城市轨道交通结构设计与施工之暗挖结构设计

城市轨道交通结构设计与施工StructuralDesignandConstructionofUrbanRailTransit主讲：周顺华教授同济大学交通运输工程学院第六章暗挖结构设计目录第一节概述第二节隧道围岩分级第三节深埋隧道与浅埋隧道第四节超前预支护设计第五节初期支护设计与变形控制第六节二次衬砌结构设计第一节概述浅埋暗挖法是在浅埋情况下，围岩不能形成承载拱时的一种施工方法。虽然该方法吸纳了新奥法施工中信息化监测的思路，但浅埋暗挖法与新奥法相比，在设计理念上有着本质的区别——严格控制威严的变心，否则会引起松动破坏或产生过量的变形并波及地表。

第二节隧道围岩分级围岩分级的依据：（1）单一的岩性指标；（2）单一的综合岩性指标；（3）复合指标。围岩分级的基本标准：《铁路隧道设计规范》(TB10003——2005)。围岩级别的修正：结合地下洞室的特点，考虑地下水状态、初始应力等因素。第三节深埋隧道与浅埋隧道（1）深埋和浅埋的判定方法1.根据隧道塌落拱高度深埋与浅埋隧道分界以2.5倍塌方高度来确定。当地面水平或接近水平，可根据下表判断是否为浅埋隧道围岩级别IIIIVV单线隧道覆盖厚度5~710~1418~25双线隧道覆盖厚度8~2015~2030~35

建议深埋与浅埋隧道分界深度采用下列值：VI级围岩为4D~6D；V级围岩为2.5D~3.5D；IV级围岩为1.5D~2.5D；III级围岩为0.5D~1.0D。

第四节超前预支护设计（1）超前小导管法超前小导管是沿着开挖轮廓线向外将管壁带空的小导管打入地层内，并以一定压力向管内注具有固化作用的浆液，使围岩形成注浆的固体，小导管自身起加筋的作用，即可以提高岩体的整体性，也可以封堵地下水。（2）管棚法管棚法是在隧道开挖之前，沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位，铺设钢管，并可以通过钢管的注浆孔向围岩注浆，对管棚周围的围岩进行加固，使管棚成为隧道后续开挖的防护伞（棚），达到安全施工的目的。1.管棚的布设2.管棚法的设计计算模型管棚的设计参数主要包括管棚的数量、管径、间距等，在浅埋条件下，还得考虑各施工阶段引起的沉降以便对沉降控制采取相应的措施。（3）水平旋喷法在土层中水平（亦可作小角度的俯、仰和外斜）钻进成孔，注浆管成水平状，喷嘴由里向外移动进行旋喷注浆，适用于沙类土、粘性土、黄土和人工填土等地层。（4）冷冻法冷冻法是利用人工制冷技术加固含水地层的一种特殊工法，在拟建地下构筑物周围中安装冻结管，并在冻结管内循环低温液体或气体，是冻结管周围的含水地层逐步结冰，形成冻土帷幕，然后再冻土帷幕包围中安全的进行地下构筑物施工。（5）浅湖层地敲表超败前锚帅杆注宫浆加招固法地表砂装浆锚杆莫预加固筑是浅埋涛隧道预吴计破裂节范围内垄从地表掘向下钻况孔灌入宫水泥砂耍浆再打幕入锚杆图。使砂竖浆锚杆避与岩土抛结成一寺体，提彻高地层浅的整体调强度和顺稳定性猾，抑制枣隧道开鸣挖后岩绝土体的逐移动，菌防止塌朽方事故孟的发生帽。第五胶节调初期萄支护艘设计吗与变勇形控魂制（1）初期粒支护的厅类型及怖适用条送件1.喷射亭混凝损土2.喷射钢戒纤维混脱凝土3.水泥裹杂沙喷射年混凝土4.锚杆5.型钢拱瘦架和格仔栅钢架（2）初疫期支乓护设胞计1.初期雕支护甘的厚退度2.强度拉等级3.钢拱钻架4.钢筋网5.锚杆（3）变形贴控制技肾术1.选择酒合适刘的分炕步开声挖方裂法2.选择而合适区的超钉前预悬支护册方法3.加强初失期支护4.控制施功工进尺减及台阶咳长度5.加强遍现场荐监测第六节义二次井衬砌结叼构设计（1）计算址原则1.隧道岂结构子采用境以概步率理消论为统基础要的极贤限状过态设仙计法么，以极可靠祝指标位度量千结构炕构件里的可绍靠度渔；2.结构裕构件决应根扣据承无载力戴极限磁状态绳及正霞常使掉用极怀限状崇态的阳要求种，分丙别按沈下列徐规定房诚进行女计算戚验算凉：a.承载力胳及稳定绑、b.变形萍、c.抗裂及权裂缝宽讽度；3.结构计拌算简化缺模型的坑确定；4.隧道衬袄砌结构柄一般按肾平面受江力进行粉分析；5.浅埋结晋构在地全下水位矩以下时爽，还要堪进行结桂构抗浮猎验算。（2）计算贿模式（峰荷载—结构模陪式）（3）荷载艰计算方鞭法（4）结构结计