第一卷 某地鐵一期7 標(biāo)段施工組織設(shè)計(jì)2

PAGEPAGE1目錄TOC\o"1-3"第一章某地鐵一期7標(biāo)段施工組織設(shè)計(jì) 2第1節(jié)設(shè)計(jì)依據(jù) 2第2節(jié)工程概況 3第3節(jié)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)原則 4第4節(jié)工程自然條件 11第5節(jié)盾構(gòu)法隧道 21第6節(jié)聯(lián)絡(luò)通道及泵房 71第7節(jié)地層加固 77第8節(jié)防水工程 79第9節(jié)盾構(gòu)隧道與車站的接口技術(shù)條件 87第10節(jié)環(huán)境保護(hù)與沉降控制 87第11節(jié)補(bǔ)充地質(zhì)勘測要求 94第12節(jié)設(shè)計(jì)質(zhì)量保證體系及進(jìn)度計(jì)劃 95

某地鐵一期7標(biāo)段施工組織設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)第一節(jié)業(yè)主提供的資料1.1.1業(yè)主提供的標(biāo)書業(yè)主提供的`標(biāo)書《深圳地鐵一期工程第七標(biāo)段施工隧道盾構(gòu)工程招標(biāo)文件》包含：第Ⅰ卷商務(wù)部分第Ⅱ卷技術(shù)規(guī)范第Ⅲ卷工程量清單第Ⅳ卷業(yè)主的圖紙第Ⅴ卷現(xiàn)場參考資料除招標(biāo)文件外，還包含業(yè)主發(fā)出的有關(guān)補(bǔ)遺通知1.1.2業(yè)主提供的圖紙業(yè)主提供的圖紙包含業(yè)主招標(biāo)文件第Ⅳ卷第十章第103節(jié)“業(yè)主的圖紙”內(nèi)容。第二節(jié)設(shè)計(jì)施工聯(lián)合體協(xié)議1.2.1設(shè)計(jì)施工聯(lián)合體協(xié)議《成立設(shè)計(jì)施工聯(lián)合體對“深圳地鐵一期工程第七標(biāo)段盾構(gòu)隧道工程”進(jìn)行投標(biāo)的協(xié)議》1.2.2設(shè)計(jì)投標(biāo)協(xié)議《關(guān)于“深圳地鐵一期工程第七標(biāo)段盾構(gòu)隧道工程”設(shè)計(jì)投標(biāo)的協(xié)議》工程概況第一節(jié)工程概述深圳地鐵一期工程由兩條線組成：一號線從羅湖至?xí)怪行?，四號線從皇崗至文化中心。干線總長19.468公里，包括17個車站（16個地下車站和一個地面車站）。本次投標(biāo)的盾構(gòu)第七標(biāo)段為天虹~崗廈區(qū)間。第七標(biāo)段天虹～崗廈區(qū)間隧道從天虹站西端順深南中路向西延伸，穿過華富路至福天路口，然后向南離開深南中路，下穿福天河，經(jīng)過一片荔枝園，過福華路立交橋和福華新村后，再向西到達(dá)崗廈站。盾構(gòu)區(qū)間隧道起訖里程CK5+338～CK7+108.601，總長度3471.6m，其中右線隧道長1728.1m，左線隧道長1743.5（右線長鏈8.283m，左線長鏈23.720m）。隧道縱坡為“V”型坡，最大縱坡25‰，盾構(gòu)始發(fā)井為設(shè)置在區(qū)間中部的中間井，在天虹站端、崗廈站端設(shè)置起吊井。盾構(gòu)中間井起訖里程為CK6+325.00～CK6+375.00（左CK6+311.408～左CK6+361.408），中間井至天虹站的盾構(gòu)推進(jìn)長度為986.2m（左線推進(jìn)長度972.608m），至崗廈站的盾構(gòu)推進(jìn)長度為741.884m（左線推進(jìn)長度為770.913m第二節(jié)工程范圍本工程的設(shè)計(jì)包括第七標(biāo)段的區(qū)間圓形盾構(gòu)隧道，以及該標(biāo)段兩段區(qū)間內(nèi)雙線隧道間的1條聯(lián)絡(luò)通道/泵房、盾構(gòu)區(qū)間中間井以及與車站和中間井相連接的8個洞門等永久工程的`設(shè)計(jì)和其它臨時工程的設(shè)計(jì)。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)原則本工程的設(shè)計(jì)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)原則應(yīng)滿足業(yè)主招標(biāo)文件的要求。第一節(jié)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3.1.1線路 平面最小平面曲線半徑：300m曲線間水平夾直線最小長度：20m 縱斷面最小豎曲線半徑：3000m最大坡度：一般為30‰3.1.2限界標(biāo)稱隧道限界為5200mm。實(shí)際的隧道直徑和輪廓，應(yīng)使一個虛擬的標(biāo)稱直徑為5200mm的以理論軸線為中心的圓盤，在任何一個垂直于業(yè)主圖紙所定義的隧道理論軸線的平面內(nèi)通過隧道而不碰觸隧道的任何地方。隧道管片的內(nèi)徑不應(yīng)大于5500mm。3.1.3地面沉降控制除非在一些特定情況下需要考慮更為嚴(yán)格的控制值，地面沉降應(yīng)控制在-30mm以內(nèi)。在任何情況下最大允許隆起量為+10mm。建筑物的不均勻沉降應(yīng)小于有關(guān)規(guī)范的規(guī)定值。如果估算的最大沉降大于15mm，鄰近建筑物的不均勻沉降應(yīng)限制在1/500的基礎(chǔ)傾斜之內(nèi)，3.1.4永久工程設(shè)計(jì)壽命3.1.5混凝土材料所有工程的設(shè)計(jì)壽命為100年。管片混凝土的強(qiáng)度等級最小應(yīng)為C50，抗?jié)B等級為S10。洞門混凝土等級不應(yīng)低于C40，并采用防水混凝土。聯(lián)絡(luò)通道/泵房混凝土等級不應(yīng)低于C30，并采用防水混凝土。3.1.6防水等級隧道襯砌拱部：A級；不允許出現(xiàn)滲水、漏水和水斑現(xiàn)象。隧道襯砌拱腰、拱底豎井：B級；可允許出現(xiàn)少量滲漏，但這種滲漏應(yīng)使施工縫混凝土表面的水斑限制在最低限度，而且不應(yīng)出現(xiàn)肉眼可見的水流。3.1.7最大裂縫寬度管片：最大裂縫允許寬度為0.2mm。

聯(lián)絡(luò)通道和洞門：最大裂縫允許寬度為0.3mm。

3.1.8地震本工程按7度地震烈度設(shè)防。第二節(jié)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中按照國家和廣東省、深圳市最新的規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，設(shè)計(jì)過程中采用的主要設(shè)計(jì)規(guī)范如下表表3.2-1所列。設(shè)計(jì)時，當(dāng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)有遺漏、廢止或因合理的原因而棄用時，將在征得監(jiān)理工程師同意，補(bǔ)充規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以滿足本合同的要求。主要設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)表3.2-1設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)編碼名稱GB50157-92地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范（國標(biāo)）GB50299-1999地下鐵道工程施工與驗(yàn)收規(guī)范GBJ90-99鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范TB10003-99鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范TBJ204-96鐵路隧道施工規(guī)范TBJ108-92鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)則JGJ94-94建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ79-91建筑地基處理技術(shù)規(guī)范GBJ7-89建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范YBJ225-91軟土地基深層攪拌加固技術(shù)規(guī)程GBJ10-89(93、96年局部修訂)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ18-96鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程GBJ108-87地下工程防水技術(shù)規(guī)范GBJ208-83地下防水工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ11-89（93年局部修訂）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50191-93構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB86-85錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范GBJ17-88鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50205-95鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范JGJ3-91鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程GB50152-92混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)JTG120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程CJJ71-97地下鐵道限界標(biāo)準(zhǔn)GB50021-94巖土工程勘察規(guī)范GB50204-92混凝土結(jié)構(gòu)施工與驗(yàn)收規(guī)范GBJ119-88混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GB50164-92混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)CECS22-90土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB50212-91建筑防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50026-93工程測量規(guī)范GBJ16-87（修訂本）建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范JGJ52-92普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法JGJ53-92普通混凝土用碎石及卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方GB50225-95人民防空工程設(shè)計(jì)規(guī)范CJ18-86污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)CJ13-86危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)GBJ144-90工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)GB3095-1996環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)SJG05-96深圳建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范SJG04-96深圳地區(qū)地基處理技術(shù)規(guī)范GBJ9-87建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ50057-94建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ105-87建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)GBJ140-90建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范GB5749-85生活引用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)DB4426-89水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（廣東?。?6-1-11市人大常委會24深圳市經(jīng)濟(jì)特區(qū)城市供水用水條例GB12523-90建筑施工場地界噪聲限值GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)廣東省人大廣東省勞動安全衛(wèi)生條例第三節(jié)主要設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則的擬定要以能滿足工程的實(shí)際情況，達(dá)到合同規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求為目的。主要設(shè)計(jì)原則為：1、工程結(jié)構(gòu)安全等級為一級。2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按7度地震驗(yàn)算并設(shè)防。3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按六級人防驗(yàn)算并設(shè)防。4、在業(yè)主提供的初步設(shè)計(jì)文件的基礎(chǔ)上，根據(jù)合同第Ⅱ卷《技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與要求，對本工程的初步設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化并完成施工圖設(shè)計(jì)。5、本工程的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足工程施工、地鐵運(yùn)營、防排水，以及場地、環(huán)境、規(guī)劃的要求。6、隧道管片的凈空尺寸除滿足標(biāo)稱隧道限界5200mm的規(guī)定外，還考慮盾構(gòu)推進(jìn)、管片安裝、管片環(huán)橢變或進(jìn)一步的位移等導(dǎo)致的各種偏差。7、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，尚需滿足防水防腐、防迷流和預(yù)埋件設(shè)置的要求。8、管片襯砌環(huán)的直徑變形控制在2‰D（D為管片外徑）；環(huán)縫張開不大于2mm，縱縫張開不大于3mm。9、為便于管片制作、安裝的系列化、定型化和規(guī)范化，通過規(guī)模效益達(dá)到節(jié)省投資的目的，管片設(shè)計(jì)根據(jù)各區(qū)間隧道的埋置深度、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，采用分段設(shè)計(jì)、綜合分析、分類統(tǒng)一的原則。10、在不考慮表面摩擦力時，結(jié)構(gòu)抗浮安全系數(shù)不小于1.07；在考慮表面摩擦力時，結(jié)構(gòu)抗浮安全系數(shù)不小于1.15。工程自然條件第一節(jié)氣象條件深圳氣候溫和，平均年氣溫22.2℃，相對濕度79%。它是亞熱帶季風(fēng)氣候，夏天濕熱。降水充足，年平均降水量1914.5m。年平均降雨天數(shù)144.7天。雨季為5月至9第二節(jié)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件根據(jù)業(yè)主提供的《深圳地鐵一期工程盾構(gòu)工程設(shè)計(jì)圖紙（天虹～崗廈）》中的描述，本標(biāo)段的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件主要有以下特點(diǎn)：4.2.1地形地貌第七標(biāo)段天虹~崗廈區(qū)間地處臺地、沖積平原，地形平坦，稍有起伏。沿線兩側(cè)建筑物密集，主要建筑物有天虹商場、航空大廈、上海賓館、北方大廈、福田大廈、深圳文化大廈、高科利花園大廈、福華路立交橋、福華新村等，地下各種管線、管道縱橫。4.2.2工程地質(zhì)條件1、地層巖性本段勘探范圍內(nèi)上覆第四系全新人工堆積層（Q4ml）、沖積層（Q4al）及第四系殘積層（Qel），下覆燕山期花崗巖（r53）侵入體、構(gòu)造角礫巖、構(gòu)造角礫，現(xiàn)將其巖性特征由新至老分述如下：（1）第四系全新統(tǒng)人工堆積層①、素填土（粘土）：顏色以棕紅、褐黃色為主，堅(jiān)硬~可塑，層厚0.5~7.0m，局部含少量碎石、磚塊、礫砂等，平均壓縮系數(shù)a0.1~0.2=0.5MPa-1，平均壓縮模量ES=4.21MPa，屬中~高壓縮性土，主要分布于CK5+328.5~CK6+114段。②、素填土（粉質(zhì)粘土）：顏色以棕紅、褐黃色為主，硬塑，層厚0~6.6m，局部含少量碎石、磚塊、礫砂等，平均壓縮系數(shù)a0.1~0.2=0.43MPa-1，平均壓縮模量ES=4.26MPa，屬中高壓縮性土，分布于CK5+114~CK7+089.15段（2）第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）①、淤泥：灰黑色，流塑，夾有腐殖質(zhì)，層厚0~2.0m，壓縮系數(shù)a0.1~0.2=3.03MPa-1，壓縮模量ES=1.22MPa，屬高壓縮性土，呈透鏡體狀分布，僅于ZTG~9孔有所揭示。②、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰、黑色，流塑，含腐殖質(zhì)，局部混有較多砂礫，層厚0~3.4m，平均壓縮系數(shù)a0.1~0.2=1.09MPa-1，平均壓縮模量ES=2.09MPa，屬高壓縮性土，呈透鏡體狀分布，廣泛分布于CK6+114~CK7+089.15段。③、粉質(zhì)粘土：顏色主要以灰、深灰、黃褐、褐紅、灰白色為主，硬塑~可塑，厚0~6.2m，混礫砂，局部夾薄層砂，平均壓縮系數(shù)a0.1~0.2=0.34MPa-1，平均壓縮模量ES=5.30MPa，屬中高壓縮性土，呈透鏡體狀分布，廣泛分布于CK6+114~CK7+089.15段。④、粘土：黃、肉紅色夾白色，可塑~軟塑，含少量、礫砂，局部含少量高嶺土，厚0~10.5m，平均壓縮系數(shù)a0.1~0.2=0.4MPa-1，平均壓縮模量ES=5.72MPa，屬中高壓縮性土，呈透鏡體狀分布，分布于CK5+650~CK5+880段。⑤、粉砂：深灰色、黃褐色、松散~稍密，飽和，厚0~2.9m。混粘性土，局部夾粘性土薄層，呈透鏡體狀分布，分布于CK6+300~+CK6+500段。⑥、細(xì)砂：褐黃色，松散，很濕~飽和，厚0~4.2m，混粘性土，僅于ZTG~29孔有所揭示。⑦、中砂：顏色以灰、深灰色、黃褐色，灰白色為主，松散~中密，飽和，厚0~5.4m?；煺承酝粒植繆A粘性土薄層，呈透鏡體狀分布，分布于CK5+750~+CK6+950段。⑧、粗砂：顏色以灰、深灰色、黑色為主，松散~中密，飽和，厚0~4.5m?；煺承酝?，呈透鏡體狀分布，分布于CK6+900~+CK7+050段。⑨、礫砂：灰、深灰色、黃褐色、灰白色，松散~中密，飽和，厚0~10.3m。混粘性土，夾粘性土薄層，呈透鏡體狀分布，分布于CK5+634~+CK6+990段。⑩、圓礫：黃褐色、灰白色，中密~密實(shí)，飽和，卵石成分以石英為主，粒徑40~60mm，分選較好，亞圓狀，混粘性土，厚0~8.9m。呈透鏡體狀分布，分布于CK6+360~+CK6+440段，于ZTG~-23褐ZC~542兩孔有所揭示。（3）、第四系殘積層（Qel）①、礫質(zhì)粘性土：以棕紅、褐黃、灰白色為主，堅(jiān)硬~軟塑，厚0~26.4m，平均壓縮系數(shù)a0.1~0.2=0.48MPa-1，平均壓縮模量ES=4.21MPa，屬中高壓縮性土，呈透鏡體狀廣泛分布。②、砂質(zhì)粘性土：以褐紅、棕黃色、灰白色為主，堅(jiān)硬~軟塑，厚0~15.4m，平均壓縮系數(shù)a0.1~0.2=0.52MPa-1，平均壓縮模量ES=3.95MPa，屬中高壓縮性土，呈透鏡體狀廣泛分布段。（4）燕山期花崗巖（r53）新鮮巖石呈肉紅、暗紅色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分喲長石、石英、云母，分布廣泛。鉆孔揭示深度范圍內(nèi)巖石按風(fēng)化程度可以分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化，中等風(fēng)化及微風(fēng)化四個帶。①、全風(fēng)化巖：褐紅~褐黃色，呈土夾砂礫狀，手捏可碎，原巖結(jié)構(gòu)清晰，長石部分風(fēng)化呈高嶺土，石英呈砂礫狀，云母等暗色礦物很少見，鉆進(jìn)容易，最大揭示厚度11.5m。平均壓縮系數(shù)a0.1~0.2=0.45MPa-1，平均壓縮模量ES=4.23MPa，屬中高壓縮性層，頂板埋深11.90~29.40m，高程-6.90~-19.00m。

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②、強(qiáng)風(fēng)化巖：褐黃色、黃褐色，呈砂礫，碎塊狀，手折可斷，原巖結(jié)構(gòu)清晰，長石呈碎粒狀，石英呈砂礫狀，云母等暗色礦物可見，鉆進(jìn)容易，揭示厚度0~13.3m。平均壓縮系數(shù)a0.1~0.2=0.39MPa-1，平均壓縮模量ES=4.69MPa，屬中高壓縮性層，頂板埋深12.00~34.50m，高程-7.55~-29.94m。

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③、中等風(fēng)化巖：褐黃色、肉紅色，手折不斷，錘擊可碎，鉆進(jìn)較難，石英、長石基本未風(fēng)化，暗色礦物

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已風(fēng)化，最大揭露厚度13.4m，頂板埋深17.00~29.30m，高程-12.38~-23.69m。

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④、微風(fēng)化巖：褐黃色、肉紅色、青灰色，呈塊狀，各種礦物成分基本未風(fēng)化，堅(jiān)硬，鉆進(jìn)困難，最大揭露厚度19.4m，頂板埋深19.00~34.90m，高程-14.09~-30.22m。

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（5）構(gòu)造角礫巖

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紫紅色、灰黃色，角礫結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，角礫成分為花崗巖，呈膠結(jié)~半膠結(jié)狀態(tài)，巖芯節(jié)理裂隙發(fā)育，節(jié)理面上具有檫痕，存在綠泥石化現(xiàn)象。視厚度14.8~＞24.00m。按風(fēng)化程度大致可分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中等風(fēng)化及微風(fēng)化四個帶。

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①、全風(fēng)化巖：呈土狀，厚3.0m。

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②、強(qiáng)風(fēng)化巖：呈碎石塊狀，厚3.6~4.1m。

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③、中等風(fēng)化巖：呈塊、碎石狀，厚4.8~11.2m。

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④、微風(fēng)化巖：呈塊狀，厚12.1m。

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（6）構(gòu)造角礫：褐黃色，角礫成分為花崗巖，粒徑一般20~40mm，

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含約 30%的斷層泥。視厚度3.00m。2、土石工程分級、圍巖類別及承載力標(biāo)準(zhǔn)值

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項(xiàng)目巖性土石工程分級圍巖分類承載力標(biāo)準(zhǔn)（Kpa）Q4ml素填土（粘土）ⅡⅠ100Q4al素填土（粉質(zhì)粘土）ⅡⅠ90淤泥ⅠⅠ30淤泥粉質(zhì)粘土ⅠⅠ85粉質(zhì)粘土ⅡⅡ100、160粘土ⅡⅡ120粉砂ⅠⅠ100、120細(xì)砂ⅠⅠ100中砂ⅠⅠ100、140粗砂ⅠⅠ120、160礫砂ⅠⅠ120、180圓礫ⅡⅡ300Qel砂質(zhì)粘性土ⅢⅡ200礫質(zhì)粘性土ⅢⅡ160、240花崗巖（r53）（W4）ⅢⅡ300（W3）ⅣⅢ500（W2）ⅤⅣ1500（W1）ⅥⅤ3000構(gòu)造角礫ⅡⅡ300構(gòu)造角礫巖ⅡⅡ200、3003、特殊土：軟土

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①、淤泥：灰黑色，流塑，夾有腐殖質(zhì)，層厚0~2.0m，僅于ZTG-9孔有所揭示，屬高壓縮土，呈透鏡體狀分布，r=13.8KN/m3，φ=70，C=5Kpa，工程性質(zhì)很差。

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②、場地內(nèi)福田河以西，廣泛分布透鏡體狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰、黑色，含有機(jī)質(zhì)及石英砂，流塑。層厚0~3.4m，為欠固結(jié)土，靈敏度為中等，r=17.5KN/m3，φ=100，C=9.6Kpa，工程性質(zhì)很差。

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4、地震根據(jù)1：400萬《中國地震烈度區(qū)劃圖》（1990）及深圳市政府辦（1992）12號文，本場地地震基本烈度為7度。根據(jù)《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ111-87）及現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，室內(nèi)土工試驗(yàn)判定，本場地?zé)o地震可液化層。

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4.2.3地質(zhì)構(gòu)造

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深圳大地構(gòu)造單元屬華南褶皺系的紫金-惠陽凹褶斷束，位于高要~惠來東西向斷裂帶南側(cè)，北東向蓮花山斷裂帶的南西段，并且是蓮花山斷裂帶北西支五華~深圳斷裂帶南西段展布區(qū)。從地質(zhì)礫石上看，本區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動，形成了諸多的呈“S”型的緊密線型褶皺和以北東向、北西向、東西向?yàn)橹鞯臄嗔褞?。根?jù)《深圳市區(qū)域穩(wěn)定性評價》報(bào)告，自晚更新世晚期（距今105~21×104年）以來，斷裂活動已明顯減弱，構(gòu)造基本穩(wěn)定；另外深圳市許多高層、超高層和其它重要建筑物直接建筑在斷層帶上或斷層帶附近，至今穩(wěn)定性良好，故本工程對斷層的穩(wěn)定性可作穩(wěn)定考慮，但對與工程有關(guān)的斷層帶引起的工程地質(zhì)水文地質(zhì)問題應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

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根據(jù)初勘和詳勘的鉆探資料，結(jié)合《深圳市區(qū)域穩(wěn)定性評價》資料綜合分析，該區(qū)間存在兩條近于平行斷層F1，線路里程CK6+354~CK6+361（左CK6+340~左CK6+347），F(xiàn)2線路里程CK6+772~CK6+778（左CK6+742~CK6+748）。

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F1斷層分布于梅林~崗廈~漁農(nóng)村一帶，呈直線狀延伸，斷層走向NW38~480，傾向SW，傾角為65~750，長9000m，在漁農(nóng)村穿越深圳河進(jìn)入香港。該斷裂切斷了震旦系片麻巖、燕山期花崗巖，力學(xué)性質(zhì)為反扭兼壓性。該斷裂為一高角度逆斷層，具多期活動的特征。

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經(jīng)ZTG-21、ZTG-22-1孔揭示，在本區(qū)間該斷層為第四系所覆蓋，斷層破碎帶主要由構(gòu)造角礫巖組成，角礫巖具檫痕，視厚度大于24.00m，含少量構(gòu)造角礫、斷層泥。角礫間充填棕紅色粘性土，據(jù)推測可能是地下水長期徑流、滲透，攜帶的殘積土沉積于破碎帶的產(chǎn)物。

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F2斷層位于F1斷層西部，推測為F1斷層的次一級斷層，走向NW30~600，傾向SW，傾角為60~700，據(jù)ZPTG-39孔揭示，斷層破碎帶主要由構(gòu)造角礫組成，可見斷層泥，視厚度3.0m。

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4.2.4水文地質(zhì)條件

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本區(qū)間地下水按賦存條件可分為第四系孔隙潛水，基巖裂隙水和斷層水。

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第四系孔隙潛水勘探期間埋深2.0~6.9m，高程0.85~7.89m，主要含水層為第四系砂層，圓礫層，屬于中等透水層。粘性土層和殘積土層為弱含水層，相對隔水層。主要補(bǔ)給來源為大氣降水，地下水水溫26.0~31.00C，水位變幅0.5~1.0m。局部具有微承壓性。F1、F2斷層中具承壓性，和第四系孔隙潛水、基巖裂隙水具水力聯(lián)系，屬于弱透水層。

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經(jīng)取樣化驗(yàn)：臺地段CK5+328.5~CK5+634（左CK5+328.5~左CK5+650）地下水對混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性；沖積平原段CK5+634~CK7+089.15（左CK5+650~左CK7+089.15）地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱~強(qiáng)分解性腐蝕、弱溶解性腐蝕、弱酸性腐蝕，對鋼結(jié)構(gòu)具弱酸性腐蝕性，綜合評價腐蝕等級為強(qiáng)腐蝕。斷層水對混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

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1999年7月本次勘察，在ZTG-21、ZTG-40兩孔進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，第四系砂層滲透系數(shù)K=1.65~10.05m/d，由于砂層中含粉粘粒較多，故滲透系數(shù)較小。

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在ZTG-22-1孔進(jìn)行了斷層抽水試驗(yàn)，斷層滲透系數(shù)K=0.89~0.99m/d，斷層帶充填斷層泥和粘性土，故滲透系數(shù)較小。

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本區(qū)間CK6+114處為福田河，旱季流量較小。地下水與福田河水力聯(lián)系較緊密。經(jīng)取樣化驗(yàn)，福田河河水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱分解性腐蝕，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

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土對混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)不具腐蝕性。

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第三節(jié)工程地質(zhì)評價

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4.3.1抗震設(shè)計(jì)評價

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4.3.2砂層液化判別

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深圳地區(qū)地震基本烈度為7度。

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本場地?zé)o地震可液化層。

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盾構(gòu)法隧道

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圓形區(qū)間隧道沿線在繁華市區(qū)道路或密集的建筑物下穿過。根據(jù)國內(nèi)外大量施工實(shí)踐證明，在飽和含水粘質(zhì)粉土或粉砂土層中采用加泥式土壓平衡盾構(gòu)，可以較好地將盾構(gòu)施工的地面變形控制在標(biāo)書要求的+10～-30mm范圍內(nèi)，滿足深圳市市區(qū)內(nèi)較高的環(huán)境保護(hù)要求。

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第一節(jié)隧道平縱斷面布置

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5.1.1概述

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深圳地鐵一期工程第七標(biāo)段天虹～崗廈區(qū)間隧道從天虹站西端順深南中路向西延伸，穿過華富路至福天路口，然后向南離開深南中路，下穿福天河，經(jīng)過一片荔枝園，過福華路立交橋和福華新村后，再向西到達(dá)崗廈站。共分兩段盾構(gòu)段。

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第七標(biāo)段第一段中間始發(fā)井~天虹站，右線長約986.2米，左線長約972.6米總長約1959米；在CK6+350處建造一個盾構(gòu)始發(fā)工作井，并由此開始采用盾構(gòu)施工法向位于CK5+338.8第二段中間始發(fā)井~崗廈井，右線長約為741.9米，左線長約為770.9米，總長約1513米。在CK6+350處建造一個盾構(gòu)始發(fā)工作井，并由此開始采用盾構(gòu)施工法向位于根據(jù)業(yè)主提供的招標(biāo)資料中地質(zhì)描述，天虹站~崗廈站區(qū)間地處臺地、沖擊平原，盾構(gòu)隧道主要穿越砂層和粘性土層中通過，部分位于全風(fēng)化~強(qiáng)風(fēng)化的花崗巖中，局部位于中風(fēng)化的花崗巖中。地下水一般位于2.0~6.9m，以孔隙潛水為主，水位變幅

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0.5~1.0m，砂層透水性較好。

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對于平面斷面線型，要求最小平面曲線半徑為300m；縱斷面，要求最小豎曲線半徑3000m。

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5.1.2平面曲線地段:

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選用最小半徑300m進(jìn)行了楔形環(huán)的設(shè)置。

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楔形量25mm，R＝300時，圓曲線段設(shè)置楔形環(huán)；緩和曲線段根據(jù)偏角設(shè)置楔形環(huán)；R>300時，圓曲線段沿緩和曲線均按偏角設(shè)置楔形環(huán)。

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5.1.3縱向曲線地段:

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半徑為5000m時，不設(shè)楔形塊，可在背千斤頂環(huán)面上分段粘貼石棉橡膠板，形成踏步形楔形環(huán)面，半徑為3000m時，每10環(huán)襯砌管片標(biāo)準(zhǔn)環(huán)中加一環(huán)楔形環(huán)。

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5.1.4各類管片數(shù)量統(tǒng)計(jì)

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天虹站—崗廈站左右線總長:3472m

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圓環(huán)出洞進(jìn)洞變形縫后特殊標(biāo)準(zhǔn)環(huán)總環(huán)數(shù)類型環(huán)數(shù)環(huán)數(shù)一環(huán)環(huán)左轉(zhuǎn)環(huán)右轉(zhuǎn)環(huán)圓環(huán)數(shù)量4448050949317542812第二節(jié)隧道襯砌設(shè)計(jì)

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5.2.1襯砌選型

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根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，在盾構(gòu)隧道區(qū)間采用有一定接頭剛度的單層裝配式管片襯砌，是合理和成功地。經(jīng)過計(jì)算校核，本設(shè)計(jì)中采用的襯砌圓環(huán)的強(qiáng)度、最大裂縫寬度、變形、接縫張開及地表沉降控制等，即使在通過特殊地段時，均能滿足標(biāo)書的設(shè)計(jì)要求。而且單層襯砌施工工藝簡明，工程實(shí)施周期短，由于襯砌厚度相對兩層襯砌要少，可以節(jié)省材料，降低投資成本。由此，經(jīng)過綜合的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較論證，并參考標(biāo)書推薦襯砌類型，該隧道盾構(gòu)襯砌采用單層裝配式管片襯砌。

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5.2.2隧道及管片具體參數(shù)

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隧道采用單層裝配式鋼筋混凝土管片襯砌，根據(jù)招標(biāo)文件參考初步設(shè)計(jì)及線路平縱曲線，對凈空限制限界的要求，隧道內(nèi)徑選定為5500mm，管片厚為300mm，寬1200mm。為便于安裝，襯砌環(huán)分為6塊，下部三塊標(biāo)準(zhǔn)塊(2×SB1,SB2)的圓心角為

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67.5o，兩鄰接塊(SL1,SL2)的圓心角為67.5o，封頂塊(SF)的圓心角為22.5o。使管片襯砌圓環(huán)受力合理，變形能得到控制，管片襯砌環(huán)在縱向按錯縫式拼裝，縱向接頭為16處，按22.5°等角度布置。

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標(biāo)準(zhǔn)塊與鄰接塊管片環(huán)向面上設(shè)接頭螺栓2只，縱向面上設(shè)置接頭螺栓3只，螺栓采用直徑M30，全用彎螺栓。彎螺栓連接的接頭具有一定的自由度，十分便于手工安設(shè)，且手孔體積小，管片強(qiáng)度損失很小。同時受外界腐蝕而損壞管片的風(fēng)險(xiǎn)也很小。彎螺栓在德國、法國、英國、新加坡、丹麥等許多國家的地鐵交通項(xiàng)目及國內(nèi)地鐵中廣泛采用，這種接頭系統(tǒng)都非常成功。

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鋼筋砼管片強(qiáng)度等級C50，抗?jié)B等級不得小于1.0Mpa。襯砌環(huán)縫外弧側(cè)設(shè)水膨脹型止水片預(yù)留槽，內(nèi)弧側(cè)設(shè)嵌縫槽。襯砌縱縫外側(cè)同樣設(shè)水膨脹型止水片槽，內(nèi)側(cè)設(shè)嵌縫槽。

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5.2.3襯砌拼裝方式

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錯縫安裝施工方便，可在整體上控制安裝精度，而且在軟弱地層條件下有助于降低襯砌橢圓變型，增強(qiáng)襯砌的整體受力，因此襯砌環(huán)采用錯縫拼裝方式。本投標(biāo)設(shè)計(jì)建議施工拼裝采用三種方案。第一方案為，以兩環(huán)為一組，第一環(huán)左偏11.250，第二環(huán)右偏11.250；第二方案為，以兩環(huán)為一組，第一環(huán)左偏22.50，第二環(huán)右偏22.50方案；第三方案為，以三環(huán)為一組，第一環(huán)左偏450，第二環(huán)不偏轉(zhuǎn)，第三環(huán)右偏450。經(jīng)過精確的計(jì)算校核，結(jié)果表明，第一方案的管片襯砌圓環(huán)受力合理，且變形能得到控制，故本投標(biāo)設(shè)計(jì)推薦優(yōu)先采用第一方案。

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5.2.4襯砌管片制作要求

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鋼筋混凝土管片需要在高精度鋼模內(nèi)制造成型,

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采用防水混凝土制作管片，管片混凝土強(qiáng)度等級C50，抗?jié)B等級大于1.0MPa?；炷翍?yīng)選擇經(jīng)過抗?jié)B試驗(yàn)的合適的配合比，限制水泥用量。水灰比不大于0.45，并摻入不含氯化物的防水外加劑。管片在制作、吊運(yùn)、堆放時應(yīng)采取保護(hù)措施，防止管片碰撞損傷。

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管片水泥標(biāo)號采用525號。

襯砌成型精度：

單塊檢驗(yàn)允差-寬度：±0.5mm；弧長±1.0mm；管片外徑：20+?mm；內(nèi)半徑：±1.0mm；螺栓孔直徑與孔位：±1.0mm。整環(huán)拼裝檢驗(yàn)-相鄰環(huán)環(huán)面間隙不得大于1.0mm，相鄰管片

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間間隙不得大于220+?mm；對應(yīng)環(huán)向螺栓孔不同軸度小于1.0mm。襯砌表面應(yīng)密實(shí)、光潔、平整，邊棱完整無缺損。鋼筋骨架須焊接成型，焊接強(qiáng)度與較小直徑等強(qiáng)。鋼筋落料長度以實(shí)際放樣尺寸為準(zhǔn)。每塊管片的內(nèi)弧面必須清晰地標(biāo)注不會被磨損的管片號。如

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（SF），（SL1），（SL2），等等。管片內(nèi)外弧面混凝土凈保護(hù)層厚度須控制在40mm范圍。襯砌拼裝前，應(yīng)予以嚴(yán)格檢查。止水密封片溝槽兩側(cè)及平面

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轉(zhuǎn)角處不得有剝落、缺損。大缺角應(yīng)用SC-1混凝土粘接劑修補(bǔ)。溝槽兩側(cè)、底面的坑點(diǎn)應(yīng)用107膠結(jié)劑加水泥膩?zhàn)犹顚?shí)，抹平。檢查合格后芳可使用。

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襯砌制作應(yīng)符合《混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》及《地下鐵道工程施工與驗(yàn)收規(guī)范》中的相應(yīng)規(guī)定。

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5.2.5特殊管片

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除標(biāo)準(zhǔn)環(huán)和楔形管片襯砌環(huán)（SRR和SLR）外，尚有站端接頭環(huán)（SR0和SR1）、變形縫處環(huán)（SBR）

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第三節(jié)隧道襯砌計(jì)算

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5.3.1隧道襯砌的計(jì)算模式說明

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計(jì)算模式

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管片結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形計(jì)算采用荷載――結(jié)構(gòu)模式。目前國內(nèi)對盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)的截面內(nèi)力計(jì)算，多以經(jīng)驗(yàn)性為主的簡化計(jì)算法為主。為保證計(jì)算準(zhǔn)確可靠，本投標(biāo)設(shè)計(jì)計(jì)算中，首先用簡化的計(jì)算法（將管片襯砌結(jié)構(gòu)簡化為勻質(zhì)圓環(huán)）進(jìn)行參數(shù)的初步確定。其次采用精確計(jì)算法計(jì)算出截面內(nèi)力（考慮各類接頭位置與剛度、錯縫時的環(huán)間相互咬合效應(yīng)，及隧道與周圍土體的實(shí)際相互作用關(guān)系）。然后對兩者方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明，簡化計(jì)算法因不能明示接頭位置，難于反映管片襯砌結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況（如考慮為勻質(zhì)圓環(huán)時，不能反映圓環(huán)偏轉(zhuǎn)某一角度后的截面內(nèi)力及變形變化、不能計(jì)算錯縫時的縱向接頭的剪力等），計(jì)算結(jié)果受人為影響的因素較大。故本投標(biāo)設(shè)計(jì)計(jì)算中，采用能考慮接頭位置與剛度的精確計(jì)算法計(jì)算出截面內(nèi)力，并以此進(jìn)行各種檢算。

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盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)的兩種力學(xué)計(jì)算模式的具體情況如下:

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①勻質(zhì)圓環(huán)計(jì)算法

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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)η來體現(xiàn)環(huán)向接頭的影響，不具體考慮接頭的位置，即僅降低襯砌圓環(huán)的整體抗彎剛度。用曲梁單元模擬剛度折減后的襯砌圓，在本次計(jì)算中，η取0.55，0.65，0.75三種參數(shù)環(huán)。

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同時，在計(jì)算中用大小1.0的系數(shù)ξ來表達(dá)錯縫拼裝引起的附加內(nèi)力值，根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，在本次計(jì)算中，ξ取為120%～130%作對比計(jì)算分析。

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②考慮接頭位置與剛度的精確計(jì)算法

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在一襯砌圓環(huán)內(nèi)，具體考慮環(huán)向接頭的位置和接頭的剛度，用曲梁單元模擬管片的實(shí)際狀況，用接頭抗彎剛度Kθ來體現(xiàn)環(huán)向

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接頭的實(shí)際抗彎剛度。為錯縫式拼裝時，因縱向接頭將引起襯砌圓環(huán)間的相互咬合作用，此時根據(jù)錯縫拼裝方式，除考慮計(jì)算對象的襯砌圓環(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(jì)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)縱向接頭的環(huán)間傳力效果。

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在本計(jì)算中，根據(jù)采用的彎螺栓接頭的受力情況，參照國內(nèi)外有關(guān)試驗(yàn)研究結(jié)果(見:①DesignofSegment，JapanSocietyofCivilEngineering，1994.6。②圓形隧道裝配式襯砌接頭剛度模型研究，巖土工程學(xué)報(bào)，Vol.22，No.3)，全部環(huán)向接頭的抗彎剛度Kθ，在隧道內(nèi)側(cè)受拉時取為5×104kN?m／rad，隧道外側(cè)受拉時取為3×104kN?m／rad。

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另外，在本計(jì)算中，縱向接頭的徑向抗剪剛度Kr和切向抗剪剛度Kt均取為無窮大，即認(rèn)為各環(huán)管片在縱向接頭處不產(chǎn)生錯動。

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a.勻質(zhì)圓環(huán)b.考慮接頭的位置與剛度管片襯砌圓環(huán)計(jì)算的兩種力學(xué)模式

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襯砌圓環(huán)與周圍土體的相互作用

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襯砌圓環(huán)與周圍土體的相互作用通過設(shè)置在襯砌全環(huán)只能受壓的徑向彈簧單元和切向彈簧單元來體現(xiàn)，這些單元受拉時將自動脫離，彈簧單元的剛度由襯砌周圍土體的地基抗力系數(shù)決定。

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荷載模式

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管片的荷載模式在確定作用在隧道上方的土層壓力方面，國內(nèi)外視地層情況，主要采用卸拱理論(太沙基公式為主體)和按全部地層壓力計(jì)算土層壓力的方法，但均帶有較大近似性。故國外也有取最小土壓力不小于2D（當(dāng)計(jì)算土壓力小于此值時）的經(jīng)驗(yàn)法。考慮到本次標(biāo)段的最大和最小埋深分別在14m左右和9m左右，地層以粘性土層為主體，無單獨(dú)從隧道底部貫通至地表的砂性土地層，故偏于安全地將上覆土體自重完全作用在隧道上進(jìn)行計(jì)算分析，即計(jì)算中豎向地層壓力按全部地層壓力計(jì)算。而側(cè)壓力當(dāng)隧道處于粘性土中時按水土和算考慮，在砂性土地層時按水土分算考慮。除土水壓力外，實(shí)際的計(jì)算荷載按施工和使用階段可能出現(xiàn)的其它最不利荷載組合進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變形計(jì)算，同時對混凝土裂縫寬度進(jìn)行驗(yàn)算。

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5.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算條件

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管片特征

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隧道外半徑R1＝3.05m

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隧道中心半徑R2＝2.9m

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隧道內(nèi)半徑R3＝2.75m

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管片寬度B＝1.2m

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管片厚度h＝0.3m

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分塊數(shù)目＝6塊

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管片配筋為：外側(cè)6φ12+6φ10,內(nèi)側(cè)10φ12，均為Ⅱ級鋼

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筋。

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封頂塊管片圓心角為22.5°，其余5塊管片圓心角均為

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67.5°。管片襯砌環(huán)在縱向按錯縫式拼裝，縱向接頭為16處，按

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22.5°等角度布置，管片襯砌環(huán)布置參見下5-3。在本次計(jì)算中

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選兩環(huán)為一組，左偏11.25°，右偏11.25°的錯縫拼裝方案為主

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體進(jìn)行各項(xiàng)檢算。在具體的計(jì)算過程中，取出三環(huán)管片進(jìn)行空間

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計(jì)算，檢算對象為中間一環(huán)。

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的特征等條件，參照地質(zhì)報(bào)告，選取可能出現(xiàn)最不利受力情況的四個典型斷面進(jìn)行計(jì)算，四個計(jì)算點(diǎn)的主要土質(zhì)特征條件匯總于下表。

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計(jì)算點(diǎn)土質(zhì)特征條件

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計(jì)算點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)一計(jì)算點(diǎn)二計(jì)算點(diǎn)三計(jì)算點(diǎn)四位置右線CK5＋665右線CK5＋900左線CK6＋223右線CK7＋086地層特征從上至下分別為素填土(粘土)、砂礫、粘土、礫質(zhì)粘性土。隧道位于礫質(zhì)粘性土層中。常時穩(wěn)定水位6.9m。從上至下分別為素填土(粘土)、中砂、砂礫、礫質(zhì)粘性土。隧道位于砂礫層中。常時穩(wěn)定水位6.5m。從上至下分別為素填土(粉質(zhì)粘土)、中砂、粉質(zhì)粘土、礫質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、隧道1/3位于礫質(zhì)粘性土層、1/3位于全風(fēng)化花崗巖層、1/3位于強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層中。常時穩(wěn)定水位4m。從上至下分別為素填土(粉質(zhì)粘土)、粉質(zhì)粘土、礫質(zhì)粘性土。隧道位于礫質(zhì)粘性土層中。常時穩(wěn)定水位3.8m。隧道埋深(m)14.21311.49計(jì)算地下水位埋深(m)1111土容重(kN/m)按地質(zhì)報(bào)告各層推薦值計(jì)算按地質(zhì)報(bào)告各層推薦值計(jì)算按地質(zhì)報(bào)告各層推薦值計(jì)算按地質(zhì)報(bào)告各層推薦值計(jì)算地面超載(kN/m2)20202020礫質(zhì)粘性土18標(biāo)貫垂擊數(shù)※1720全風(fēng)化花崗巖3022強(qiáng)風(fēng)化花崗巖50礫質(zhì)粘性土0.45側(cè)壓系數(shù)※0.450.50全風(fēng)化花崗巖0.300.35強(qiáng)風(fēng)化花崗巖0.25地基抗力系數(shù)※(kN/m3)※※3500015000礫質(zhì)粘性土35000全風(fēng)化花崗巖70000強(qiáng)風(fēng)化花崗巖9000050000礫質(zhì)粘性土24凝聚力(kPa)※24全風(fēng)化花崗巖2332強(qiáng)風(fēng)化花崗巖29礫質(zhì)粘性土27內(nèi)摩擦角(O)※27全風(fēng)化花崗巖2330強(qiáng)風(fēng)化花崗巖19.6水土分/合算合算分算合算合算為隧道所處地層之值，地基抗力系數(shù)偏于安全地沒有計(jì)及管片周圍注漿引起的地層抗力系數(shù)增大的影響。

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荷載標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算1、荷載分類荷載分類荷載名稱永久荷載結(jié)構(gòu)自重地層壓力隧道上部地層破壞棱體范圍的設(shè)施及建筑物壓力水壓及浮力設(shè)備重量地層抗力可變荷載基本可變荷載地面車輛荷載地面車輛荷載引起的側(cè)向土壓力隧道內(nèi)部車輛行人等引起的荷載其它可變荷載施工荷載(設(shè)備運(yùn)輸、施工機(jī)具及人員、盾構(gòu)推進(jìn)、壓注漿等引起的荷載)偶然荷載地震荷載

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2、地層壓力豎向地層壓力按全部地層壓力計(jì)算。而側(cè)壓力當(dāng)隧道處于粘

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性土中時按水土和算考慮，在砂性土地層時按水土分算考慮。3、地層抗力通過設(shè)置在襯砌全環(huán)只能受壓的徑向彈簧單元和切向彈簧

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單元來體現(xiàn)，這些單元受拉時將自動脫離，彈簧單元的剛度由襯砌周圍土體的地基抗力系數(shù)決定。同時，偏于安全方向的考慮，未計(jì)管片周圍注漿引起的抗力增加效果。

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4、管片結(jié)構(gòu)自重鋼筋混凝土管片重度取25kN/m3

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5、水壓當(dāng)在砂性土地層時水土分算時，水壓按靜水壓力考慮。

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6、隧道內(nèi)部荷載根據(jù)規(guī)范地鐵隧道內(nèi)的車輛荷載及沖擊力對隧道結(jié)構(gòu)影響

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較小，可略去不計(jì)。

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設(shè)定檢算標(biāo)準(zhǔn)1、材料設(shè)計(jì)值管片鋼筋Ⅱ級鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy＝310MPa管片砼C50，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc＝23.5MPa

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管片砼C50，彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcm＝26MPa管片砼C50，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft＝2MPa管片螺栓(45號鋼)抗拉壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy＝320MPa管片螺栓(45號鋼)抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fs＝190Mpa2、結(jié)構(gòu)變形控制值直徑變形＜2‰D環(huán)縫張開＜2mm縱縫張開＜3mm3、砼結(jié)構(gòu)允許裂縫寬度裂縫寬度＜0.2mm4、結(jié)構(gòu)抗浮安全系數(shù)施工期≥1.03，使用期≥1.07

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5.3.3計(jì)算結(jié)果

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管片截面內(nèi)力及變形計(jì)算

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各計(jì)算點(diǎn)的隧道管片襯砌環(huán)的最大截面內(nèi)力及變形計(jì)算結(jié)果匯總于下表，以下附圖為結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形、地層抗力及各種接頭螺栓的剪力圖，各圖均為襯砌環(huán)每環(huán)（1.2m）內(nèi)實(shí)際出現(xiàn)之值。

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管片襯砌環(huán)的截面內(nèi)力及變形計(jì)算結(jié)果匯總表

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計(jì)算點(diǎn)號最大正彎矩Mmax(kN.m)最大正彎矩對應(yīng)軸力N(kN)最大負(fù)彎矩Mmin(kN.m)最大負(fù)彎矩對應(yīng)軸力N(kN)單點(diǎn)最大變形量maxδ(mm)計(jì)算點(diǎn)1106.02733.89-79.2361180.34.4168計(jì)算點(diǎn)276.486843.40-86.5351215.04.4152計(jì)算點(diǎn)3102.12691.44-72.5961049.53.7492計(jì)算點(diǎn)492.235498.87-68.807882.753.7951注：截面內(nèi)力為襯砌環(huán)每環(huán)（1.2m）內(nèi)實(shí)際出現(xiàn)之值。

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截面強(qiáng)度及裂縫寬度檢算截面強(qiáng)度及裂縫寬度指標(biāo)檢算結(jié)果匯總表

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計(jì)算點(diǎn)號砼壓應(yīng)力caσ(MPa)砼拉應(yīng)力caσ(MPa)截面承載力Nu(kN)截面承載力Mu(kN.m)裂縫寬度w(mm)結(jié)論計(jì)算點(diǎn)17.93-3.851577.19227.840.164通過計(jì)算點(diǎn)28.1825-1.43255539.19394.40無裂縫通過計(jì)算點(diǎn)37.594-3.7531470.37217.160.155通過計(jì)算點(diǎn)46.51-3.738826.05152.730.168通過截面強(qiáng)度及裂縫寬度指標(biāo)檢算結(jié)果匯總于上表。檢算按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ10-89）進(jìn)行。下面以計(jì)算點(diǎn)1為例說明全部檢算過程，其余三組的具體檢算過程省略。

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1、管片砼強(qiáng)度檢算

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管片厚30cm寬1.2m。

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①截面幾何特性計(jì)算A=1.2×0.3=0.36m2彎矩以內(nèi)側(cè)受拉為正，內(nèi)側(cè)鋼A1=1131mm2；外側(cè)鋼A2=1150mm2.即兩側(cè)配筋量相當(dāng)，可取A=A'=1131mm,且按1.2x0.3的砼ss矩形截面進(jìn)行計(jì)算。

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I=bh3=1200×3003=7.2×109mm4

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②砼應(yīng)力的計(jì)算

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NMy89.733×10302.106×106×150

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σ=±=±c

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AI0300×12007.2×109

σ=93.7MPa;ca

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σcl?=85.3MPa>ft=2MPa,

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最大壓應(yīng)力為8.18MPa,最大拉應(yīng)力為-3.85MPa；C50砼的fcm=26MPa,ft=2MPa。故抗壓滿足，而拉應(yīng)力超出設(shè)計(jì)強(qiáng)度，應(yīng)檢算裂縫寬度。2、管片配筋檢算管片強(qiáng)度配筋按鋼筋混凝土偏心受壓截面進(jìn)行檢算，基本公式如下：

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''

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N≤fbx+Af?Af1...()

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cmysys

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''

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Ne≤fhbx0?x)+Af'(h?a2)()

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cm(2ys0s

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彎矩圖上Mmax=106.02kN.m,N=733.89kN，As=1131mm2,As’=1131mm2，as=as’=50mm，h0=h?a=300?50=250mm.

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s

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M02.106

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e0===46.144mm>3.0h0=3.0×250=75mm,

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N89.733

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計(jì)算可取

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e=,0η=,0.1e=e0=46.144mm,

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ai

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h300

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e=ηei+?a=46.144+?50=46.244mm,

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s

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22'h300

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e=ηei?+a=46.144?+50=46.44mm.

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s

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22

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'

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febx?h0+x)+EQ\*jc2\o\ad(\s\up17('),eAf)'?eAf=,0

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cm(ysys

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2

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26×1200x(46.244?250+x)+310×1131×46.44?310×1131×46.244=0

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2

x=8.72mm,ξh=54.0×250=135mm>x=8.72mm;

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b0

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而2a'=2×50=100mm>x=8.72mm，不能按（1），（2）式進(jìn)行計(jì)算，

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s

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應(yīng)按下式計(jì)算：

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'

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Af(h?a)

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N0ssyu'==310×1131(250?50)=19.1577kN>N=89.733kN滿

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e46.44

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足

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Mu=eN0=19.1577×14446.0=84.227kN?m>Mmax=02.106kN?m滿

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u

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足其它組的配筋檢算結(jié)果見匯總表所示。3、裂縫寬度檢算按規(guī)范其計(jì)算公式如下：

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σd

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ss

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w=ψα(7.2c+1.0)ν

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max cr

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Esρte

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Mmax=106.02kN.m,N=733.89kN，As=1131mm2,As/=1131mm2，as=as/=50mm。按偏心受壓計(jì)算：

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σd

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ss

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w=1.2ψ(7.2c+1.0)ν

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max

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Esρte

ν=7.0，c=44mm,

4A

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s

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d==12mm,

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U

A1131

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s

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ρte== =.0628%<1%,

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5.0bh5.0×1200×300

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取ρte =.001,

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E=0.2×105MPa,

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s

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s

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σ=N(e?z),e=ηe+y

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sszAs0s

s

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ys=100mm,因?yàn)榫匦谓孛?，?/p>

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'

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rf=,0η=,0.1

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s

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e=244.46mm

'250

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z=[.087?.012(1?r)(h0)2]h=[.087?.012()2]×250=186.125mm

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f0

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e244.46

σ=733.89×1000(244.46?186.125)

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=203.373MPa,

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ss

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186.125×1131

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ψ=1.1?.065×2=.045∈(4.0~),0.1

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.001×203.373

203.37312

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∴w =1.2×4.0(7.2×44+1.0×)×7.0=.0164mm<[w]=2.0mm.

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max max

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0.2×105 .001

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滿足要求。

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螺栓抗剪檢算采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ17-88）進(jìn)行檢算。環(huán)向連接采用M30普通螺栓4.6級，環(huán)向及縱向接頭螺栓均

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滿足抗剪要求。

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管片襯砌結(jié)構(gòu)變形檢算各計(jì)算點(diǎn)的最大直徑變形量（計(jì)算點(diǎn)１最大為2×

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4.4168mm=8.8336mm），均小于2‰D（2‰×6.1m=12.2mm）的要求,D為管片外徑，滿足要求。

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環(huán)向接縫檢算1、接縫強(qiáng)度檢算把螺栓看成受拉鋼筋，并按鋼筋混凝土截面計(jì)算。

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''''

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N≤f bx+Af?σA?(σp0?f')Ap

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cm ysssm

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''''''

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Ne≤fhbx0?x)+Af(h?a)?(σp0?f)Ap(h?a')

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cm(2ys0sm0s

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即按 GBJ10-89第4.1.15條計(jì)算，在最不利彎矩和軸力組合

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下，接縫強(qiáng)度均滿足使用要求。2、接縫變形檢算用平面有限元方法，考慮混凝土接頭斷面的實(shí)際的接觸面

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積，在最不利彎矩和軸力組合下，接縫張開小于2mm，受壓混凝土不進(jìn)入塑性狀態(tài)，滿足要求。

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管片抗浮安全性檢算抗浮安全系數(shù)＝自重/浮托力在不計(jì)土體側(cè)向摩擦力下均滿足結(jié)構(gòu)抗浮安全系數(shù)，施工期

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大于 1.03、使用期大于1.07的要求。

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盾構(gòu)千斤頂荷載及拼裝荷載校核盾構(gòu)千斤頂荷載在管片中產(chǎn)生的壓應(yīng)力可控制在混凝土允許值之內(nèi)。

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管片的配筋能滿足抵抗以中心孔為吊裝孔，在拼裝過程產(chǎn)生的彎矩值。

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5.3.4沉降和建筑物破壞評估

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需要評估隧道以及聯(lián)絡(luò)通道的施工可能引起的土體位移﹐包括地表的沉降以及建筑物和其它管線設(shè)施的基礎(chǔ)標(biāo)高變化。修建隧道引起的土體位移可參考以下方法﹕

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PBAttewell:Groundmovementscausedbytunnellinginsoil:Stateoftheartpaperin“LargeGroundMovementsandStructures”editedbyJDGeddes(UWIST1977,pp812-948)

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PBAttewell&JYeats;Tunnellinginsoil,in“GroundMovementsandtheireffectsonStructures”,(SurreyUniversityPress1984,pp132-215)

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在修建隧道的影響區(qū)內(nèi)的所有構(gòu)造物應(yīng)當(dāng)根據(jù)技朮規(guī)范的要求分類﹐(按可視性破壞、需要灰漿及墻體修補(bǔ)的情況)。如果構(gòu)筑物可能發(fā)生嚴(yán)重破壞且一般修補(bǔ)不可能滿足要求時﹐需要對構(gòu)筑物進(jìn)行加固﹐加固措施主要有:位移隔斷墻、地基處理及基礎(chǔ)托換。

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5.3.5沉降預(yù)測

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對于襯砌300mm厚隧道，隧道軸線在地面水平下9m及15m情況進(jìn)行了沉降計(jì)算預(yù)測，結(jié)果如下：

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輸入?yún)?shù)：隧道外徑，6.1m，失土量：1.5%沉降估算結(jié)果見圖。由計(jì)算結(jié)果，當(dāng)h=9m覆土?xí)r，沉降已

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接近25mm，因而盾構(gòu)推進(jìn)過程中的沉降控制和監(jiān)控量測將予以加強(qiáng)。對于第二隧道開挖對地面沉降的影響，假設(shè)兩個隧道同時開挖。

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計(jì)算時取h=15m,d=12m

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要注意的是，計(jì)算時假設(shè)兩個隧道同時開挖是劣化的情形。實(shí)際施工中，左右線線是分別進(jìn)行施工的。第一條隧道的注漿完成后，第二條隧道的掘進(jìn)實(shí)際上對第一條隧道的影響大大減少。控制注漿量和完善的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制以及地面沉降監(jiān)測仍是地面沉降控制的最好保障。

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另值得注意的是將地下管道視為彈性地基梁分析它由位移引起應(yīng)變的增加是比較恰當(dāng)?shù)末o對于地下設(shè)施受力情況的精確評估有賴于更為準(zhǔn)確的管道資料(材料﹑結(jié)構(gòu)深度﹑位置﹑使用年限及使用條件)。

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此外，我們以粘性土層為對象，在埋深9m的情況下，用理想化的三維有限元方法作模擬計(jì)算，對隧道縱向因盾構(gòu)推進(jìn)而引起的地面沉降也進(jìn)行了計(jì)算預(yù)測，其沉降結(jié)果要小于前述從橫斷面方向作出的沉降預(yù)測值。

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地面沉降(mm)

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第四節(jié)抗震

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5.4.1抗震計(jì)算

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近似地以靜力法（地震荷載作為等效靜荷載），驗(yàn)算7度地震作用下的橫截面襯砌強(qiáng)度及變形；地震波（主要是橫波）與隧道縱軸正交時隧道縱軸方向的拉壓變形，與隧道軸線成32度角入射時隧道的彎曲變形驗(yàn)算。結(jié)論為7度地震力作用對地下區(qū)間隧道設(shè)計(jì)不起控制作用，抗震設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)是加強(qiáng)抗震措施后。

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5.4.2抗震構(gòu)造

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在環(huán)向、縱向接頭處設(shè)彈性密封墊、襯墊，以適應(yīng)地震中地層施加的一定變形。

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在車站、豎井與隧道連接地段隧道可能產(chǎn)生較大不均勻沉降，在隧道環(huán)縫中加厚襯墊以適應(yīng)變形。

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第