北京交通大學(xué)地鐵車站畢業(yè)設(shè)計

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北京交通大學(xué)地鐵車站畢業(yè)設(shè)計

中文題目：北京地鐵6號線東大橋站結(jié)構(gòu)設(shè)計

英文題目：BeijingSubwayLineNo.6EastBridge

stationstructuraldesign

一．畢業(yè)設(shè)計（論文）基本內(nèi)容和要求：

基本內(nèi)容：

1、車站站位選擇；

2、車站總平面布置（包括站位選擇、出入口布置、通風亭布置等）；

3、車站結(jié)構(gòu)形式選擇；

4、車站縱斷面設(shè)計；

5、主體結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計算；

6、截面檢算與結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計；

7、施工方案設(shè)計。

基本要求：

1、設(shè)計內(nèi)容要有依據(jù)；

2、獨立完成上述各項內(nèi)容；

3、論文寫作規(guī)范化；

4、引用規(guī)范應(yīng)注明；

5、每項計算應(yīng)附正規(guī)的計算簡圖和內(nèi)力圖。

二．畢業(yè)設(shè)計（論文）重點研究的問題：

1、車站總平面布置；

2、車站主體結(jié)構(gòu)橫斷面設(shè)計；

3、車站主體結(jié)構(gòu)縱斷面設(shè)計；

4、結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計算及配筋設(shè)計；

3、施工方案設(shè)計。

三．畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作：

1、中英文摘要；

2、開題報告；

3、設(shè)計正文，包括計算說明書；

4、計算分析采用專用軟件進行；

5、提交圖紙：車站總平面布置圖、車站主體結(jié)構(gòu)橫斷面圖、、車站主體結(jié)構(gòu)縱剖面圖、車站主體結(jié)構(gòu)配筋圖、施工方案設(shè)計圖；

6、外文翻譯一篇，不少于50000英文字符；

7、畢業(yè)設(shè)計實習報告；

8、查閱相關(guān)文獻不少于20篇。

四．設(shè)計詳細資料

1．站位概況及站位地區(qū)總平面圖

東大橋站位于東大橋路口東側(cè)，朝外大街、工體東路、東大橋路、朝陽北路及朝陽路五條道路交匯與此形成五叉路口，路口西北象限為臨街商用建筑群及東草園等居住小區(qū)；路口西南象限為藍島大廈和昆泰大廈等高層商業(yè)建筑；路口東南象限為市政綠化用地和CBD住宅、商業(yè)用地；路口東北象限為佰富國際商用高層寫字樓；朝陽北路和工人體育場東路之間為公交站場（共5路公交車在此始發(fā)）。該區(qū)域是朝陽地區(qū)重要的客流集散點，地面交通十分繁忙。地鐵車站設(shè)置在公交站場及以東的朝陽北路下，東西走向。

東大橋站為三層島式車站，有效站臺寬13m，長158m，地下一層為地鐵站廳層，地下二層為地鐵設(shè)備層、地下三層為地鐵站臺層。主體結(jié)構(gòu)采用雙柱三跨結(jié)構(gòu)，車站總長175m。車站標準段結(jié)構(gòu)寬，高，覆土～。

車站主體結(jié)構(gòu)基本位于現(xiàn)況公交站場下，采用明挖法施工。

車站共設(shè)5個出入口，其中2個出入口共用通道，出入口均連至地下一層站廳層；設(shè)備層設(shè)兩個安全口；車站共設(shè)2個風道，分別設(shè)于車站西北和東南；車站還設(shè)置1個垂直電梯口。除4號出入口穿越道路及控制性管線段采用暗挖法施工外，其他風道、出入口、安全口和垂直電梯口均采用明挖法施工。

2．工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，本段線路土層分布較為穩(wěn)定，自上而下依次為人工填土、新近沉積土層、第四紀晚更新世沖洪積地層。本次計算選用XDD11鉆孔的數(shù)據(jù)，XDD11鉆孔位于主體范圍XDD11鉆孔地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)

土層

編號土層

名稱土層厚度（m）容重

(kN/m3)C

(kP)φ

(°)K0基床系數(shù)(MPa/m)

水平垂直

①1雜填土010

①粉土填土105

③1粉質(zhì)粘土31143330

③粉土18273533

④4中粗砂0355540

⑤圓礫卵石0408090

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑦1中粗砂0356555

⑦圓礫卵石05090100

現(xiàn)況地下水位標高~，位于地表下～，位于圓礫卵石⑤層中?？垢≡O(shè)防水位按標高33m，地面標高取。

3．客流預(yù)測：

預(yù)測單向高峰小時客流量：初期16800人次/小時，近期22800人次/小時，遠期25800人次/小時。

4．車輛及編組

車輛采用地鐵B型車，3動3拖編組。

參考資料推薦：

1、施仲衡，張彌主編。《地下鐵道設(shè)計與施工》，陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2006。

2、《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB50157-2003）

3、《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》（TB10003-2001）

4、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）

5、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）

6、《人民防空工程設(shè)計規(guī)范》（GB50225-2005）

7、《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50111-2006）

題目：北京地鐵6號線東大橋站結(jié)構(gòu)設(shè)計

學(xué)院：土建學(xué)院專業(yè)：土木工程學(xué)生姓名：學(xué)號：

文獻綜述：

關(guān)于地鐵車站設(shè)計的文獻綜述

1、地鐵工程的發(fā)展現(xiàn)狀

地鐵與城市中的其他交通工具相比的優(yōu)點是:運量大、速度快、無污染。地鐵的運輸能力要比地面公共汽車大7倍-10倍，時速可超過100km，地鐵列車以電力作為能源，不存在空氣污染問題。

19世紀末，世界上只有倫敦、紐約、伊斯坦布爾、芝加哥、維也納、布達佩斯、波士頓等8座城市有了地鐵，從20世紀初到1945年，全世界又有13座城市先后興建了地鐵。第二次世界大戰(zhàn)以后，地鐵以其獨特的魅力和不可替代的優(yōu)越性備受大城市的青睞，許多國家十分重視地鐵的發(fā)展，本來有的國家規(guī)定只有當人口達到1百萬以上的城市才能修建地鐵，現(xiàn)在國外很多只有幾十萬人口的城市也都在修建或計劃修建地鐵，現(xiàn)在全世界已有100多座城市開通了300多條地鐵線路，總長度超過6000km。目前世界上許多大城市的地下，己構(gòu)成一個上下數(shù)層、四通八達的地鐵線路網(wǎng)，有的還在地下設(shè)有商業(yè)建筑群和娛樂場所，與地鐵一起形成了一個地下城。還有很多城市的地鐵與地面鐵路、高架鐵路等聯(lián)合構(gòu)成高涼鐵路網(wǎng)，以解決城市緊張的交通運輸問題。地鐵現(xiàn)代化的發(fā)展，已成為城市交通現(xiàn)代化的重要標志之

一?，F(xiàn)代化地鐵為了確保乘客的安全，還設(shè)有滅火救災(zāi)的自動監(jiān)測系統(tǒng);另外，地鐵列車還裝有自動停車設(shè)備，當行車中遇見紅燈或其他有關(guān)情況沒有停車時，它將強迫列車自動停車。列車還能根據(jù)地面信號規(guī)定的速度，進行自動調(diào)整。法國和加拿大等國已采用無人駕駛地鐵列車的最先進技術(shù)，這種高度自動化的先進地鐵系統(tǒng)是由地鐵控制中心用大型電子計算機監(jiān)控的，整個線路網(wǎng)的站際聯(lián)系、信息系統(tǒng)、列車運行、車輛調(diào)度等也完全實現(xiàn)了自動化。目前我國100萬以上人口城市已達35座，這些城市不同程度存在著“乘車難”的問題，發(fā)展地鐵將是城市交通建設(shè)中的必然趨勢。中國是目前世界上動工新建地鐵城市最多的國家之

一。除香港、北京、上海、天津、廣州、深圳、南京等城市地鐵已先后通車外，現(xiàn)在還有10多座城市正在擴建、興建或計劃修建地鐵。綜觀世界城市交通動向，地鐵發(fā)展前景令人矚目。

北京地鐵是中國第一條地下鐵道，1969年10月北京地鐵第一期工程投入試運營，目前，北京地下鐵道現(xiàn)總長公里，30個運營車站，客運量日平均125萬人次，北京地鐵的滿載率和單車運行均居世界第一。北京市還提出規(guī)劃，到2015年實現(xiàn)“三環(huán)、四橫、五縱、七放射”總長561公里的軌道交通網(wǎng)絡(luò)。

1950年代末期中國與蘇聯(lián)的關(guān)系惡化后，中國開始規(guī)劃在北京、沈陽、上海三座重要城市修建地鐵，以作為平戰(zhàn)結(jié)合的戰(zhàn)備防御手段。北京地鐵首先開工，一期工程于1965年7月1日開工建設(shè)，其線路沿長安街與北京城墻南緣自西向東貫穿北京市區(qū)，連接西山的衛(wèi)戍部隊駐地和北京站，采用明挖填埋法施工。全長公里，設(shè)17座車站和一座車輛段（古城

車輛段），1969年10月1日建成通車。根據(jù)預(yù)計，北京地鐵在戰(zhàn)時可以每天運送5個陸軍整編師的兵力自西山運至北京市區(qū)。

由于屬于戰(zhàn)備工程，北京地鐵在通車后很長時間北京地鐵復(fù)八線于1992年6月24日開工建設(shè)，1999年9月28日通車試運營，2000年6月28日與一線全線貫通。截至2007年，北京地鐵已開通的線路包括1號線、2號線、13號線、八通線和5號線，運營線路總里程142公里，共有93座運營車站。其中，1號線全長公里，23座運營車站；2號線全長公里，18座運營車站；13號線全長公里，16座運營車站；八通線全長公里，13座運營車站；5號線全長公里，23座運營車站。北京地鐵目前日客運量150萬人次左右。

最近，北京地鐵實行了全程2元票制，成為國內(nèi)票價最低的城市軌道交通系統(tǒng)。

2、地鐵車站發(fā)展趨勢

地鐵是一種規(guī)模宏大的交通性公共建筑。根據(jù)其功能、使用要求、設(shè)置位置的不同可以劃分為車站、區(qū)間、車輛段三個部分，它們構(gòu)成了一條完整的地鐵線路運營系統(tǒng)。

圖2地鐵線路及車站設(shè)置示意圖

車站是地鐵系統(tǒng)中一個很重要的組成部分，地鐵乘客乘坐地鐵必須經(jīng)過車站，它與乘客的關(guān)系極為密切；同時它又集中設(shè)置了地鐵運營中很大一部分技術(shù)設(shè)備和運營管理系統(tǒng)，因此，它對保證地鐵安全運行起著很關(guān)鍵的作用。所以車站位置的選擇、環(huán)境條件的好壞、設(shè)計的合理與否，都會直接影響地鐵的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，影響到城市規(guī)劃和城市景觀。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和社會的發(fā)展，在現(xiàn)代修建的地鐵車站中出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

(1)車站組成由單一功能向多功能方向發(fā)展。隨著城市化步伐的加快，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴大，城市人口迅猛增加，對城市交通帶來了日益嚴重的矛盾和壓力，同時，由于地面建筑物的修建，城市用地更加緊張，為了節(jié)約城市用地，建設(shè)立體化的城市受到普遍重視，且得到迅速的發(fā)展。在以往修建的地鐵車站中，絕大多數(shù)是為解決城市客運交通而修建的?，F(xiàn)在，由于物質(zhì)文化水平的提高，乘客對交通環(huán)境提出了更高的要求，地鐵車站的功能為適應(yīng)這一變化而得到了很大的發(fā)展，如斯德哥爾摩地鐵車站站廳通常劃分成地鐵使用區(qū)及城市公用區(qū)兩部分。在公用區(qū)內(nèi)設(shè)有小商店、自動售貨機，個別車站還設(shè)有理發(fā)室、照相館、物件寄存等設(shè)施。巴黎某地鐵車站在站廳內(nèi)設(shè)置了小休息區(qū)，為了與站內(nèi)乘客人流分開，設(shè)計者將休息區(qū)的地面加高，其上設(shè)有休息椅、酒吧等。東京銀座站還設(shè)置了大型地下商場、停車庫、倉庫等設(shè)施。使地鐵車站在以交通為主的基礎(chǔ)上，逐步向商業(yè)化、社會化的方向發(fā)展，從單一功能向多功能方向發(fā)展。

(2)車站設(shè)備向高科技方向發(fā)展，設(shè)施日趨完善?？萍汲晒拈_發(fā)應(yīng)用，對地鐵車站的運營、管理、設(shè)備更新都起到了很大的推動作用。列車運行自動化控制和管理系統(tǒng)，保證了行車安全，提高了運輸效率，改善了勞動條件。自動售檢票系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)控、自動滅火系統(tǒng)等現(xiàn)代化設(shè)施，對車站建筑設(shè)計提出了更高的要求，使地鐵車站向現(xiàn)代化和高科技方向發(fā)展。

3、地鐵車站施工工法

目前國內(nèi)外修建地鐵車站的施工方法有明挖法、新奧法、盾構(gòu)法和這三種方法的組合及變化形式。

1）明挖法與蓋挖法

（1）明挖法

明挖法是各國地下鐵道施工的首選方法，在地面交通和環(huán)境允許的地方通常采用明挖法施工，明挖法具有施工作業(yè)面多、速度快、工期短、易保證工程質(zhì)量和工程造價低等優(yōu)點，但因?qū)Τ鞘猩罡蓴_大，應(yīng)用受到各種因素的限制，尤其是當?shù)孛娼煌ê铜h(huán)境不允許時，只能采用蓋挖法或新奧法。明挖法適用于淺埋車站，有寬闊的施工場地，可修建的空間比較大，如帶有換乘站、地下商場、休息和娛樂場所及停車庫等的地下綜合體車站，如上海地鐵徐家匯站。

明挖法施工主要分為圍護結(jié)構(gòu)施工、站內(nèi)土方開挖、車站主體結(jié)構(gòu)施作和回填上覆土和恢復(fù)管線四個部分。根據(jù)不同的地質(zhì)條件和車站結(jié)構(gòu)的大小以及基坑深度，明挖法的圍護結(jié)構(gòu)可采用地下連續(xù)墻、錨桿、鉆孔樁加旋噴樁止水、SMW水泥土加型鋼等。采用地下連續(xù)做圍護結(jié)構(gòu)的明挖法修建地鐵車站的施工流程為：地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)施工－內(nèi)井點降水或基坑底土體加固－開挖上層土體設(shè)置上層鋼支撐－開挖中間層土體－設(shè)置中間層鋼支撐－最后開挖底層土體－澆筑底板混凝土結(jié)構(gòu)－拆除中間層支撐－澆筑車站混凝土結(jié)構(gòu)－拆除頂層支撐－澆筑車站頂板混凝土結(jié)構(gòu)－回填土體等。

（2）蓋挖法

蓋挖法是利用圍護結(jié)構(gòu)和支撐體系，在較繁忙交通路段利用結(jié)構(gòu)頂板或臨時結(jié)構(gòu)設(shè)施維持路面交通，在其下進行車站施工工法。按結(jié)構(gòu)施工的順序分蓋挖逆作法和蓋挖順作法兩種。蓋挖逆作法一般都是對交通作短暫封鎖一年左右，將結(jié)構(gòu)頂板施工結(jié)束，恢復(fù)道路交通，利用豎井作出人口進行內(nèi)部暗挖逆筑。蓋挖順作法一般是利用臨時性設(shè)施（如鋼結(jié)構(gòu)）作輔助措施維持道路通行，在夜間將道路封鎖，掀開蓋板進行基坑土方開挖或結(jié)構(gòu)施工。蓋挖法也成為修建車站的主要方法，在世界上蓋挖法修建車站占有很大比例，采用這種方法，在北京、上海、南京、廣州等修建了近10余座地鐵車站。蓋挖逆作法具有占用場地時間短，對地面干擾小和施工安全等優(yōu)點；適用于車站上面有高層建筑、埋深較大的地鐵車站，如上海地鐵新閘門路站；缺點是施工工序復(fù)雜、交叉作業(yè)和施工條件差等。蓋挖順作法同樣具有蓋挖逆作法的優(yōu)缺點，只是適用于市區(qū)淺埋地鐵車站。

采用蓋挖法的基本施工流程為：施作車站內(nèi)臨時支承樁－施工地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)－注漿加固地下連續(xù)墻墻趾－加固地基與基坑底土體－第一層鋼支撐抽槽設(shè)置－開挖第一層土體－安裝第二層鋼支撐－車站頂板立模、梆扎鋼筋和澆筑混凝土－頂板覆土、埋管和路面澆筑－暗挖第二層土體－第二層鋼支撐下移至第三層安裝、第四層鋼支撐安裝－中樓板立模、扎鋼筋和混凝土澆筑－分小段暗挖第三層土體－第四層鋼支撐逐根移至－第五層安裝－底板混凝土澆筑。

2）暗挖法

（1）新奧法

新奧法（NATM，為NewAustrianTunnellingMethod的縮寫）為也是通常所說的礦山法，新奧法是當代隧道施工設(shè)計應(yīng)用最廣泛的方法。其施工思路是在監(jiān)控量測的基礎(chǔ)上，及時更改噴射混凝土的厚度，錨桿、鋼支持和鋼絲網(wǎng)的參數(shù)以及二次襯砌等支護措施，來保持開挖洞室的穩(wěn)定，從而保證施工的安全，當?shù)孛娼煌ê铜h(huán)境不允許時，世界上各國常采用這種施工方法，如日本采用新奧法修建的東葉高速線北習志野站，為三拱兩柱單層式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是對地面的影響小、造價低，適用于堅硬巖土介質(zhì)、底下水位底，但是進度慢、勞動強度大和風險也大。

新奧法施工對大斷面的開挖有側(cè)壁導(dǎo)坑、臺階和CRD等，其施工流程為：放線－鉆孔、裝藥和放炮－通風除塵后出渣－打錨桿、鋼拱架支撐和掛鋼筋網(wǎng)－施作噴射混凝土初期支護－最后修建模筑混凝土二次襯砌。用到的輔助工法有降水、大小導(dǎo)管、注漿和采取必要的監(jiān)控

量測措施。

（2）淺埋暗挖法

淺埋暗挖法是按照“新奧法”原理進行設(shè)計和施工，以加固、處理軟弱地層為前提，采用足夠剛性的復(fù)合襯砌（由初期支護和二次襯砌及中間防水層所組成）為基本支護結(jié)構(gòu)的一種用于軟土地層近地表隧道的暗挖施工方法，它以施工監(jiān)測為手段，指導(dǎo)設(shè)計與施工，保證施工安全，控制地表沉降。淺埋暗挖法的施工原則是：管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測，與明挖法相比，淺埋暗挖法的最大優(yōu)點是避免了大量拆遷、改建工作，減少了對周圍環(huán)境的粉塵污染和噪聲影響，對城市交通的干擾小。盾構(gòu)法雖然也具有上述同樣優(yōu)點，但盾構(gòu)法不能適應(yīng)隧道斷面變化，而且當盾構(gòu)開挖的隧道不是足夠長時，盾構(gòu)法的經(jīng)濟性不明顯。選用淺埋暗挖法應(yīng)考慮的基本適用條件有：不允許帶水作業(yè)和要求開挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性，而且是淺埋地鐵車站。缺點是地下作業(yè)風險大、機械化程度低。

淺埋暗挖法對土體的加固和對水的處理方法有凍結(jié)法、注漿、深層攪拌和管棚等。對于斷面較大的隧道，考慮分部開挖、分部支護和封閉成環(huán)的需要，選擇中隔壁法（CD）法、交叉隔壁法（CRD）和側(cè)壁導(dǎo)坑法（眼鏡法）等。淺埋暗挖法常用的初期支護形式是鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土。地表位移、拱頂下沉、隧道周邊收斂等量測項目常被選為監(jiān)控量測的必測項目，而土壓力、土體位移、支護應(yīng)力等可作為選測項目。

（3）暗挖與蓋挖相結(jié)合的施工方法

暗挖與蓋挖相結(jié)合的施工方法是一種新技術(shù)，是我國在使用暗挖法和蓋挖法施工的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研究總結(jié)而提出的具有蓋挖法和暗挖法各自優(yōu)點的一種新的施工方法。其關(guān)鍵是將地鐵車站視為由樁、梁和拱組成的地下結(jié)構(gòu)，如北京天安門西站。天安門西站的具體施工流程為：導(dǎo)洞開挖、支護－樁孔、柱孔開挖及護壁－條形基礎(chǔ)施作－樁、柱吊裝及灌注混凝土－樁、柱頂梁施作－三跨頂拱初期支護施作－花邊墻施作－三跨頂拱二次襯砌施作－站廳層施作－站臺層施作－站臺板施作－建筑裝修及設(shè)備安裝。

（4）暗挖新技術(shù)

暗挖法也有了新的進展，主要有預(yù)制塊法、預(yù)切槽法和氣壓法，預(yù)制塊法是把盾構(gòu)管片的安裝技術(shù)和暗挖技術(shù)融合在一起的一項新技術(shù)，先做兩側(cè)導(dǎo)洞及側(cè)墻，然后注漿開挖并放置鋼拱架、噴射混凝土、安裝預(yù)制塊、在背后注漿，跨度已達18m以上，該技術(shù)在法國已大量應(yīng)用。預(yù)切糟法是按照結(jié)構(gòu)尺寸制造一個臺架，裝有特制鏈條鋸沿拱圈方向把地層切成一個高10-35cm、深4-5m的糟縫，然后放置鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土，形成鋼筋混凝土拱，在其保護下開挖施工，效果很好，在法國、意大利等國家已開始應(yīng)用。氣壓暗挖法是采用氣壓條件下的新奧法施工，因采用氣壓較低，一般對人體健康沒有影響。壓縮空氣不僅可排除隧道中的地下水，還可減少地面沉降，防止地面結(jié)構(gòu)損壞，減少加壓隧道一次襯砌的荷載，對開挖面有支護作用，降低成本，對降低施工中的粉塵有顯著作用，這種辦法已在奧地利、德國、英國、日本等國家應(yīng)用。

3）盾構(gòu)綜合法修建地鐵車站

國外已經(jīng)采用了配合盾構(gòu)法修建地鐵車站的施工方法，這種施工方法可一次采用盾構(gòu)法將區(qū)間隧道和過站隧道貫通，再在盾構(gòu)隧道的基礎(chǔ)上擴挖而形成地鐵車站；或直接利用大直徑盾構(gòu)機或連體盾構(gòu)機修建地鐵車站。配合盾構(gòu)法修建地鐵車站的優(yōu)點是可充分有效地利用盾構(gòu)設(shè)備，達到進一步提高地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量、縮短建設(shè)周期，從總體上較大幅度地降低工程造價的目的。從而使得盾構(gòu)法在城市地鐵工程中得到了大規(guī)模的采用；同時不影響地面交通和中斷地下生命線（上下水道、電線和電話線管道以及天然氣管道等等），且施工安全、機械化程度高。這種施工方法適用于市區(qū)深埋車站和線路交匯處換乘下層站等。但是，其施工所使用的機械復(fù)雜，安裝操作難度大，國外盾構(gòu)綜合法修建地鐵車站有以下五種形式。

（1）擴挖區(qū)間盾構(gòu)隧道修建

此方法直接在兩條單線區(qū)間盾構(gòu)隧道的基礎(chǔ)上，擴挖形成車站。得到實際應(yīng)用的有兩種方法：一種是托梁法，一種是半盾構(gòu)法。此大類方法已有較多工程實例，但多用于單層島式站臺，且單線區(qū)間盾構(gòu)隧道的建筑界限還應(yīng)滿足車站的使用要求。

（a）托梁法

此方法采用兩臺單線盾構(gòu)，并行施工修建兩條單線區(qū)間隧道，而后修建兩側(cè)立柱，從兩側(cè)立柱頂部向區(qū)間隧道間的地層中壓入托梁，在托梁的支撐下進行上部土體的開挖和管片的拆除，立?，F(xiàn)澆車站頂部結(jié)構(gòu)，然后開挖下部土體和管片的拆除并施做下部結(jié)構(gòu)，最近建成的日本東京地鐵7號線（南北線）的永田町站即采用該法修建的。

（b）半盾構(gòu)法

與托梁法一樣，用兩臺盾構(gòu)并行并行施工修建兩條單線區(qū)間隧道，而后修建兩側(cè)立柱，再用半盾構(gòu)修筑車站頂部結(jié)構(gòu)，最后進行管片的拆除和開挖下部土體并施做下部結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)型式如圖3所示。

圖3半盾構(gòu)法修建的車站結(jié)構(gòu)

（2）建成兩條或三條平行隧道

（a）建成三條平行隧道。用直徑為9-10m的盾構(gòu)建成三條平行隧道，在中間隧道與兩側(cè)隧道間修建聯(lián)絡(luò)通道形成地鐵車站。該法適用于修建站臺較寬的島式車站，在前蘇聯(lián)深埋地鐵中應(yīng)用較多，如基輔地鐵車站（見圖4）。

圖4基輔地鐵車站的結(jié)構(gòu)型式

（b）建成兩條平行隧道。日本近期投入技術(shù)研究力量，成功開發(fā)出了采用圓周盾構(gòu)方式將小直徑的區(qū)間盾構(gòu)隧道擴大為大直徑的方法，為在區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法，但在車站受凈空限制而不便擴建為車站結(jié)構(gòu)的情況提供了可能途徑。

英國直接用7m左右的盾構(gòu)機修建兩條平行隧道，形成側(cè)式站臺車站，缺點為修建車站的盾構(gòu)機不能采用修建區(qū)間的盾構(gòu)機，如果都用大直徑盾構(gòu)機修建區(qū)間和車站的話，造成不必要的浪費，其結(jié)構(gòu)示意見圖5，當然也可修建少量的聯(lián)絡(luò)通道，滿足車站工作人員和乘客的通行。

圖5倫敦地鐵盾構(gòu)車站

（c）固定式或分離式連體盾構(gòu)機直接修建

日本在采用兩連盾構(gòu)機修建區(qū)間隧道成功后，繼而又開發(fā)了采用固定式或可分離式連體盾構(gòu)機直接修建車站的方法，這些方法越來越多地應(yīng)用到工程中，取得了良好的效果，但多為單層車站。日本還有采用此法修建雙層地鐵車站的計劃。如都營地鐵12號線飯?zhí)飿蛘荆褪遣捎霉潭ㄊ饺B體盾構(gòu)機修建的，該站為單層島式站臺車站。圖6為采用分離式三連體盾構(gòu)機修建單層側(cè)式站臺車站示意圖。

圖6單層側(cè)式車站

（3）修建拱形結(jié)構(gòu)

此方法為先修建兩個小型盾構(gòu)并充填混凝土，以此作為拱座基礎(chǔ)，再修建上部單拱結(jié)構(gòu)形成車站，此方法在俄羅斯較多使用，且已在雙層車站中使用。圖7為圣彼得堡地鐵三拱墻柱式車站，先用盾構(gòu)貫通區(qū)間隧道，修建兩側(cè)的立柱（實際上為連續(xù)開洞的隔墻，在墻上裝有自動控制的門，列車到站時會自動開啟），再暗挖站臺隧道上部土體，修建拱部結(jié)構(gòu)，最后開挖下部土體并修建仰拱結(jié)構(gòu)，在修建上部拱式結(jié)構(gòu)時，可結(jié)合輔助工法采用礦山法開挖（如加固土層后開挖或機械開槽形成上部拱式結(jié)構(gòu)后開挖等）、也可直接采用若干小型盾構(gòu)修筑

上部拱式結(jié)構(gòu)體后，在上部結(jié)構(gòu)保護下開挖。

圖7圣彼得堡地鐵車站

（4）復(fù)式微型盾構(gòu)修建

這是一種正在發(fā)展中的方法，其思路是采用小型或微型盾構(gòu)設(shè)備，先修筑車站結(jié)構(gòu)體，而后開挖內(nèi)部土體，可修建大型地鐵車站。其形式有多種，按盾構(gòu)機刀盤的切削方向，可建成弧型或矩形車站結(jié)構(gòu)體。此法不用大型盾構(gòu)設(shè)備，安全可靠、可在極其軟弱的地層條件下修建大型車站結(jié)構(gòu)，但尚需進一步完善小型盾構(gòu)設(shè)備

4、基本研究方法

目前明挖法仍然是地鐵車站首選的施工方法，結(jié)合北京市的地質(zhì)條件及已經(jīng)建成的地鐵工程實例，北京地鐵6號線東大橋站擬采用明挖法施工。

1)明挖法的主要技術(shù)

明挖法是目前我國地鐵車站采用最多的一種施工方法，對埋深不大、地面無建(構(gòu))筑物、地面交通和環(huán)境保護無特殊要求時的區(qū)間隧道也采用該方法，主要有放坡明挖和圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)的明挖兩種方法，在修建地鐵的城市均有應(yīng)用。其技術(shù)上的進步主要反映在基坑的開挖方法和圍護結(jié)構(gòu)上。針對不同的地層，基坑的圍護結(jié)構(gòu)主要有地下連續(xù)墻、人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、鉆孔咬合樁、SMW工法樁、工字鋼樁和鋼板樁圍堰等。

在基坑開挖方面，有代表性的是時空效應(yīng)理論。在此基礎(chǔ)上，上海地鐵總結(jié)出一套在軟弱地層中開挖、支撐和結(jié)構(gòu)施工的方法。首先采用大口井進行基坑降水，以提高基底被動土的強度，然后，對基坑實施分段開挖，隨挖隨支撐，控制坑底暴露時間(或?qū)Φ装宓貙舆M行預(yù)加固)，適時地澆注底板結(jié)構(gòu)。同時，對基坑和周邊管線和建筑進行嚴密監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施。

在基坑圍護結(jié)構(gòu)方面的主要施工技術(shù)有：

(1)地下連續(xù)墻

該結(jié)構(gòu)適合于飽水軟弱地層，如飽水沙層、飽和的淤泥土層等。在此類土層中地下連續(xù)墻既可以控制土壓力，又可以有效地阻隔地下水，同時還可以作為車站結(jié)構(gòu)的一部分，因此在上海地鐵車站的建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。

(2)人工挖孔樁和鉆孔灌注樁

人工挖孔樁和鉆孔灌注樁均是采用排樁樁墻來擋土和防水，實現(xiàn)基坑的圍護。其中人工挖孔樁適合于地下水位較深或無水的地層，要求地層強度較高。其斷面形式不受施工機具的限制，可以作成圓形和方形，而且其施工質(zhì)量和強度要高于普通的鉆孔灌注樁，但后者具有較廣的土層適用范圍，二者不能替代。人工挖孔樁和鉆孔灌注樁在北京、廣州、深圳等地鐵工程中都有應(yīng)用。

(3)SMW工法樁

該工法是在水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型鋼或其它種類的勁性材料，來增強水泥土攪拌樁抗彎、抗剪能力。以其作成的基坑支護結(jié)構(gòu)同時具有較好的防水功能，在6—10m深的基坑中具備技術(shù)優(yōu)勢，與地下連續(xù)墻相比，SMW工法樁施工速度快，施工占地少，無污染。同時由于型鋼可以拔出回收，造價低廉。因此，此方法在上海和南京地鐵車站的出人口基坑圍護中得到廣泛應(yīng)用。

(4)鉆孔咬合樁

鉆孔咬合樁是近年來開發(fā)的一種基坑維護結(jié)構(gòu)新工法，采用全套管鉆機成孔，相鄰樁采用素混凝土和鋼筋混凝土間隔布置并相互咬合排列。與其它類型灌注樁相比具有不坍孔、成樁質(zhì)量好、防水效果好、成樁效率高、造價低、施工無污染等優(yōu)點，在軟土地層，尤其在富水軟土地層中施做維護結(jié)構(gòu)具有明顯優(yōu)勢。該技術(shù)已首先在深圳地鐵金益區(qū)間等明挖基坑施工中

成功應(yīng)用，并已推廣應(yīng)用于杭州等地區(qū)的基坑圍護結(jié)構(gòu)的施工。

各主要城市明挖車站基坑支護形式（部分）見表1。

表1：各主要城市明挖車站基坑支護形式（部分）

2）明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計

明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計包含了兩部分：①基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計：②主體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部構(gòu)件設(shè)計。

（1）基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

（a）圍護結(jié)構(gòu)選擇

根據(jù)結(jié)構(gòu)的特性、場地情況、周圍環(huán)境、基坑深度、寬度、工期安排、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)狀況，對圍護結(jié)構(gòu)進行比較選擇。對于含水的軟黏土、流砂地層一般采用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)；對于水位不高，或允許大面積降水的黏性土層，可采用人工挖孔或鉆孔灌注樁；對于水位較高，且不允許大面積降水的粘性砂土層，可采用鉆孔樁+旋噴樁的圍護型式；對于自穩(wěn)性較好的軟巖地層或弱風化巖層，可以采用噴錨支護或土釘墻技術(shù)。為降低成本，設(shè)計時，可根據(jù)具體工況，選擇一到兩種圍護結(jié)構(gòu)。

（b）荷載確定

圍護結(jié)構(gòu)的荷載一般有地面超壓、水土壓力。

i)地面超壓一般按20kPa計，當基坑邊沿有建筑物或特殊荷載(如塔吊基礎(chǔ)等)時需按實際荷載計算。

ii)水土壓力：在施工階段，黏性土層或坑內(nèi)外均進行降水的砂性土層按水土合算，僅坑內(nèi)降水的砂性土層按水土分算；在使用階段，為永久結(jié)構(gòu)的安全，不論砂性土層還是黏性土層，均宜按水土分算考慮。

（c）圍護結(jié)構(gòu)計算方法

i)彈塑性有限元法：將結(jié)構(gòu)與地層作為一相互作用體，通過理論假定確定地層的本構(gòu)關(guān)系及地層與結(jié)構(gòu)界面的作用模式，按照施工過程逐步模擬地層與結(jié)構(gòu)的作用機理，確定結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的變化及周圍土層的力學(xué)機理及變位。目前采用的計算模型主要有理想彈塑性模型、黏彈性模型、鄧肯一張非線性模型等。通用的計算程序有ANSYS程序、2D-σ、3D-σ程序及同濟曙光程序等。由于圍巖性質(zhì)極其復(fù)雜，很難用一種單一的模型進行模擬，加之地層應(yīng)力的釋放過程與開挖方式、開挖過程、支撐形式、支撐剛度等有著密切的聯(lián)系，使計算過程中的一些參數(shù)難于確定，最后導(dǎo)致計算結(jié)果難于反應(yīng)真實的受力情況。因此這種計算方法一般用于定性分析或同一工況下的施工方式比選。

ii)桿件有限元法：己知基坑面以上的結(jié)構(gòu)荷載，用彈簧模擬基坑以下地層與結(jié)構(gòu)的相互作用，以梁(板)單元模擬結(jié)構(gòu)，隨施工的不同階段按增量法或總量法對受力結(jié)構(gòu)進行計算。目前多采用SAP84程序、理正深基坑計算程序、同濟啟明星計算程序等。

iii)理論假定簡化法：如假想支點法、等值梁法、m法等。目前設(shè)計中，以桿件有限元法應(yīng)用較為普遍，計算結(jié)果或計算精度較為接近實際。

（d）圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)結(jié)構(gòu)受力結(jié)果，依照相應(yīng)的規(guī)范按結(jié)構(gòu)的重要性、強度、剛度、穩(wěn)定性、變位及構(gòu)造要求進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，在滿足上述條件下盡量做到經(jīng)濟合理、便于施工。

(2)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計

（a）支撐結(jié)構(gòu)選擇

首先根據(jù)地層條件、地下管線、基坑尺寸、施工要求確定錨拉式或內(nèi)撐式支撐方式。對于內(nèi)撐式結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)材料情況、施加預(yù)應(yīng)力方式來確定支撐結(jié)構(gòu)材料。

但是應(yīng)該開發(fā)深基坑圍護技術(shù)和地面變形監(jiān)控技術(shù)，以便明挖法在地鐵車站的施工中得到更廣的應(yīng)用。蓋挖法應(yīng)是修建車站的主要方法，在世界上蓋挖法修建車站占有很大比例，要建

立合理的施工組織網(wǎng)絡(luò)來疏導(dǎo)交通，降低對地面交通的影響，以及開發(fā)小型地下靈合的開挖機械等，來提高施工質(zhì)量和縮短工期。

（b）支撐結(jié)構(gòu)計算

i)錨桿計算：錨桿承載力主要由拉桿的極限抗拉強度、拉桿與錨固體之間的極限握裹力、錨固體與土體之間的極限抗拔力確定。一般在軟質(zhì)巖、風化巖層和土層中，錨桿的極限抗拉強度、錨桿孔壁與砂漿的摩阻力均低于砂漿對鋼拉桿的握裹力，錨桿極限抗拔力受孑L壁摩阻力的控制，即取決于沿接觸面外圍軟質(zhì)巖和土層的抗剪強度。

ii)內(nèi)支撐計算：根據(jù)偏心受壓構(gòu)件的強度、平面內(nèi)及平面外的穩(wěn)定性進行結(jié)構(gòu)計算，除豎向荷載(支撐自重和支撐頂面的施工活荷載等)產(chǎn)生的偏心彎距外，同時要考慮支撐安裝誤差造成的偏心影響，其偏心距可考慮支撐計算長度的1/1000。

此外，圍護結(jié)構(gòu)的計算還包括基坑穩(wěn)定計算和地面沉降計算。

(c）主體結(jié)構(gòu)計算

一般明挖車站結(jié)構(gòu)可只進行橫斷面的結(jié)構(gòu)受力分析計算，但是當遇到覆土厚度沿線路縱向有較大變化、結(jié)構(gòu)上部直接建有建筑物或重要構(gòu)筑物、底板坐落地層有顯著差異等情況時，應(yīng)考慮進行空間結(jié)構(gòu)分析．

i）計算過程

結(jié)構(gòu)計算采用荷載結(jié)構(gòu)模式，采用MADIS-CIVIL、SAP90或者ANSYS結(jié)構(gòu)計算程序進行分析．

ii）主要荷載

結(jié)構(gòu)自重、地層壓力、設(shè)備重量、人群荷載、地面車輛荷載及其沖擊力、地震作用，人防荷載．

5、明挖車站存在的問題及車站施工方法的發(fā)展動向

1)明挖地鐵車站存在的問題

(a）外界氣象條件對施工影響較大；

(b）施工對城市地面交通和居民的正常生活影響很大，易產(chǎn)生噪聲、粉塵及廢棄泥漿等污染物；

(c）需要拆除工程影響范圍內(nèi)的建筑物和管線；

(d）在飽和的軟土層，深基坑引起的地面沉降難以控制，且坑內(nèi)土坡向穩(wěn)定常常會成為威脅工程安全大問題。

2)車站施工方法的發(fā)展動向

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，施工機械的現(xiàn)代化，為了減少地鐵車站建設(shè)對對城市地面交通和居民的正常生活的影響，減少拆除工程量，暗挖法、盾構(gòu)法等工法在地鐵車站的開挖中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

6、選題的目的

當前在大城市中，尤其是百萬人口而密度又大的城市，隨著城市的發(fā)展道路交通更加繁忙，地面有限的空間越來越不能適應(yīng)道路交通、建構(gòu)筑物、廣場和綠化等用地的需求，因此很多道路、管網(wǎng)和貯庫等不得不向地下發(fā)展。

改革開放以來，北京市地面交通道路設(shè)施雖然已有很大的發(fā)展，如道路拓寬、城市環(huán)行線路和高架立交橋不斷增加，但仍不能滿足日益增長的交通需要量，為了緩解路面交通壓力，解決高峰時交通堵塞現(xiàn)象，開辟地鐵交通是很好的解決途徑。地鐵車站是地鐵系統(tǒng)中一個很重要的組成部分，它與乘客的關(guān)系極為密切，同時它又集中設(shè)置了地鐵運營中很大一部分技術(shù)設(shè)備和運營管理系統(tǒng)。因此，它對保證地鐵安全運行起著很關(guān)鍵的作用。車站位置的選擇、環(huán)境條件的好壞、設(shè)計的合理與否等，都會直接影響地鐵的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，影響到城市規(guī)劃和城市景觀。

本次畢業(yè)設(shè)計的目的旨在通過對北京地鐵6號線東大橋站的地質(zhì)條件和周圍環(huán)境分析，結(jié)合現(xiàn)場實習調(diào)研的資料，同時大量查閱文獻資料，運用所學(xué)的基本理論知識，采用工程類比、概率極限狀態(tài)及軟件分析等方法對該車站進行建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工方案設(shè)計，達到熟練掌握地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計，進一步探討各種地鐵施工工法、結(jié)構(gòu)形式等對地鐵車站本身、周圍環(huán)境的影響等問題。

主要參考文獻：

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[8]王鐵成等.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2004

研究方案：

通過對北京地鐵6號線東大橋站的地質(zhì)條件和周圍環(huán)境分析，結(jié)合詳細的設(shè)計資料，同時大量查閱文獻資料，運用所學(xué)的基本理論知識，采用工程類比、概率極限狀態(tài)及軟件分析等方法對該車站進行建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工方案設(shè)計，達到熟練掌握地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計及指導(dǎo)實際地鐵車站施工的目的。

畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排：

序號畢業(yè)設(shè)計（論文）各階段審核日期：年月日

中文摘要

地鐵車站的設(shè)計與施工，既是地鐵工程亮點所在，更是一個難點問題。本畢業(yè)設(shè)計按照地鐵設(shè)計規(guī)范和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范等，根據(jù)北京地鐵6號線東大橋站的運營要求、站址環(huán)境和工程水文地質(zhì)條件等，本著經(jīng)濟合理、安全實用的原則，對東大橋車站進行建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方案設(shè)計等。

本畢業(yè)設(shè)計的主要思路如下：

1、根據(jù)線路特征、運營要求、周圍環(huán)境及施工方法等條件確定車站平面形式；

2、根據(jù)客流量確定車站規(guī)模，按照“適用、經(jīng)濟、美觀”的原則對車站建筑設(shè)計，包括對車站型式及站廳、站臺層的平面布置和車站附屬設(shè)施等；

3、根據(jù)地鐵設(shè)計規(guī)范計算各種荷載和進行荷載組合，選擇正常使用階段的標準組合和基本組合采用荷載結(jié)構(gòu)模型，運用彈性地基梁的理論使用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件MIDAS軟件對車站結(jié)構(gòu)在正常使用階段工況下進行建筑布置設(shè)計荷載結(jié)構(gòu)模型MADIS結(jié)構(gòu)設(shè)計施工方案設(shè)計

Abstract

Thedesignandconstructionofmetrostation,notonlyisthebrightofmetroengineering,butalsoisadifficultproblem.Accordingtotheenvironmentandgeologysituationaswellasthecodefordesignofmetroandthecodefordesignofconcretestructuresetc,thisthesisaccomplishesthearchitecturedesign,structuredesignandconstructiondesignofLineEastBridgestationofBeijingmetrointheprincipleofeconomy,reasonability,safetyandpracticality.

Thewaytoaccomplishthisthesisisshownbelow:

1,providingtheplanearrangementofthestationbasedonthelinecharacteristic,businessrequirement,over-groundandundergroundenvironmentandconstructionmethodetc;

2,determiningthescaleofthestationbytheamountsofthepassengers,andmakingthearchitecturedesignofthestationwiththepurposeof“applicability,economy,pretty”,whichincludesthestationpattern,theplanearrangementofthehallandtheplatformofthestation,thesubsidiaryfacilitiesofthestation,etc;

3,workingouttheloadsanddoingcombinationsoftheloadsbythecodefordesignofmetro,choosingthestandardcombinationoftheusingstage,adoptingload-structuremodel,calculatingtheinternalforceofthestructureintheusingstagemakinguseofMIDASwiththemethodofplaneelasticfoundationbeam,doingcalculationaboutsteelscollocatingoftheprincipalstructureaccordingtothebiggestinternalforcecalculatedandthecodefordesignofconcretestructures;4,designingtheconstructionprojectbasedontheengineeringgeologicalcondition,hydrogeologicalcondition,surroundingenvironmentandothers.

Keywords:thearchitecturedesign,load-structuremodel,structuredesignMIDAS,designofconstructionscheme

第一章概述

一、站址環(huán)境

東大橋站位于東大橋路口東側(cè)，朝外大街、工體東路、東大橋路、朝陽北路及朝陽路五條道路交匯與此形成五叉路口，路口西北象限為臨街商用建筑群及東草園等居住小區(qū)；路口西南象限為藍島大廈和昆泰大廈等高層商業(yè)建筑；路口東南象限為市政綠化用地和CBD住宅、商業(yè)用地；路口東北象限為佰富國際商用高層寫字樓；朝陽北路和工人體育場東路之間為公交站場（共5路公交車在此始發(fā)）。該區(qū)域是朝陽地區(qū)重要的客流集散點，地面交通十分繁

忙。地鐵車站設(shè)置在公交站場及以東的朝陽北路下，東西走向。

二、工程概況及有關(guān)參數(shù)計參數(shù)

東大橋站為三層島式車站，有效站臺寬13m，長158m，地下一層為地鐵站廳層，地下二層為地鐵設(shè)備層、地下三層為地鐵站臺層。主體結(jié)構(gòu)采用雙柱三跨結(jié)構(gòu)，車站總長175m。車站標準段結(jié)構(gòu)寬，高，覆土～。車站主體結(jié)構(gòu)基本位于現(xiàn)況公交站場下，采用明挖法施工。

三、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，本段線路土層分布較為穩(wěn)定，自上而下依次為人工填土、新近沉積土層、第四紀晚更新世沖洪積地層。本次計算選用XDD11鉆孔的數(shù)據(jù)，XDD11鉆孔位于主體范圍XDD11鉆孔地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)

土層

編號土層

名稱土層厚度（m）容重

(kN/m3)C

(kP)φ

(°)K0基床系數(shù)(MPa/m)

水平垂直

①1雜填土010

①粉土填土105

③1粉質(zhì)粘土31143330

③粉土18273533

④4中粗砂0355540

⑤圓礫卵石0408090

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑦1中粗砂0356555

⑦圓礫卵石05090100

現(xiàn)況地下水位標高~，位于地表下～，位于圓礫卵石⑤層中。抗浮設(shè)防水位按標高33m，地面標高取。

四、設(shè)計內(nèi)容

1、車站站位選擇；

2、車站總平面布置（包括站位選擇、出入口布置、通風亭布置等）；

3、車站結(jié)構(gòu)形式選擇；

4、車站縱斷面設(shè)計；

5、主體結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計算；

6、截面檢算與結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計；

7、施工方案設(shè)計。

五、設(shè)計依據(jù)

1、《地下鐵道設(shè)計與施工》陜西科學(xué)出版社；

2、《地鐵設(shè)計規(guī)范》（50157—2003）

3、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010—2002）

4、《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》（TB10003—2001）

5、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16-97)

6、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）

7、《人民防空工程設(shè)計規(guī)范》（GB50225-2005）

8、《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50111-2006

第二章車站建筑設(shè)計

一、設(shè)計原則

1、車站設(shè)計遵循“以人為本，百年大計，安全可靠，經(jīng)濟適用，保護環(huán)境”的設(shè)計總則。

2、車站設(shè)計符合國家“適用、經(jīng)濟、美觀”的建筑方針，更好地體現(xiàn)時代精神和地方特色。

3、車站設(shè)計符合城市總體規(guī)劃要求，滿足地鐵交通功能的要求，最大限度地吸引乘客，滿足乘客的乘降、集散和換乘的要求。

4、車站設(shè)計在滿足功能的前提下，妥善處理與城市交通、地面建筑、地下管線、地下構(gòu)筑物之間的關(guān)系，減少拆遷和管線改移，減少對建筑、交通和市民的影響。

5、車站的規(guī)模及通過能力按遠期超高峰小時設(shè)計客流量確定，遠期超高峰設(shè)計小時客流量為該站預(yù)測遠期高峰小時客流量（或客流控制時期的高峰小時客流量）乘以～超高峰系數(shù)。

6、車站的設(shè)計規(guī)模還應(yīng)滿足事故發(fā)生時乘客緊急疏散的需要。車站的緊急疏散能力，應(yīng)保證在遠期高峰小時客流量時將一列車乘客及站臺上候車乘客、站內(nèi)工作人員在6min內(nèi)疏散完畢。

7、車站設(shè)計應(yīng)合理組織客流，保證乘客方便進出站，安全順暢；車站的集散廳、站臺、出入口、樓梯和通道、自動扶梯、售檢票機(口)等各部位的通過能力應(yīng)相互匹配。

8、車站設(shè)計，應(yīng)盡量壓縮車站規(guī)模，采取最合理的結(jié)構(gòu)形式，減少初期投資，便于運營管理，減少運營費用，以提高經(jīng)濟效益。

9、車站建筑設(shè)計，應(yīng)簡潔、明快、易于識別，并應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代交通建筑的特點，同時還應(yīng)與周圍的城市景觀相協(xié)調(diào)。地鐵車站出入口布置盡可能與地上規(guī)劃建筑結(jié)合。

10、車站設(shè)計應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范、規(guī)定，滿足客流、行車組織與運營管理及各專業(yè)工藝要求。

11、車站設(shè)計充分考慮防災(zāi)的相關(guān)措施，在災(zāi)害條件下保證人員的安全疏散。

12、車站設(shè)計按五級人防設(shè)防，按8度地震烈度考慮車站主體及出入口風亭設(shè)計均應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范要求。

二、主要技術(shù)標準

1、站廳層

(1)公共區(qū)地坪裝修面至吊頂凈高3200mm；公共區(qū)裝修面層至任何懸掛障礙物不小于2400mm；辦公用房吊頂凈高不小于2400mm；通道用房吊頂凈高不小于2400mm。

(2)站廳層公地坪裝修面厚度：公共區(qū)為200mm，設(shè)備區(qū)為200mm。

2、站臺層

(1)島式站臺寬度不小于8000mm；島式站臺的側(cè)站臺寬度不小于2500mm。

(2)站臺有效長度158m。

(3)有效站臺寬度13m。

(4)有效裝修面層厚度100mm。

(5)站臺層吊頂公共區(qū)凈高3700mm。

(6)站臺裝修面至軌頂面高950mm。

(7)有效站臺邊緣到線路中心1500mm。

(8)線路中心至側(cè)墻凈距2250mm。

(9)軌頂至結(jié)構(gòu)底板頂面650mm。

3、通道、出入口

寬度不小于2500mm，凈高不小于2400mm，與自動扶梯或樓梯相連的通道寬度，必須與其通過能力相匹配。

4、建筑等級、火災(zāi)危險等級、耐火等級

本車站建筑設(shè)計等級為一級，火災(zāi)危險等級為一級，耐火等級為一級。

5、抗震設(shè)計等級、人防設(shè)計等級

本車站結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，抗震滿足車站8度抗震設(shè)防烈度要求；人防等級為五級，滿足人防設(shè)計要求。

6、車站結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限

本車站主要構(gòu)件及支護結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計使用年限為100年，其他

式中：S－單節(jié)車廂長度，地鐵B型車計算長度。

n－遠期列車編組數(shù)，遠期列車采用3動車+3拖車編組。

Δ－停車誤差，一般采用停車不準確距離為1～2m。

站臺有效長度取158m。

站臺總長度是根據(jù)站臺層房間布置的位置及需要由站臺進入房門的位置而定，是指每側(cè)站臺的總長度，其需綜合考慮站臺有效長度、站內(nèi)管理和設(shè)備用方面面積等因素確定。

(4)站臺寬度

車站站臺寬度由遠期預(yù)測客流量、列車編組長度、結(jié)構(gòu)橫斷面形式、站臺型式、樓梯及自動扶梯位置和車站所處位置等因素確定。本設(shè)計采用島式站臺，樓梯和自動扶梯沿站臺中間縱向布置，兩側(cè)布設(shè)側(cè)站臺。

島式站臺寬度計算公式如下：

其中

b取公式（）、（）中的較大者。

式中:b—側(cè)站臺寬度；

n—橫向柱數(shù)；

z—橫向柱寬；

t—每組人行梯與自動扶梯寬度之和

—遠期每列車高峰小時單側(cè)上車設(shè)計客流量（換乘車站應(yīng)含換乘客流量）；

—站臺人流密度；

—站臺有效長度；

—站臺安全防護寬度

站臺有效寬度取13米。

4、車站布置車站房屋面積統(tǒng)計表

房間

類別序號房間

名稱功能要求（m2）備注

生產(chǎn)辦公

用房1綜合控制室45站廳層

2公安安全室15站廳層

3交接班室25站廳層

4值班休息室30站廳層

生活輔助

用房1茶水間6站臺層

2盥洗室8站臺層

3女更衣室10站廳層

4男更衣室10站廳層

5廁所50站臺層

6清掃工具室15站臺層

7車站用品庫10站廳層

設(shè)備管理

用房1通信設(shè)備室50站廳層

2通信電源室20站廳層

3信號設(shè)備室80站廳層

4信號電源室15站廳層

5商用通信設(shè)

備室40站廳層

6APC電源室10站廳層

7APC票務(wù)室10站廳層

8人防信號室15站廳層

9信號電纜

接入室15站廳層

10通信電纜

接入室25站廳層

11配電照明室15/15/25/25站廳層

12電瓶間20-25站廳層/站臺層

13電纜間5站廳層/站臺層

14環(huán)控電控間30/40站廳層/站臺層

15空調(diào)通風用房850站廳層

16降壓變電所280-300站臺層

17消防泵房20站廳層

18污水泵房20站臺層

19廢水泵房25站臺層

車站技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計如下表：

表車站技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計表

序號項目描述

1站臺形式及寬度島式站臺，寬13米

2車站中心里程處結(jié)構(gòu)覆土厚度（m）

3車站中心里程處結(jié)構(gòu)底板埋深（m）

4車站中心里程處站廳至地面高差（m）

5站臺至站廳高差（m）

6車站主體結(jié)構(gòu)外包尺寸（長×寬×高m）××

四、車站建筑設(shè)計

1、車站型式

本站為兩層雙柱，三跨，島式車站。車站斷面為矩形，采用鋼柱混凝土柱。車站共設(shè)5個出入口，其中2個出入口共用通道，出入口均連至地下一層站廳層；設(shè)備層設(shè)兩個安全口；車站共設(shè)2個風道，分別設(shè)于車站西北和東南；車站還設(shè)置1個垂直電梯口。

2、車站附屬設(shè)施

車站附屬設(shè)施需滿足客流的日常狀況下的通道能力的需要，還需要滿足防災(zāi)的疏散要求。按遠期高峰小時預(yù)測，最高超高峰客流量按計。

(1)出入口及通道

a、出入口及通道寬度計算

通道總寬度：,1m寬通道雙向混行每小時通過人數(shù)為4000人。

出入口總寬度：,1m寬樓梯雙向混行每小時通過人數(shù)為3200人。

b、出入口及通道寬度確定

出入口及通道的數(shù)量由車站規(guī)模、站位選擇、城市規(guī)劃、地形地貌、環(huán)境條件及預(yù)測遠期高峰小時客流量等因素綜合確定，綜合考慮東大橋站的實際情況，共設(shè)5個出入口，其中2

個出入口共用通道，出入口和通道均按5m設(shè)計，均能滿足通過能力要求和疏散要求。

(2)風亭、風道與冷卻塔

在車站兩端各設(shè)一個風道及風亭，按照系統(tǒng)的統(tǒng)一布置要求進行設(shè)置，風亭及冷卻塔于周圍建筑物的間距均滿足防火要求。

(3)樓梯、自動扶梯與電梯

a、樓梯、自動扶梯寬度計算

樓梯需求寬度計算：

本站單側(cè)客流為33540人次/小時，樓梯的最大通過能力為4200人/

樓梯總寬度

自動扶梯需求寬度計算：

本站單側(cè)客流為33540人次/小時，1m自動扶梯最大通過能力為9600人/

自動扶梯總寬度：

b、出入口部的樓梯、自動扶梯及電梯設(shè)置

考慮車站實際情況，各出入口同時布設(shè)一部3m的樓梯和一部1m的自動扶梯。結(jié)合遠期客流預(yù)測情況，布設(shè)一部垂直電梯。

樓梯寬度的檢核：

樓梯的通過能力為：

式中：－自動扶梯臺數(shù)；

－自動扶梯每小時輸送能力9600人/小時/米（自動扶梯寬1m，梯速為，傾角為）－自動扶梯的利用率，選用；

－樓梯寬數(shù)；

－樓梯雙向混行通過能力，取3200人/小時/米；

－樓梯的利用率，選用；

將數(shù)據(jù)代入公式可得：

人次/小時

該數(shù)值大于車站的遠期設(shè)計客流量67080人次/小時，故自動扶梯和樓梯設(shè)置滿足客流量要求。

c、至站臺層樓梯、自動扶梯及電梯的設(shè)置

依據(jù)客流要求，樓梯寬度及自動扶梯需求寬度計算結(jié)果,至站臺設(shè)置3部自動扶梯，3部3m樓梯,垂直電梯設(shè)在非付費區(qū)。

樓梯寬度的檢核：

樓梯的通過能力為：

式中：－自動扶梯臺數(shù)；

－自動扶梯每小時輸送能力9600人/小時/米（自動扶梯寬為1m，梯速為，傾角為）－自動扶梯的利用率，選用；

－樓梯寬數(shù)；

－樓梯雙向混行通過能力，取3200人/小時/米；

－樓梯的利用率，選用；

將數(shù)據(jù)代入公式可得：

人次/小時

該數(shù)值大于車站的遠期單側(cè)設(shè)計客流量33540人次/小時，故自動扶梯和樓梯設(shè)置滿足客流量要求。

d、防災(zāi)疏散時的樓梯寬度計算

車站站出入口、樓梯和通道的通過能力，應(yīng)滿足火災(zāi)狀態(tài)下，6分鐘將一列車人和站臺候車人員、車站工作人員疏散至安全地點進行計算，以站臺-站廳樓、扶梯為疏散控制點。樓梯疏散寬度按下式計算：

式中：

Q1－1列車乘客數(shù)，1677人。

Q2－站臺上候車乘客和站臺上工作人員，高峰小時進站客流量為33540人/小時，站臺層工作人員數(shù)為10，Q2=33540/40+10=849人。

A1－自動扶梯通過能力，160人/min(9600人/小時)。

A2－人行樓梯通過能力,62人/min(3700人/小時)。

N－1m寬自動扶梯臺數(shù)，N=3。

B－人行樓梯總寬度，B=9m。

則

樓梯滿足防災(zāi)要求。

(4)售檢票設(shè)施

a、售票

根據(jù)經(jīng)濟條件和車站實際情況，售票方式采用自動售票機售票。

自動售票機數(shù)量計算公式為：

式中，－使用售票機的人數(shù)或上行和下行上車的高峰小時客流總量

－超高峰小時系數(shù)，選用～

－自動售票機每臺每小時售票能力，取

故，?。ú豢紤]儲值票的情況）

b、進出站檢票口設(shè)置

進站檢票口數(shù)量計算公式為：

式中，－高峰小時進站客流量

－超高峰小時系數(shù)，選用～

－檢票機每臺每小時檢票能力，取

故，取

c、進出站檢票口設(shè)置

出站檢票口數(shù)量計算公式為：（2-8）

式中，－高峰小時出站客流量

－超高峰小時系數(shù)，選用～

－檢票機每臺每小時檢票能力，取

故，取

(5)無障礙設(shè)計

為方便殘疾人乘坐本線地鐵，本站在進入車站的西南出入口設(shè)置殘疾人專用電梯，方便殘疾人到達站臺。同時在車站裝修設(shè)計時，在殘疾人乘客流線上，還要設(shè)計盲人導(dǎo)向帶，具體要求應(yīng)符合無障礙設(shè)計的有關(guān)規(guī)范。

3、車站裝修

(1)裝修范圍

車站的主體部分和附屬部分

(2)裝修的設(shè)計標準與原則

a、以安全、適用、經(jīng)濟、美觀為總原則，并應(yīng)充分體現(xiàn)城市交通快捷、秩序、通暢、易識別的特點，力求以簡潔、明快、樸實、經(jīng)濟、不追求豪華，并以最大限度的體現(xiàn)古都風貌為目標。

b、在統(tǒng)一的要求下，體現(xiàn)本站的特點，采用適宜的手法，最大限度地改善地下封閉空間地沉悶和壓抑感。

c、選用不燃、無毒、放射性指標滿足國家環(huán)保要求，經(jīng)濟、耐久、便于設(shè)備管理和清洗地性能，地面材料應(yīng)防滑、耐久、耐磨、耐腐蝕。

d、按功能的需要，在設(shè)備、管理及公共部位采用具有吸音、防潮功能地裝飾材料。

(3)裝修設(shè)計構(gòu)思

站車站結(jié)構(gòu)

一、設(shè)計原則

1、地下車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足施工工藝、行車運營、城市規(guī)劃、環(huán)境保護、抗震、防水、防災(zāi)、防火、防迷流、防腐蝕及人民防空等對結(jié)構(gòu)的要求，同時做到結(jié)構(gòu)安全、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理與確保質(zhì)量的要求。

2、根據(jù)沿線不同地段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及城市總體規(guī)劃要求，結(jié)合周圍地面既有建筑物、地下構(gòu)筑物、管線及道路交通狀況，通過對技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)保及使用功能等方面的綜合比較，合理選擇施工方法和結(jié)構(gòu)型式。

3、地下車站結(jié)構(gòu)在施工及使用期間應(yīng)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性及耐久性。應(yīng)根據(jù)構(gòu)件特點進行承載力（包括失穩(wěn)）計算以及抗傾覆、滑移、抗浮、疲勞、變形、抗裂或裂縫開展寬度驗算；并滿足耐久性規(guī)定。

4、地下車站結(jié)構(gòu)的凈空尺寸應(yīng)滿足地下鐵道建筑限界及各種設(shè)備使用功能的要求、施工工藝的要求，并考慮施工誤差、結(jié)構(gòu)變形和位移等因素給出必要的富裕量。

5、地下車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以地質(zhì)勘察資料為依據(jù)，考慮不同施工方法對地質(zhì)勘探的特殊要求，并在施工中通過對地層的觀察和監(jiān)測進行驗證和反饋修改勘察資料。

6、結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)減少施工中和建成后對環(huán)境造成的不利影響，并應(yīng)考慮城市規(guī)劃引起周圍環(huán)境的改變（包括未來換乘線路的實施）對地鐵車站的作用。

7、結(jié)構(gòu)計算模型應(yīng)符合實際工況條件，充分考慮結(jié)構(gòu)與地層的相互作用和施工中已形成的支護結(jié)構(gòu)的作用。

8、地下車站結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)防烈度8度進行抗震驗算，應(yīng)根據(jù)設(shè)計烈度、場地條件、結(jié)構(gòu)類型和埋深等因素選用能較好反映其臨震工作狀況的分析方法，并采取必要的構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)和接頭處的整體抗震能力。

9、結(jié)構(gòu)防水設(shè)計中遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理”以及“防水與結(jié)構(gòu)設(shè)計并重和統(tǒng)一考慮”的原則。

10、地下結(jié)構(gòu)須具有戰(zhàn)時防護功能并做好平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換功能。在規(guī)定的設(shè)防部位，結(jié)構(gòu)設(shè)計按5級人防的抗力標準進行驗算，并設(shè)置相應(yīng)的防護設(shè)施。

11、車站結(jié)構(gòu)所有的受力構(gòu)件，尚應(yīng)滿足現(xiàn)行的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。

二、主要設(shè)計標準

1、地下車站結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計使用年限

(1)主要構(gòu)件的設(shè)計使用年限為100年，包括構(gòu)成主體框架的結(jié)構(gòu)各層樓板、側(cè)墻、框架梁、框架柱等；

(2)支護結(jié)構(gòu)構(gòu)件作為永久構(gòu)件的一部分。在考慮剛度、強度折減的基礎(chǔ)上，其設(shè)計使用年限為100年；

(3)其它內(nèi)部構(gòu)件的設(shè)計使用年限為50年，包括自成結(jié)構(gòu)體系的站臺板、樓梯及其梁、柱、墻等。

(4)以上構(gòu)件相應(yīng)結(jié)構(gòu)可靠度理論的設(shè)計基準期均采用50年。

2、地下車站結(jié)構(gòu)中非支護結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級為一級，支護結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級為三級。按荷載效應(yīng)基本組合進行承載能力計算時，非支護結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)取γ0＝，支護結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)取γ0＝。

3、地下車站結(jié)構(gòu)的地震作用應(yīng)符合8度抗震設(shè)防烈度的要求，設(shè)計基本地震加速度值取。車站結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防分類均為乙類，混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級為二級。主體結(jié)構(gòu)、人行通道應(yīng)按提高一度抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施，風道結(jié)構(gòu)仍按8度抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施。

4、地下結(jié)構(gòu)人防等級為5級，防化等級為丁級，防護單元內(nèi)的使用要求為“一般人防工程且有密閉或防水要求”。

5、地下鐵道結(jié)構(gòu)中露天或迎土面混凝土構(gòu)件的環(huán)境類別為二類a，內(nèi)部混凝土構(gòu)件的環(huán)境類別為一類，兩者均視為一般環(huán)境條件。

6、非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件（不包括支護構(gòu)件）正截面的裂縫控制等級為三級，即允許出現(xiàn)裂縫。防水混凝土構(gòu)件的裂縫寬度均應(yīng)不大于，內(nèi)部非防水混凝土構(gòu)件的裂縫寬度均應(yīng)不大于。

7、地下結(jié)構(gòu)設(shè)計按最不利情況進行抗浮穩(wěn)定驗算。在不考慮側(cè)壁摩阻力時，抗浮安全系數(shù)；當考慮側(cè)壁摩阻力時，抗浮安全系數(shù)。

8、地下車站及人行通道均按一級防水等級要求設(shè)計，車站的風道、風井等部位均按二級防水等級要求設(shè)計。

9、地下鐵道結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件的耐火等級為一級。

三、采用或參照的主要設(shè)計規(guī)范

1、《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB50517－2003）

2、《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》（TB10003－2001）

3、《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50299-1999）

4、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009－2001）

5、《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2001）

6、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010－2002）

7、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ17-88）

8、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）

9、《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）

四、荷載及其荷載組合

(1)荷載（作用）類型

根據(jù)本站的結(jié)構(gòu)類型，按《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB50517－2003）及所列荷載，按永久荷載、可變荷載、偶然荷載（地震荷載、人防荷載）進行分類，確定結(jié)構(gòu)整體或構(gòu)件可能出現(xiàn)的荷載（作用）。決定荷載的數(shù)值時，應(yīng)考慮施工和使用過程中發(fā)生的變化。

東大橋站結(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及的主要荷載，見表。

表主要荷載取值表

荷載

類型

荷載名稱

荷載計算及取值

永久

荷載

結(jié)構(gòu)自重

結(jié)構(gòu)自身重量產(chǎn)生的沿各構(gòu)件軸線分布的豎向荷載，包括建筑做法與隔墻的自重。

地層荷載垂直壓力按實際土柱重量；

水平壓力施工階段按朗肯土壓力公式計算，使用階段按靜止土壓力計算；對于粘性土地層采用水土合算，對于砂性土地層采用水土分算的辦法。本計算中忽略地面荷載和鄰近建筑物以及施工機械等引起的附加水平側(cè)壓力。

靜水壓力及浮力

施工階段按降水實際情形進行計算；

使用階段按可能出現(xiàn)的最高水位進行計算。

混凝土收縮及徐變影響力

按降低溫度15考慮。

設(shè)備荷載

設(shè)備區(qū)按8kPa進行設(shè)計。

側(cè)向地層抗力及地層反力

根據(jù)計算模型模擬實際情形確定。

可變

荷載基本可變荷載地面車輛荷載及其引起的側(cè)向土壓力地面車輛荷載按20kPa的均布荷載取值。

地鐵車輛荷載按地鐵車輛實際軸重、排列和制動力考慮；并按通過重型設(shè)備運輸車輛驗算

人群荷載

按20kpa計

其他可變荷載

施工荷載結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)考慮各種施工荷載可能發(fā)生的組合。按q=10kPa計算。

溫度荷載

使用階段溫度變化根據(jù)北京市地區(qū)實際溫度情況考慮；施工階段按混凝土使用階段荷載組合表

序號荷載

組合永久荷載可變

荷載偶然荷載

人防荷載地震荷載

1基本組合構(gòu)件強度計算起控制作用

不起控制作無

無

2短期效應(yīng)組合構(gòu)件抗裂驗算無無

3長期效應(yīng)組合構(gòu)件變形驗算～無無

4抗震偶然組合構(gòu)件強度驗算無

5人防偶然組合構(gòu)件強度驗算無

第四章主體標準斷面結(jié)構(gòu)計算

一、工程概況及主要設(shè)計參數(shù)擬定

北京地鐵六號線一期工程東大橋站位于東大橋路口東側(cè)，為島式站臺，明挖法施工，主體為三層三跨框架結(jié)構(gòu)，頂板覆土厚度為～。

主體標準段縱向柱10m。初擬結(jié)構(gòu)頂板厚800mm，側(cè)墻厚800mm，底板厚900mm,樓板400mm，混凝土標號為C40；立柱為800×1000mm鋼筋混凝土柱，混凝土標號為C50。

二、巖土物理力學(xué)特性指標

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，本段線路土層分布較為穩(wěn)定，自上而下依次為人工填土、新近沉積土層、第四紀晚更新世沖洪積地層。本次計算選用XDD11鉆孔的數(shù)據(jù)，XDD11鉆孔位于主體范圍XDD11鉆孔地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)

土層

編號土層

名稱土層厚度(m)容重

(kN/m3)C

(kP)φ

(°)K0基床系數(shù)(MPa/m)

水平垂直

①1雜填土010

①粉土填土105

③1粉質(zhì)粘土31143330

③粉土18273533

④4中粗砂0355540

⑤圓礫卵石0408090

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑥2粉土14275545

⑥粉質(zhì)粘土29145540

⑦1中粗砂0356555

⑦圓礫卵石05090100

現(xiàn)況地下水位標高～，位于地表下～，位于圓礫卵石⑤層中。抗浮設(shè)防水位按標高33m，地面標高取。

三、計算依據(jù)及原

（一）主要設(shè)計規(guī)范

1、《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB50157-2003）

2、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）

3、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）

4、《人民防空工程設(shè)計規(guī)范》（GB50225-2005）

5、《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50111-2006）

（二）計算基本原則

1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計使用年限為100年。

2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全等級為一級，相應(yīng)構(gòu)件的重要性系數(shù)γ0取。

3、頂板、側(cè)墻、底板受力鋼筋凈保護層厚度外側(cè)50mm，內(nèi)側(cè)40mm，樓板受力鋼筋凈保護層厚度為30mm，主梁受力鋼筋凈保護層厚度為35mm，柱受力鋼筋凈保護層厚度為40mm。

4、結(jié)構(gòu)構(gòu)件在永久荷載和基本荷載組合下，應(yīng)按荷載短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)組合的影響進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫驗算，最大允許裂縫寬度為：迎土面≤，非迎土面≤；當計及地震、人防偶然組合時，不驗算結(jié)構(gòu)的裂縫寬度。

5、結(jié)構(gòu)的地震作用按8度設(shè)防，框架構(gòu)件的抗震等級為三級。

6、結(jié)構(gòu)設(shè)計按5級人防的抗力標準進行驗算。

7、結(jié)構(gòu)荷載

組合驗算工況永久

荷載可變

荷載偶然荷載

地震

荷載人防

荷載

1基本組合構(gòu)件強度計算

2抗震荷載作用下構(gòu)件強度計算

3人防荷載作用下構(gòu)件強度計算

8、按最不利情況進行結(jié)構(gòu)抗浮穩(wěn)定驗算，在不考慮側(cè)壁摩阻力時，其抗浮安全系數(shù)不得小于。

（三）計算假定

主體結(jié)構(gòu)計算按照平面應(yīng)變假設(shè)，采用荷載－結(jié)構(gòu)模型，通過Midas結(jié)構(gòu)分析通用程序進行=m3；

土層2：=m3；

土層3：=m3。

2、靜側(cè)壓系數(shù)

結(jié)構(gòu)所在土層靜側(cè)壓系數(shù)加權(quán)平均值為：

土層1：＝；土層2：＝；土層3：＝。

3、內(nèi)摩擦角

結(jié)構(gòu)所在土層內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值為：

土層1：＝°；土層2：＝°；土層3：＝°。

4、基床系數(shù)

底板位于粉質(zhì)粘土⑥層中，垂直基床系數(shù)為：＝40MPa/m；

結(jié)構(gòu)所在土層水平基床系數(shù)加權(quán)平均值為：

土層1：＝34MPa/m；土層2：＝70MPa/m；土層3：＝55MPa/m。

五、主體框架結(jié)構(gòu)計算

（一）荷載標準值計算

1、正常使用階段荷載標準值計算

地面超載標準值：＝20kN/m2；

站廳層建筑面層標準值：=20×=4kN/m2；

公共區(qū)站廳層人群荷載標準值：=4kN/m2；

設(shè)備區(qū)站廳層設(shè)備荷載標準值：=8kN/m2；

水土壓力分為低水位（即車站范圍正常使用階段荷載計算圖（低水位）

(2)抗浮水位荷載標準值（延米）

豎向土壓力標準值：=20×3=60kN/m；

結(jié)構(gòu)側(cè)向土壓力：

=20××＝m；

=+×2×＝m；

＝+××＝m；

結(jié)構(gòu)頂板水壓力：=0；

結(jié)構(gòu)側(cè)向水壓力：

=0kN/m；

=×10＝kN/m；

結(jié)構(gòu)底板水浮力：=+×10＝170kN/m；

其中，分別為抗浮設(shè)計水位到車站結(jié)構(gòu)頂、底板形心線的距離。

底板地基反力按計算由地基彈簧變形提供，結(jié)構(gòu)自重由程序自行考慮。

圖2正常使用階段荷載計算圖（抗浮水位）

2、地震使用階段荷載標準值計算

該狀態(tài)不與地面超載組合，并不驗算裂縫寬度，水壓力按抗浮設(shè)防水位考慮。

本工程處于抗震設(shè)防烈度8度區(qū)，地震綜合影響系數(shù)=，地震動峰值加速度Ag=，

則垂直方向地震系數(shù)，水平方向，地震角：水上θ=3，水下θ=5°。土體重度調(diào)整為：

洞頂上方土柱：=20/cos3°=m3；

側(cè)墻：

地下水位以上：=cos3°=m3；

地下水位以下：=cos5°=m3；

(1)水平地震荷載包括3部分：

FE1——主體構(gòu)件由于自身的質(zhì)量產(chǎn)生的水平慣性力；

FE2——洞頂上方土柱的水平慣性力；

?——由于計算：

；

地下水位以上：

tan2(45°2)-tan2(45°-/2)＝；=×（×）=m；

=+×（×2）=m。

地下水位以下，底板以上：

tan2(45°2)-tan2(45°-/2)＝；=×（×+×2）=m；

=+×（×）=m。

(2)垂向地震荷載包括2部分：

FEV1——主體構(gòu)件由于自身的質(zhì)量產(chǎn)生的垂向慣性力；

FEV2——洞頂上方土柱的垂向慣性力；

1)FV1計算

頂板：=2/3××××25=m；

中板：=2/3××××25=m；

側(cè)墻：＝2/3××××25×=

立柱：=2/3××××25×=。

2)FV2計算

=×3=m；

=2/3×××=m。

圖3地震使用階段荷載計算圖

3、人防使用階段荷載標準值計算

該狀態(tài)不與地面超載組合，并不驗算裂縫寬度，地下水位考慮低水位和抗浮水位兩種情況。人防設(shè)計等級為5級，地面空氣沖擊波超壓峰值=，降壓時間=（按等沖量簡化等效正壓時間取值）。

(1)低水位情況下荷載的計算：

1)頂板

頂板位于粉土③層中，＝，波速比=，壓力波初始速度

＝250m/s；按受彎構(gòu)件，允許延性比=；

＝111m/s；

土中壓縮波的最大壓力：

=[×/(111×]×100=kN/m2；

查表得頂蓋不利覆土厚度＝，動力系數(shù)＝；頂蓋綜合反射系數(shù)＝×＝

；

=××=kN/m2；

2)側(cè)墻

按大偏心受壓構(gòu)件，允許延性比=；

查表得側(cè)墻動力系數(shù)＝；

低水位下：

粉土①層，＝，=111，＝；

粉土③層，＝，111，＝；

粉質(zhì)粘土③1層，＝，=156，＝；

中粗砂④4層，＝，=296，＝；

圓礫卵石⑤層，＝，=292，＝；

粉土⑥2層，＝，=120，＝；

粘土⑥1層，＝，=178，＝；

粉質(zhì)粘土⑥層，＝，=200，＝。

粉土①層：

=[×/(111×]×100=kN/m2；

=××=kN/m