地铁工程车站及区间结构与防水工程设计技术方案

地铁工程车站及区间结构与防水工程设计技术方案

1.1地质概况

1.1.1工程地质

海洋公园站主要位于杭州钱塘江河口冲海积平面地区，

地层软硬交替，覆盖层上部主要为15m左右砂质粉土、粘土,

中部为厚约5〜15nl的高压缩性流塑状淤泥质粉质粘土以及

厚约2〜10m的软可塑状粉质粘土，下部为性能较好的粉砂、

圆砾、卵石。

根据可研勘察钻孔资料，基坑开挖范围内土体主要分为

10个大层31个亚层，至上而下分别为：①0-2素填土、②

2-1砂质粉土、②2-5砂质夹粉砂、②圆砾、③1淤泥质粉质

粘土、@3-1粉砂、⑥3-2圆砾、⑩2强风化泥质砂岩、⑩3

中风化泥质砂岩。根据线路与车站建筑方案，车站结构主要

位于②层土中，主要上部土层较好，通过降水疏干后强度有

较大幅度提高，下部为含水量较高的淤泥质粉质粘土，其呈

现较大的流动性，降水效果不佳，对基坑施工不利。结构底

板位于③1淤泥质粉质粘土，围护结构墙趾拟插入⑥3-2圆

砾中，详见图LIT,物理力学性质见表

表1.17地层物理力学性质参数表

工程地质岩性名称天然含水量W重力密度天然孔隙标贯垂击数N直剪（固结快剪）

层代号kN/m3(61.5kg)

rjC(kpa)°)

r

①0~1二

杂填土।।一「

①卜2素填土

①0~3冲填土

①2砂质粉土27.818.80.8027.95.026.5

②2-1砂质粉土27.818.80.8039.36.529.0

砂质粉土夹

②2-325.619.00.75211.41.029.5

粉砂

②2-5砂质粉土28.518.60.82810.35.027.0

②2-6粉砂22.619.40.67716.41.030.0

粉砂夹淤泥

②2-728.518.90.8106.78.022.0

质粉质粘土

淤泥质粉质

③142.517.11.22514.510.0

粘土

④2粉质粘土35.017.5ms17.010.6

@3粉砂24.918.30.79918.41.531.0

⑤1-1粉质粘土25.919.30.73818.840.017.0

含砂粉质粘

⑤1-227.118.80.81018.017.0

土

⑤2T粉质粘土28.718.80.84110.727.014.0

含砂粉质粘

⑤2-228.218.20.88721.518.0

土

⑥3T粉砂21.719.20.67220.42.032.0

⑥3-2圆砾

全风化砂质

⑩1

泥岩n

强风化砂质

⑩2

泥岩

直剪(固结快剪)

工程地质天然含水量W重力密度天然孔隙标贯垂击数N

岩性名称

层代号(%)kN/m3比e(61.5kg)C(kpa)e(°)

中风化砂质

⑩3

泥岩

(11)3中风化灰岩r

注：表中括号中值为经验值，其余为试验统计平均值。

1.1.2水文地质

浅部地下水属潜水类型，主要赋存于表层填土、②层砂

质粉土、粉砂中，补给来源主要为大气降水径流补给以及江

水的侧向补给，潜水水量较大，地下水位随季节变化。根据

区域水文地质资料，浅层地下水水位年变幅为1.0〜2.0m,建

议抗浮设防水位取地表下0.50m。场区地下水潜水和地表水

对混凝土结构具微腐蚀性；场区地下水潜水对钢筋混凝土结

构中钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性，在干湿交替作用条

件下具微〜弱腐蚀性。场区地表水潜水对钢筋混凝土结构中

钢筋在长期浸水和干湿交替作用条件下具微腐蚀性，为二a

类环境。

拟建场地第一层微承压水主要分布于④3层粉砂层中，

@3层粉砂为局部分布，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层

(②、③、④层)。

第二层承压含水层主要分布于深部的⑥37层粉砂、⑥

3-2层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘

土层（②、③、④、⑤层）。勘察在承压水观测孔C01孔中

进行了地下承压水水头测试，并设置为长期观测孔，将上部

潜水含水层用铁制套管隔离，且已对观测孔进行了一次测

量，为2013年4月20日实测C01承压水抽水孔承压水位埋

深在地表下5.99米，相应高程为1.53米，其中⑥3-2层圆

砾层渗透系数经验值为1E-01〜3E-01cm/s。

1.1.3不良地质与应对措施

本场地属海陆交互相沉积平原区，地势较为平缓，下伏

基岩为白垩系（K1C）泥质砂岩、石炭系（C2）灰岩、志留

系（S3t）石英砂岩和奥陶系（03s）泥岩、砂岩，未发现发

生滑波、泥石流、地面沉降等不良地质作用。

在完成的勘探孔内，未发现大面积的块石、抛石，仅场

地内多为城市道路，而城市道路上部30cm为沥青路面，下

部为厚度60〜80cll1碎石垫层，岩质坚硬，均分布存在隧道

的上部，对盾构施工影响不大。

①素填土

§。.砂庵机上

§i②君躺上

②竹质冷土

②即砾

1

§一.一.

-0/〃

_一_-®.H«

0。00U

0

0。0U

0

0。0U

0

0。0U。冲毗泥质嬲

O

0。0U

O

C。CC

围护结构断面图

中心里程处

图1.1.3-1车站围护结构横剖面图

本场地201n深度内粉土、粉砂存在轻微液化势。

本次勘察各勘探孔施工过程中未发现有沼气逸出现象，

根据隧道穿越的地层初步分析，不具有沼气分布的良好地层

组合，地下沼气对地下工程危害不大。

不良地质应对措施：根据勘察资料，主要通过围护结构

对上覆20m范围内液化地层切断来防止砂土液化，确保地基

土稳定。

1.2结构设计原则

1.2.1一般原则

（1）结构设计应满足施工工艺、运营、城市规划、环

境保护、防水、防灾、防迷流、防腐蚀及人民防空等要求，

符合技术先进、安全适用、经济合理与确保质量的要求。

（2）结构的净空尺寸应满足建筑限界和各种设备安装

功能的要求，并考虑施工误差、测量误差、结构变形及后期

沉降的影响，给予必要的富裕量。

（3）根据场地工程地质、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，

通过技术、经济、环保及使用功能等方面的综合比较，合理

选择施工方法和结构型式。

（4）结构设计应分别按施工阶段和使用阶段，根据承

载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，进行强度、刚

度、稳定性、变形、抗浮和裂缝开展宽度等方面的计算和验

算，并按设计使用年限100年进行耐久性设计。

（5）结构的计算模型应符合结构的实际工作条件，并

反映结构与周围地层的相互作用，同时应考虑施工中已形成

的支护结构的作用。

（6）结构所在场地抗震设防烈度为6度，抗震设防分

类为乙类，设计地震分组为第一组，按高于本地区抗震设防

烈度一度的要求加强其抗震措施。考虑到本工程为设计年限

为100年，因此，结构按抗震设防烈度7度进行抗震验算，

并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。

（7）结构须具有战时防护功能并做好平战转换功能。

人防工程设计标准：地下结构按六级抗力标准进行验算，并

设置相应的防护设施。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。防化等级为丁级。

（8）结构设计应根据结构或构件类型、使用条件及荷

载特性等，除满足与其特点相近的国家标准、规范、规定外,

尚应满足浙江省的规范、规定。

1.2.2计算原则

（1）地下结构正常使用年限100年，结构安全等级为

一级，重要性系数取丫=1.1。

（2）按荷载的短期效应组合，并考虑长期效应组合的

影响所求得的钢筋混凝土裂缝允许宽度，钢筋混凝土耐久性

及裂缝控制按二类a环境考虑，防水混凝土构件的迎土面干

湿交替环境裂缝宽度均应不大于0.2mm,其余部位裂缝宽度

不大于0.3mm,内部非防水混凝土构件的裂缝宽度均应不大

于0.3mmo

（3）地下结构设计按最不利情况进行抗浮稳定验算。

在不考虑侧壁摩阻力时，抗浮安全系数Kf21.05；当考虑侧

壁摩阻力时，抗浮安全系数Kf21.15。

(4)地下车站结构的地震作用应符合7度抗震设防烈

度的要求。车站结构混凝土结构抗震等级为三级。抗震措施

符合抗震设防烈度为7度的要求。

(5)人防防护等级为六级，考虑验算防核武器和常规

武器冲击波极限承载力。

(6)围护结构及其构件应满足强度、变形及稳定性的

要求，并且根据基坑安全等级提出监测要求。采用降水措施

时，应严格控制地表沉降，确保邻近建筑物及重要管线的正

常使用。

(7)结构设计防火等级为一级。

(8)主体结构对使用环境耐久性与材料配比应满足100

年要求，严格按耐久性性设计。

1.2.3规范

(1)结构设计执行的规范与规程

1)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)

2)《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)

3)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)；

4)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)；

5)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)；

6)《人民防空工程设计规范》(GB50225-2005)

7)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)

8)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)

9)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)

10)《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)

11)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)

12)《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)

13)浙江省标准《建筑地基基础设计规范》

(DB33/1001-2003)

14)浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》

(DB33/T1008-2000)

15)《混凝土结构工程施工质量验收规范》

(GB50204-2002)(20H版)

16)《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476-2008)

17)《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003)

18)《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)

(2)结构设计参照的规范与规程

1)上海市标准《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)

2)上海市标准《基坑工程技术规范》(DG/TJ08-61-2010)

1.3结构方案的选择

1.1.1围护结构的选择

1.1.1.1工程特点

(1)海洋公园站位于杭州市西湖区之浦路西侧与规划

海洋公园西面隔路相望的地块内部，且垂直之浦路东西方向

布置。

之浦路东侧海洋公园业已开工，且尚未完工，之浦路西

侧地块大都为农田和池塘，均为未建用地，车站大部位于之

浦路西侧与规划海洋公园西面隔路相望的地块内部。

图1.1.17站址环境

图1.1.1-2站址交通

(2)之浦路为南北走向，规划道路红线宽度50m,路两

侧均留有50nl绿带，道路宽度为50m,双向6车道；之浦路

为西湖区的主干道，车流量较大。设计时需考虑两条道路的

正常车流通行。

(3)本方案中车站为地下二层站，站前设停车线，基

坑标准段开挖深度为16.3m,盾构井段开挖深度18.2m,附

属基坑开挖深度约为9.85〜11.35m。本工程基坑开挖深度深,

控制基坑变形，确保基坑及周边建筑物安全，是本工程重点

之一。

(4)基坑开挖范围内土体自上而下：①0-2素填土、②

2-1砂质粉土、②2-5砂质夹粉砂、②圆砾、③1淤泥质粉质

粘土、⑥3-1粉砂、⑥3-2圆砾、⑩2强风化泥质砂岩、⑩3

中风化泥质砂岩。坑底位于③1淤泥质粉质粘土，墙趾位于

⑥3-2圆砾。由于区域内地下水位较高，开挖范围内土体渗

透性较大，容易造成基坑围护接缝漏水漏砂、引起管涌和地

面沉降。因此，围护结构的接头处理措施是本方案的重点。

(5)拟建场地承压含水层主要分布于深部的⑥3T层粉砂、

⑥3一2层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘

土层(②、③、④、⑤层)。本工程场地承压水头较高，且

水量较大。

1.1.1.2基坑变形控制标准

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，以确保临近建构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见下表。

表1.1.1-1基坑变形控制保护等级标准表

1.地面最大沉降量W

离基坑周围1H范围内有地铁、共

0.1%H；

同沟、煤气管、大型压力总水管等

2.围护结构最大水平位

重要构筑物、建筑物或市政设施等

移WO.15%出

地面最大沉降量及围护

周边环境保护要求

结构水平位移控制要求

LKs22.2。

1.地面最大沉降量控制

离基坑周围1H范围内无重要管和

在WO.2%H；

建（构）筑物，而离基坑周边1H〜2H

二级2.围护结构最大水平位

范围内有重要管线或大型的在使

移WO.3%H；

用的管线、建（构）筑物。

l.Ks^l.9o

1.地面最大沉降量控制

在W0.在H；

离基坑周边2H范围内没有重要或

三级2.围护结构最大水平位

较重要的管线、建（构）筑物

移WO.7%H；

l.Ks^l.7o

1、结合基坑周边地面最大沉降量及围护结构最大水平位移等

结控制要求，本主体基坑标准段开挖深度为16.3m,盾构井段

论开挖深度18.2m,考虑为一级基坑；附属基坑开挖深度约为

9.85^11.35m,基坑变形等级按二级考虑。

注：表中H为基坑开挖深度。

LLL3围护方案的选择

由于本基坑较深，同时需隔断承压水和坑外潜水。以目

前常用的施工技术，只有地下连续墙才能满足要求。因此，

围护结构形式定为地下连续墙方案。

地下连续墙目前在我国技术已经比较成熟，其具有刚度

大、抗渗防漏性能好，无振动、噪音低等优点，它被广泛应

用于深厚软土地层且高地下水位的工程地区，它不仅可以很

好的用作施工期间的基坑挡土止水围护结构，能较好地控制

地面沉降，同时也作为永久结构的侧墙（或侧墙的一部分）

使用。

本站结构方案主要对内衬墙与围护结构的结合型式上

做了两个方案的比选，方案一：围护结构与内衬墙间设柔性

防水层的复合墙型式；方案二：围护结构与内衬墙结合的叠

合墙型式。

表1.1.1-2主体结构型式比较表

项目复合墙型式叠合墙型式

围护结构与内衬墙与围护结构相内衬墙与围护结构通

内衬关系互独立，二者间无钢筋连过预埋钢筋连接成一体，

受力情况内衬墙与围护结构共内衬墙与围护结构共

目工配rl-f4.-4-Ute日工配rL_Lrr»一生问

内衬墙厚度相对较大相对较小

对围护结构衬砌外设防水层，对围护结构为防水重要

围护蚌板防水方式相对的防纯.需考虎相应措施提

防水效果防水效果最好防水效果好

项目复合墙型式叠合墙型式

经济比较造价较高造价较低

经过比较，方案二叠合墙形式虽可减薄侧墙厚度，但其

围护结构接驳器及预埋钢筋施工较为复杂；顶、底板接驳处

形成防水薄弱点，对车站耐久性有一定影响；内衬混凝土收

缩变形受围护结构约束，易产生裂缝，防水质量不易保证；

施工速度及工程造价与方案一复合墙型式相差不大。复合墙

结构防水效果好，有利于结构的耐久性。本着防水与结构并

重的原则，推荐采用方案一：内衬墙与围护结构间设置柔性

防水层的复合墙结构方案。

1.1.1.4地下连续墙接头方案的选择

目前，在基坑主要有常用的接头形式有三种：柔性锁口

管接头，工字型预制接头和工字钢接头。

表1.1.1-3三种接头形式的对比

柔性锁口管接头工字型预制接头“工”字钢接头

锁口管可重每幅墙需要一钢板用量较

复利用，一般坑外根工字型混凝土预大，而且需厂家定

都需配合3根品制桩，造价基本接近做，价格较高，比

字形的旋喷桩，价3根品字形的旋喷一般锁口管接头价

格适中。桩，价格和锁口管接格贵1倍左右，造

头差不多。价较高

场地要

较小大大

求

制作难可以现场制作，需要去厂家定

比较简单

度场地要求较大做，运输困难

刷接缝比较困难，不比较光滑，刷壁结构复杂，刷

槽壁容易刷干净容易壁难度最大

锁口管需搭

施工时只要定位准确，类似工字型预

接往槽段内放置，

间可一次性放入。制接头

比较缓慢

拔出锁口管拔出反力箱要

成型取

要掌握好时间，有留在地墙内掌握好时间，有一

出

一定技术难度定技术难度

在上海成功

目前技术，只能在上海成功施

适用范施做到50m,砂性

施做到20m左右，适做到65m,适合大多

国地层需要采取一

合大多数地层数地层

定措施

配合接缝外

止水效效果很好，很

的旋喷桩止水，效效果较好

果少有漏水

果适中，但是地墙

较深时，旋喷桩容

易分叉，深层止水

效果不理想

工后保容易露筋，长

无无

护期接头会锈蚀

变形协

差差较好

调

本工程基坑最深处达27.5m,且上层有14m左右的砂性

土层，为工程安全考虑，采用“工”字钢接头。

1.1.1.5基坑支撑体系的选择

根据计算及我方在杭州地区基坑围护结构的设计经验,

本站围护结构设计参数详见下表。

表1.1.1-4围护结构尺寸参数表

项目主体围护结构

基坑深度16.3〜18.2m

厚度0.8m

连续墙

材料C30混凝土

基坑嵌固深度15.5〜16.0m

道数4〜5

支撑第一支撑为C30钢筋混凝土，第二〜

材料

四道为钢管支撑

1.1.1.6基坑围护结构的具体施工措施

（1）地下水处理

本工程基坑地下水处理主要有潜水的处理和承压水的

处理，其中承压水是难点。

1）地下潜水处理

根据地勘描述，本工程基坑开挖范围内上部主要以渗透

性较好的砂性土，下部为渗透性较差的淤泥质土。

根据杭州已建及在建地铁工程基坑经验，坑外控制性降

水能有效减小墙体水压力，控制基坑变形，一般将坑外水位

降低至③1层固结沉降较小，对环境变形影响不大。

降水井均采用自流深井（疏干井）。降水井井壁管采用

焊接钢管，规格0273mm外径，成孔800mm。滤管长3m,

滤管与含水层顶板衔接；滤管外均包一层30目〜40目的尼

龙网。滤料采用磨圆度较好的中粗砂，沉淀管长度为0.5m,

管底口用铁板封死。降水方案包括井点的布置，降水超前时

间以及井点内设施的构造等应根据场地地质和水文地质条

件以及本地区的工程实践经验确定。

2）承压水处理

拟建场地承压含水层主要分布于深部的⑥3-1层粉砂、

@3-2层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和

粘土层（②、③、④、⑤层）。勘察在承压水观测孔C01孔

中进行了地下承压水水头测试，并设置为长期观测孔，将上

部潜水含水层用铁制套管隔离，且已对观测孔进行了一次测

量，为2013年4月20日实测C01承压水抽水孔承压水位埋

深在地表下5.99米，相应高程为1.53米，其中⑥3-2层圆

砾层渗透系数经验值为1E-01〜3E-01cm/s。

基坑开挖至基地时，承压水上方隔水层主要为③1层淤

泥质粉质粘土，根据计算，承压水抗突涌稳定系数可满足规

范要求。

1.1.1.7施工阶段盾构井处的结构处理

根据工可工程筹划，本站端头井盾构施工均为始发。

由于本站端头井盾构进出洞位置场地比较开阔，推荐采

用搅拌桩地面加固来确保盾构进出洞安全。加固范围沿线路

方向为9m,水平和竖向各外扩3nu

1.1.2内部结构的选择

建筑推荐方案车站为地下二层岛式车站，车站站台宽度

12m,有效站台长度120米，结构主要形式为双柱三跨钢筋

混凝土框架结构，局部为单柱双跨形式。

本着防水与结构并重的原则，推荐采用内衬墙与围护结

构间设置柔性防水层的复合墙结构方案。

1.4结构尺寸的拟定

1.4.1设计荷载

1.4.1.1荷载类型

结构设计根据结构类型，按《地铁设计规范》

（GB50157-2003）第5.2.1条所列荷载，按永久荷载、可变

荷载、偶然荷载（地震荷载、人防荷载）进行分类，对结构

整体或构件可能出现的最不利组合进行计算。在决定荷载的

数值时，考虑施工和使用过程中发生的变化。

结构设计所考虑的荷载主要有三大类：永久荷载、可变

荷载和偶然荷载：

表1.4.17荷载分类表

永久荷垂直和水平土压力、地下水压力（包括水反力）、结构自重、

载设备自重、

可变荷地面超载、施工荷载、人群荷载列车荷载（取标准轴重，同时

载考虑冲击力的影响）

偶然荷

地震作用、人防荷载

载

1.4.1.2荷载组合

主要荷载组合见下表（括号内为对结构有利情况）。

结构设计时，分别就施工阶段、正常使用阶段可能出现

的最不利荷载组合进行结构强度、刚度和裂缝宽度验算；偶

然荷载组合每次仅对一种偶然荷载进行组合，并考虑材料强

度综合调整系数，不验算裂缝宽度。

设计考虑的荷载组合工况见下表（括号内为当荷载对结

构有利时的系数）。

表1.4.1-2荷载组合表

永久荷偶然荷

荷载组合可变荷载

载

基本组合构件强度1.35W4KN/m2时取1.4；>4KN/m2

-

计算(1.0)时取1.3

基本组合抗浮稳定

0.9——

验算

标准组合构件抗裂1.01.0—

偶然荷

荷载组合可变荷载

载_____

验算

准永久组合构件变

形验算

偶然组合构件强度

验算

1.4.1.3主要荷载取值

主要荷载组合的取值如下表所示。

表1.4.1-3主要荷载取值表（未包括结构自重）

荷载种

荷载取值

类

地面超包括地面车辆荷载等，由于覆土较厚，取为20Kpa,不考虑

载荷载冲击作用

覆土荷根据地质报告中土层物理力学参数计算，覆土厚度按规划和现

载状地面标高中较大值取用。

施工过程中迎土侧取主动土压力，基坑侧坑底取静止土压力。

侧向

施工阶段由于降水，不考虑水压力。使用阶段假定迎土侧压力

土压力

逐渐恢复到静止土压力状态。侧压力计算采用水土分算法。

施工荷

10Kpa

载

人群荷

4Kpa

载

设备荷

8Kpa,超过8kPa按设备实际重量及其运输路线计算

载

列车荷

轴重160KN

载

地下水按静水水头计算。水头高度根据施工阶段和使用阶段可能出现

及浮力的最不利情况计算。

地震设

7度

防

人防等

6级

级

1.4.2基坑围护结构计算

车站主体结构采用地下墙作为基坑的围护结构，明挖顺

作法施工。地下墙厚度及入土深度根据围护结构计算确定。

海洋公园站标准段基坑深度16.31m,围护结构采用

800mm厚地下墙，沿基坑深度方向设置四道支撑加一道换撑,

其中第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，其余为钢支撑（直径

609mm,壁厚16mm）o

（1）计算图式与荷载

围护结构内力分析考虑沿车站纵向取单位长度按弹性

地基梁计算，按基坑开挖、回筑内部结构的施工过程和完成

后的使用阶段等工况进行内力计算。围护结构内力分析考虑

沿车站纵向取单位长度按弹性地基梁计算，开挖阶段计算时

必须计入结构的先期位移值以及支撑的变形，按“先变形，

后支撑”的原则进行结构分析计算。

车站结构位于粘土层中，施工阶段地层压力采用水土合

算，开挖面以上基坑外侧采用朗金土压力公式，开挖面以下

基坑外侧土压力采用矩形分布，基坑内侧由弹簧模拟地层作

用。

（2）围护结构形式

车站主体结构采用地下墙作为基坑的围护结构，明挖顺

作法施工。地下墙厚度及入土深度根据围护结构计算确定。

GMt

O

CM

acwtaiKi

「b-

oob

ooo

roooo

Qooo。中柳

O。oomtB8

。c。

lo,

c阳帽谭撕而图

中心里程处

图1.4.2-1围护结构横剖面图（中心里程处）

〕U

。O

。

。

。O

。

。O

。

0O。

。

o。OO

。

C0。

—构断而图

K8-04Q处

图1.4.2-2围护结构横剖面图（k8+040处）

©.

o砂雕土

—土

（DM

O耀赚都I：

⑤邰

w^

。o

O

0o0

00o0

0o0

。⑪中血釉岩

0o0

C。0^0

帆护结构断面图

K7+880处

图1.4.2-3围护结构横剖面图（k7+880处）

（3）入土深度的确定

地下墙的入土深度考虑车站所处环境条件、地质条件、

围护结构的抗隆起、抗滑移、抗倾覆及稳定性等因素，并结

合杭州地区经验确定。本车站标准段墙深29.61m,墙趾插入

⑩1粘土层中，入土比约0.87。

（4）基坑稳定分析

基坑稳定验算采用启明星软件进行计算，基坑稳定验算

主要项目有：抗滑动、抗倾覆、整体稳定及基底土体的抗隆

起等验算。经验算，均能满足基坑稳定要求。

（5）计算结果

标准段基坑围护结构地下墙最大弯矩为

Mmax=777.8kN•m/m,最大剪Qmax=515.8kN/m,墙身最大水

平位移为14.0mm<0.15%H=24.47mm,满足一级基坑的变形控

制要求。计算结果见以下图表。

包络图（水土分算，矩形荷载）

236.1kN/m

603.9kN/m

学国

705.ikNfhv

Max：14-597.7777.8-463.4515.8

图1.4.2-5围护结构内力位移包络图

（砂土）

安全系数K=1.31,圆心0（1.53,0）

图1.4.2-6稳定性验算图

（砂土）

坑底抗隆起验算K=l.97

图1.4.2-7坑底抗隆起验算图

表1.4.2-1基坑稳定性分析计算表

计算稳定系数

项目符号备注

结果允许值

计算稳定系数

项目符号备注

结果允许值

ho

基坑开挖深度16.31—标准段

(m)

出入比约

地下连续墙插入深度D(m)14.3—

为0.87

基坑底土体的抗隆起

Ks1.971.8满足

稳定性

基坑整体稳定KRS1.311.3满足

围护墙底部土体的抗

Kg2.452.0满足

管涌稳定性

围护墙结构的抗倾覆

KQ2.701.20满足

稳定性

根据计算及我方在杭州地区基坑围护结构的设计经验，本站

围护结构设计参数详见下表。

表1.4.2-2围护结构尺寸参数表

项目主体围护结构

基坑深度16.3〜18.2m

厚度0.8m

连续墙

材料C30混凝土

基坑嵌固深度15.5〜16.0m

4〜5

第一支撑为C30钢筋混凝土，第二〜四道

为钢管支撑

800X900mm

①609,t=16mm

20.7m（第一道支撑19.5米）

3m（第一道间距7〜9米）

墙顶设冠梁，其余支撑处不设围橡

1.4.3主体结构计算

1.4.1.1标准横断面计算

主体结构采用复合墙模式，围护结构与内衬墙间采用两

端较接链杆模拟，只传递压力，产生拉力时消除链杆。地层

对围护结构的抗力也由只能受压的弹簧模拟。结构计算采用

荷载结构模式，采用SAP结构计算软件进行计算分析。在施

工阶段考虑水土压力由桩承担，在使用阶段考虑水压力由内

衬墙承担，土压力由桩、内衬墙共同承担，从而形成复合墙

模式。以下为主体结构在施工及使用工况下的内力包络图。

图1.4.3-2主体结构剪力包络图

表1.4.37主体结构内力简表

标准组合(/m)基本组合(/m)

主体标准断面弯矩剪力轴力弯矩剪力轴力

(kN*m)(kN)(kN)(kNm)(kN)(kN)

帔

98353478314607931163

顶板座

(800m跨中4438783658121163

m)边支

5284417837846551163

座

中支

182969952701431478

中板座

■

(400m跨中17529951111478

m)边支

99799951471171478

座

中支

64365123169559673439

底板座

(1000跨中793120231611781783439

mm)边支

10677382316158410963439

座

负一层上端528448445784665661

侧墙中间ST1050012915743

(700m

下端5713953785206797

m)

负二层上端156258616232383915

侧墙中间45133676671981004

(700m■■

下端106753173615847891093

m)

对于有盾构到达或是发要求的端头井结构井是三侧封

墙、一侧和标准段连接形似“井”的空间结构，除用平面框

架计算外，针对其空间结构特性，建立整体模型，计算各种

工况下的内力。

1.4.1.2盾构端头井三维计算

对于有盾构到达或是发要求的端头井结构井是三侧封

墙、一侧和标准段连接形似“井”的空间结构，除用平面框

架计算外，针对其空间结构特性，建立整体模型，计算各种

工况下的内力。

经计算分析，盾构端头井结构的强度及变形均满足规范

要求。

图1.4.3-5施工阶段、使用阶段顶板弯矩（纵向）图

图1.4.3-6施工阶段、使用阶段顶板弯矩（横向）图

图1.4.3-7施工阶段、使用阶段中板弯矩（纵向）图

图1.4.3-8施工阶段、使用阶段中板弯矩（横向）图

图1.4.3-9施工阶段、使用阶段底板弯矩（纵向）图

图1.4.370施工阶段、使用阶段底板弯矩（横向）图

图1.4.371施工阶段、使用阶段端墙弯矩（竖向）图

图1.4.372施工阶段、使用阶段端墙弯矩（横向）图

图1.4.373施工阶段、使用阶段侧墙弯矩（竖向）图

图1.4.374施工阶段、使用阶段侧墙弯矩（横向）图

4）抗浮设计

按规范要求，在抗浮水位条件下，对本站主体结构进行

抗浮验算，详见下表。

表1.4.3-2抗浮计算表

।重度(t/m

序宽高重量

项目备注

号(m)(m)（m）

覆土（水位19.7

2.001.00

以上）0

1覆土（水位19.7

1.002.0039.40

以下）0

19.7

2顶板2.500.8039.40

°

19.7

3中板2.500.4019.70

0

19.7

4底板2.500.9044.33

°

10.7

5侧墙2.501.4037.49双面

1

6顶梁附加2.501.201.201.60

7中梁附加2.500.800.601.20

8底板附加2.501.20■1.30

।重度(t/m

序宽高重量

项目备注

号(m)(m)(m)

9柱2.500.087.761.51

11.0

10站台板2.500.205.50

01

17.6

11站厅层装修2.000.155.28

0

11.0

12站台板装修2.000.102.20

°

12.0计入

13加腋2.500.144.05

012个

7

14整体道床2.508.300.306.23

15砂回填2.500.000.000.00

站台板支撑

162.500.205.442.72

墙■

小计：255.30t/m

二、浮力rr1

19.712.9

1.00255.31t/m

06

序重度(t/m宽高重量

项目备注

号3)(m)(m)(m)

三、抗浮安全系数

1.00<1.05

k=

采用压顶梁：

压顶梁1.502.001.001.00双侧

27.3

连续墙1.501.6065.52双侧

0

小计：n321.82t/m

抗浮安全系数k=1.27>1.05

经验算，车站主体结构使用压顶梁联合抗浮措施，可满

足抗浮设计要求。

经初步计算及类比我方地铁及地下空间设计工程的经

验，拟定推荐及比较方案车站结构主要尺寸。

表1.4.3-3主体结构主要构件尺寸表

尖刑

顶板0.8C35,PIO

中板0.4C35

米凡||

尖别喉凄卧塞a-nm融犍霸更密■

底板1C35,P10

内衬墙0.7C35,P10

柱0.7X1.0C45

顶纵梁1.1X1.8C35,P10

底纵梁1.1X2.1C35,P10

站台板0.2C35

地面

顶纵梁

1100X1800

中纵梁

900X1000

钾

左

右

线

线

底纵梁

1100X2100

800655062006550800

20900

@)@©仓)’

图1.4.375主体结构横剖面图（中心里程处）

地面

图1.4.376主体结构横剖面图（k8+040处）

图1.4.377主体结构横剖面图（k7+880处）

1.5车站防水方案

1）设计原则

（1）地下结构防水应遵循“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。

（2）防水设计应根据不同的结构型式、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。

（3）确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防

水为根本，施工缝（包括后浇带）、变形缝、诱导缝、桩头

等细部构造的防水为重点，并在结构迎水面设置柔性全包防

水层加强防水。

（4）选用的柔性防水层材料种类不宜过多，并应具有

环保性能；经济、实用；施工简便、对土建工法的适应性较

好；适应当地的天气、环境条件；成品保护简单等优势。

（5）优先选用不易产生窜水的防水材料或防水系统。

2）防水等级标准

（1）地下车站的防水等级为一级，不允许渗水，结构

表面无湿渍。

（2）迎水面结构应采用防水混凝土进行结构自防水，

防水混凝土的抗渗等级应根据结构的埋置深度确定，并不得

小于P8o

（3）防水混凝土结构的混凝土垫层，其强度等级不得

小于C15,厚度不得小于100mm。在软弱土层中不应小于

150mm。

(4)防水混凝土的环境温度，不得高于80℃。

(5)防水混凝土结构的裂缝宽度，迎水面不得超过

0.2mm,背水面不得超过0.3mm。并不得贯通。

(6)诱导缝和环向施工缝的设置间距对混凝土结构的

防水效果(主要为开裂渗水)有很大的影响，地下结构诱导

缝的设置间距不宜大于32m,环向施工缝设置间距不宜大于

16m。

(7)自防水混凝土结构在设计和施工过程中，要求采

取切实有效的防裂、抗裂措施，并保证混凝土良好的密实性、

整体性，减少结构裂缝的产生，提高结构自防水能力。

3)防水层材料选择

到目前为止，国内地铁工程中常用的各种柔性防水材料主要

有：单组分聚氨酯防水涂料、膨润土防水毯、预铺防水卷材、

聚乙烯丙纶复合防水卷材、聚酯胎SBS改性沥青防水卷材等,

不同材料的优缺点见下表：

表1.5.17常见防水材料优缺点简表

材料优点缺点

1.无接缝，整体性强；1.对基层的要求(平整度、

单组分聚氨2.检查维修方便，用于“外干燥、干净程度、凹凸起伏

酯防水涂料防外贴”做法时防水质量等)高；

容易得到保证。2.低温或高温施工时不易保

材料