对物能力较差等缺点。B.复杂、地质条件较差、埋深浅、地面沉降控制严格及结构防水要求高等特点。通常单洞单线矿山法隧道衬砌断面如下图所示意。B.及不同隧道变化断面（如连洞、多跨断面、渡线区段等）具有较好的适应性和灵活性。但矿山法有基本的适用条件：不允许带水作业和开挖面土体具有相当的自立性和稳定性。当土体难以达

35、到所需的稳定条件时，必须通过地层预加固和预处理，来提高开挖面土体的自立性和稳定性。施工难度及风险较大，对地面环境的影响相对盾构法要大些。目前，该工法在从以上比选结果看，在城市环境保护要求较高，地质条件复杂、地段，盾构法施工不仅对和地面建、构筑物影响小、安全可靠，而且滨 1 号线一期工程建设中得到较好应用，它适应了城市工程周围环境施工速度快、振动小、噪声低，对沿线居民生活干扰小，因此在条件允许的情况下优先采用盾构法施工。盾构法圆形断面隧道设计盾构机选型（1）盾构机类型及原理目前在国内的地铁区间盾构隧道施工中，基本均采用泥水盾构和土压平衡盾构这两种盾构机型，且均能满足地铁区间盾构隧道施工的需要。但

36、这两种盾构各有自己不同的特点和适用的地层范围，因此需结合区间隧道复杂、地质条件较差、埋深浅、地面沉降控制严格及结构防水要求高等特点。盾构法和矿山已广泛应用于工程实践中，各自显示出了一定的优越性，下表中分别对这两种施工方法进行简单的比较。表 5.4-1 施工方案比较表的地质条件及环境综合选择合理的盾构机类型。泥水盾构是将切削土体与泥水搅拌后形成高浓度泥水，然后由排泥管路将泥水泵送到地面。由于有一定压力的高浓度泥水可在较短时间内使开挖面土体的表面形成透水性很低的泥膜（或止水域）使泥水压力可通过泥膜向土层传递，形成对抗地层水土压力的平衡力。泥水盾构适用范围大，可用于粘土、砂质土、砂砾、软流塑、性好的

37、特别松软的地层，也可用于各种软弱地层互层的施工。泥水盾构机型空间较大，对高水压开挖面的平衡稳定性及控制地面沉降性较好，施工时对土体搅动极小，因此地面沉降易于控制，有利于保护周围环境。但是泥水式盾构需在地面设置泥水分离设备， 该设备系统庞大， 价格高， 占地面积大， 一般需要 6000m2 左右。泥水盾构在城市繁华地段因场地往往受到限制。土压平衡盾构是指在推进时靠由刀盘切削下来的土体使开挖面地层保持稳定的一类盾构。盾构的前端紧靠刀盘设置密封仓（渣土仓），盾构推进时，前端刀盘旋转切削土体，切削下来的土体进入密封土仓，当土仓内项次矿山法盾构法备注施工工艺1技术、工艺简单，无需大型机械。适用于各类地层

38、。需要有合适的盾构机及其配套设备。盾构施工安全度 高， 施工 工作环境较佳。2人工开挖支护， 支护封闭前，安全性较差。在盾构机钢外壳的保护下进行掘进、出喳，管片的拼装等，安全性好。3作业环境较差。作业环境优越。施工速度4作业环节多，单工作面 1 2m/d。但可以通过增设施工竖井，增加施工作业面的方法来提高施工速度。机械化程度高，815m/d。施工质量5当隧道范围内有 水时，为保证初支及二衬的质量须井点降水，把 水位控制在隧道底面下 0.5m 处。预制管片精度高， 质量可靠。6一般需要二次衬砌。单层衬砌即可。7防水可靠。防水可靠。环境影响8当隧道范围内有 水时，须采用降水措施来保证安全施工。不需

39、降水。盾构法施工对环境均影响较小。9一般需超前支护，遇特殊地段需采取地层加固措施。除盾构始发和接收范围外，不需进行地层改良和预支护。10无水地层中一般地表沉降能控制在 30mm 以内。能够有效地控制地表沉降，受地层影响小。施工用地11施工用地小。管片堆放需占用一些地面用地。对地面交通均无影响。项次矿山法盾构法备注结构耐久性12二衬结构采用 C30 防水混凝土现浇。采用 C50 高强砼， 预制生产，砼密实度、钢筋保护层厚度有保证，砼养护条件好结构耐久性有保证。B.经综合考虑区间隧道盾构隧道埋深 11m18.2m 主要穿越地层为地层为本区间隧道位于 11a 粉质粘土，10-2a 粉质粘土，12-1

40、 含泥粉细砂。隧道顶部覆土为 6-2 粘土，10-2a 粉质粘土，根据初堪资料揭示，10-2a 粉质粘的土体足够多时，可与开挖面的土、水压力相抗衡，使开挖面保持平衡。土压平衡盾构机适用的地层更广泛，从软弱土层到硬岩石地层。对于流塑性较差不易出渣的地层，可采取与之相适应的增加添加剂的流塑化技术，土，12-1 含泥粉细砂为弱透水层，且 12-1 层含承压水。对渣土进行改良，促进开挖渣土性，达到顺利掘进和出渣的目的，这水主要表现样极大地拓宽了土压平衡盾构机的施工领域。土压平衡盾构占地较省，一般 4000m2 以上都可以满足要求。表 6.1-1 两种盾构工法比较表为孔隙承压水，受侧向水的补给，与江水力

41、联系密切，呈互补关系，水位季节性变化规律明显，水量较为丰富。根据本区间的地质水文特点以及其他城市的工程经验判断，土压平衡盾构和泥水加压平衡盾构均可以满足本工程施工要求。泥水盾构对于控制地表沉降，保护建（构）筑物是有利的，但泥水盾构造价相对较高，国内盾构资源较少，且泥水处理系统占用场地面积大，对较大，不宜在市区内采用。因此本区间盾构施工优先选取土压平衡盾构，对于细砂层的盾构掘进，需采取如加泥式、气泡式或纸浆、树脂等的辅助施工技术措施。6.2 管片构造型式（1）隧道内径隧道内径的确定主要取决于铁道的限界（包括车辆界限、设备界限、受电弓限界、建筑限界），同时还要考虑施工误差、测量误差、线路拟合误差，

42、不均匀沉降等。根据本线采用的车辆、设备以及线路条件要求，圆形区间隧道建筑限界为 5200mm 的圆。综合考虑本标段地质土层条件、隧道轴线的施工误差（包括测量误差）为100mm，则隧道内径定为 5400mm。（2）区间隧道采用单、双层衬砌比较本标段区间隧道所穿越的土层主要为粉质粘土、细砂、中粗砂层，通根据两种盾构的工作原理以及实际工程经验分析，在没有对地面环境影响有特殊要求的地段，需重点保护的建筑物地段或对地表沉降控制标准较高的地段。盾构选型主要与地层的渗透性以及土体的颗粒级配有关。（2）土体颗粒级配对盾构选型的影响滨市轨道交通 1 号线工程以及过、广州、等地区城市轨道交通建设中盾构法区间隧道的

43、成功实例，并参阅国内外类似工程的情况，本标段区间隧道采用有一定接头刚度的单层柔性衬砌是合理、可行的。圆环的变形、接缝张开及砼裂缝开展等，均控制在预期要求范围内，完全满足了地铁隧道的设计要求。采用单层衬砌设计，施工工艺单一，工一般来说，细颗粒含量多，碴形成不透水的塑流体，容易充满土仓，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的碴流性差，实现土压平衡。比较项目泥水加压式盾构土压平衡式盾构地层适应性适合淤泥质粘土、粉土、粉细砂等各类软土地层通过调节添加材料的浓度和用量适应不同地层开挖面稳定能力好较好施地需泥浆处理场，施地较大施地较小地面沉降控制压力控制精度高，对地面沉降控制精度高，更适用

44、于大直径的盾构掘进机压力控制精度相对较低，对地面沉降控制精度相对较低，更适用于中小直径的盾构掘进机泥土输送方式泥水管道输送，可连续输送，输送速度快而均匀；占用隧道空间小。螺旋机出土，土箱，输送间断不连续，施工速度慢。对周围泥浆处理设备噪音、振动及碴土运输对环境产生影响较大碴土对环境产生一定影响施工存在问题水土不易分离，泥浆处理地表沉降控制与施工的施工经验关系密切，需经验丰富的盾构操作手。设备费用及经济性泥水处理设备费用高较泥水盾构低B.程实施周期短、投资省，可确保滨市轨道交通一期工程如期贯通的目标。鉴于上述情况，经综合的技术、经济比较论证，本标段区间圆形隧道均采用单层衬砌。B.环肋、端肋的构造

45、在进行手孔形式设计时，为防止肋部混凝土受剪、压破坏，对该部分混凝土结构进行了抗剪和局部承压的计算，经验算，环肋、端肋长度按大于 170mm 设计。衬砌环型式地铁区间隧道的线路是由直线与曲线（圆曲线及缓和曲线）所组成，为了满足盾构隧道在曲线施工和行驶的需要， 本次设计采用标准环，左转弯环、右转弯环三种衬砌环形式。衬砌环最小可拟合的曲线半径为 R=300M。拟合误差一般不大于 10mm，衬砌环制作前，只要设计根据线路资料预先提供全线衬砌环数量，即可保证管片的正常生产供应。对于平面曲线，可通过标准环管片与转弯环管片进行组合。竖曲线曲率半径较大（R=2000m，3000m），因为错缝拼装，可通过拼装管

46、片时旋转管片来解决。为适应盾构进出洞门的防水、连接构造的需要，衬砌设计中还设计了出洞环、进洞环。又因变形缝处环间弹性密封垫较厚，为加强其后一环承受盾构千斤顶的顶力，亦专门设计了变形缝后一环。在需修建联络通道、泵站处，设计了可从隧道内拆卸局部片的特殊衬砌环。6.3 衬砌制作、拼装、施工精度要求为保证装配式结构良好的受力性能，提供符合计算假定的条件，衬砌制作和拼装必须达到下列精度：（ 1 ） 单块管片制作允许误差： 单块管片制作允许误差： 宽度0.3mm；弧、弦长1.0mm；外半径B.B.2)1） - 法本计算方法首先将单环以匀质圆环计算，但考虑环向接头存在，圆环整体的弯曲刚性降低，取圆环抗弯刚度

47、为 EI（ 为1 的弯曲刚性有效率），算出圆环水平直径处变位 y 后，计入两侧抗力 PP=ky。然后考虑错缝拼装后整体补强效果，进行弯矩的重分配（见图-4）。接头处内力：对于承载能力极限状态，基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用：荷载的分项系数：当其效应对结构不利时对由可变荷载效应控制的组合，应取 1.2；荷载效应控制的组合，应取 1.35。对由当其效应对结构有利时不应大于 1.0。可变荷载的分项系数：一般情况下应取 1.4。对于某些特殊情况，可按建筑结构有关设计规范的规定确定。3)对于承载能力极限状态，偶然组合的荷载分项系数根据建筑结构荷载规范、建筑抗震设计规范、人民防空设计规范等现行规

48、范进行取值。4)承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按规定的荷载组合采用荷载的组合或标准值作为其荷载代表值。可变荷载的组合值，应为可变荷载的标准值乘以荷载组合值系数。5）正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用可变荷载的频遇值或准准值作为其荷载代表值；按准组合设计时，应采用可变荷载的值作为其荷载代表值。可变荷载的频遇值，应为可变荷载标准值乘以频遇值系数。可变荷载准数。（2）计算模式取用值，应为可变荷载标准值乘以准值系衬砌环的内力计算，施工阶段采用考虑衬砌与地层共同作用和接头影响的弹性铰圆环计算，使用阶段按变形的等刚度弹性均质园环计算。对错缝拼装的衬砌结构，还必须

49、考虑接头部位抗弯刚度的下降、环间剪切- 法键等对隧道结构总体刚度的补强作用。本次设计采用比较成（即惯用法）进行设计计算，并选用较先进的错缝双环弹簧模型进行校核分析。B.图 6-6 工况二衬砌结构内力图（图中数值为设计值）图 6-4 错缝双环弹簧模型计算简图盾构井的洞门设计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。洞门衬砌为内径 5400mm，外径 6500mm 的钢筋混凝土圈梁，其混凝土强度等级为 C35、抗渗等级为 P10。洞门衬砌长度取值依据：洞门衬砌长度应位于 40

50、0mm800mm 之间。盾构井端头加固设计本区间盾构工作井利用两端车站端头井设置，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。盾构井端头土体采用旋喷桩加固。加固范围为洞口周围 3m，始发端加固长度为 2m，接收端长度为 12m。加固后的土体应有良好的均匀性，密封性和自立性， 并达到如下指标： 28 天无侧限抗压强度不小于0.8Mpa，渗透系数110-7cm/s。（3）内力计算本工程中，根据结构所处工程地质和水文地质条件、埋置深度、结构特点、施工条件、相邻隧道影响等用合适的计算参数进行了计算。，结合已有的试验、测试资料，选

51、现仅介绍工况一浅覆土（h=10m）及工况二深覆土（h=11.7m）的计算结果。两种工况衬砌计算内力分别见下图。图 6-5 工况一衬砌结构内力图（图中数值为设计值）B.冻结孔施工施工准备附属设施设计联络通道及泵站根据规范要求，两条单线区间隧道之间应设置联络通道，相邻两个联络通道之间的距离不应大于 600m，联络通道内应设置甲级防火门。根据本区间的实际情况，为满足防灾和排水要求，本区间在里程CK23+830.000 处设置联络通道。联络通道采用矿山法施工。联络通道与正线隧道相接处的管片采用特殊管片开口环。冻结站安装尺寸为 2.02.1m。联络通道（1）加固方法地基加固方法的选取与工程施工条件、工程

52、水文、地质情况密切相关。如联络通道、泵站所处地面环境较好，有条件在盾构推进前，按地基加固范围从地面向下进行地基加固，加固方法宜首选搅拌桩及其他经3）施意事项济合理的方法。如联络通道所处地面情况较复杂，没有从地面向下进行地为了减少土层冻胀，通道两侧、上下对称布置冻结孔，在适当部位设卸压孔，并采用小开孔距、较低盐水温度、较大盐水流量以加快冻结速度。施工通道时在底板混凝土中预埋注浆孔，并在隧道管片上钻注浆孔，以便在必要时可注浆补偿冻土融沉引起的地层变形。冻结管使用结束后用水泥浆充填。基加固的可能性，只能从隧道内通过衬砌上的预留进行水平加固，可根据工程水文地质情况，优选冻结法加固，必要时辅以注浆。本区

53、间联络通道位于大街，采用冻结法加固。1）冻结法加固主要施工参数加固范围（冻土帷幕）：整条联络通道结构外周 3m。冻土抗压强度：3.6MPa；冻土抗剪强度：1.6MPa；弯折抗拉强度 1.8MPa。2）施工步骤C由于砼和片相对土层容易散热，会严重影响隧道管片附近土层的冻结速度，为此在隧道两侧冻土扩展范围管片内侧铺设冷冻板和保温层，以确保冻土帷幕不存在薄弱环节。D加强冻结过程检测，在冻土帷幕内布置测温孔和卸压孔，以便正确测定冻土帷幕厚度和判断冻土帷幕是否交圈。（2）结构设计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。初期土层注浆充填支护冷冻站系统拆除开挖、临时支护冻结充填隧道支撑拆片探

54、孔试挖冻结运转冻结系统安装检测系统安装B.支护采用 250mm 厚 C25 网喷射混凝土，二次衬砌为厚度为 350mm 的 C35模筑防水钢筋混凝土。7.2 区间疏散设计为满足区间消防疏散要求，疏散设置在区间隧道左右线靠近联络宽度一般不小于 700mm，沿纵向通长设置。板组成。通道一侧，隧道内疏散疏散疏散结构由支撑体系和及其锚固件使用年限不小于 50 年，耐火等级为一级，采用不然材料。支撑体系一般通过与预埋钢板或后锚化学锚栓与区间结构侧壁连接，支撑体系、板通常分为钢结构、钢筋混凝土结构、复合材料等。B.9.1 防水设计原则与标准（1）设计原则硅酸盐水泥，采用高效减水剂、掺加优质磨细粉煤灰（超过

55、和达到级灰的标准）掺料，选择合适的混凝土配合比参数（控制水胶比0.35、粗骨料最大粒径不大于 20mm、细骨料45），配制以抗裂、耐久（即高密实性、低渗透性，对环境侵蚀性介质有足够抵抗力）为特点的高性能防水混凝土。此外，满足设计要求的精度，加强蒸气养护与水养护，也是确保隧道防水的必要条件。（4）管片衬砌接缝防水材料的设计采用单道框形弹性密封垫设于接缝外侧。密封垫以三元乙丙橡胶为材质，多孔多槽的特殊构造断面，并在表面复合遇水膨胀橡胶。弹性密封垫设计标准：在环缝、纵缝张开 6mm（其中包括密封垫沟槽制作误差、拼装误差、后期接缝变化）时，能长期抗 0.6MPa 的水压。） 在隧道段内设置有变形缝，变

56、形缝后环环面设变形缝衬垫片（6mm），变形缝是利用在原密封垫表面上加贴 3mm 遇水膨胀橡胶薄片变形缝密封垫来防水。管片角部橡胶条表面应覆有丁基橡胶腻子薄片，以加强角部防水。管片环纵缝内沿留设嵌缝槽，以弹性密封胶嵌填。螺孔与回填注浆孔设置密封圈，其材质为遇水膨胀橡胶。在隧道内侧的拱顶、拱底的管片环、纵缝内采用单组分遇水膨胀聚氨酯密封胶嵌缝，表面使用单组分高模量聚氨酯密封胶封缝处理。9.3 结构耐久性设计1）结构防水应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则进行设计。防水设计应根据车站的结构型式、水文地质条件、施工方法、施工环境、气候条件等，采取相适应的防水措施，只有在不引

57、起周围地层下降的前提下，才可对极少量渗水进行疏排。确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为根本，重点处理好诱导缝、施工缝（包括后浇带）、变形缝、穿墙管等细部的防水。（2）防水标准区间隧道及其附属结构防水等级为二级，结构不允许漏水，结构表面可有少量、偶见的湿渍。防水设计初期支护防水加强施工管理，确保喷射混凝土的密实性。二次衬砌防水结构本身防水：模注钢筋混凝土采用 P8 抗渗混凝土。初期支护与二次衬砌之间设柔性防水层。施工缝防水：顶、底板施工缝设一道被贴橡胶止水带及一道中埋钢边止水带，中板设一道缓膨型遇水膨胀橡胶止水条。变形缝防水：暗挖区间中部不设变形缝，与车站接头处界处设变形缝。（3）管片

58、自防水暗挖分9.3.1结构耐久性设计原则要求管片结构防水混凝土的强度等级不低于 C50、抗渗等级 P10。管片单块检漏标准：在 0.8MPa 水压下，保持压力3 小时，渗水厚度5cm（即不超过混凝土的钢筋保护层厚度）。采用水化热低、抗渗性好、具有一定抗蚀性的硅酸盐水泥或普通（1） 耐久性设计的技术路线应根据预先确定的钢筋混凝土结构耐久性设计要求的环境类别和环境作用等级，采取相应的根本措施和附加措施。（2） 采用合理的结构构造，便于施工、检查和，减少环境B.对结构的不利影响。（3） 对钢筋混凝土施工过程的质量控制提出要求。混凝土的配合比应按高性能混凝土的要求配制；混凝土的配合比设计和混凝土配制，

59、在满足施工和易性（必要的性）、强度等级的前提下，应以混凝土密实性、抗渗透性能、抗裂性能和抗碳化性能为主要控制指标。2) 胶凝材料要求为达到混凝土高性能、高耐久性的要求，混凝土配制时应选用优质的水泥，性能优良的矿粉、粉煤灰等矿物掺合材料，或者选用有上述二者复配形成的复合型胶凝材料；限制每立方米混凝土中胶凝材料的最低和最高用量，胶凝材料的技术性能要求如下：水泥宜选用强度等级不低于 42.5 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。其质量必须符合通用硅酸盐水泥（GB175-2007）的要求；碱含量小于 0.60%，C3A 含量不宜超过 5%；水泥比表面积350m2/kg，300 m2/kg（硅酸盐水泥和普通硅

60、酸盐水泥）；在确定最终水泥品种之前，应对水泥与所使用的掺和材料、外加剂等进行复配试验，以选用匹配的、性能优良的水泥。粉煤灰粉煤灰原材料必须符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T1596- 2005）标准中规范的 II 级灰以上标准。且含碳量不宜大于 2%。矿粉原材料必须符合用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉（GB/T18046-2008）中 S95 级以上要求。综合要求尽量减少胶凝材料中水泥的用量，掺和材料中对粉煤灰、矿粉等掺合比在不同季节宜作调整，优质粉煤灰、矿粉等矿物掺和料或矿物复合掺和料，掺量一般控制在 30%50%。9.3.2（1）结构耐久性设计要求选择合理的结构型式和有利于结构抗