城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工之暗挖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工StructuralDesignandConstructionofUrbanRailTransit主講：周順華教授同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院第六章暗挖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄第一節(jié)概述第二節(jié)隧道圍巖分級(jí)第三節(jié)深埋隧道與淺埋隧道第四節(jié)超前預(yù)支護(hù)設(shè)計(jì)第五節(jié)初期支護(hù)設(shè)計(jì)與變形控制第六節(jié)二次襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述淺埋暗挖法是在淺埋情況下，圍巖不能形成承載拱時(shí)的一種施工方法。雖然該方法吸納了新奧法施工中信息化監(jiān)測的思路，但淺埋暗挖法與新奧法相比，在設(shè)計(jì)理念上有著本質(zhì)的區(qū)別——嚴(yán)格控制威嚴(yán)的變心，否則會(huì)引起松動(dòng)破壞或產(chǎn)生過量的變形并波及地表。

第二節(jié)隧道圍巖分級(jí)圍巖分級(jí)的依據(jù)：（1）單一的巖性指標(biāo)；（2）單一的綜合巖性指標(biāo)；（3）復(fù)合指標(biāo)。圍巖分級(jí)的基本標(biāo)準(zhǔn)：《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10003——2005)。圍巖級(jí)別的修正：結(jié)合地下洞室的特點(diǎn)，考慮地下水狀態(tài)、初始應(yīng)力等因素。第三節(jié)深埋隧道與淺埋隧道（1）深埋和淺埋的判定方法1.根據(jù)隧道塌落拱高度深埋與淺埋隧道分界以2.5倍塌方高度來確定。當(dāng)?shù)孛嫠交蚪咏?，可根?jù)下表判斷是否為淺埋隧道圍巖級(jí)別IIIIVV單線隧道覆蓋厚度5~710~1418~25雙線隧道覆蓋厚度8~2015~2030~35

建議深埋與淺埋隧道分界深度采用下列值：VI級(jí)圍巖為4D~6D；V級(jí)圍巖為2.5D~3.5D；IV級(jí)圍巖為1.5D~2.5D；III級(jí)圍巖為0.5D~1.0D。

第四節(jié)超前預(yù)支護(hù)設(shè)計(jì)（1）超前小導(dǎo)管法超前小導(dǎo)管是沿著開挖輪廓線向外將管壁帶空的小導(dǎo)管打入地層內(nèi)，并以一定壓力向管內(nèi)注具有固化作用的漿液，使圍巖形成注漿的固體，小導(dǎo)管自身起加筋的作用，即可以提高巖體的整體性，也可以封堵地下水。（2）管棚棚法管棚法是在在隧道道開挖挖之前前，沿沿著隧隧道開開挖輪輪廓線線外的的設(shè)定定部位位，鋪鋪設(shè)鋼鋼管，，并可可以通通過鋼鋼管的的注漿漿孔向向圍巖巖注漿漿，對(duì)對(duì)管棚棚周圍圍的圍圍巖進(jìn)進(jìn)行加加固，，使管管棚成成為隧隧道后后續(xù)開開挖的的防護(hù)護(hù)傘（（棚）），達(dá)達(dá)到安安全施施工的的目的的。1.管棚的的布設(shè)設(shè)2.管棚法法的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算模模型管棚的設(shè)設(shè)計(jì)參參數(shù)主主要包包括管管棚的的數(shù)量量、管管徑、、間距距等，，在淺淺埋條條件下下，還還得考考慮各各施工工階段段引起起的沉沉降以以便對(duì)對(duì)沉降降控制制采取取相應(yīng)應(yīng)的措措施。。（3）水平平旋噴噴法在土層層中水水平（（亦可可作小小角度度的俯俯、仰仰和外外斜））鉆進(jìn)進(jìn)成孔孔，注注漿管管成水水平狀狀，噴噴嘴由由里向向外移移動(dòng)進(jìn)進(jìn)行旋旋噴注注漿，，適用用于沙沙類土土、粘粘性土土、黃黃土和和人工工填土土等地地層。。（4）冷凍凍法冷凍法法是利利用人人工制制冷技技術(shù)加加固含含水地地層的的一種種特殊殊工法法，在在擬建建地下下構(gòu)筑筑物周周圍中中安裝裝凍結(jié)結(jié)管，，并在在凍結(jié)結(jié)管內(nèi)內(nèi)循環(huán)環(huán)低溫溫液體體或氣氣體，，是凍凍結(jié)管管周圍圍的含含水地地層逐逐步結(jié)結(jié)冰，，形成成凍土土帷幕幕，然然后再再凍土土帷幕幕包圍圍中安安全的的進(jìn)行行地下下構(gòu)筑筑物施施工。。（5）淺層層地表表超前前錨桿桿注漿漿加固固法地表砂砂漿錨錨桿預(yù)預(yù)加固固是淺淺埋隧隧道預(yù)預(yù)計(jì)破破裂范范圍內(nèi)內(nèi)從地地表向向下鉆鉆孔灌灌入水水泥砂砂漿再再打入入錨桿桿。使使砂漿漿錨桿桿與巖巖土結(jié)結(jié)成一一體，，提高高地層層的整整體強(qiáng)強(qiáng)度和和穩(wěn)定定性，，抑制制隧道道開挖挖后巖巖土體體的移移動(dòng)，，防止止塌方方事故故的發(fā)發(fā)生。。第五節(jié)節(jié)初初期支支護(hù)設(shè)設(shè)計(jì)與與變形形控制制（1）初期期支護(hù)護(hù)的類類型及及適用用條件件1.噴射混混凝土土2.噴射鋼鋼纖維維混凝凝土3.水泥裹裹沙噴噴射混混凝土土4.錨桿5.型鋼拱拱架和和格柵柵鋼架架（2）初期期支護(hù)護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)1.初期支支護(hù)的的厚度度2.強(qiáng)度等等級(jí)3.鋼拱架架4.鋼筋網(wǎng)網(wǎng)5.錨桿（3）變形形控制制技術(shù)術(shù)1.選擇合合適的的分步步開挖挖方法法2.選擇合合適的的超前前預(yù)支支護(hù)方方法3.加強(qiáng)初期支支護(hù)4.控制施工進(jìn)進(jìn)尺及臺(tái)階階長度5.加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)監(jiān)測第六節(jié)二二次襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）計(jì)算原則則1.隧道結(jié)構(gòu)采采用以概率率理論為基基礎(chǔ)的極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)法，以可可靠指標(biāo)度度量結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的可靠靠度；2.結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)應(yīng)根據(jù)承載載力極限狀狀態(tài)及正常常使用極限限狀態(tài)的要要求，分別別按下列規(guī)規(guī)定進(jìn)行計(jì)計(jì)算驗(yàn)算：：a.承載力及穩(wěn)穩(wěn)定、b.變形、c.抗裂及裂縫縫寬度；3.結(jié)構(gòu)計(jì)算簡簡化模型的的確定；4.隧道襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)一般按按平面受力力進(jìn)行分析析；5.淺埋結(jié)構(gòu)在在地下水位位以下時(shí)，，還要進(jìn)行行結(jié)構(gòu)抗浮浮驗(yàn)算。（2）計(jì)算模式