元通～向興路 區(qū)間設(shè)計說明

1、設(shè)計說明1.設(shè)計原則、依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)1-1 設(shè)計原則1）區(qū)間隧道線路設(shè)計應(yīng)滿足城市規(guī)劃、地鐵運營、施工工藝的要求，同 時應(yīng)盡可能減小對周邊環(huán)境、地面交通的影響，減少建筑物的拆遷和管線的 改移。2）根據(jù)地質(zhì)條件、區(qū)位環(huán)境、周邊建筑及管線、道路交通等情況，合理 選擇施工方法和結(jié)構(gòu)型式，盡量減少施工期間和建成后對環(huán)境造成的不利影 響。3 ）隧道施工引起的地面沉降和隆起均控制在環(huán)境條件允許的范圍以內(nèi)。 依據(jù)周圍環(huán)境、建筑物基礎(chǔ)和地下管線對變形的敏感程度，采取穩(wěn)妥可靠的 措施。4）盾構(gòu)法施工的區(qū)間隧道覆土厚度和平行隧道間的凈距，應(yīng)根據(jù)工程地 質(zhì)條件、隧道斷面尺寸、埋置深度、限界和線路要求確定，一般不宜小于隧

2、 道外輪廓直徑，當(dāng)因功能需要或其它原因不滿足要求時，應(yīng)在設(shè)計和施工中 采取技術(shù)措施。5）區(qū)間隧道內(nèi)凈空尺寸應(yīng)滿足地鐵建筑限界、設(shè)備布置、施工工藝等要 求，并應(yīng)考慮施工誤差、結(jié)構(gòu)變形、拼裝移位、測量誤差等影響。6）結(jié)構(gòu)設(shè)計在滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的前提下，還應(yīng)同時滿足防水、 防腐蝕、防迷流等要求。7）結(jié)構(gòu)計算模式的確定，除符合結(jié)構(gòu)的實際工作條件外，并能反映結(jié)構(gòu) 與周圍地層的相互作用，并根據(jù)不同地段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件以及覆 土厚度的變化，分段計算、綜合處理、使設(shè)計系列化、規(guī)范化，以取得較好 的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。8）結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)防烈度7度進(jìn)行抗震驗算，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計時采取相應(yīng)的 構(gòu)造處理措施，以提

3、局結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。9）結(jié)構(gòu)防水應(yīng)滿足國家頒發(fā)的有關(guān)地下工程防水技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，并充 分考慮南京地區(qū)地下水位埋深淺、滲透性強的特點，采取綜合防水措施。1.2設(shè)計依據(jù)1）南京地鐵二號線一期工程可行性研究報告及專家評審意見2）南京地鐵二號線一期工程方案設(shè)計及專家評審意見3）中國南京城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃圖（主城）2005年4）南京地鐵二號線一期工程初步設(shè)計技術(shù)要求（試行）5）南京地鐵二號線一期工程初步設(shè)計文件組成內(nèi)容與格式6）南京地鐵二號線一期工程設(shè)計概算、施工圖預(yù)算編制辦法7）南京地鐵二號線一期工程XK01標(biāo)元通站一向興路站區(qū)間 巖土 工程初步勘查報告8）南京地鐵二號線一期工程沿線建、構(gòu)筑物調(diào)查

4、報告9）相關(guān)技術(shù)工作聯(lián)系單10）國家和地區(qū)的現(xiàn)行規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)GB50007-2002GB50009-2001GB50010-2002GB50011-2001GB50157-2003GB50225-95GB50108-2001建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 地下鐵道設(shè)計規(guī)范人民防空工程設(shè)計規(guī)范 地下工程防水技術(shù)規(guī)范南京地區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范DB32/112-95地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范 GB50307-19991.3 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1）不可更換的結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為100年。2）結(jié)構(gòu)的安全等級為一級。3）盾構(gòu)圓形隧道限界為05200mm。4）結(jié)構(gòu)設(shè)計時

5、按荷載的短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)組合的影響驗算最 大裂縫寬度不大于0.2mm。5）隧道直徑變形2%D （D為隧道外徑）。6）結(jié)構(gòu)抗浮安全系數(shù)應(yīng)N1.05。7 ）盾構(gòu)區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)防水等級為二級。8）結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)防烈度7度進(jìn)行驗算，并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。9）人防設(shè)計按6級抗力等級人防荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)強度驗算。2.設(shè)計范本區(qū)間設(shè)計范圍為：元通站一向興路站區(qū)間（K4+722.863K5+661.500）, 全長938.637雙線米，包含盾構(gòu)區(qū)間隧道主體部分、聯(lián)絡(luò)通道（泵站）結(jié)構(gòu)及 防排水設(shè)計、車站端頭井地基加固等工程。工程概況南京地鐵二號線為南京市快速軌道交通線網(wǎng)中一條東西向干線，一期工程 西起河西地區(qū)

6、汪家村站，經(jīng)由中和村、元通、向興路、所街、集慶門大街、 茶亭、莫愁湖、漢中門、上海路、新街口、大行宮、逸仙橋、明故宮、苜蓿 園、小衛(wèi)街、孝陵衛(wèi)、鐘靈街，到達(dá)東部紫金山麓馬群站，全長蘢5.145km, 其中地下線20.390km,過渡段0.335km,地面線1.935km,高架線2.485km。 車站19座，其中地下站16座，地面站2座，高架站1座，另外預(yù)留五棵松 局架車站。元通站一向興路站區(qū)間西南起于經(jīng)四路上雙閘鄉(xiāng)、沙洲鄉(xiāng)，在建的I號線 元通站，沿經(jīng)四路（江東南路）至向興路站。根據(jù)區(qū)間隧道的埋深及軟土地 層情況，區(qū)間采用盾構(gòu)法施工。本區(qū)間屬長江低漫灘地貌，一直在經(jīng)四路下穿行，沿線地形較為平坦，

7、周 邊無建筑物，現(xiàn)地面高程約在7.318.37m,原地面高程約在6.00m左右，人 工堆填約2.00m左右。區(qū)間管線埋深較淺，一般在3m以內(nèi)。區(qū)間線路無曲線，線間距為15.2m。線路縱坡設(shè)計為“V型坡，最大坡 度為23%o,最小坡度為3%o。區(qū)間最大埋深為15.8m,最小埋深為8.6 m。區(qū)間在最低點K5+177.5里程設(shè)置一個聯(lián)絡(luò)通道，與泵站合建，根據(jù)地層 及周邊環(huán)境情況，聯(lián)絡(luò)通道或泵站在地層加固后采取礦山法施工。工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件及評價4. 1工程地質(zhì)區(qū)間地貌單元屬長江漫灘，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，基巖面以上均為第四紀(jì)松 散層，覆蓋層厚度大，厚約5060m,地質(zhì)條件差。場地抗震設(shè)防烈度為7度

8、，土的類型按軟弱土考慮，建筑的場地類別為III 類，屬對建筑抗震不利地段，場地地基具輕微液化性。區(qū)間隧道主要穿越地層為流塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（一2B4）和軟塑的粉質(zhì)粘土（一3B3）,局部穿越粉土（-3C3）和粉細(xì)砂（一3D2）。區(qū)間地層分層如下：層號地層名稱顏色狀態(tài)特征描述分布狀況層底埋深取小取大一1雜填土灰黃雜色以玲塊、碎磚、碎石等建筑垃圾 為主，夾有粘性土。結(jié)構(gòu)松散。均布1.70-1.702B素填土灰黃褐黃色可塑 軟塑含少許碎磚、碎右，主要由粘性 土組成，局部為含石灰的三合 土，結(jié)構(gòu)松散，均勻性差。均布2.80 5.00一3淤泥灰色流塑為塘泥，夾貝冗，含大里有機質(zhì)。均布3.80 3.801B3

9、-2粉質(zhì)粘土灰黃色軟塑，局 部可塑 軟塑含少許氧化鐵，偶含零星貝殼及 少許粉土，局部有植物根，含少 許有機質(zhì)。曰 奇星分布3.60 5.302B4淤泥質(zhì)粉 質(zhì)粘土灰色流塑含有機質(zhì)及少許腐植質(zhì)，夾少許 粉土薄層，土質(zhì)較為均勻。均布8.90 23.203B3粉質(zhì)粘土灰色軟塑，局 部流塑含有機質(zhì)及少許腐植質(zhì)，夾有粉 土或粉砂薄層，呈互層狀。均布26.0033.903C3粉土灰色稍密，局 部中密夾粘性土薄層，含有機質(zhì)，很濕均布12.80 15.203D2粉細(xì)砂灰色中密，局部為稍密夾有少許粘性土薄層，偶含少許 腐植質(zhì)，含云母，飽和。均布23.10 30.004D2-1粉細(xì)砂灰色中密，局 部密實含少許腐植

10、質(zhì)，含云母，偶夾少 許粘性土薄層，飽和。均布37.8038.00 5D2-1粉細(xì)砂灰色中密，局 部密實夾粘性土薄層，含少量有機質(zhì)。均布51.60 51.606B3粉質(zhì)粘土灰色流塑 軟塑夾粉土（粉砂）薄層，含有機質(zhì)。均布52.3052.30D2-1粗砂灰色密實夾礫砂及少量粘性土，飽和。均布根據(jù)元通站一向興路站區(qū)間的地質(zhì)勘探資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)條件，長江漫 灘沉積物呈二元結(jié)構(gòu)，上部主要以淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，下部以砂性土為主, 賦存于粘性土中的地下水類型屬孔隙潛水，賦存于砂層中的地下水具微承壓 性，屬微承壓水。地下水主要補給來源為大氣降水及地表水體的入滲。深部承壓含水層中地 下水與長江及外秦淮河均有一

11、定的水力聯(lián)系?？辈炱陂g測得地下水初始水位埋深介于1.50-3.40m,相對靜止水位介于 1.60 2.80m。場地地下水對磔不具腐蝕性，對磔結(jié)構(gòu)中鋼筋不具腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱 腐蝕性。3 地質(zhì)條件評價區(qū)間分布的（D-2B4層及（D-3B3層淤質(zhì)軟土，具高含水量、大孔隙比、高 壓縮性、低強度，易于產(chǎn)生觸變和流變之特征，土層的蠕動流動易造成開挖 面失穩(wěn)。4.4 土層物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計表見表4-2工程材料混凝土工程：預(yù)制鋼筋混凝土管片：強度等級C50,抗?jié)B等級S10區(qū)間隧道洞門現(xiàn)澆混凝土：強度等級C40,抗?jié)B等級S8聯(lián)絡(luò)通道及泵站初期支護(hù)噴射混凝土：強度等級C20聯(lián)絡(luò)通道及泵站現(xiàn)澆混凝土：強度等級C3

12、0,抗?jié)B等級S8鋼筋工程：HPB 235 HRB 335 鋼筋防水材料：EPDM、遇水膨脹橡膠、EVA等連接件：預(yù)制鋼筋混凝土管片連接螺栓強度等級：5.8級特殊襯砌環(huán)連接螺栓：5.8級、8.8級預(yù)埋件、特殊襯砌環(huán)管片及型鋼：Q235主要施工方法及沉降控制措施由于區(qū)間隧道的地質(zhì)條件較差，以淤泥質(zhì)粘土或含水砂層為主，采用礦山 法施工難度大，造價高，地層變形也難以控制。而且區(qū)間隧道的埋深較大， 采用明挖法既不經(jīng)濟(jì)，而且對周邊環(huán)境和交通影響很大。根據(jù)國內(nèi)及南京地鐵一號線施工經(jīng)驗，區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工，不僅能 夠保證把對周邊環(huán)境的影響控制在允許范圍內(nèi)，而且區(qū)間隧道的工程質(zhì)量、 防水效果也相對較好，工程

13、造價也較低。因此本區(qū)間的施工方法采用盾構(gòu)法。對于左右線之間的聯(lián)絡(luò)通道或泵站，由于長度很短，并受盾構(gòu)施工所限制， 地層加固后采用礦山法施工。6. 1 盾構(gòu)機選型根據(jù)南京、上海及國內(nèi)大量盾構(gòu)隧道工程實踐表明：在淤泥質(zhì)粘土、砂土層中采用加泥式土壓平衡盾構(gòu)，正常施工情況下，通 過盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)控制和采用同步和二次注漿，可將盾構(gòu)施工的地面變形（短 期沉降量）控制在+10-30mm范圍內(nèi)。對于有特殊要求的地下構(gòu)筑物，再通過地面跟蹤注漿、攪拌樁或旋噴樁等 加固措施后，可以將地下構(gòu)筑物的短期沉降量控制在+10-15mm范圍內(nèi)，長 期沉降量控制在-50mm范圍內(nèi)，滿足市區(qū)較高的環(huán)境保護(hù)要求。另外由于采用寬度較大的

14、管片，而且采用錯縫拼裝（千斤頂?shù)乳L），盾構(gòu) 機較長，為增大盾構(gòu)機的靈敏性、利于線路控制并減小對地層的擾動，根據(jù) 國內(nèi)工程的經(jīng)驗一采用寬于1.2m的錯縫拼裝管片的區(qū)間一般采用餃接型盾 構(gòu)，盾構(gòu)機宜采用餃接型盾構(gòu)。因此推薦采用餃接型加泥式土壓平衡盾構(gòu)。元通站向興路站區(qū)間土層主要物理力學(xué)參數(shù)建議值表UU 石土巖 土含水量重度孔隙比塑性液性壓縮壓縮直剪固快三軸快剪三軸固快（有效應(yīng)力法）靜止基床系數(shù)無側(cè)限地基承標(biāo)準(zhǔn)貫入滲透系數(shù)（濕）指數(shù)指數(shù)系數(shù)模量粘聚力內(nèi)摩擦粘聚力內(nèi)摩擦粘聚力內(nèi)摩擦側(cè)壓力水平垂直抗壓載力特實驗垂直水平分層名 稱wYeI PIL0 1-2Es1-2c角（Pc角（Pc角（P系數(shù)K0KxKv

15、強度征值f k桿長修正值NKvK h(%)(KN/m3)(MPa-1)(MPa)(KPa)( )(KPa)( )(KPa)( )(MPa/m)(MPa/m)(KPa)(KPa)（擊）(cm/s)(cm/s)-1雜填土8-2b素填土25.919.10.77413.70.160.325.042.518.681008.32.17E-047.20E-04-3淤泥64.216.01.7716.82.351.961.5406.71E-06-1b 3-2粉質(zhì)粘土0.824.019.210.01050.2*853.8-2b 4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土39.917.81.11115.11.080.693.018.89.4

16、205.95.819.30.556652.21.02E-066.96E-06-3b3粉質(zhì)粘土36.017.81.05213.60.980.563.517.68.715*3.9*11.120.10.331280.7*854.58.36E-053.01E-05-3C3粉土29.218.00.9028.00.960.356.012.823.360.0*1104.94.91E-053.59E-04-3d2粉細(xì)砂25.718.90.6780.1210.08.030.216.025.91518015.7-4d 2-1粉細(xì)砂22.612.02519019.0-5d 2-1粉細(xì)砂15.0200注：（）內(nèi)值為經(jīng)

17、驗值；剪切實驗，標(biāo)貫實驗及無側(cè)限抗壓強度數(shù)值加*的為平均值，三軸固快加*為總應(yīng)力法數(shù)值。6.2地面沉降控制措施根據(jù)國內(nèi)外盾構(gòu)施工經(jīng)驗，土壓平衡盾構(gòu)在不采用地層加固的情況下正常 施工，地面沉降一般能夠控制-30+10mm范圍內(nèi)，能夠保證建筑物和管線的 安全，但需要施工中采取綜合措施：1）充分掌握周邊環(huán)境情況盾構(gòu)推進(jìn)前，應(yīng)掌握施工影響范圍內(nèi)的地面建、構(gòu)筑物、地下障礙物、地 下管線等，必要時可進(jìn)行物探或開樣槽探明，對重要建、構(gòu)筑物應(yīng)提出相應(yīng) 的保護(hù)措施。2）建立完善的監(jiān)控量測系統(tǒng)，及時定期進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)控量測是現(xiàn)代地下工程信息化施工的重要內(nèi)容和組成部分，是動態(tài)了解 盾構(gòu)施工對地面沉降和周圍建筑物影響的重

18、要手段，通過量測信息的反饋， 可及時調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)和采取技術(shù)措施，以確保工程安全和保護(hù)周圍環(huán)境3）掌握盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與地層位移間的規(guī)律，進(jìn)行智能化施工。盾構(gòu)推進(jìn)的初始100m長度作為試驗段，根據(jù)地面變形監(jiān)測數(shù)據(jù)及盾構(gòu)施 工所采用的參數(shù)，掌握不同地層中盾構(gòu)機掘進(jìn)參數(shù)和地表沉降的相關(guān)關(guān)系， 不斷優(yōu)化調(diào)整，以使盾構(gòu)在全線推進(jìn)中，能隨地質(zhì)、埋深、環(huán)境條件變化而 動態(tài)地、合適地確定施工參數(shù)，做出快速、靈活兼預(yù)測性的應(yīng)變反應(yīng)。4）加強機械檢修養(yǎng)護(hù)，避免長時間停機，防止螺旋輸送機噴涌砂，盾尾 和餃接部位漏砂等，造成地層損失，加大沉降。5）重視二次注漿控制沉降的作用。6）盾構(gòu)姿態(tài)控制控制好盾構(gòu)姿態(tài)，避免盾構(gòu)大

19、幅糾偏、上浮或叩頭、后退等現(xiàn)象發(fā)生。另 外在曲線地段施工，減少超挖。7）先期沉降預(yù)測，必要時提前進(jìn)行地層加固對區(qū)間控制性建（構(gòu)）筑物或管線沉降根據(jù)經(jīng)驗和施工變形規(guī)律，先期進(jìn) 行預(yù)測分析，若總沉降量預(yù)計超出標(biāo)準(zhǔn)，在盾構(gòu)掘進(jìn)前進(jìn)行地層加固措施， 一般采取地面跟蹤注漿、攪拌樁或旋噴樁等進(jìn)行加固處理，在盾構(gòu)通過后再 進(jìn)行二次注漿處理。7.形隧道襯砌結(jié)構(gòu)選型及制造精度1）單、雙層襯砌比較本標(biāo)段區(qū)間所穿越的土層為松軟含水地層。南京地鐵一號線以及上海地鐵 盾構(gòu)區(qū)間的施工經(jīng)驗表明：采用有一定接頭剛度的單層柔性襯砌是合理的、 成功的，圓環(huán)的變形、接縫張開及磔裂縫開展等，均控制在預(yù)期的要求內(nèi)， 完全滿足了地鐵區(qū)間

20、隧道的設(shè)計要求。而且采用單層襯砌，施工工藝單一、 工程實施周期短、投資省，可確保工程如期貫通的目標(biāo)。鑒于上述情況，經(jīng) 綜合的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較論證，區(qū)間隧道均采用單層襯砌。2）隧道內(nèi)徑的確定隧道內(nèi)徑的確定主要取決于地下鐵道的限界，同時還要考慮施工誤差、測 量誤差、線路擬合誤差及不均勻沉降等諸多因素，見表7-1。南京地鐵二號線圓形區(qū)間隧道建筑限界為（P 5200mm的圓，按國內(nèi)已建盾 構(gòu)區(qū)間隧道的情況，隧道內(nèi)徑有兩種方案：（p 5400mm和（p 5500mm。隧道內(nèi)徑比較表7-1項目廣州地鐵一、二號線、北京地鐵上海地鐵，南京地鐵一號線建筑限界(p 5200mm(p 5200mm線路擬合誤差+ 0m

21、m,局部 + 20mm+ 0mm,局部 + 20mm軸線施工偏差+ 80mm+ 80mm后期沉降+ 50mm隧道內(nèi)徑(p 5400mm(p 5500mm根據(jù)上表分析，隧道的內(nèi)徑的差異主要由軸線施工偏差和后期沉降所決 定。南京地鐵二號線號線地層和一號線地層相差不大，因此隧道內(nèi)徑采用5500mm o3）管片厚度管片的厚度一般為管片外徑的5%6%,已建上海地鐵一、二號線和南京 地鐵的管片厚度為350mm；廣州地鐵一號線、二號線及北京地鐵五號線襯砌 環(huán)的厚度為300mm。按照國內(nèi)的設(shè)計經(jīng)驗一般在富水的軟流塑地層中管片采 用350mm的厚度；在地基承載力較高的地層中采用300mm的厚度。因此區(qū)間采用35

22、0mm厚的管片。4）管片寬度隨著國內(nèi)盾構(gòu)區(qū)間的設(shè)計施工經(jīng)驗的成熟，管片寬度有逐漸增大的趨勢。 從早期上海地鐵的1.0m寬度逐漸加大到廣州地鐵的1.5m寬度。管片加寬有利于區(qū)間隧道防水、提高施工效率并節(jié)省工程造價，但管片加 寬至1.5m,對于施工管理、后配套系統(tǒng)有了更高的要求。結(jié)合南京地鐵一號 線盾構(gòu)區(qū)間的的施工經(jīng)驗，區(qū)間采用1.2m管片寬度。5）管片分塊襯砌圓環(huán)的分塊數(shù)與隧道直徑大小、縱向螺栓個數(shù)及管片的制作、運輸、 吊裝以及采用拼裝方式有關(guān)。就中等直徑隧道而言，分68塊居多，國內(nèi)的 實踐情況是：極少數(shù)采用4分塊上海地鐵一號線試驗段具有試驗性 質(zhì)，大多數(shù)采用6分塊，例如：南京地鐵一號線，上海地

23、鐵一、二號線，廣 州地鐵一、二號線，北京地鐵。四分塊方案從結(jié)構(gòu)受力角度上看，結(jié)構(gòu)剛度大，構(gòu)造引起的位移小，且在 軟土地層中，其接縫處彎矩接近零。但由于管片弧長偏長，吊裝運輸及拼裝 不方便。68分塊較四分塊不但減小了單塊尺寸和重量，而且由于可采用小 封頂塊，使拼裝方式從徑向插入改為縱向插入，改善了結(jié)構(gòu)受力。在68分塊相互比較中：6分塊的接縫少、拼裝塊、更經(jīng)濟(jì)；以現(xiàn)有的 施工水平，6分塊在制作、運輸及拼裝過程不存在問題。根據(jù)國內(nèi)的施工實踐，區(qū)間采用六分塊：三個標(biāo)準(zhǔn)塊A、兩個鄰接塊B、 一個小封頂塊Ko6）管片的拼裝及連接方式管片拼裝方式管片拼裝方式包括管片環(huán)間拼裝方式和封頂塊插入方式。環(huán)間拼裝方式

24、：環(huán)間拼裝方式有通縫拼裝和錯縫拼裝兩種。通縫拼裝施工 簡單，錯縫拼裝可提高管片接縫剛度、改善接縫防水性能，但若管片制作及 拼裝精度不夠理想，施工中管片接縫處混凝土易被頂裂。在國內(nèi)，上海的盾構(gòu)隧道一般采用通縫拼裝，廣州地鐵、南京地鐵、北京 地鐵試驗段皆采用錯縫拼裝。在國外，一般以錯縫拼裝為主。為加強結(jié)構(gòu)的整體性，改善接縫的防水性能，區(qū)間隧道管片采用錯縫拼裝。封頂塊的插入方式：封頂塊的插入方式包括徑向插入、縱向插入、徑向插 入和縱向插入相結(jié)合三種方式。第三種方式綜合了前兩種方式的優(yōu)點：既有 利于減小千斤頂?shù)男谐桃栽黾庸芷瑢挾?，又改善了封頂塊的接縫受力性能。 在國內(nèi)外的施工實踐中采用第三種方式居多。

25、區(qū)間隧道封頂塊采用徑向插入和縱向插入相結(jié)合的插入方式。連接方式管片的連接方式有三種：螺栓連接、無螺栓連接、銷釘連接。國外三種連接方式均有采用，而采用螺栓連接較多，但國內(nèi)基本上均采用 螺栓連接，鑒于國內(nèi)的設(shè)計施工水平，宜采用螺栓連接。螺栓連接主要包括直螺栓連接、彎螺栓連接和斜螺栓連接。直螺栓連接對 精度要求不高，但其開手孔較大，對管片截面削弱較大；彎螺栓連接對精度 要求較高，開手孔較小，對管片截面削弱較?。恍甭菟▽芷孛嫦魅踝钚? 施工也最方便，但其對螺栓和預(yù)埋件精度要求最高，材料可能需從國外進(jìn)口 而增加工程造價。工程應(yīng)用情況：國外彎螺栓、斜螺栓采用較多，國內(nèi)在上海三種均有采用， 但主要是直螺

26、栓，其它如南京地鐵一號線、廣州地鐵一、二號線、北京地鐵 均采用彎螺栓。結(jié)合國內(nèi)的施工水平和材料的生產(chǎn)能力，管片連接采用彎螺栓連接。7）管片接觸面構(gòu)造形式管片接觸面構(gòu)造包括密封墊槽、嵌縫槽及凸凹樺的設(shè)計，其中前兩者為通 用的構(gòu)造形式，而凸凹樣的設(shè)置與否在不同時期、不同區(qū)域的工程實踐中有 著不同的理解：凸凹樺的設(shè)置有助于提高接縫剛度、控制不均勻沉降、改善接縫防水性能, 也利于管片拼裝就位，但與此同時增加了管片制造、拼裝的難度，是拼裝及 隧道后期沉降過程中管片開裂的因素之一，客觀上又削弱了管片防水性能。在國內(nèi)上海地鐵一、二號線環(huán)、縱縫接觸面均設(shè)凸凹樺；南京地鐵一號線、 上海黃浦江人行隧道僅在縱縫設(shè)凸

27、凹樺；廣州地鐵一、二號線、北京地鐵五 號線試驗段環(huán)、縱縫均不設(shè)凸凹樺。從有助于提高接縫剛度、控制管片拼裝錯位考慮，南京地鐵二號線盾構(gòu)管 片接觸面縱縫設(shè)凸凹樣，環(huán)縫不設(shè)凸凹樣。8）襯砌環(huán)的組合形式為了滿足區(qū)間隧道線路模擬的需要，必須選擇合適的襯砌環(huán)的形式，我們 考慮了三種方案，并進(jìn)行了比較，具體見表7-2：襯砌環(huán)的組合形式比較表表7-2方法特 點標(biāo)準(zhǔn)襯砌環(huán)、左轉(zhuǎn)彎襯砌 環(huán)和右轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)組合直線地段除施工糾偏外，多采用標(biāo)準(zhǔn)襯砌環(huán)；曲線地段可通過標(biāo)準(zhǔn)襯 砌環(huán)與左、右轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)組合使用以模擬曲線。施工方便，操作簡單左轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)和 右轉(zhuǎn)彎襯砌環(huán)組合通過左轉(zhuǎn)駕環(huán)、右轉(zhuǎn)駕環(huán)組合來擬和線路。由于每環(huán)均為楔形，

28、拼裝 時施工操作相對麻煩一些。歐洲常采用，國內(nèi)地鐵區(qū)間未采用。萬能管片通過一種楔形環(huán)管片模擬直線、曲線及施工糾偏。管片排版時，襯砌 環(huán)需扭轉(zhuǎn)多種角度，封頂塊有時位于隧道下半部，管片拼裝相對復(fù)雜，國 內(nèi)深圳地鐵中有采用。表中三種模擬方式皆是可行的，一般來說，在技術(shù)條件及施工水平允許的 情況下，襯砌環(huán)類型越少，施工管理越方便，模具利用率越高，但國內(nèi)習(xí)慣于按三種襯砌環(huán)組合來進(jìn)行線路的模擬，而且施工相對方便，南京地鐵一號 線采用此種形式。初步設(shè)計中延續(xù)一號線的做法，采用三種襯砌環(huán)組合：標(biāo)準(zhǔn)環(huán)+左轉(zhuǎn)彎環(huán)+ 右轉(zhuǎn)彎環(huán)。9）襯砌制作、拼裝檢驗精度要求為保證裝配式結(jié)構(gòu)良好的受力性能，提供符合計算假定的結(jié)構(gòu)工作

29、條件， 襯砌制作和拼裝必須達(dá)到下列精度：單塊管片制作允許誤差:寬度土0.3mm；弧、弦長土 1.0mm；外半徑土 3 mm； 內(nèi)半徑土 1mm；環(huán)向螺栓孔孔徑及孔位土 1.0mmo整環(huán)拼裝的允許誤差：相鄰環(huán)的環(huán)面間隙W0.8mm；縱縫相鄰塊塊間間隙 為lQmm （其中1mm為傳力襯墊）；襯砌對應(yīng)的環(huán)向螺栓孔不同軸度小于 1mm。推進(jìn)時軸線誤差W50mm。襯砌拼裝成環(huán)的水平、豎向直徑偏差3%oD08.隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計8. 1計算模型與計算簡圖由于管片采用錯縫拼裝，計算模型的選擇必須考慮管片接頭部位抗彎剛度 的下降、環(huán)間剪切鍵等對隧道結(jié)構(gòu)總體剛度的補強作用，根據(jù)國內(nèi)外常用的 模型和計算方法，選擇兩

30、種模型進(jìn)行分析：日本修正慣用設(shè)計法和梁一彈簧 模型法。其中修正慣用設(shè)計法國內(nèi)經(jīng)驗成熟，其結(jié)果作為結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)；梁 彈簧模型法模型符合實際情況，其結(jié)果作為參考補充。1）日本修正慣用設(shè)計法將襯砌圓環(huán)考慮為彈性勻質(zhì)圓環(huán)，用小于1的剛度折減系數(shù)n來體現(xiàn)管片 接頭的影響，不具體考慮接頭的位置，用曲梁單元模擬剛度折減后的襯砌圓 環(huán)，按三角形抗力模擬結(jié)構(gòu)與地層間的相互作用，取單環(huán)管片進(jìn)行計算，計 算結(jié)構(gòu)內(nèi)力M、N,然后考慮錯縫拼裝后的整體補強效果，進(jìn)行彎矩分配：管片內(nèi)力：計算的彎矩為（1+g）M,軸力為N；接頭內(nèi)力：計算的彎矩為（1-g）M,軸力為N；g為彎矩增大系數(shù)。1 1 1 1 1 1 】1 1 1

31、1 T基底豎向反力日本修正慣用設(shè)計法計算模型2）梁一彈簧模型法在一襯砌圓環(huán)內(nèi)，具體考慮管片接頭的位置和接頭的剛度，用曲梁單元模 擬管片的實際狀況，用接頭抗彎剛度K。來體現(xiàn)縱向接頭的實際抗彎剛度。錯 縫式拼裝時，因縱向接頭錯位將引起襯砌圓環(huán)間的相互咬合作用，此時除考慮計算的襯砌圓環(huán)外，將對其有影響的前后的襯砌圓環(huán)也作為對象，采用空 間結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，并用圓環(huán)徑向抗剪剛度Kr和切向抗剪剛度Kt來體現(xiàn)管片 環(huán)間的傳力效果。結(jié)構(gòu)與地層間的相互作用按全周彈簧模型模擬（受拉彈簧 自動取消）。8.2 荷載與組合荷載分為永久荷載、活載、施工荷載和特殊荷載等四種。永久荷載 結(jié)構(gòu)自重、水土壓力、建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生的荷載

32、。活載 地面活載一般按20kN/m2計算；結(jié)構(gòu)內(nèi)部荷載（車輛荷載及固定設(shè) 施自重等）施工荷載 盾構(gòu)千斤頂推力，不均勻注漿壓力，相鄰隧道施工影響等。特殊荷載 地震力-按抗震基本烈度為7度計算，人防荷載按六級人防計 算，按動載化為靜載計算。結(jié)構(gòu)設(shè)計時，分別就施工階段、正常運行階段和特殊階段可能出現(xiàn)的最不 利荷載組合進(jìn)行結(jié)構(gòu)強度、剛度和裂縫寬度驗算。但特殊荷載階段每次僅對荷 載永久荷載水土壓力、結(jié)構(gòu)自重、地面建筑物附加荷載活載地面活載：按20KN/m2計算；結(jié)構(gòu)內(nèi)部荷載附加荷載盾構(gòu)千斤頂推力，不均勻注漿壓力，相鄰隧道施工影響特殊荷載7地震力、六級人防荷載附：水土壓力計-算：粘性土地段采取水土合算；砂

33、層地段采取水土分算荷載 組合組合一重要性系數(shù)1.1X （何載系數(shù)1.4X活載+何載系數(shù)1.35X永久何載）組合二重要性系數(shù)1.0X荷載系數(shù)1.0X （永久荷載+一種特殊荷載）組合三重要性系數(shù)1.0X荷載系數(shù)1.0X施工荷載根據(jù)經(jīng)驗和計算分析，荷載組合二、組合三皆不控制結(jié)構(gòu)設(shè)計，基本組合 （荷載組合一）控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)。8.3 計算結(jié)果及分析根據(jù)結(jié)構(gòu)所處工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、埋置深度、結(jié)構(gòu)特點、施工條件、 相鄰隧道影響等因素，區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行分段處理，按埋深W10m、10m 埋 深W 15.8m兩種工況進(jìn)行計算分析。1）日本修正慣用設(shè)計法：作為設(shè)計依據(jù)15.8m覆土（每米）10m覆土（每米一

34、種特殊荷載進(jìn)行組合（無需驗算裂縫寬度）。2）梁一彈簧模型法：（作為設(shè)計參考補充，僅計算15.8m覆土工況）期的關(guān)鍵節(jié)點之一。彎矩圖（每環(huán)）軸力圖（每環(huán)）縱縫接頭彎矩（軸力）圖（每環(huán)）環(huán)間螺栓剪力圖8.4計算結(jié)果復(fù)核15.8m覆土：管片配筋6? 20+2? 22/環(huán)，環(huán)、縱向連接采用5.8級的M30螺栓;10m覆土：管片配筋5? 16+3? 20/環(huán)，環(huán)、縱向連接采用5.8級的M30螺栓;9.橫通道、排水泵站設(shè)計為了滿足區(qū)間防災(zāi)和排水的要求，區(qū)間在K5+177.5設(shè)置一個聯(lián)絡(luò)通道（與 泵站合建）。1）施工方法地鐵聯(lián)絡(luò)通道、泵站施工是軟土隧道設(shè)計、施工的難點，也是影響工程工國內(nèi)聯(lián)絡(luò)通道一般采用地層

35、加固后礦山法施工，在上海地鐵2號線陸家嘴 至東呂路區(qū)間隧道聯(lián)絡(luò)通道采用矩形頂管機鋼管節(jié)頂進(jìn)后澆筑混凝土的施工 方法，國外也采用過扁平箱涵頂進(jìn)的方法。在軟土地層中，后兩種方法施工 的安全性較好，但造價高，施工復(fù)雜，靈活性差，必須從區(qū)間隧道內(nèi)施工。本區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道（兼泵站）位于寬闊的經(jīng)四路中，通道上方為淤泥質(zhì)粉質(zhì) 粘土（一2B4、流塑）和粉質(zhì)粘土（一3B3、軟塑，局部流塑）。從交通 上考慮，具備疏解條件，可從地面進(jìn)行加固，加固方法采用攪拌樁，然后采 用礦山法施工。礦山法施工應(yīng)遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、快封閉、勤量測”的原則。2）支護(hù)參數(shù)250mm厚C20噴射混凝土作為初期支護(hù)；二次襯砌采用400

36、mm厚C30 模筑防水混凝土3）地基加固（1）地基加固范圍區(qū)間左右線隧道中心線以內(nèi)，隧道頂以上3m，泵站底下3m范圍內(nèi)均須 進(jìn)行地基加固。（2）地基加固要求為保證橫通道、排水泵站施工的安全、迅捷、減少對區(qū)間隧道的影響，經(jīng) 加固后的土體要有良好的自立性，密封性及必要的強度，其無側(cè)限抗壓強度 qu，0.8Mpa （樁間交接處無側(cè)限抗壓強度qu，0.5Mpa，達(dá)不到者應(yīng)予補漿）， 土體滲透系數(shù)dx10-8cm/seco4）施工步驟（1）盾構(gòu)推進(jìn)至擬建橫通道、泵站處應(yīng)一一對應(yīng)拼裝特殊襯砌環(huán)管片。（2）橫通道將施工時，按設(shè)計要求，先在特殊襯砌環(huán)中不開口部位安裝 臨時支撐，支承板等，以控制施工時襯砌環(huán)變形

37、。（3）拆除特殊襯砌環(huán)管片中的開口部分鋼管片。（4）分段、分區(qū)施工臨時支護(hù)（由鋼拱架和鋼筋網(wǎng)、噴射砼或插入的背 板構(gòu)成）。分段現(xiàn)澆鋼筋磔內(nèi)襯。采用分段向下挖土，先架設(shè)臨時支撐，然后現(xiàn)澆內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的方法施 工排水泵站。施工中結(jié)構(gòu)變形控制標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間隧道的徑向變形20mmo區(qū)間隧道的水平、垂直位移WlOmm。特殊襯砌環(huán)設(shè)計橫通道處特殊管片，由二環(huán)鋼管片、鋼筋磔復(fù)合的襯砌環(huán)構(gòu)成。環(huán)寬取為2m,每環(huán)中四塊為鋼筋磔分塊，兩塊為鋼管片分塊。其中鋼筋磔分塊形式 及螺栓孔位均與普通襯砌環(huán)的分塊相同，鋼管片分塊由兩塊不拆除的土型 鋼管片及需拆除的幾個小塊拼裝而成，其外形尺寸及螺栓孔位均與普通襯砌 環(huán)的分塊 對應(yīng)。10

38、. 洞門構(gòu)造洞門設(shè)計首先考慮施工時避免破除已做管片及洞門突出車站端墻。為此， 通過設(shè)置合適的反力架和后盾管片，并結(jié)合區(qū)間的管片排版情況，控制第一 環(huán)管片的位置，使洞門厚度在40cm 80cm之間調(diào)節(jié)。具體施作：首先盾構(gòu)進(jìn)、出洞前在車站襯砌與區(qū)間隧道連接處預(yù)埋鋼環(huán)， 盾構(gòu)區(qū)間進(jìn)、出洞時設(shè)置特殊的進(jìn)出洞環(huán)，其靠近車站端墻的端面上預(yù)埋有 鋼板。在整個區(qū)間盾構(gòu)段施工完畢后，進(jìn)行洞門結(jié)構(gòu)施工。由于車站結(jié)構(gòu)與 區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)剛度上存在較大的差異，需在洞口周圍進(jìn)行土體加固以盡可能 避免產(chǎn)生不均勻沉降，同時由密到疏設(shè)置變形縫以最大限度消除不均勻沉降 帶來的對結(jié)構(gòu)和防水的不良影響。洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計為鋼筋混凝土，混凝土

39、的強度等級為C40,抗?jié)B等級為SlOo 通過部分結(jié)構(gòu)配筋將二襯預(yù)埋鋼環(huán)與管片上的預(yù)埋鋼板焊接起來，使車站結(jié) 構(gòu)和隧道結(jié)構(gòu)連為一體，以增加洞門結(jié)構(gòu)的整體性。盾構(gòu)進(jìn)出洞地基加固因盾構(gòu)進(jìn)出洞洞門外土體多為軟弱含水的土層，若不提前加固處理極易坍方或流失，造成地面塌陷，甚至使盾構(gòu)失去控制，為確保施工安全，必須對 洞門外土體進(jìn)行加固處理。1）地基加固方法元通站北端頭地層為軟塑或流塑的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，采用深層攪拌樁進(jìn)行 加固。向興路站南端頭地層上部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，下部為粉土或粉細(xì)砂，采取 高壓旋噴樁進(jìn)行加固。加固后的土體，應(yīng)有良好的均勻性、自立性、止水性，其無側(cè)限抗壓強度 qu 為 0. 50.8MPa,

40、滲透系數(shù).0 xl0-8cm/sceo2）地基加固范圍經(jīng)計算和地鐵施工經(jīng)驗，加固范圍為：盾構(gòu)始發(fā)：加固長度一般為6m,加固寬度為盾構(gòu)外徑兩側(cè)和底部2m。盾構(gòu)到達(dá)：加固長度一般為3m,加固寬度為盾構(gòu)外徑兩側(cè)和底部2m。12.結(jié)構(gòu)防水1防水原則以防為主，多道設(shè)防，綜合治理。以采用高精度管片為前提，混凝土自身防水為根本，管片接縫防水，區(qū)間 隧道與工作井、聯(lián)絡(luò)通道接頭防水為重點，確保區(qū)間隧道整體防水性能。12.2防水標(biāo)準(zhǔn)盾構(gòu)法區(qū)間隧道防水等級為二級，結(jié)構(gòu)不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量的 濕漬，總濕漬面積不大于總防水面積的6 / 1000，任意100 m2防水面積上的 濕漬不超過4處，每個濕漬的最大面積不

41、超過0.2 m2。12.3防水技術(shù)要求1）管片混凝土抗?jié)B等級為S10。2）管片裂縫應(yīng)不大于0.2mm。3）地下水對混凝土有腐蝕時，要求混凝土的抗侵蝕系數(shù)大于0.8。4）接縫彈性密封墊在錯位10mm,且環(huán)縱縫張開6mm （其中包括彈性密 封墊溝槽制作誤差、拼裝誤差、后期接縫變化）時，能長期抗18MPa的水壓 不漏水。12.4主要防水措施1）襯砌外注漿防水因盾構(gòu)施工的特點，在襯砌管片與天然土體之間存在環(huán)形空隙，通過同步 注漿與二次注漿充填空隙，形成一道外圍防水層，有利于區(qū)間隧道的防水。2）襯砌混凝土自防水在管片生產(chǎn)中，通過合理的配合比設(shè)計、規(guī)范的材料選購、嚴(yán)格的生產(chǎn)控 制和檢測等措施來確保管片的抗

42、滲性能。3）管片接縫防水為了滿足接縫防水要求，在管片接縫處設(shè)置了框形彈性密封墊和嵌縫兩道 防水措施，并以彈性密封墊為主要防水措施。彈性密封墊防水密封墊采用三元乙丙橡膠，下部開有多個孔槽，可改善應(yīng)力一應(yīng)變特性， 使接縫張開一定范圍時，密封墊接觸面的壓應(yīng)力變化較小，在滿足水密要求 的前提下減小拼應(yīng)力。變形縫處在密封墊外增設(shè)遇水膨脹橡膠，進(jìn)一步加強變形縫處防水能力。嵌縫防水嵌縫槽密封材料采用聚合物水泥（如氯丁膠乳水泥砂漿），材料與混凝土 結(jié)合面用界面處理劑進(jìn)行處理。嵌縫范圍：洞門段30m、聯(lián)絡(luò)通道兩側(cè)各810m處等變形量大的襯砌環(huán) 段進(jìn)行整環(huán)嵌填，其余區(qū)段則在拱頂40范圍和拱底90范圍內(nèi)嵌填的。4）

43、螺栓孔及吊裝孔（注漿孔）的防水螺栓孔防水：采用遇水膨脹橡膠密封圈作為螺栓孔密封圈，利用壓密和膨 脹雙重作用加強防水，而且材料到期可以更換。吊裝孔（注漿孔）防水：當(dāng)?shù)跹b孔和注漿孔結(jié)合使用時，為減少注漿孔作 為隧道滲水的薄弱環(huán)節(jié)，在吊裝孔的管片外側(cè)留50毫米的素磔，當(dāng)需要進(jìn)行襯砌背后二次注漿時，將吊裝孔素磔破開，作為注漿孔使用。注漿孔設(shè)置一 道水膨脹螺孔密封圈加強防水。5）盾構(gòu)進(jìn)出洞時的防水盾構(gòu)進(jìn)出洞時，由于推力減小，管片彈性密封墊難以壓緊，施工中應(yīng)采取 管片拉緊措施，并加強注漿防水。6）防腐蝕對襯砌螺栓、其它金屬連接件和外露件必須作熱浸鋅或鋅基銘酸鹽涂層處 理。13. 工程籌劃13.1工程特點及施工總體安排根據(jù)盾構(gòu)施工的特點和二號線一期工程的總體籌劃，本區(qū)間與向新路站 所街站區(qū)間采用一臺盾構(gòu)機施工，盾構(gòu)在所街站南端盾