苏州某盾构标段设计方案

盾构隧道设计方案设计说明书1.设计组织机构为了按时、优质地完成所承担的XX轨道交通XX线第1标段工程设计任务，我院特成立“XX轨道交通XX线1标段设计项目部”，“XX轨道交通XX线专家组”。本标段设计项目部由设计项目经理统一管理，设计项目部下设办公室，各设计专业负责人。办公室配有管理人员分管调度、后勤、资料，各设计专业由设计专业负责人和设计人员组成，并配备多台电脑、打印机、绘图仪以保证设计工作的正常进行。苏州轨道交通1号线1标段设计项目部办公室苏州轨道交通1号线1标段设计项目部办公室调度本项目院专家组院分管总工程师隧道专业负责人后勤隧道设计人员及地质、电力等配合专业人员设计项目经理结构专业负责人建筑专业负责人环控专业负责人工程经济专业负责人线路专业负责人资料1标段设计施工项目部2．设计进度安排1）收集各种资料（包括补充勘察资料）。2）稳定设计方案。对优化的设计、施工方案进一步研究，向轨道公司汇报，确定方案。开标后至20XX年02月15日完成。3）通过评审、各种资料收集齐全、边界条件稳定后，20XX年2月15日前完成部分施工图详细设计，包括隧道平纵断面图、标段沿线影响范围内建（构）筑物保护措施设计及盾构进出洞段地层加固、出入段线围护结构，以满足先行开工点的要求。4）20XX年4月28日前完成出入段线主体结构施工图，明挖段防迷流设计图。5）配合管片生产厂家完成管片模版的选择，修改管片细部构造设计。20XX年6月28日前完成管片配筋图、盾构进、出洞预埋件图以满足施工及互提资料的需要。6）20XX年7月15日前完成防水图、联络通道处特殊管片图、联络通道及废水泵房结构图。7）按照实际要求，进行配合施工工作，并进行相关的变更。在投标设计文件通过评审的基础上，各种资料齐全后，五个月内完成整个施工图设计工作。设计进度与各专业接口的关系的稳定状况及业主、设计总体的总体部署安排密切相关，设计过程中将积极配合有关各方，充分做好沟通、协调、配合，圆满完成设计工作。3．设计依据、原则及标准3.1设计依据《XX市轨道交通一号线工程招标图设计区间工程出入段线》（2007.10）《XX市轨道交通一号线工程招标图设计区间工程XX站～XX路站》（2007.10）《XX市轨道交通一号线土建工程Ⅰ-TS-01\02\05\07\11标招标文件》（20XX.01）《XX市轨道交通一号线土建工程Ⅰ-TS-01\02\05\07\11标招标文件》澄清补遗书（20XX.01）国家和地区现行规范与规程：《地铁设计规范》（GB50157-2003）《地铁限界标准》（CJJ96-2003）《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》（CJJ49-92）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002)《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）《人民防空工程设计规范》（GB50225-2005）《地下工程防水技术规范》（GB501XX-2001）3.2设计原则1）一号线是XX市轨道交通线网中一条重要的骨干线路，是大运量的轨道交通系统工程，在设计中应注重工程整体技术的先进性、科学性和适用性。2）线路平面应尽可能沿城市主干道并在道路规划红线范围内设置，线路宜与规划红线平行，线路敷设方式采用地下线。3）根据本区间沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、既有建筑、环境条件、地面交通、施工方法等合理调整线路平、纵断面，改善线路运营条件，减少拆迁工程及施工过程中对地面道路交通的干扰。4）在有条件的情况下，线路纵断面尽量设为“高站位，低区间”。5）地下区间线路必须穿过地面构筑物与住宅区时，须合理埋深，以有利隧道施工和确保地面建筑物的安全。6）区间隧道结构设计应满足施工、运营、抗震、人防、防排水、防火、防迷流和城市规划的要求，并具有足够的耐久性，以满足使用期需要。做到安全、适用、经济。7）结构设计应根据施工监测反馈的信息，及时调整相关设计参数及施工辅助措施，实行信息化设计。8）隧道施工引起的地表沉降和隆起均应控制在环境条件允许的范围内，一般情况下，隆沉量宜控制在+10mm～-30mm。当穿越重要建筑物或地下管线时，上述数值应按允许的条件确定，对于空旷地区考虑适当放宽。9）结构计算模式的确定，除符合结构的实际工作条件外，并能反映结构与周围地层的相互作用。3.3主要技术标准1）线路正线数目双线最小曲线半径区间正线为350m,困难情况下为300m；辅助线为200m，困难情况下为150m；最大纵坡区间正线为30‰；困难为35‰。最小纵坡区间为3‰；地下车站一般为2‰；竖曲线半径正线一般为5000m，困难时为3000m；车站端部一般为3000m，困难时为2000m。坡段长度最小坡段长度不小于150m。2）轨道钢轨：采用60kg/m；道岔：9号道岔；3）结构与防水（1）隧道净空应满足建筑限界要求，并考虑施工工艺、施工误差、结构变形和后期沉降的影响。（2）地下结构设计年限为100年。（3）结构设计按6度地震设防，6级人防检算。（4）区间隧道结构防水等级为二级。4）明挖隧道设计基坑支护结构时，应根据周边建筑物和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，以确保临近建筑物和重要管线的正常使用。应根据基坑保护等级和变形允许值提出监测要求。地铁深基坑变形控制保护等级及变形控制标准如表3.3-1所示。区间基坑变形控制保护等级标准表3.3-1保护等级地面最大沉降量量及围护结构水平位移控控制要求周边环境保护要要求一级1.地面最大沉沉降量≤0.1%%H；2.围护结构最最大水平位位移≤0.14%H，且≤30mmm；3.Ks≥1..8。1、离基坑周围11.0H范围内有有地铁、共共同沟、煤煤气管、大大型压力总总水管等重重要构筑物物、建筑物物或市政设设施等；2、开挖深度≥118米，且在1.5H范围内有有重要建筑筑、重要管管线等市政政设施或重重要建筑物物。二级1.地面最大沉沉降量控制制在≤0.2%H；2.围护结构最最大水平位位移≤0.3%H,且≤30mmm；3.Ks≥1..6。1、离基坑周围11.0H范围内无无重要管线线和建（构构）筑物，而而离基坑周周边1H～2H范围内有有重要管线线或大型的的在使用的的管线、建建（构）筑筑物2、开挖深度≥114米，且在3H范围内有有重要建筑筑、重要管管线等市政政设施或重重要建筑物物。三级1.地面最大沉沉降量控制制在≤0.5%H；2.围护结构最最大水平位位移≤0.7%H；3.Ks≥1..4。离基坑周围2..0H范围内无无重要或较较重要管线线和建（构构）筑物注：表中H为基坑开挖深度，Ks为坑底抗隆起安全系数，按《城市轨道交通设计规范》（DGJXX-109-2004）第10.4.2条计算。根据XX地铁基坑变形控制保护等级标准（上表），本区间基坑处于待拆迁地块内，盾构工作井开挖深度约14m，离基坑周围1.0H范围内无重要管线和建（构）筑物，故本工程基坑变形控制保护等级为二级，应控制车站基坑外地面最大沉降量≤28mm(0.2%H)，围护结构最大水平位移≤30mm(30mm与0.3%H者较小值)，H为基坑开挖深度。4．图纸目录1标两区间预计施工图阶段图纸清单如下：序号图名数量（张）备注1设计说明60明挖段图纸清单单2明挖段主体结构构平面布置置图5加长图3明挖段主体结构构纵剖面图图5加长图4明挖段盾构工作作井主体结构横剖面面图35明挖段主体结构构横剖面图图2加长图6明挖段围护结构构平面布置置图5加长图7明挖段围护结构构纵剖面图图5加长图8明挖段盾构工作作井围护结结构横剖面面图29明挖段围护结构构横剖面图图4加长图10抗浮桩结构及配配筋图5加长图11SMW工法桩节节点图2加长图12主体结构配筋图图20加长图13诱导缝结构图214土体加固平面布布置图1加长图15施工步序图116管线拆改图1加长图17交通疏解及施工工围挡图2加长图18明挖结构防水图图10加长图19明挖段防迷流设设计图5盾构隧道图纸清清单20隧道平纵断面图图4加长图21盾构隧道横断面面设计图222圆形隧道衬砌分分块及布置置图223衬砌环拼装位置置图224标准衬砌环结构构图1025左转弯衬砌环结结构图1426右转弯衬砌环结结构图1427标准环管片配筋筋图8加长图28管片接缝图429螺栓、垫圈、螺螺母图430管片标示图431洞门特殊衬砌环环构造图432洞门段地层加固固图633盾构进、出洞处处预埋件图图834盾构进、出洞装装置图435盾构进、出洞连连接构造图图436联络通道结构图图8包括废水泵房37联络通道配筋图图1538联络通道处特殊殊衬砌图2439联络通道处地层层加固图440盾构始发井基坑坑监测图441盾构隧道现场监监控图242建（构）筑物桩桩基与盾构构隧道位置置关系图143结构防水图644盾构施工进度图图2合计3005.工程概述5.1设计范围本标段区间部分设计范围包括天平车辆段出入段线区间明挖段、盾构段和XX站～XX路站盾构区间。天平车辆段出入段线区间明挖段设计起点为CLK0+200.000（为与出入段线区间盾构段设计分界里程），设计终点为CLK0+700.000，全长500m。地块现状为2～3层低矮厂房及民居，区间施工时该地块均已拆迁（该处将作为铺轨基地）。出入段线区间盾构段设计起讫里程为CK0+218.000～CLK0+200.000，左右线均长418.000m。盾构段不设联络通道及泵房。XX站～XX路站区间沿竹园路铺设，工程设计范围为CK0+472.600～CK1+362.000,左线总长890.892m,右线总长889.400m。在里程（右CK0+941.000）处设联络通道兼作区间泵房。5.2地质概况5.2.1地形地貌XX市地处亚热带季风气候区，四季分明，气候温和湿润，是典型的海洋性气候。多年平均气温15.7℃，极端最高气温38.8℃，极端最低气温-9.8℃。多年平均降水量1128.9mm，最大降水量1611.7mm，日最大降水量343.1mm，降水主要集中在6～9月，多年平均蒸发量1322.6mm。XX地区50年一遇的基本风压值为0.45kN/m2。区间设计范围表5.1-1区间线别区间隧道起讫里里程（m）长短链（m）隧道长度（m）联络通道（处）废水泵房（处）出入段线明挖区区段CLK0+2000.0000～CLK00+7000.0000050001出入段线盾构区区间段左线CK0+2188.0000～CLK00+2000.00000418.0000右线0418.00XX站～XX路路站区间左线CK0+4722.6000～CK1++362..0001.492890.892211右线0889.4000XX市地处江南水网区，属长江流域太湖水系，区内地表水系极其发育，主要有太湖、阳澄湖群及大小规模不等的河渠组成。湖泊之间河汊通连，构成水力联系密切的群体。主要骨干性的河道有京杭大运河，通连江海，还有外城河沿老城区环城分布。水位主要受大气降水和太湖排水影响，并受人为控制，常年水位（黄海标高）1.10～1.30m，其年变幅1m左右。5.2.2沿线地层特性地基土特征自上而下分述如下：1）填土层(Q4ml)—层号①上部为杂填土，松散，下部以素填土、耕植土为主，呈软～可塑状。该层填料较复杂，由粉质粘土与碎砖、碎石填积，局部夹含有机质的淤泥及淤泥质土。厚度一般为1.5～5.0m。2）晚更新世（Q32-3）冲湖积相沉积成因土层—层号③③-1层粉质粘土～粘土：可～硬塑状态，层顶埋深0.8～3.6m，层厚1.2～4.8m。③-2粉质粘土：可～软塑，层顶埋深3.0～7.5m，层厚0.4～5.0m。3）晚更新世（Q32-2）浅海相、海陆交互相沉积成因土层—层号④和⑤④-1粉土：稍密，层顶埋深5.4～9.2m，层厚0.8～5.7m。④-1a粉质粘土夹粉土：粉质粘土呈软流塑状，粉土呈稍密状，均一性较差，层顶埋深5.5～9.7m，层厚0.8～6.0m。④-2粉土～粉砂：夹薄层粘性土，稍密～中密状态，层顶埋深6.5～15.9m，层厚2.7～14.1m。⑤粉质粘土：局部夹淤泥质粉质粘土及薄层状粉土和可塑状的粉质粘土，以软塑～流塑为主。层顶埋深7.3～20.9m，层厚0.5～17.4m。4）晚更新世（Q32-1）湖、冲湖积相沉积成因土层—层号⑥⑥-1粉质粘土：硬塑～可塑，均质致密，夹粘土。层顶埋深20.0～25.7m，层厚3.3～8.3m，。⑥-2粉质粘土：可～软塑，呈上硬下软状，均质性较差，局部地段无规律性地分布有薄层流塑状粉质粘土和粉土。层顶埋深26.5～31.8m，层厚4.0～13.0m。⑥-3粉质粘土：软～流塑，夹粉土。5）晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积成因土层—层号⑦⑦粉土～粉砂：中中密～密实实状态，局局部为细砂砂，透水富富水性良好好，局部夹夹粘性土薄薄层。层理理发育，层层顶埋深30.11～38.55m，层厚一一般大于5.0m，局部较较薄。6）晚更新世（QQ31）泻湖相相沉积成因因土层—层号⑧⑧粉质粘土：流塑塑～软塑，局局部夹可塑塑状粉质粘粘土和粉土土、粉砂，均均一性差。层层顶埋深35.00～41.22m，层厚10.44～21.88m。7）中更新世（QQ22）冲湖积积相沉积成成因土层—层号⑨⑨粉质粘土：可塑塑，局部软软塑，层顶顶埋深55.22～61.66m，层厚大大于5.0m。8）中更新世（QQ21）的古沙沙洲相沉积积成因土层层—层号⑩⑩粉土：中密，局局部夹粗砂砂和粉质粘粘土，层顶顶埋深59.88～68.11m左右，层层厚大于4.0m。9）中更新世（QQ21）滨海相相沉积成因因土层—层号eq\o\aac(○,11))粉质粘土：流塑塑状态。层层顶埋深67.00m左右。5.2.3水文文地质条件件1）地表水XX市地处江南南水网区，属属长江流域域太湖水系系，区内地地表水系极极其发育，主主要有太湖湖、阳澄湖湖群及大小小规模不等等的河渠组组成。湖泊泊之间河汊汊通连，构构成水力联联系密切的的群体。主主要骨干性性的河道有有京杭大运运河，通连连江海，还还有外城河河沿老城区区环城分布布。水位主主要受大气气降水和太太湖排水影影响，并受受人为控制制，常年水水位（黄海海标高）1.100～1.300m，其年变变幅1m左右。2）地下水(1)潜水含水水层由填土层组成含含水层。人人工填土层层由粉质粘粘土夹碎石石、碎砖混混填，在粗粗颗粒较高高处存在大大孔隙，成成为地下水水的赋存空空间，其透透水性较好好，但不均均匀。③层粘性土（包括括③-1层粉质粘粘土～粘土、③-2层粉质粘粘土），透透水性弱，基基本不含地地下水，可可以作为相相对隔水层层。平均渗渗透系数为为：Kv=11.14110-6ccm/s，Kh=00.34110-6ccm/s，属微透透水层。(2)微承压含含水层由晚更新世沉积积的④～1ａ层粉质质粘土夹粉粉土、④-1层粉土、④-2层粉土～～粉砂及⑤层粉质粘粘土构成含含水层组。该该含水层组组埋藏较浅浅，厚度较较大。其中中④-1ａ、④-1、④-2层赋水性性、透水性性较好，含含水量较丰丰富，为对对地铁施工工及运营影影响较大的的含水层。⑤层含水量量高，但透透水性弱，给给水性差，为为微透水层层。该含水层的补给给来源主要要为孔隙潜潜水和地表表水。勘察察期间，地地下水位埋埋深1.3～2.4m（高程0.4～0.6m）。雨季季时地下水水位提高约约0.5m左右。该含水层以上有有③层粘性土土作为相对对隔水层，所所以，具微微承压性。(3)第Ⅰ承压压含水层由⑦粉土～粉砂组成成含水层。该该含水层埋埋深大于30.00m，在30.11～38.55m，透水性性不很均匀匀。该含水水层厚度较较大，含水水亦较丰富富。该含水层以上有有⑥-1、⑥-2层粉质粘粘土作为隔隔水层，所所以，具承承压性。3）水的腐蚀性评评价场地地表水对混混凝土无腐腐蚀性；对对钢结构有有弱腐蚀性性；对混凝凝土结构中中钢筋无腐腐蚀性。场场地浅层孔孔隙潜水对对混凝土有有弱腐蚀性性，微承压压水对混凝凝土无腐蚀蚀性；对钢结构构有弱腐蚀蚀性；对混凝土土结构中钢钢筋有腐蚀蚀性。5.2.4工程程地质条件件评价及注注意事项1）场地地形平坦坦，区域构构造稳定，属属基本稳定定场地。2）场地上部主要要为饱和的的砂性土及及软弱粘性性土。根据据《建筑抗抗震设计规规范》（GGB500011-22001）判判定，属抗抗震不利地地段，建设设场地为Ⅲ类建筑场场地。3）场地20.00m深度内分分布的④-1稍密粉土土、④-1a软～流塑粉质质粘土夹粉粉土、④-2稍～中密粉土土～粉砂为液液化土层；；由于标贯贯试验孔间间距大，液液化等级分分区尚不能能完全反映映场地地基基的液化等等级。建议议详勘时，增增加标贯试试验孔，以以准确判定定液化，进进一步细化化液化分区区。4）场地地表水对对混凝土无无腐蚀性；；对钢结构构有弱腐蚀蚀性；对混混凝土结构构中钢筋无无腐蚀性。场场地浅层孔孔隙潜水对对混凝土有有弱腐蚀性性，微承压压水对混凝凝土无腐蚀蚀性；对钢钢结构有弱弱腐蚀性；；对混凝土土结构中钢钢筋有腐蚀蚀性。5）由于地基土层层较软弱，不不宜采用天天然地基时时，建议对对软弱土层层进行加固固处理；对对轻微液化化地段可不不采取抗液液化措施，对对中等液化化地段可采采取深层搅搅拌水泥土土桩或沉管管灌注桩进进行抗液化化；设计时时需进行抗抗浮验算。6）大面积降水过过程中，将将会对周边边地面产生生不均匀沉沉降，应采采取预防措措施。7）根据轨顶设计计标高，结结合勘探结结果，本段段区间隧道道底部大部部分位于⑤软～流塑粉质质粘土，④-2稍～中密粉土土～粉砂。少少部分位于于④-1稍密粉土土、④-1a软～流塑粉质质粘土夹粉粉土。其中中⑤软～流塑粉质质粘土含水水量高，具具高压缩性性、低强度度、易变形形等特征；；④-1、④-1a、④-2层含水量量高，透水水性较好，地地层稳定性性差，扰动动后强度将将明显降低低，施工过过程中易产产生涌水、涌涌砂，开挖挖面不稳等等现象，经经液化判定定为轻微～～中等液化化土层，根根据国家抗抗震规范、XX工程地质特点及已有的工程经验，不需要进行抗液化处理。8）采用盾构法施施工时，隧隧道通过的的土层有④-1稍密粉土土、④-1a软～流塑粉质质粘土夹粉粉土、④-2稍～中密粉土土～粉砂及⑤软～流塑粉质质粘土。由由于土层分分布不均匀匀，各土层层土质差异异较大。盾盾构法施工工时，应及及时调整压压力，防止止隧道偏移移，确保盾盾构施工安安全。5.3隧道平剖剖面设计5.3.1出入入段线区间间1）区间平面布置置本区间线路沿竹竹园路由西西向东走向向。线路自自盾构井始始沿竹园路路东行到达达XX站。包包括盾构区区间及明挖挖区间两部部分，本段段出入段线线700mm,正线2188m,其中明挖挖为500m,盾构为4118m,总长9188m。工程设计范围为为CK0++218..000～CLK00+2000.0000～CLK00+7000.0000,CKK0+2118.0000～CLK00+2000.0000部分为盾盾构区间，CLK00+2000.0000～CLK00+7000.0000为明挖区区间。在CCLK0++630附近上跨跨向阳河箱箱涵，该箱箱涵与区间间合建，箱箱涵顶板为为区间结构构底板。2）区间纵断面布布置盾构段区间出盾盾构始发井井后以122.XX5‰及3.000‰的坡度下下行至XXX站，线路最最大覆土埋埋深约9mm.盾构工作井以西西线路向西西以29..567‰‰的坡度向向上爬行，到到达CLK00+4000.00附近结构构变成敞口口段，继续续爬行至CLK00+7000.00为敞开段段接地点，即即至本段区区间结构终终点。XX站～XX路站区区间1）区间平面布置置区间线路沿竹园园路由西向向东，线间间距保持13米不变，左左右线均设设700米半径曲曲线。在区区间中部设设联络通道道，考虑与与泵站合建建。2）区间纵断面布布置本段区间出XXX站后以18‰的坡度至至坡度转折折点又以33.2‰的坡度下下行1800m,至线路最最低点后又又以6.5‰及18‰的坡度上上行至XXX路站，区区间线路最最大埋深约约16.225m。在在区间最低低点设泵站站，泵站与与联络通道道合建。6.出入段线区区间明挖法法施工的矩矩形隧道6.1围护方案选择1）本工程具有如下下几个主要特特点：（1）施工场地较为为开阔，在在基坑深度度（15.447m）范围内内无重要建建筑物。（2）基坑开挖深度度范围内的的土层主要要为人工填填土、③-1层硬～可可塑粉质粘粘土、③-2层软～可可塑粉质粘粘土、④-1a层软～流流塑粉质粘粘土、⑤层软～流流塑粉质粘粘土；围护护结构以基基坑深度不不同插入土土层为、④-1a层软～流流塑粉质粘粘土、⑤层软～流流塑粉质粘粘土及⑥-2粉质粘土土层。其中中⑤层软～流流塑粉质粘粘土含水量量高，具有有高压缩性性、低强度度、易变形形等特征；；④层含水量量高，透水水性较好，地地层稳定性性差，施工工过程中易易产生涌水水、涌砂，开开挖面不稳稳等现象，围围护结构需需具有较大大的刚度及及良好的止止水性能。（3）基坑开挖深度较较小，盾构工作作井处开挖挖深度约15.447m，盾构工工作井以西西基坑开挖挖深度逐部部减小，到到CLZKK0+5880位置处开开挖深度约约2m；2）围护方案比选选由于本车站土层层性能较差差，地下水水位高，围围护结构应应穿越不透透水层并且且要求有较较好的止水水效果。因因此不宜采采用基坑效效果存在隐隐患以及自自身刚度较较差的围护护形式，如如放坡开挖挖、土钉墙墙、钢板桩桩等。根据据这样的条条件可供选选择的围护护结构形式式有：钻孔孔灌注桩＋＋止水帷幕幕、钻孔咬合合桩、SMW工法桩及及地下连续续墙。考虑到本本基坑开挖挖深度较小小，采用地地下连续墙墙造价较高高，从经济济方面来看看，不建议议推荐使用用。经计算算，对该基基坑进行了了钻孔灌注注桩加止水水帷幕、钻钻孔咬合桩桩和SMW工法桩进进行了技术术经济比较较。（1）钻孔灌注桩＋止止水帷幕方方案钻孔灌注桩+止止水帷幕围围护结构适适用于一般般粘性土、填填土、淤泥泥质土及砂砂土等，成成孔效果较较好，而对对于碎石土土则不宜采采用。该围围护形式在在建筑基坑坑中使用较较多，施工工单位也积积累了相当当丰富的施施工经验。但由由于其自身身不具备止止水性，因因此，止水水帷幕施工工质量严重重制约了其其使用深度度的提高，也也因此限制制了钻孔灌灌注桩在地地铁基坑围围护结构中中的使用。（2）钻孔咬合桩方案案钻孔咬合桩是在在柱列式钻钻孔灌注桩桩围护基础础上进行了了改进，是是一种新型型的围护结结构形式。由由于其桩心心相交咬合合，与传统统桩心相切切桩相比，可可省去桩体体背后昂贵贵的止水帷帷幕和25％的钢筋筋工程量。钻孔咬合桩成桩桩质量好，兼兼有挡土与与防渗两种种功能、施施工对环境境影响小，但但施工速度度较慢，且且基坑深度度≥15m时，成成孔垂直度度要求较高高，造价随随桩长增加加而提高。目前，施工较大大深度基坑坑的咬合桩桩机械设备备市场上还还比较少，能能够掌握在在复杂地层层条件下、较较好的施工工咬合桩的的技术的企企业也比较较少，另外外，钻孔咬咬合桩施工工速度较慢慢，对施工工进度影响响较大。（3）SMW工法桩方方案近几年，随着围围护结构施施工工艺不不断推新，SMW工法桩开开始得到应应用。从工工程实例分分析，软土土地层比较较适宜采用用SMW工法桩。SMW工法桩具具有施工速速度快、造造价低等特特点。据调调查，南京京地铁2号线一地铁铁站地质条条件与XXX粉性地层层条件比较较接近，工工程施工单单位采用了了一套行之之有效的施施工工艺，成成功实施了了SMW桩，降低低了土建工工程造价。因因此，在充充分调研和和试验的基基础上，因因地制宜的的使用SMW工法桩，可可以极大地地降低明挖挖地铁工程程的土建投投资。目前前，国内较较好的SMW施作设备备是650、850三轴轴式钻孔机机。从国内SMW设备分析析，SMW的有效桩桩长最长仅仅达到300m左右，因因此，其使使用深度受受到一定限限制。围型式较项目围护护方案技术术经济比围型式较项目围护形式比较项目方案一钻孔灌注桩+止止水帷幕方案二钻孔咬合桩方案三SMW工法桩与永久结构关系系永久结构的一部部分永久结构的一部部分不作为永久结构构整体刚度较小较大较小防水效果差较好较好施工进度一般较慢较快施工占地较大小小施工工艺较简单较复杂较简单桩（墙）体质量量一般差一般环保要求泥浆对环保影响响大噪音低，无泥浆浆，对环保保影响小无泥浆，对环保保影响小每延米造价（万万）7.048.356.19本设计是否推荐荐否否是注：①上表每延米造价价包括围护护墙及结构构内衬边墙墙造价。目项较比式型护围②②基坑深度度按14m考虑。目项较比式型护围（4）基坑围护方案案比选明挖法围护结构构主要作为为一种临时时结构，其其施工安全全、工期、造造价等因素素是基坑支支护结构方方案比选主主要考虑的的条件。各各方案的综综合技术经经济比较见见表6.1--1。综合考虑周围环环境条件、工工程地质和和水文地质质条件、基基坑特点、施施工技术及及工程造价价等诸多因因素可以看看出，本基基坑除盾构构工作井外外开挖深度度均小于111m，开开挖深度较较小，且周周边环境较较好，SMW工法桩具具有造价较较低、防水水效果较好好、施工速速度快，便便捷施工，适适应工期等等优势。因因此，推荐荐采用SMMW工法桩作为为本出入段段线明挖基基坑的围护护结构形式式；考虑到到盾构工作作井的开挖挖深度（114m）相相对于SMW工法桩来来说，开挖挖深度较大大，故在该该处的SMW工法桩采采用满插型型钢的方式式，以加大大围护结构构的刚度。(5)基坑支撑体体系的选择择目前常用的基坑坑支撑形式式主要有三三种：混凝凝土支撑、钢钢支撑、锚锚杆。内支撑体系的选选择应根据据基坑土质质情况、基基坑深度、周周边环境情情况以及围围护结构的的形式确定定。实施时时，也可以以将各种内内支撑体系系结合使用用，扬长避避短，以达达到加快施施工进度，降降低工程造造价的目的的，各支撑撑的技术经经济比较如如表6.11-2所示示。本工程场区是饱饱和软土地地区，土具具有蠕变性性，土层锚锚杆的变形形较大，因因此不宜采采用土层锚锚杆支撑，如如采用围护护结构，应应优先采用用内支撑体体系。内支撑体系按材材料的不同同有钢支撑撑和现浇钢钢筋混凝土土支撑。钢钢支撑自重重轻，装拆拆方便且速速度快,可减短围围护结构无无支撑时间间，可施加加预应力，并可根据据围护结构构变形发展展及时调整整预应力值值以控制其其变形。由由于是工具具式结构，钢钢支撑可多多次重复使使用，优点点较显著，在在条件允许许时应优先先采用。钢钢支撑可采采用Φ609××16钢管，钢钢材为Q235级。钢支撑的水平间间距一般为为3m，基坑沿竖向设三～四道撑撑，另加一一道换支撑撑。为了减减少支撑的的受压计算算长度，支支撑的长度度大于200m时，在在支撑中部部设钢立柱柱，临时立立柱可采用用钢管或格格构式钢柱柱，立柱之之间用型钢钢连系杆拉拉结，同时时作为相邻邻支撑的竖竖向支点，立立柱基础可可采用灌注注桩基础。支撑体系系技术经济济比较表表6.1-2支撑材料优点点缺点是否采用钢支撑1、自重轻，装拆拆方便且速速度快，可可加快施工工进度，缩缩短围护结结构无支撑撑时间；2、可根据围护结结构变形发发展及时调调整预应力力值以控制制其变形；；3、采用制式结构构，钢支撑撑可多次重重复使用；；4、不受基坑周围围土质的影影响，适用用性好1、支撑刚度较钢钢筋混凝土土支撑小，围围护结构变变形稍大；；2、钢支撑安装误误差对支撑撑强度及稳稳定影响较较大；3、应用于宽大基基坑时，应应采取可靠靠措施防止止支撑丧失失稳定；4、由于支撑的存存在，对机机械化开挖挖作业有干干扰是钢筋混凝土支撑撑1、支撑整体刚度度大，围护护结构变形形小，安全全可靠；2、对基坑平面形形状的适应应性好，可可应用于各各类基坑；；3、不受周围土质质的影响，适适用性好1、混凝土现场浇浇筑时间长长；2、用作临时支撑撑时拆除工工作量大，造造价高；3、由于支撑的存存在，对机机械化开挖挖作业有干干扰否拉锚1、可适用于平面面尺寸较大大的基坑；；2、作业面空间大大，施工效效率高1、在饱和含水地地层中，锚锚杆构造复复杂，设置置困难；2、较弱地层中拉拉锚承载力力低，锚杆杆用量较大大，成本高高否6.2主体结构设计6.2.1结构构方案根据区间线路总总体布置，结结合沿线地地形及地质质条件综合合考虑，结结构方案采采用钢筋混混凝土箱形形框架结构构。根据区区间限界及及使用功能能要求，盾盾构工作井井顶、底板板均采用纵纵梁体系，不不设横梁，为为单层双跨跨框架结构构，盾构工工作井以西西至CLZKK0+2550.2区间采用用单层三跨跨箱形框架架结构，CLZKK0+2550.2～CLZKK0+2770.2区间采用用单层双跨跨箱形框架架结构，CCLZK00+2700.2～CLZKK0+4000.0采用单层层单跨箱形形框架结构构，CLZKK0+4000.0以以西采用U形槽结构构。6.2.2结构构缝的设置置本区间全长5000m，且结构构型式不尽尽相同，根根据《地铁铁设计规范范》（GBB501557-20003）的的规定，需需设置变形形缝，以消消除大部分分收缩应力力，并适当当增大结构构底板的厚厚度、加强强纵向配筋筋数量以抵抵抗后期差差异沉降对对结构的影影响。由于于温度变化化、混凝土土收缩及地地基不均匀匀沉降等引引起结构的的纵向变形形使主体结结构产生横横向裂缝，因因此区间每每隔24mm～30m左右设一一道诱导缝缝。6.2.3区间间结构耐久久性措施由于地铁工程考考虑期望寿寿命1000年，结构构设计应具具有足够的的耐久性。区区间钢筋混混凝土应具具有整体密密实性、防防水性、防防腐蚀性，因因此要求结结构混凝土土的渗透系系数不大于10--10m//s，使用用阶段没有有渗水裂缝缝，采取的的具体措施施如下：1）侧墙及顶、底底板的主筋筋保护层厚厚度不小于于40mmm，迎水面面取为500mm，需需严格保证证保护层的的施工质量量，结构混混凝土必须须达到规定定的密实度度。2）拆模以后的混混凝土表面面应该采取取封闭措施施。3）有腐蚀性介质质地段应选选用耐水或或耐腐蚀的的低水化热热的水泥。4）采用优质钢筋筋。5）加强使用阶段段的监测、保保护，定期期对结构保保养，维护护。6.3隧道防水及防蚀蚀6.3.1防水方方案1）地下明挖区间迎迎水面结构构应采用补补偿收缩防防水混凝土土，防水混混凝土的抗抗渗等级为为S6；外加剂剂、掺合料料等要求需需经过试验验确定。2）除结构自防水外外，在结构构外侧铺设设柔性全包包防水层，侧侧墙、底板板、防水层层采用预铺铺式防水卷卷材；顶板板防水层采采用涂料防防水层。此此类卷材操操作方便，与与结构迎水水面混凝土土密贴，不不易窜水，对对气温的适适应性也比比较好。3）在重点部位如施施工缝、诱诱导缝除大大面柔性防防水层外需需靠近结构构迎水面加加设柔性加加强层。6.3.2施工缝缝、诱导缝缝等的防水水处理1）施工缝的防水处处理（1）墙体纵向施工工缝不应留留在剪力与与弯矩最大大处或底板板与侧墙的的交接处，应应留在高出出底板表面面不小于3300mmm的墙体上上。车站分分段浇筑的的混凝土施施工缝分为为纵向施工工缝和环向向施工缝两两种。环缝缝的间距应应按照结构构要求及有有关规范制制定。（2）环向施工缝设设置间距宜宜为16～24m。（3）车站结构环向向施工缝均均采用断面面尺寸为300××4mm的镀镀锌钢板止止水带加强强防水；纵纵向施工缝缝采用在结结构缝面涂涂刷2.0㎏/㎡水泥基基渗透及晶晶型防水涂涂料加强防防水。2）诱导缝防水处理理在诱导缝部位的的模筑混凝凝土外侧设设置不小于于35cmm宽中孔型型背贴式止止水带，利利用背贴式式止水带表表面突起的的齿条与模模筑防水混混凝土之间间的密实咬咬合进行密密封止水，在在缝中部位位设置不小小于35ccm宽中埋埋式止水带带，止水带带可以采用用中孔型中中埋式钢边边橡胶止水水带。3）穿墙管件的防水水措施穿墙管件（如接接地电极或或穿墙管）等等穿过防水水层的部位位采用止水水法兰和遇遇水膨胀止止水胶进行行防水处理理，同时根根据选用的的不同防水水材料对穿穿过防水板板的部位采采取相应的的防水密封封处理。6.4明挖段结结构计算6.4.1结构构尺寸1）结构主要尺寸寸的拟定原原则（1）结构主要尺寸寸的拟定应应根据承载载力极限状状态及正常常使用极限限状态的要要求，对构构件分别进进行承载力力的计算和和稳定、变变形及裂缝缝宽度验算算。（2）结构构件的设设计按承载载力极限状状态及正常常使用极限限状态分别别进行荷载载效应组合合，并取各各自最不利利组合进行行结构构件件的设计。（3）结构尺寸的拟拟定应根据据围护结构构与主体结结构之间的的关系考虑虑基坑支护护结构的作作用。2）主要尺寸的拟拟定经反复计算比较较，结构主主要构件尺尺寸拟定如如下：（1）围护结构区间围护结构支支护参数如如下：盾构构工作井采采用Φ850@@600SSMW桩，型钢钢采用满插插的方式（即即每根桩插插一根型钢钢）；盾构构工作井以以西～左CLZKK0+4000.0000采用Φ850@@600SSMW桩，型钢钢采用隔一一插一的方方式（即每每两根桩插插一根型钢钢）。左CLZK0+4400.0000～左CLZKK0+5775采用Φ650@@450SSMW桩，型钢钢采用隔一一插一的方方式（即每每两根桩插插一根型钢钢）。（2）支撑系统支撑系统采用φφ609（δ=16mm）钢支支撑，盾构构工作井竖竖向5道，其余余区段竖向向采用1~4道支撑不不等，纵向向间距一般般不大于44m。围护结构及支撑撑的平面布布置详见主主体围护结结构布置图图。（3）盾构工作井处主主体结构：：顶板：顶板厚11000mmm.标准段段纵梁10000×15000mm底板：厚10000mm，标标准段纵梁梁10000×2100mmm中柱：为钢筋混混凝土矩形形柱，尺寸寸为10000×1200mmm侧墙：厚8000mm。（4）盾构工作井以西西至处箱形形框架段：：顶板：顶板厚9900mmm。底板：厚900mmm中隔墙：厚4000mm。侧墙：厚800mmm（5）CLZK0+4400.000以西敞敞开段：底板：厚6000mm～12000mm不等侧墙：厚6000mm～800mmm不等以上各尺寸详见见区间结构构布置图及及典型断面面图。6.4.2计计算荷载、简简图及结果果分析1）围护结构计算（1）计算与荷载出入段线盾构井井基坑开挖挖深度为115.477m，采用Φ850@@600SSMW桩，型钢钢采用满插插的方式，墙墙长度约228m，墙顶标标高为4.0m。计算时时考虑地面面超载30kPaa。（2）入土(插入)深度的确定围护墙入土深度度的确定应应确保基坑坑稳定和支支护体系的的安全,并满足抗抗隆起、抗抗渗流、抗抗倾覆等稳稳定性验算算要求。根根据验算，SMW工法桩的的插入深度度比为1：(0.8～0.9)，能够满满足基坑的的安全及稳稳定性要求求。（3）基坑稳定性分析析盾构工作井开挖挖深度标准准段为155.47mm，底板坐坐落于⑤粉质粘土土层，SMW工法桩深深28m，墙趾插插入⑥2粉质粘土土层中；根根据坑底土土层的工程程力学指标标进行围护护结构的抗抗滑移、抗抗倾覆、基基底土体的的抗隆起验验算，验算算结果见表表6.4--1:出入段线明挖基基坑稳定验验算结果表6.4--1项目抗隆起安全系（1.6）抗倾覆安全系（1.1）抗整体稳定安全全系（1.25）备注盾构工作井155.9m基基坑2.051.561.49出入段线11mm基坑1.751.461.32（4）结构计算及分析析（含参数数、内力及及位移图表表）基坑施工的模拟拟计算按照照向下分步步开挖、加加支撑直至至基底，由由下向上浇浇注结构、依依次拆撑的的施工步序序进行，共共分13步工况。经经分析计算算，14m深基坑SMW工法桩的的最大内力力出现在开开挖到坑底底时，支护护结构的计计算结果见见图6.44-1:图6.4-1114m基坑坑围护结构构内力变形形包络图2）主体结构计算（1）荷载计算结构设计所考虑虑的荷载主主要有三种种：永久荷荷载、可变变荷载和偶偶然荷载。区间结构荷载表表表6.4--2荷载分类荷载名称永久荷载结构自重地层压力结构上部和破坏坏棱体范围围的设施及及建筑物压压力水压力及浮力混凝土收缩及徐徐变预加应力设备重量地基下沉影响力力可变荷载基本可变荷载地面车辆荷载及及其动力作作用地铁车辆荷载及及其动力作作用规划预留荷载其它可变荷载温度荷载施工荷载偶然荷载地震荷载设计考虑的基本本荷载工况况：①永久荷载+可变变荷载；②永久荷载+部分分可变荷载载+地震荷载载；荷载组合分项系系数：永久久荷载取1.35，可变荷荷载取1.4（可变荷荷载大于4Kpa时取1.33），地震震荷载取1.3，水反力力不与活载载组合。第①种基本荷载工况况，建筑物物的重要性性系数取1.1；第②种基本荷荷载工况，建建筑物的重重要性系数数取1.0。（2）计算模型与计算算简图区间纵向取1米米宽的结构构作为计算算单元，采采用“荷载－结结构法模型型”进行分析析。侧向水土压力取取值：施工工过程中迎迎土侧取主主动土压力力，基坑侧侧坑底取静静止土压力力，对于粘粘性土层，按按水土合算算，对于砂砂土层，按按水土分算算，水土压压力共同作作用在主体体结构上（在在地下水位位以上只有有土压力）。在在使用阶段段假定迎土土侧压力逐逐渐恢复到到静止土压压力状态，采采用水土分分算（按设设防水位计计算）。主主体结构正正常使用阶阶段计算一一般应包括括两种情况况，即结构构完成初期期外部水土土压力尚无无太大变化化时和水土土压力经过过较长时期期的调整已已趋于稳定定时（按设设防水位考考虑），并并进行人防防计算。荷载组合时，底底板最大水水反力不与与活荷载组组合。侧向向水、土压压力分别按按最大、最最小两种情情况进行组组合。立柱按有效面积积相等的原原则换算为为沿线路方方向设置的的矩形截面面墙予以考考虑。计算算程序采用用结构分析析通用有限限元程序SAP844，用带刚刚域的三维维框架单元元模拟主体体结构梁、板板、柱构件件及围护墙墙；底板下下方用土体体弹簧模拟拟地基反力力作用，出出入段线明明挖区间单单层双跨结结构典型断断面处使用用阶段计算算结果如图图6.4--2所示，出出入段线明明挖区间UU形槽典型断断面处使用用阶段计算算结果如图图6.4--3所示。图6.4-2单层双跨跨结构典型断断面使用阶阶段结构计计算结果图图图6.4-3U形槽结构典型断断面使用阶阶段结构计计算结果图图（3）结构配筋和裂缝缝开展宽度度验算区间结构按承载载力极限状状态进行配配筋设计，并并进行裂缝缝开展宽度度的验算。主主要受力构构件除柱采采用C40混凝土外外，余均采采用C300混凝土。钢钢筋的混凝凝土保护层层厚度：迎迎水面-底、顶板板、侧墙550mm；；背水面--底、顶板板、侧墙为为40mmm，余为300mm。标标准段计算算配筋结果果详见表66.4-33。DK0+3311.8988处断面结结构内力计计算结果统统计表(1m宽)表6.4--3构件计算内力构件尺寸（mm）配筋率(％)裂缝宽度(mmm)备注弯矩(KN-m)轴力(KN)顶板外侧251.4-300.56000.650.20侧端加腋内侧1140.310.25底板内侧182.6-4576000.530.2侧端加腋外侧385.70.560.2侧墙内侧137.9-4215000.20侧端加腋外侧322.91.050.2中墙-6894001（4）承压水对基坑影影响从目前提供的地地质勘察报报告来看，第⑦粉性土层为XX第Ⅰ承压含水层，承压水位埋深变化于8～12m之间。按照最不利8m水头计算，盾构工作井抗承压水稳定性系数为1.56，满足抗承压水稳定性要求。（5）结构抗浮稳定性性分析区间结构设计按按最不利情情况进行抗抗浮稳定验验算，围护护结构为SMW工法桩，故故不考虑围围护结构的的侧壁摩阻阻力，抗浮浮安全系数数Kf≥1.055。经计算算，当区间间覆土大于于2.5时，满足足抗浮安全全系数Kff≥1.055的要求，当当区间覆土土小于2.5时，结构构底板下应应设抗拔桩桩抗浮。区区间里程为为约CLZKK0+3880.0000处的抗浮浮计算结果果如下：左CLZK0+3380.0000处结构顶顶板覆土22.5米，地下水水位取距地地面1米。区间结构自重标标准值：G1==464..9kN//m顶板上部覆土重重标准值：：G2=4511.8kkN/m水浮力标准值：：F==8699.5kkN/m抗浮安全系数Kff=((G1+GG2)/FF=1..054≥1.05计算结果满足要要求。7.盾构隧道结构设设计7.1盾构管片结结构设计7.1.1结构尺尺寸1）隧道内径隧道内径的确定定应在建筑筑限界的基基础上，考考虑施工误误差、测量量误差、隧隧道轴线拟拟合误差、不不均匀沉降降等因素，在在隧道建筑筑限界以外外周边预留留150mmm的裕量。圆圆形隧道的的建筑限界界为D＝52000mm，考虑上上述因素后后圆形隧道道净空内径径为D＝52000+150××2＝55000mm。2）衬砌厚度衬砌的厚度对隧隧道土建工工程量以及及工程造价价有显著的的影响。衬衬砌的刚度度与厚度的的三次方成成正比，厚厚度的改变变直接改变变了衬砌的的整体刚度度，以及衬衬砌与周围围地层的刚刚度比，进进而影响衬衬砌周边土土体压力的的分布和衬衬砌本身的的受力大小小。衬砌厚厚度的确定定应根据隧隧道所处地地层的条件件、覆土厚厚度、断面面大小、接接头刚度等等因素综合合考虑确定定，并应满满足衬砌构构造（如手手孔大小等等）、防水水抗渗以及及拼装施工工（如千斤斤顶作用等等）的要求求。根据以往工程经经验，单层层的钢筋混混凝土管片片衬砌厚度度一般为衬衬砌环外径径的5%～6%，对于外外径62000mm的隧道，其其管片厚度度为310mmm～370mmm。综合分析区间隧隧道的埋深深、工程地地质及水文文地质条件件、周围的的环境情况况以及隧道道结构的耐耐久性，参参考和借鉴鉴其它工程程的经验经经计算分析析，初步确确定管片的的厚度为350mmm。3）盾构管片结构参参数汇总盾构构管片结构构参数表7.1-11管片内径管片外径管片厚度管片分块螺栓类型环向螺栓纵向螺栓混凝土等级抗渗等级拼装方式5500mm6200mm350mm6块弯螺栓12套16套C50S10错缝拼装7.1.2钢筋混混凝土管片片选型1）单双层衬砌比较较现在采用的衬砌砌一般分为为两种形式式，单层衬衬砌和双层层衬砌。根根据国内外外采用盾构构法修建地地铁区间隧隧道的成功功经验，区区间隧道采采用有一定定刚度的单单层柔性衬衬砌是合理理的、成功功的。其衬衬砌圆环的的变形、管管片接缝的的张开量及及混凝土裂裂缝的开展展和防水性性能，均能能控制在预预期的要求求内，可完完全满足地地铁隧道的的设计要求求，且采用用单层衬砌砌，施工工工艺单一、工工程实施周周期短、投投资省，可可确保施工工进度。因因此，本次次设计采用用单层装配配式衬砌。2）衬砌拼装方式管片拼装方式通通常有通缝缝拼装和错错缝拼装两两种方式。通通缝拼装具具有构造简简单、施工工方便等优优点。错缝缝拼装可使使接缝均匀匀分布，在在管片的整整体刚度、整整体均匀受受力以及防防水等方面面有优势，国国内外多数数盾构隧道道均采用错错缝拼装。本本次设计采采用错缝拼拼装。3）衬砌环类型区间隧道的线路路是由直线线及曲线所所组成，为为了满足盾盾构隧道在在曲线上偏偏转及纠偏偏的需要，应应设计楔形形衬砌环，目目前国际上上衬砌环的的类型有三三种。（1）楔形衬砌环与直直线衬砌环环的组合盾构隧道设计和和施工是采采用楔形衬衬砌环与直直线衬砌环环的优选及及组合进行行线路拟合合的。根据据线路偏转转方向及施施工纠偏的的需要，设设计左转弯弯、右转弯弯楔形衬砌砌环及直线线衬砌环。由由于采用的的衬砌环类类型较多，所所以给管片片供给带来来一定的难难度,在竖曲线线上采用楔楔形贴片。这这种衬砌环环类型中每每种楔形环环位置是固固定的，灵灵活性小。（2）楔形衬砌环之之间相互组组合这种管片组合形形式，国内内目前只有有在南京地地铁施工中中使用。它它采用几种种类型的楔楔形衬砌环环，设计和和施工是采采用楔形衬衬砌环与楔楔形衬砌环环的优选及及组合进行行线路拟合合的。该种种管片在供供应上有一一定难度，在在竖曲线上上采用楔形形贴片。（3）通用型管片通用管片为只采采用一种类类型的楔形形管片环，盾盾构掘进时时根据盾构构机内环向向千斤顶的的传感器的的信息和线线路线形设设计的要求求，根据曲曲线拟合确确定下一环环衬砌绕管管片中心线线转动的角角度，以达达到设计线线路和纠偏偏的目的。由由于只需一一种管片类类型，可节节省钢模数数量，不会会因管片类类型供给不不到位而影影响施工。但但其对管片片制造精度度要求高，使使管片的拼拼装难度较较大，对拼拼装机械要要求较高。以上几种管片形形式均可满满足本区间间的施工要要求，根据据国内其它它工程经验验，本次设设计采用楔楔形衬砌环环与直线衬衬砌环的组组合。4）衬砌环分块衬砌环的分块及及宽度主要要由管片的的制作、防防水、运输输、拼装、隧隧道总体线线形、地质质条件、结结构受力性性能、盾构构掘进机选选型等因素素确定。一般国内地铁区区间单线隧隧道大多采采用6块模式，即即3块标准块块，2块邻接块块，1块封顶块块。根据隧道实践经经验，考虑虑到施工方方便以及受受力的需要要，目前封封顶块一般般趋向于采采用小封顶顶形式。封封顶块的拼拼装形式有有径向楔入入，纵向插插入等几种种方式。径径向楔入在在受荷后有有向下滑动动的趋势，受受力不利。采采用纵向插插入形式的的封顶块受受力情况较较好，受荷荷后，不易易向内滑移移，其缺点点是在封顶顶块管片拼拼装时，需需要加长盾盾构千斤顶顶行程。考虑到两种封顶顶块施工的的优缺点，本本次设计采采用6块模式，小小封顶块，径径向先搭接接2/3，再纵向向推入1/3。5）衬砌环宽度根据工程经验，衬衬砌环宽度度一般在900mmm～15000mm之间。环环宽越大，隧隧道结构的的纵向刚度度越大，抗抗变形能力力增强；接接缝越少，利利于防水；；连接件减减少，施工工速度加快快。但不便便于管片制制作、运输输、拼装，也也不适用于于小半径曲曲线的施工工，另外，管管片环宽增增大后会直直接影响盾盾构机的灵灵敏度。上海地铁最初采采用环宽为为10000mm，广州、南南京地铁现现在应用的的环宽为12000mm～15000mm。本设计计采用环宽宽为12000mm。6）管片接缝连接适合使用的连接接方式有：：直螺栓连连接、弯螺螺栓连接和和斜螺栓连连接。直螺栓连构造简简单、施工工方便，一一般用于箱箱形管片中中，用于平平板型管片片时，对衬衬砌削弱太太大。斜螺栓连接构造造简单，施施工方便，便便于快速施施工，在欧欧洲普遍使使用，适用用于地层稳稳定的地段段，一般用用于大直径径盾构隧道道。弯螺栓连接对衬衬砌削弱小小，施工简简单，接头头刚度小。在在国内普遍遍采用，本本次设计采采用弯螺栓栓连接方式式。7）衬砌环楔形量确确定为能同时适应曲曲线段以及及施工纠偏偏等需要，衬衬砌按双面面楔形衬砌砌环设计。考考虑全线盾盾构管片的的通用性，楔楔形量按全全线最小曲曲线半径为为350m，u=2：1布置楔形形环和标准准环计算确确定，楔形形量为32mm。不同的的曲线段以以经计算优优选的最佳佳衬砌布置置方案拟合合（一般拟拟合误差小小于10mm），以满满足线路设设计的需要要，竖曲线线采用贴片片来拟合。8）特殊管片衬砌盾构区间隧道中中，在一些些特殊地段段须专门设设计特殊衬衬砌环，包包括：区间间正线隧道道与联络通通道交接处处设开口衬衬砌环，盾盾构机始发发和接收处处的接头衬衬砌环，衬衬砌结构变变形处的大大变形衬砌砌环等。开开口衬砌环环采用钢筋筋混凝土+钢管片复复合衬砌环环，采用通通缝拼装，以以便于衬砌砌开口部位位管片的拆拆除和支撑撑。盾构机始发和接接收处的接接头衬砌环环内预留连连接件，以以便于衬砌砌环与盾构构井连接成成整体。衬砌结构变形处处的大变形形衬砌环应应进行结构构加强设计计，以满足足衬砌结构构的受力要要求。9）环、纵缝构造纵环缝采用平板板设计。外外弧侧设框框形弹性密密封垫槽，内内弧侧设嵌嵌缝槽。环环与环间以以16根纵向螺螺栓相连，既既能适应一一定的纵向向变形，又又能将隧道道纵向变形形控制在防防水要求的的范围内。块块与块间以以12根环向螺螺栓紧密相相连，能有有效减少纵纵缝张开量量及结构变变形。环向螺栓、纵向向螺栓均采采用锌基铬铬酸盐涂层层作防腐蚀蚀处理。10）管片衬砌制作要要求为保证装配式结结构良好的的受力性能能，避免衬衬砌过大开开裂和变形形，保证结结构的耐久久性，衬砌砌制作和拼拼装必须达达到下列要要求：衬砌制造造及拼装精精度要求表7.1-22检验方法内容容允许偏差备注单块检验管片宽度±0.5mm管片弧、弦长±1.0mm四周沿边管片厚厚度+3,-1mmm弹性密封垫槽的的轴线半径径±1.0mm螺栓孔位及直径径±1.0mm整环拼装检验环面间隙≤1.0mm三环整环拼装（不不含传力衬衬垫）纵缝间隙+1-0mm三环整环拼装（传力衬垫压缩缩后厚1.0mmm）环、纵向接缝螺螺栓孔不同同轴度≤1.0mm成环后内径±1.0mm成环后外径+2-0mm11）管片材料衬砌环预制钢筋筋混凝土管管片混凝土土强度等级级为C50，抗渗等等级≥S10；钢筋采采用HPB2235级和HRB3335级钢；管管片连接螺螺栓采用5.8级的钢材材；钢管片片及钢制预预埋件均采采用Q2355A钢；所有有外露铁件件均需进行行防腐蚀处处理。7.2管片设计计算书书采用通缝拼装的的衬砌结构构，以往常常用的计算算模式是等等刚度的弹弹性匀质圆圆环或弹性性铰圆环。但但对错缝拼拼装的衬砌砌结构，就就必须考虑虑接头部位位抗弯刚度度的下降、环环间剪切键键等对隧道道结构总体体刚度的补补强作用。本本方案采用用比较成熟熟的η-ζ法（即惯惯用法）进进行设计计计算。η-ζ法（即惯用法）首首先将单环环以匀质圆圆环计算，但但考虑环向向接头存在在，圆环整整体的弯曲曲刚性降低低，取圆环环抗弯刚度度为ηEI（η为<1的弯曲刚刚性有效率率，本次计计算η取0.8计算），算算出圆环水水平直径处处变位y后，计入入两侧抗力力PP=kk·y（如图7.2-22）。然后后考虑错缝缝拼装后整整体补强效效果，进行行弯矩的重重分配（如如图7.2-11）。接头处内力：管片内力：式中，ξ为调整整系数，根根据国内外外经验，在在初步确定定盾构隧道道管片参数数时，ξ取20%～30%,本次计算算取20％。图77.2-1错缝拼装装弯矩传递递及分配示示意图7.2.1计算荷载结构计算荷载类类型和计算算取值按表表7.2-1采用。结结构设计时时根据结构构类型，按按结构整体体和单个构构件可能出出现的最不不利组合，荷荷载组合按按表7.2-2采用，依依相应的规规范要求进进行分析，并并考虑施工工过程中荷荷载变化情情况分阶段段计算。结构荷荷载表表表7.2-1荷载永久荷载水土压力、结构构自重、地地面建筑物物附加荷载载活载地面活载：按220KN//m2计算；结结构内部荷荷载施工荷载盾构千斤顶推力力，不均匀匀注浆压力力，相邻隧隧道施工影影响特殊荷载6度地震力、六级级人防荷载载附：水土压力计计算：粘性性土地段采采取水土合合算；砂层层地段采取取水土分算算左对齐。左对齐荷载组合合表表7.2--2荷载组合基本组合荷载系数1.335×永久荷载+荷载系数1.4×活载裂缝宽度验算荷载系数1.00×永久荷载+荷载系数1.0×活载构件变形计算荷载系数1.00×永久荷载+荷载系数1.0×活载抗震偶然组合荷载系数1.22×永久荷载+荷载系数1.3×偶然荷载载人防荷载组合荷载系数1.22×永久荷载+荷载系数1.0×附加荷载载抗浮稳定验算荷载系数1.00×永久荷载载7.2.2计算简图惯用法荷载计算算简图如下下图所示：：图7.2-2荷荷载简图7.2.3内力计算及及分析本工程中，根据据结构所处处工程地质质和水文地地质条件、埋埋置深度、结结构特点、施施工条件、相相邻隧道影影响等因素素，结合已已有的试验验、测试资资料，选用用合适的计计算参数进进行计算。上覆水土压力计算算原则：根根据最不利利位置隧道道覆土厚度度大小，覆覆盖层厚度度小于2D，土压力力一般按全全部的覆土土自重计算算，覆盖层层厚度大于于2D，土压力力一般按松松弛土压力力的泰沙基基公式进行行地层压力力计算，且且计算覆土土厚度不小小于2D。最不利位置选择择：出入段段线盾构区区间最不利利位置选择择在XX站西端端，出入段段线与XX站的分界处，钻钻孔取J1155；XX站～XX路站区间最不利利位置选择择在区间联联络通道附附近埋深最最大处，钻钻孔取J11119。1)出入段线线盾构区间间(1)地层信息息地层信息表（钻钻孔J1155）表7.2－3层号及土层名称厚度重度基床系数静止侧压力系数数直剪(固快)K(MPa/mm)Cφγ(kN/m3)垂直水平K0(kPa)(度)①素填土0.919.20.61510②1粉质粘土3.319.518200.5237.911.1②2粉质粘土3.619.214160.5426.310.9④1a粉质粘土3.619.112140.5520.412.2④1粉土0.918.924300.429.628.2⑤粉质粘土19.718.710120.5621.711.1(2)隧道位置置信息地表至隧道顶的的距离H((m):9.0地下水面至隧道道顶的距离离Hw(mm):88.5盾构所在土层为为：粉土、粉质粘粘土(3)单圆隧道道基本几何何参数管片总数:6衬砌外直径D11(mm)):66200衬砌内直径D22(mm)):55500计算管片环宽((mm)：12000(4)荷载计算算（每延米米）地面超载(kNN/m2)):220土压力计算方式式:水土合算隧道顶部荷载计计算表表7.2-4土层土层厚度(mm)容重(KN/m3)竖向土压力(KKN/m))侧向土压力系数数①素填土0.919.217.30.6②1粉质粘土3.319.564.40.52②2粉质粘土3.619.269.10.54④1a粉质粘土1.219.122.90.55隧道顶竖向土压压力：1773.7KN/mm隧道顶侧向土压压力：955.5KKN/m隧道底竖向土压压力：2993.1KN/mm隧道底侧向土压压力：1664.1KN/mm(5)材料参数数材料参数表7.2-5材料编号材料名弹性模量E(KKN/m22)转动惯量I(mm4)面积A(m2)材料1C503450000000.0035770.350管片分分布自重:8..75kN/mm(6)结构计算算及配筋采用荷载基本组组合方式，计计算每延米米衬砌内力力结果见图7.2-3。弯矩图（kN·m）轴力图（kN）图7.2-3衬砌砌结构弯矩矩、轴力管片配筋计算，以以环为单位位：①管片内侧钢筋a）强度计算：隧道结构重要性性系数取1.1，管片环环宽1.2ｍ。弯矩：180..9×1..2=2117.1KN.mm轴力：556..1×1..2=6667.3KN截面厚度：3550mm混凝土强度等级级:C550钢筋强度等级::HRBB335保护层厚度: 外侧50mm，内侧40mmm计算配筋数据：：受拉钢筋筋面积: 24488mm22 实际配筋数据：：受拉钢筋筋： 8Φ20实际受拉拉钢筋面积积：25113mmm2b）裂缝计算保护层厚度c=300(mmm)受拉钢筋： 88Φ20裂缝宽度验算组组合弯矩((kN.mm):1160.11裂缝宽度验算组组合拉力((kN)::4922.7最大裂缝宽度为为（mm)):00.0677<0.22[管片内侧],满足裂缝缝宽度要求求。选筋：根据结构构计算和裂裂缝宽度验验算，确定定管片内侧侧配筋为8Φ20。②管片外侧钢筋a）强度计算：隧道结构重要性性系数取1.1，管片环环宽1.2ｍ。弯矩：149..3×1..2=1779.2KN.mm轴力：822..0×1..2=9886.3KN截面厚度：3550mm混凝土强度等级级:C550钢筋强度等级::HRBB335保护层厚度: 外侧50mm，内侧40mmm计算配筋数据：：受拉钢筋筋面积: 13300mm22 实际配筋数据：：受拉钢筋筋： 10Φ14实际受拉拉钢筋面积积：15339mmm2b）裂缝计算保护层厚度c=300(mmm)受拉钢筋： 110Φ14裂缝宽度验算组组合弯矩((kN.mm):1132.11裂缝宽度验算组组合拉力((kN)::7228.0最大裂缝宽度为为（mm)):00.059<0..2[管片外侧],满足裂缝缝宽度要求求。根据结构计算和和裂缝宽度度验算，确确定管片外外侧配筋为为10Φ14。③实际配筋管片实际配筋以以本计算为为参考，同同时类比以以往工程设设计经验综综合确定。出入段线区间管片内侧配筋为8Φ20，外侧配筋根据以往设计经验调整为10Φ16。2)XX站～XXX路站区间该区间最大埋深深为16.225ｍ，超过2D，需考虑虑泰沙基公公式计算土土的松动高高度。利用用泰沙基公公式计算得得到，土的的松散高度度为12.227m＜2D。故取土土的计算埋埋深为2D，即12.4ｍ。(1)地层信息息地层信息表（钻钻孔J11119）表7.2-6层号及土层名称厚度重度基床系数静止侧压力系数直剪(固快)K(MPa/mm)Cφγ(kN/m3)垂直水平K0(kPa)(度)①素填土4.419.20.6②1粉质粘土319.716180.5232.511.4④1a粉质粘土2.419.212140.5524.012.6④1粉土1.619.020240.4211.028.2④2粉土夹粉砂10.618.830350.4010.029.3⑤粉质粘土4.518.710120.5621.510.2(2)隧道位置置信息地表至隧道顶的的距离H((m):16.25地下水面至隧道道顶的距离离Hw(mmm):12.XX0盾构所在土层为为：粉土夹夹粉砂、粉粉质粘土(3)单圆隧道道基本几何何参数管片总数:6衬砌外直径D11(mm)):66200衬砌内直径D22(mm)):55500计算管片环宽((mm)：12000(4)荷载计算算（每延米米）地面超载(kNN/m2)):220松弛土压力计算算覆土厚度度（m）:12..4土压力计算方式式:水土合算隧道顶部荷载计计算表表7.2-7土层土层厚度(mm)容重(KN/m3)竖向土压力(KKN/m))侧向土压力系数数①素填土0.5519.210.60.6②1粉质粘土319.758.50.52④1a粉质粘土2.419.246.10.55④1粉土1.619.030.60.42④2粉土夹粉砂4.8518.891.70.40隧道顶竖向土压压力：2337.4KN/mm隧道顶侧向土压压力：999.7KKN/m隧道底竖向土压压力：3554.6KN/mm隧道底侧向土压压力：1998.6KN/mm(5)材料参数数材料参数表表7.2-88材料编号材料名弹性模量E(KN/m22)转动惯量I(mm4)面积A(m2)材料1C503450000000.0035770.350管片分分布自重:88.75kkN/m(6)结构计算算及配筋采用荷载基本组组合方式，计计算每延米米衬砌内力结果见图7.2-44。弯矩图（kN·m）轴力图（kN）图7.2-4衬砌砌结构弯矩矩、轴力管片配筋计算，以以环为单位位：①管片内侧钢筋a）强度计算：隧道结构重要性性系数取1.1，管片环环宽1.2ｍ。弯矩：244..3×1..2=2993.1KN.mm轴力：691..2×1..2=8229.4KN截面厚度：3550mm混凝土强度等级级:C550钢筋强度等级::HRBB335保护层厚度: 外侧50mm，内侧40mmm计算配筋数据：：受拉钢筋筋面积: 34277mm22 实际配筋数据：：受拉钢筋筋： 4Φ22+4Φ25实际受拉拉钢筋面积积：34884mmm2b）裂缝计算保护层厚度c=300(mmm)受拉钢筋： 44Φ22+4Φ25裂缝宽度验算组组合弯矩((kN.mm):2216.44裂缝宽度验算组组合拉力((kN)::6122.8最大裂缝宽度为为（mm)):00.1333<0.22[管片内侧],满足裂缝缝宽度要求求。选筋：根据结构构计算和裂裂缝宽度验验算，确定定管片内侧侧配筋为4Φ22+4Φ25。②管片外侧钢筋a）强度计算：隧道结构重要性性系数取1.1，管片环环宽1.2ｍ。弯矩：174..4×1..2=2009.3KN.mm轴力：10733.5×11.2=11288..2KNN截面厚度：3550mm混凝土强度等级级:C550钢筋强度等级::HRBB335保护层厚度: 外侧50mm，内侧40mmm计算配筋数据：：受拉钢筋筋面积: 1366mmm2 实际配筋数据：：受拉钢筋筋： 10Φ14实际受拉拉钢筋面积积：15399mm22b）裂缝计算保护层厚度c=300(mmm)受拉钢筋： 110Φ14裂缝宽度验算组组合弯矩((kN.mm):1154.55裂缝宽度验算组组合拉力((kN)::9551.6经计算知，e00/h0<<0.555，可不进进行裂缝验验算。根据结构计算和和裂缝宽度度验算，确确定管片外外侧配筋为为10Φ14。③实际配筋管片实际配筋以以本计算为为参考，同同时类比以以往工程设设计经验综综合确定。出出入段线区区间管片内内侧配筋为为4Φ22+4Φ25，外侧侧配筋根据以以往经验调调整为10Φ16。3）管片抗浮计算算本标段盾构区间间覆土最薄薄处位于出出入段线区区间明挖段段与盾构段段的分界处处CLK0+200.0，计算抗抗浮系数为为1.67＞1.05，故满足足抗浮要求求。7.3联络通道、废废水泵房设设计7.3.1出入段线盾盾构区间本段盾构区间长长度为418m，小于600m的设置联联络通道要要求，且区区间纵断面面为单面坡坡，区间内内不设泵房房，因此，本本段区间不不设联络通通道和废水水泵房。7.3.2XX站～XXX路站区间根据本区间的实实际情况，为为满足防灾灾和排水要要求，在右右CK0++941..000设设一处联络络通道（与与泵房合建建），联络络通道在地地层加固后后采用矿山山法施工。根据地层及地面交通、管线、建筑物情况，本联络通道的地层加固可供选择的施工方法有：地面加固与洞内冻结法。地面旋喷加固，是一种应用比较广泛的工法，比较成熟，加固效果容易保证，费用也相对较低，但必须具备地面施工作业条件，对地面的环境有一些影响。根据地质条件不同,可采用旋喷加固法或深层搅拌加固法等。本区间联络通道横穿竹园路，有从地面进行旋喷或搅拌加固的条件，从经济性方面考虑，推荐采用地面加固法。联络通道采用复复合衬砌结结构，通道道结构的支支护参数如如下：超前支护：φ442小导管注注浆，小导导管长度L=3.55m初期支护：钢拱拱架+钢筋网+喷射混凝凝土（厚度度250mmm，钢拱架架间距0.5m/榀）二次衬砌：C330模筑防水水钢筋混凝凝土（厚度度400mmm，防水等等级S8）。通道（排水泵站站）采用矿矿山法施工工，施工前前对地层进进行加固。第第一次加固固在地表进进行，对两两隧道线路路中线间的的土体进行行加固，根根据地层情情况，设计计采用搅拌拌桩进行加加固，加固固范围为通通道前后55m，隧道道顶部以上上3m，隧道道底部或集集水池底以以下3m；第二二次加固在在隧道内进进行，采用用注浆加固固。施工中遵循“管管超前、严严注浆、短短开挖、快快封闭、勤勤量测”的原则。8.洞门设计本标段共有2个个车站盾构始始发洞门，2个车站盾构到到达洞门。洞门衬砌构造洞门衬砌为内径径55000mm，外径6820mm的钢筋混混凝土圈，其其混凝土强强度等级为为C40、抗渗等等级为S8。洞门衬砌长度取取值依据：：为避免破破除已做管管片及洞门门突出