郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

郑东新区综合交通枢纽区

地下道路工程与地铁1#线交叉节点

技术处理方案

郑州市市政工程勘测设计研究院

同济大学

2014年2月

目录

1工程概况...............................................................1

1.1工程简介...........................................................1

1.1.1地下道路工程简介...............................................1

1.1.2施工方案........................................................4

1.2与郑州地铁1#线交叉情况............................................4

1.3工程地质..........................................................12

1.4气象与水文地质....................................................16

1.4.1气象..........................................................16

1.4.2水文地质......................................................16

1.5工程特点..........................................................18

2类似工程案例...........................................................19

2.1工程实例..........................................................19

2.1工程实例分析......................................................22

2.2小结..............................................................25

3地下道路工程与地铁隧道控制标准.........................................26

3.1地铁隧道及线路几何尺寸偏差管理值标准..............................26

3.2行车安全性评价指标................................................26

4地下道路隧道结构抗浮安全性分析.........................................29

5基坑降水对地铁隧道及线路变形的影响.....................................32

5.1降水引起的地面沉降计算.............................................32

5.1.1计算方法.......................................................32

5.1.2降水引起的地面沉降计算.........................................33

5.2降水引起的地铁隧道结构变形计算.....................................34

5.3小结...............................................................37

6基坑开挖边坡支护方式研究...............................................39

6.1钻孔灌注桩.......................................................39

6.1.1边坡稳定性分析.................................................39

6.2放坡开挖...........................................................41

6.3小结..............................................................46

7基坑开挖施工对地铁隧道及线路变形的影响分析.............................47

7.1地基加固处理方案选择..............................................47

7.1.1地基加固处理方案一.............................................47

7.1.2地基加固处理方案二.............................................48

7.2基坑开挖方案选择...................................................49

7.3基坑开挖对地铁变形的影响分析.......................................50

7.3.1未加固基坑开挖对地铁隧道的影响.................................51

7.3.2.方案一加固后基坑开挖对地铁隧道的影响..........................61

7.3.3.方案二加固后基坑开挖对地铁隧道的影响..........................72

7.3.4计算结果分析...................................................83

7.4基坑开挖对列车运行的安全影响分析..................................88

8地下道路行车动力作用对地铁隧道结构的影响...............................91

8.1隧道周围土层动应力分析.............................................91

8.1.1计算荷载......................................................91

8.1.2断面选取.......................................................95

8.1.3有限元模型.....................................................96

8.2结构内力计算.......................................................98

8.2.1管片内力计算理论..............................................98

8.2.2隧道结构附加动荷载分析........................................101

8.2.3管片内力.....................................................102

8.3小结..............................................................106

9交叉处地下道路建议施工措施............................................107

9.1基底加固方案......................................................107

9.2基坑支护方案......................................................111

9.3基坑开挖方案......................................................111

9.4应急预案..........................................................119

10施工监测方案.........................................................120

II

10.1监测目的及意义...................................................120

10.2监测方案编制依据.................................................120

10.2.1国家相关规范.................................................120

10.2.2参考技术资料.................................................120

10.3监测要求........................................................121

10.3.1监测范围....................................................121

10.3.2监测项U及精度要求...........................................121

10.4监测实施.........................................................122

10.4.1建立监测控制网...............................................122

10.4.2监测点的布设.................................................124

10.4.3监测方法与计算方法...........................................127

10.4.4监测频率与监测周期...........................................134

10.4.5监测报警值...................................................134

10.4.6巡视检查.....................................................135

11主要结论与建议.......................................................137

12附件.................................................................139

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郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

1工程概况

1.1工程简介

1.1.1地下道路工程简介

拟建地下道路工程位于郑东新区综合交通枢纽区核心区东广场，定位为周边

区域与核心区地下停车设施的快捷联系通道，兼服务于郑州东站枢纽。服务对象

以周边商务、办公、购物出行车辆为主，兼供通往商业的轻型货车。项目的建设

将减少核心区地面车辆，营造洁净的地面环境，形成绿地、景观有机结合、统筹

协调、功能完善、空间灵活的一体化空间。

地下道路工程主要由如下四部分组成：

主隧道：单向组织的环路系统（逆时针），中间2个车道为通行车道，两侧

2个车道为进出地下车库的交通组织车道。采用单孔箱涵形式，结构净宽15.5

米，局部结合交通及结构受力等因素，设置镂空中隔墙，墙宽0.8米，全长约

2915米。

次隧道、街区隧道：连接与主隧道不相邻的车库，多布设于城市支路下方。

次隧道共计三条（分别为A区隧道、B区隧道、C区隧道），均为单向组织的环路

系统（顺时针），与主隧道相连，结构净宽12.25米，三条次隧道共计约2221

米；街区隧道按双向组织交通，结构净宽8.5米。

连接隧道：为了解决车辆在单向主隧道运行时环圈绕行的问题，在主环中间

增设的小环；连接隧道共计四条，单向单车道布置，结构净宽7.75米。

出入口匝道：为主隧道与地面道路连接。出入口匝道共计12条，结构净宽

7.75米，全长约5629米。

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程平面示意图如图1.1所示。

1

郑东新区埠合交通枢螭区雄下道路工程与地帙1*馍交叉节点技术处理方案

郑东新区媒合交通枢蝴区地下道路工程与地铁1*城交叉节点技术处理方案

图1.1郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程平面图

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

1.1.2施工方案

本工程全线拟采用放坡开挖，施工单位在开挖基坑前，应明确基坑周边的各

类建（构）筑物及各类地下设施（包括排水箱涵、给排水管道、电力、电信及燃

气等）的分布和现状。对于在基坑开挖范围的内各种管道，应按要求拆除、还建；

在施工期间对不能拆的各类管道应进行保护，避免在施工过程中损坏。

1-2与郑州地铁1#线交叉情况

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1号线共有4处交叉，平面交

叉示意图见图1.2。

1号交叉点：主隧道主线在ZXO+OOO与地铁1#线正交，交叉平面详图见图

1.3,交叉纵断面见图1.4,交叉横断面见图L5。

2号交叉点：连接通道A、B在LA0+168处与地铁1#线正交，交叉平面详图

见图1.6,交叉纵断面见图1.7,交叉横断面见图1.8。

3号交叉点：连接通道C、D在LC0+170附近与地铁1#线斜交，夹角约74°,

交叉平面详图见图L9,交叉纵断面见图1.10,交叉横断面见图1.11。

4号交叉点：主隧道主线在ZX1+650附近与地铁1#线斜交，夹角约33°,

交叉平面详图见图L12,交叉纵断面见图1.13,交叉横断面见图1.14。

交叉处主隧道为单孔箱涵结构，顶底板厚均为1.3m,交叉处主隧道结构详

图见图1.15。

交叉处连接通道为双孔箱涵结构，顶底板厚0.8m,中墙0.5m,底板厚1.1m,

交叉处连接通道详图见图1.16。

4

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

图L2交叉位置示意图

图1.31号交叉点平面详图

5

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

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图1.51号交叉点横断面图（2-2）

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图1.62号交叉点平面详图

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图1.72号交叉点纵断面图

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L82号交叉点横断面图（击力

图L93号交叉点平面详图

8

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

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图L113号交叉点横断面图（6-6）

9

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

图1.124号交叉点平面详图

6

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图1.134号交叉点纵断面图(7-7)

10

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

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图1.144号交叉点横断面图（8-8）

图1.15ZX0+000、ZX1+650处隧道断面（适用于1、4号交叉点）

图1.16连接通道标准横断面（适用于2、3号交叉点）

11

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

1.3工程地质

根据野外钻探揭露、静力触探原位试验结果，并结合室内土工试验成果，对

场地土按岩性及力学特征分层后，分层描述如下：

第1层：粉土(Q4-3al),褐黄色，稍湿，稍密，摇振反应中等，无光泽反

应，干强度低，韧性低。表层有厚约30cm〜80cm的耕植土(主要分布在拟建场

地内耕地和林地地段)或素填土(主要分布在现动力北路、动力南路道路施工地

段，为道路施工的素土或灰土碾压层)，局部地段见极少量杂填土。土中含云母、

铁质氧化物等。该层在场地内普遍分布。

第2层：粉土(Q4-3al),褐黄色，湿，稍密〜中密，摇振反应中等，无光

泽反应，干强度低，韧性低。土中含云母片、锈色铁质浸染，偶见小姜石。该层

粗颗粒较多，局部夹粉砂薄层。该层在场地内局部缺失。

第3层：粉质粘土(Q4-21),褐灰〜灰色,湿，可塑〜软塑，无摇振反应,

有光泽，干强度中等，韧性中等。土中含锈色铁质浸染、云母片，偶见小姜石,

底部含蜗牛壳碎片。局部夹淤泥质土或粉土薄层。该层在场地内局部缺失。

第4层：粉土(Q4-21),浅灰〜灰色，稍湿〜湿，中密〜密实，摇振反应中

等，无光泽反应，干强度低，韧性低。土中含云母片、蜗牛壳碎片及小姜石。砂

含量高，局部相变为粉砂。局部夹夹粉质粘土薄层。该层在场地内普遍分布。

第5层：粉质粘土(Q4-21),灰色，饱和，可塑，无摇振反应，稍有光泽,

干强度高，韧性高。土中含云母、蜗牛壳碎片及小姜石。局部见植物根系腐殖质。

该层在场地内普遍分布。

第6层：粉土(Q4-21),灰色，湿，密实，摇振反应中等，无光泽反应，干

强度低，韧性低。土中含云母片，偶见小姜石及蜗牛壳碎片。局部砂含量高。该

层在场地内普遍分布。

第7层：有机质粉质粘土(Q4-21),灰〜灰黑色，层底局部渐变为黄褐色,

饱和，软塑〜可塑，无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。土中含云母、蜗

12

郑东新区综合交通枢纽区地下道路工程与地铁1#线交叉节点技术处理方案

牛壳碎片、有机质及少量姜石，局部夹铁质氧化物及钙质斑点。该层在场地内普

遍分布。

第7夹层：粉土(Q4-21),灰色，湿，密实，摇振反应中等，无光泽反应,

干强度低，韧性低。土中含铁质氧化物、云母片和钙质结核。该层在场地内局部

分布。

第8层粉砂(Q4-lal+pl),灰色，饱和，中密〜密实，颗粒级配一般，分选

中等，成份主要为长石、石英、云母等。层顶局部夹粉土。该层在场地内局部缺

失。

第9层细砂(Q4-lal+pl),灰〜灰黄色，饱和，密实，颗粒级配一般，分选

中等，成份主要为长石、石英、云母等，局部夹有中砂。该层厚度大，分布稳定，

性质稳定，在场地内普遍分布。

第10层粉质粘土(Q4-lal+pl),褐黄色，饱和，硬塑〜坚硬，稍有光泽,

干强度高，韧性中等，无摇振反应，土中含有姜石、铁镒质结核，局部夹粉土薄

层。该层在场地内局部缺失。

第11层细砂(Q4al+pl),褐黄色，饱和，密实，颗粒级配一般，分选中等，

主要成分为长石、石英、云母等，局部夹有中砂。该层厚度大，分布稳定，性质

稳定，在场地内普遍分布。

第12层粉质粘土(Q3al),褐黄色〜棕黄色，饱和，硬塑〜坚硬，有光泽,

干强度高，无摇振反应，韧性高，土中含铁锦质结核，土层粘性较大，上部含较

多的姜石，局部地段姜石富集。在40米勘探深度范围内未揭穿该层，最大揭露

厚度4.7米。

各土层物理力学参数见表1.1

13

郑东新区煤台交通枢虹区堆下道路工程与地铁I*歧文叉节点技术处理方案

表】.】土层主要物理力学参数

物理性质指标

地基

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2粉土22.717.72.700.川H4.025.517.48.00.580.9143M8)459.6(7.5E-O4)1325

3匍班咕士26617.42.720.RR390.032.418.7117().701033.9(«.0E-O5>P12

1粉土22.618.22.700.W084.02617.68.10.600.88：90.4150102(6.0t的16.026.0

5将助粘士26.118.02.720.W592.033.319.314.00.491104.2母陈g17.014.0

6tt±23.41862.700.7W91.025.517.58Q0.R208III88.115010.2<1.0E-O3)16027.0

14

邛东新区煤台交源枢纽区施下道路工程与地铁I*线文又节点技术处逑方案

有机侦粒防

728.018.22.72O.OJ96.()34.820114.70.611204.6,3.0Eg16014.0

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