第三節(jié)-地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件

第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、地鐵區(qū)間隧道選型的原則和特點(diǎn)二、地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式三、地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計(jì)算方法五、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)//

http://dx.yutian.cc/zjdx/dx//dxb//第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、地鐵區(qū)間隧道選型的原則和一﹑地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)選型的原則和特點(diǎn)⒈原則⑴區(qū)間隧道即連接兩個(gè)車(chē)站之間的隧道；⑵區(qū)間隧道的走向和埋深，受到工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地面和地下環(huán)境影響，施工方法等因素制約，直接關(guān)系到造價(jià)的高低和施工的難易；一﹑地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)選型的原則和特點(diǎn)⒈原則⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車(chē)隧道、渡線(xiàn)、折返線(xiàn)、地下存車(chē)線(xiàn)、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)以及其它附屬建筑物；⑷地鐵區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)與構(gòu)造主要取決于隧道的用途、沿線(xiàn)地形、地物、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、施工方法、環(huán)境要求、維修管理、工期要求以及投資高低等因素。⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車(chē)隧道、渡線(xiàn)、折返線(xiàn)、地下存車(chē)線(xiàn)、⒉礦山法隧道的特點(diǎn)⑴大多埋置于第四系的疏散或含水地層中，在施工過(guò)程中通常需要采取一定的輔助措施，地下水是威脅隧道安全的主要因素；⑵除穩(wěn)定巖石地層中的區(qū)間隧道外，大多屬于淺埋隧道；⑶環(huán)境保護(hù)要求高，必須嚴(yán)格控制隧道開(kāi)挖引起的地面沉降和爆破振動(dòng)對(duì)地面建筑及居民生活的影響；⑷考慮地鐵結(jié)構(gòu)的耐久性要求，錨噴支護(hù)不宜作為永久襯砌結(jié)構(gòu)；⑸監(jiān)測(cè)控制是施工中不可缺少的環(huán)節(jié)。⒉礦山法隧道的特點(diǎn)⒊新奧法施工的地鐵區(qū)間隧道的選擇：⑴第四系的疏散地層中修建的地鐵區(qū)間隧道，當(dāng)不具備明挖條件或采用明挖法很不經(jīng)濟(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行新奧法和盾構(gòu)法的比選；⑵在無(wú)水的第四紀(jì)地層中，盾構(gòu)法和新奧法各有所長(zhǎng)。前者雖然造價(jià)一般較高，但施工安全、進(jìn)度快，后者不需要大型施工機(jī)械，對(duì)隧道斷面、地質(zhì)條件、線(xiàn)形、施工長(zhǎng)度等適應(yīng)性強(qiáng)。⒊新奧法施工的地鐵區(qū)間隧道的選擇：二﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)整體式襯砌結(jié)構(gòu)分單跨﹑雙跨等形式，整體性好，防水性能高，施工工序多，速度慢。2)裝配式襯砌結(jié)構(gòu)接頭構(gòu)造，整體性差，慎用。3)區(qū)間喇叭口隧道島式車(chē)站兩側(cè)行車(chē)道與正線(xiàn)區(qū)間隧道間設(shè)過(guò)渡段二﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式4)渡線(xiàn)隧道、折返線(xiàn)隧道單渡線(xiàn)﹑交叉渡線(xiàn)5)聯(lián)絡(luò)通道及其他附屬結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)通道，安全﹑消防﹑維護(hù)等；排水站。⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)襯砌結(jié)構(gòu)要求⑴須能與圍巖大面積牢固接觸，保證襯砌與圍巖作為一個(gè)整體進(jìn)行工作；⑵允許圍巖能產(chǎn)生有限制的變形，能在圍巖中形成卸載拱；4)渡線(xiàn)隧道、折返線(xiàn)隧道⑶隧道襯砌以封閉式為佳，盡可能接近圓形，一般都設(shè)置仰拱，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力和整體穩(wěn)定性；⑷隧道襯砌應(yīng)能分期施工，又能隨時(shí)加強(qiáng)，可根據(jù)施工量測(cè)信息，調(diào)整襯砌強(qiáng)度、剛度和施做時(shí)機(jī)，以及仰拱閉和和后期支護(hù)的施工時(shí)間，以主動(dòng)“控制”圍巖變形。⑶隧道襯砌以封閉式為佳，盡可能接近圓形，一般都設(shè)置仰拱，以增2)隧道襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型與選擇a.拱形結(jié)構(gòu)，基本斷面形式為單拱雙拱和多跨連拱，見(jiàn)圖4-9；b.前者多用于區(qū)間隧道或聯(lián)絡(luò)通道后者用于停車(chē)線(xiàn)折返線(xiàn)或喇叭口岔線(xiàn)上；c.結(jié)合具體條件選擇單層襯砌或雙層襯砌。圖4-9礦山法修建的襯砌結(jié)構(gòu)形式2)隧道襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型與選擇圖4-9礦山法修建的襯砌結(jié)構(gòu)形式⑴襯砌的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型——復(fù)合式襯砌a.由初期支護(hù)﹑防水層隔離和二次襯砌組成（圖4-10）。外層為初期支護(hù)，噴錨支護(hù)；b.內(nèi)層為二次支護(hù)，模筑混凝土；c.一般用于土質(zhì)隧道或車(chē)站折返線(xiàn)等大跨度隧道。圖4-10復(fù)合式襯砌構(gòu)造⑴襯砌的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型——復(fù)合式襯砌圖4-10復(fù)合式襯砌構(gòu)①常用的錨桿型式有：全長(zhǎng)粘結(jié)式﹑端頭錨固型和摩擦型等；②噴射混凝土則有素混凝土和鋼纖維混凝土；③鋼支撐常用型鋼或舊鋼軌，一般埋入噴射混凝土內(nèi)；④二次襯砌主要是安全儲(chǔ)備以及承受靜水壓力等；⑤初期支護(hù)與二次襯砌間設(shè)防水隔離層。①常用的錨桿型式有：全長(zhǎng)粘結(jié)式﹑端頭錨固型和摩擦型等；⑵其它方案①在干燥無(wú)水的堅(jiān)硬圍巖中，區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護(hù)；②當(dāng)巖層的整體性好、基本無(wú)地下水，防水要求不高，可采用單層整體現(xiàn)澆混凝土襯砌或裝配式襯砌，不做初期支護(hù)和防水隔離層；③為適應(yīng)不同的圍巖條件，整體式襯砌可做成等截面直墻式和等截面或變截面曲墻式，前者適用于堅(jiān)硬圍巖(Ⅲ級(jí)以上)，后者適用于軟弱圍巖；④一般要求在襯砌做好后向襯砌背后注漿，充填空隙，改善襯砌受力狀態(tài)，減少?lài)鷰r變形。同時(shí)襯砌混凝土本身需要有較高的自防水性能。⑵其它方案⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)襯砌結(jié)構(gòu)要求能在較短時(shí)間內(nèi)砌筑完畢，且能立刻承受?chē)鷰r壓力和盾構(gòu)千斤頂推力；2)盾構(gòu)隧道的類(lèi)型與選擇a.預(yù)制裝配式襯砌(圖4-11)b.預(yù)制裝配式襯砌與模注鋼筋混凝土相結(jié)合的雙層襯砌(圖4-12)c.擠壓混凝土(ECL工法)整體式襯砌⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式圖4-11單層裝配式襯砌圓環(huán)的構(gòu)造圖圖4-11單層裝配式襯砌圓環(huán)的構(gòu)造圖圖4-12雙層襯砌圓環(huán)構(gòu)造圖圖4-12雙層襯砌圓環(huán)構(gòu)造圖⑴裝配式襯砌①預(yù)制裝配式襯砌是用工廠(chǎng)預(yù)制的構(gòu)件(稱(chēng)為管片)，在盾構(gòu)尾部拼裝而成；②管片種類(lèi)按材料可分為鋼筋混凝土、鋼、鑄鐵以及由幾種材料組合而成的復(fù)合管片；③鋼和鑄鐵管片價(jià)格較貴，一般都采用鋼筋混凝土管片。⑴裝配式襯砌④按管片螺栓手孔成型大小，可將管片分為箱形和平板形兩類(lèi)。a.箱形管片（圖4-13）是指因手孔較大而呈肋板形結(jié)構(gòu)。方便拼裝，便于運(yùn)輸和拼裝，易開(kāi)裂。只有金屬管片才采用箱形結(jié)構(gòu)。

圖4-13箱形管片④按管片螺栓手孔成型大小，可將管片分為箱形和平板形兩類(lèi)。圖4b.平板形管片（圖4-14）是指因螺栓手孔較小或無(wú)手孔而呈曲板形結(jié)構(gòu)的管片。對(duì)盾構(gòu)千斤頂推力具有較大的抗力，鋼筋混凝土管片多采用平板形結(jié)構(gòu)。圖4-14平板形管片b.平板形管片（圖4-14）是指因螺栓手孔較小或無(wú)手孔而呈曲⑤箱形管片的縱向接縫（徑向接縫）和橫向接縫（環(huán)向接縫）一般都是平面狀的；⑥平板形管片的接縫除可采用平面狀外，為提高裝配式襯砌縱向剛度和拼裝精度，也有采用樣槽式接縫的；⑦襯砌環(huán)內(nèi)管片間以及各襯砌環(huán)間的連接方式，可分為柔性連接和剛性連接；⑤箱形管片的縱向接縫（徑向接縫）和橫向接縫（環(huán)向接縫）一般都⑧實(shí)踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價(jià)高，而且會(huì)在襯砌環(huán)中產(chǎn)生較大的次應(yīng)力，帶來(lái)不良后果。因此，目前較為通用的是柔性連接，常用的有以下幾種形式：a.單排螺栓連接按螺栓形狀又可分為彎螺栓連接、直螺栓連接和斜螺栓連接三種；b.銷(xiāo)釘連接銷(xiāo)釘連接可用于縱向接縫，亦可用于橫向接縫；c.無(wú)連接件在穩(wěn)定的不透水地層中，圓形襯砌的徑向接縫也可不用任何連接件連接。⑧實(shí)踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價(jià)高，而且會(huì)在襯砌環(huán)中產(chǎn)生⑵雙層襯砌①為防止隧道滲水和襯砌腐蝕，修正隧道施工誤差，減少噪聲和振動(dòng)以及作為內(nèi)部裝飾，可以在裝配式襯砌內(nèi)部再做一層整體式混凝土或鋼筋混凝土內(nèi)村；②根據(jù)需要還可在裝配式襯砌與內(nèi)層間敷設(shè)防水隔離層；③國(guó)內(nèi)外在合地下水豐富和含有腐蝕性地下水的軟土地層內(nèi)的隧道，大都選用雙層襯砌，即在隧道襯砌的內(nèi)側(cè)再附加厚250～300mm的現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)襯。⑵雙層襯砌⑶擠壓混凝土整體式襯砌①擠壓混凝土襯砌（ExtrudeConcreteLining，簡(jiǎn)稱(chēng)ECL）是隨著盾構(gòu)向前掘進(jìn)，用一套襯砌施工設(shè)備在盾尾同步灌注的混凝土或鋼筋混凝土整體式襯砌，因其灌注后即承受盾構(gòu)千斤頂推力的擠壓作用，故有此名稱(chēng)；②擠壓混凝土襯砌可以是素混凝土的或鋼筋混凝土的，但應(yīng)用最多的是鋼纖維混凝土的；③新澆注的混凝土在活動(dòng)的端模板和可伸縮的弧形模板作用下，同時(shí)承受盾構(gòu)千斤頂和四周?chē)鷰r的作用，處于三向受力狀態(tài)。⑶擠壓混凝土整體式襯砌⒊盾構(gòu)法施工時(shí)特殊地段的襯砌⑴曲線(xiàn)段的襯砌楔形襯砌環(huán)，保證隧道的前進(jìn)方向⑵區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道和中間泵站襯砌①聯(lián)絡(luò)通道可設(shè)在線(xiàn)路最低點(diǎn)，并和排水泵合并建造；②隧道內(nèi)側(cè)需留出寬約250～400cm的洞門(mén)；③一般情況下都是礦山法施工。⑶渡線(xiàn)和折返線(xiàn)襯砌結(jié)構(gòu)明挖法施工，襯砌同明挖法施工的襯砌⒊盾構(gòu)法施工時(shí)特殊地段的襯砌⒋特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑴沉管法隧道1)施工要點(diǎn)2)橫斷面有圓形和矩形，H水＞45m時(shí)圓形；H水＜35m矩形3)沉管結(jié)構(gòu)混凝土等級(jí)為C30～C50，抗剪4)每節(jié)沉管的長(zhǎng)度一般為60～140m，多數(shù)為100m，最長(zhǎng)達(dá)268m5)水中混凝土連接和水壓壓接兩種方式6)管段沉放和連接后應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行灌砂或以其他方法進(jìn)行處理。⒋特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑵頂進(jìn)法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)1)穿越地面鐵路﹑地下管網(wǎng)群﹑交叉路口等情況時(shí)常采用頂進(jìn)法施工；2)分為頂入法﹑中繼間法和頂拉法三種；3)結(jié)構(gòu)形式一般為箱形框架結(jié)構(gòu)；4)使用階段和施工階段的強(qiáng)度驗(yàn)算。⑵頂進(jìn)法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)三﹑地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴內(nèi)部?jī)艨粘叽绲拇_定根據(jù)建筑接近限界曲線(xiàn)半徑超高道床施工誤差等因素確定⑵隧道結(jié)構(gòu)斷面厚度尺寸的擬定根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或模擬法，進(jìn)行試算，先假定截面尺寸，然后進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)行調(diào)整。三﹑地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴區(qū)間隧道襯砌橫斷面形狀①用礦山法修建的區(qū)間隧道的界面尺寸應(yīng)符合建筑限界要求，還要考慮施工﹑測(cè)量誤差以及結(jié)構(gòu)固有的變形量，可按工程模擬法確定，無(wú)資料時(shí)按表4-6所示；②Ⅱ﹑Ⅲ級(jí)圍巖變形量很小，設(shè)計(jì)時(shí)不考慮；曲線(xiàn)段時(shí)內(nèi)輪廓需加寬。

預(yù)留變形量(cm)表4－6⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道③理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出：a.當(dāng)區(qū)間隧道襯砌主要承受豎向荷載和不大的水平荷載時(shí)，襯砌拱部軸線(xiàn)采用單心圓弧線(xiàn)或三心圓弧線(xiàn)，墻部可采用直線(xiàn)；b.當(dāng)襯砌承受豎向荷載的同時(shí)，還承受較大的水平荷載，結(jié)構(gòu)軸線(xiàn)用多段圓弧連接而成。③理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出：⑵襯砌截面尺寸擬定①包括初期支護(hù)的各設(shè)計(jì)參數(shù)以及二次襯砌的各設(shè)計(jì)參數(shù)。；②初期支護(hù)采用工程模擬法擬定，可參照表4-7；③一般的二次襯砌采用C20素混凝土，20～30cm即可；④將圍巖較差地段的襯砌向圍巖較好地段延伸5～10m；⑤初期支護(hù)與二次襯砌的結(jié)構(gòu)縫應(yīng)設(shè)在一起。⑵襯砌截面尺寸擬定

復(fù)合襯砌初期支護(hù)的參數(shù)設(shè)計(jì)表4-7復(fù)合襯砌⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴橫截面內(nèi)輪廓尺寸根據(jù)建筑限界（圖4-15）﹑施工誤差﹑道床類(lèi)型﹑預(yù)留變形量等條件，還要考慮最小曲線(xiàn)半徑問(wèn)題⑵管片厚度一般為(0.05～0.06)D,上海為350mm,廣州為300mm⑶管片寬度

1000～1500mm⑷管片類(lèi)型與結(jié)構(gòu)依據(jù)材料或形狀或其他方面分類(lèi)⑸管片接縫類(lèi)型與結(jié)構(gòu)有螺栓連接﹑無(wú)螺栓連接⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道圖4-15區(qū)間直線(xiàn)地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)圖4-15區(qū)間直線(xiàn)地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)⑹襯砌環(huán)的分塊①若干標(biāo)準(zhǔn)管片(A),兩塊相鄰管片(B)﹑一塊封頂管片(K）,見(jiàn)圖4－16；②若干A型管片,一塊B型管片﹑一塊K型管片；③封頂塊的拼裝方式有徑向楔入和縱向插入兩種；④襯砌環(huán)的拼裝方式有通縫和錯(cuò)縫兩種。圖4-16管片分塊方法⑹襯砌環(huán)的分塊圖4-16管片分塊方法⑺螺栓和注漿孔的配置①分為縱向連接螺栓和環(huán)向連接螺栓兩種；②螺栓直徑一般為16～36mm.螺栓孔直徑須大于螺栓4～8mm；③注漿孔直徑為50～100mm。⑻隧道防水①基本原則是以防治為主堵漏為輔多道防線(xiàn)因地制宜綜合治理；②允許滲漏量每晝夜部大于0.1L/m2；③管片采用C50，抗?jié)B等級(jí)部低于S6。⑼其他構(gòu)造⑺螺栓和注漿孔的配置四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的

荷載內(nèi)力計(jì)算方法與地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計(jì)算方法一致。四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的

荷載內(nèi)力計(jì)算方法與地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的荷五﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⒈地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法由于施工方法不同，地鐵區(qū)間隧道的斷面形式、結(jié)構(gòu)支護(hù)襯砌類(lèi)型、結(jié)構(gòu)計(jì)算方法和適用范圍各異。表4-8列出了國(guó)內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，表4-9列出了隧道施工和設(shè)計(jì)方法分類(lèi)。五﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⒈地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

國(guó)內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型表4-8國(guó)內(nèi)外隧續(xù)上表續(xù)上表續(xù)上表續(xù)上表

隧道施工、設(shè)計(jì)方法分類(lèi)表4-9隧續(xù)上表續(xù)上表⒉區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算⑴結(jié)構(gòu)與地層共同作用的處理方法①主動(dòng)荷載模型除了在結(jié)構(gòu)底部受地層約束外，其他部分在主動(dòng)荷載作用下可自由變形。適用于結(jié)構(gòu)與地層“剛度比”較大的情形。②主動(dòng)荷載加地層彈性約束的模型地層不僅對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)施加主動(dòng)荷載，還對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)施加被動(dòng)彈性抗力，適用于各類(lèi)地層。③地層實(shí)測(cè)荷載模型實(shí)測(cè)荷載是結(jié)構(gòu)與地層共同作用的綜合反應(yīng)。⒉區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算⑵明挖箱形襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算①明挖箱型襯砌結(jié)構(gòu)施工一般分順作法和逆作法兩種。采用順作法時(shí)，側(cè)向不能提供必要的彈性抗力；②箱形結(jié)構(gòu)基底反力，可采用兩種方法計(jì)算：假設(shè)結(jié)構(gòu)是剛性體，則基底反力可以按靜力平衡條件求得；假設(shè)結(jié)構(gòu)為Winkler地基上的箱形結(jié)構(gòu)，則根據(jù)地基變形計(jì)算基底每一點(diǎn)反力；③彈性地基上的箱形結(jié)構(gòu)一般按照平面變形問(wèn)題考慮。當(dāng)長(zhǎng)跨比接近1時(shí)，按空間結(jié)構(gòu)考慮；⑵明挖箱形襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算⑶礦山法隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則a.錨噴技術(shù)，施工方法，支護(hù)形式，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工；b.埋置深度的確定；c.保護(hù)既有建筑物；d.初期支護(hù)承重，二次襯砌承受水壓力；e.徑向外方100mm作富裕量，考慮凈空。②設(shè)計(jì)方法a.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：工程模擬法b.力學(xué)分析方法：荷載－結(jié)構(gòu)法地層－結(jié)構(gòu)法c.視條件的不同選擇不同的方法⑶礦山法隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算③隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算a.脫離區(qū)，彈性抗力，局部變形理論，彈性地基梁圖式和彈性支承連桿圖式b.塑性數(shù)值解法，結(jié)合工程模擬和監(jiān)控量測(cè)④明洞計(jì)算計(jì)算構(gòu)件截面強(qiáng)度，安全系數(shù)值，彈性抗力⑤洞門(mén)計(jì)算a.視作擋土墻，極限狀態(tài)法計(jì)算強(qiáng)度，驗(yàn)算傾覆和滑動(dòng)穩(wěn)定性b.計(jì)算參數(shù)取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料，較少時(shí)參照規(guī)范c.一定的構(gòu)造要求③隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算⑷盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算①設(shè)計(jì)原則a.安全可靠經(jīng)濟(jì)合理施工方便b.選用與特點(diǎn)相近的規(guī)范和設(shè)計(jì)方法c.結(jié)構(gòu)凈空尺寸的要求d..減少對(duì)環(huán)境的影響e.極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，分項(xiàng)系數(shù)f.按最不利組合進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算g.防水防腐蝕等要求②盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)方法表4-10列出了國(guó)外盾構(gòu)法隧道的各種設(shè)計(jì)方法。⑷盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

國(guó)外盾構(gòu)法隧道設(shè)計(jì)比較表表4-10國(guó)外盾構(gòu)法隧道設(shè)續(xù)上表續(xù)上表續(xù)上表續(xù)上表③荷載作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計(jì)荷載如圖4-17。

圖4-17作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計(jì)荷載③荷載圖4-17作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計(jì)荷載式中：W——襯砌縱向每延米重力；

Pc1——垂直作用的地層壓力；

qc1﹑qc2——水平地層壓力；

pw1——垂直作用的水壓力；qw1﹑qw2——水平作用水壓力；

t——襯砌厚度；

Rc——隧道橫斷面中心線(xiàn)半徑。地面超載P0一般取10kN/m2;結(jié)構(gòu)自重作用在隧道橫斷面形心上的豎向荷載為(4-5)(4-6)式中：W——襯砌縱向每延米重力；地面超載P0一般取10kNa.水位以上取天然容重，以下取水下濕容重；b.隧道拱頂上的豎向土壓按均布荷載考慮，且等于覆土層的壓力；c.若隧道覆土層厚度不小于2D(D為襯砌外徑），則按太沙基公式計(jì)算折減后的豎向土壓力。折減后的覆土層厚度h0按下式計(jì)算。a.水位以上取天然容重，以下取水下濕容重；式中：c——土體粘聚力；

φ——土體內(nèi)摩擦角；

γ——土體重度；

R0——襯砌圓環(huán)外半徑；

K0——側(cè)向土壓力與豎向圖壓力的比值，取K0＝1。(4-7)(4-8)式中：c——土體粘聚力；(4-7)(4-8)a.水平土壓力為作用在襯砌形心線(xiàn)上自拱頂至隧道底部的均勻性變化荷載，其值定義為豎向土壓力與側(cè)向土壓力系數(shù)乘積；b.粘性土層的側(cè)向地層壓力通常按水土合算考慮；c.側(cè)向土壓力系數(shù)λ≈0.65～0.75；砂性土層中可按水土分算考慮，側(cè)向土壓力系數(shù)按主動(dòng)土壓力系數(shù)計(jì)算；d.表4-11給出土體側(cè)壓力系數(shù)及地基反力系數(shù)。a.水平土壓力為作用在襯砌形心線(xiàn)上自拱頂至隧道底部的均勻性變

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)慣入實(shí)驗(yàn)N值而定的λ和k值表4-11根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)慣入實(shí)驗(yàn)N值而定的λ和k值表(4-9)(4-10)(4-11)(4-12)(4-9)(4-10)(4-11)(4-12)(4-13)(4-14)(4-15)(4-16)(4-13)(4-14)(4-15)(4-16)(4-17)(4-18)(4-19)(4-20)(4-17)(4-18)(4-19)(4-20)

土體的側(cè)向壓力系數(shù)λ也可根據(jù)土體的物理力學(xué)指標(biāo)計(jì)算得到。(4-21)土體的側(cè)向壓力系數(shù)λ也可根據(jù)土體的物理力學(xué)指標(biāo)計(jì)算得到。①水壓力一般情況下簡(jiǎn)化為靜止水壓力作用在襯砌上。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，拱頂和拱底處近似按均布豎向水壓力處理，其值取為該處的靜水壓力。側(cè)向水壓力為由拱頂至拱底線(xiàn)性變化的水平荷載，如圖4-17。②作用在襯砌上的水壓力的合力是一種向上的浮力，若拱頂處的豎向土壓力和自重的合力小于浮力，隧道將育可能浮起。為此需要采取諸如施作二次襯砌以增加隧道重量或在地面堆載的措施。①水壓力一般情況下簡(jiǎn)化為靜止水壓力作用在襯砌上。為了簡(jiǎn)化計(jì)算

按圖4-18的靜水壓力分布曲線(xiàn)，作用在圓環(huán)周邊任一點(diǎn)靜水壓力為：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上隧道管片受到向上浮力：(4-22)(4-23)圖4-18靜水壓力按圖4-18的靜水壓力分布曲線(xiàn)，作用在圓環(huán)周邊任一若采用豎向均布荷載和水平均布線(xiàn)性變化荷載組合，則：(4-24)若采用豎向均布荷載和水平均布線(xiàn)性變化荷載組合，則：(4-2作用在單位長(zhǎng)度隧道管片上的豎向浮力，按豎向均布和側(cè)邊線(xiàn)性變化組合為：(4-25)作用在單位長(zhǎng)度隧道管片上的豎向浮力，按豎向均布和側(cè)邊線(xiàn)性變①地基的抗力分為與地層位移無(wú)關(guān)和與地層位移有關(guān)的兩種情況；②為計(jì)算豎向水土壓力和自重位移引起得抗力，必須采用諸如管片矯正器之類(lèi)得設(shè)備，以保證在土壓力和水土壓力作用前襯砌不至因?yàn)樽灾刈冃危⒈３譁?zhǔn)確的襯砌形狀；③拱頂豎向土壓力和自重與隧道底豎向土壓力平衡，由此確定隧道底的地基反力。這是一類(lèi)抗力與地層無(wú)關(guān)的情況。①地基的抗力分為與地層位移無(wú)關(guān)和與地層位移有關(guān)的兩種情況；襯砌較柔﹑土層剛度較大情況下，對(duì)于盾構(gòu)法施工的圓形隧道可以適當(dāng)考慮一些由地層位移引起的地基抗力。抗力圖形假設(shè)呈以等腰三角形，其作用范圍為隧道水平直徑上下45°范圍之內(nèi)?？沽Υ笮“磸椥缘鼗夯卜戳ο禂?shù)法計(jì)算：式中：k——地基基床反力系數(shù)（MN/m3）；

δ——襯砌圓環(huán)在水平直徑處變形量(m)；

qk——地基的抗力（MN/m2）。(4-26)襯砌較柔﹑土層剛度較大情況下，對(duì)于盾構(gòu)法施工的圓形隧道可以④構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算a.自由變形彈性均質(zhì)圓環(huán)法1)處于軟弱地層和飽和軟粘土中的整體式圓形襯砌，或接頭剛度接近結(jié)構(gòu)本身剛度的裝配式圓形襯砌均可采用本方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。2)假定：a)地層不提供側(cè)向彈性抗力；b)地基豎向反力按均勻分布考慮，并根據(jù)靜力平衡條件計(jì)算其量值；c)結(jié)構(gòu)為彈性均質(zhì)體。3)彈性均質(zhì)自由變形圓環(huán)④構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算b.彈性地基剛架模型法1)把每塊管片作為一個(gè)剛體，相互鉸接2)借助計(jì)算機(jī)，適合不同的荷載變化情況3)可以采用法向地基抗力，也可以采用切向抗力4)地基抗力施加范圍可以是全部彈簧支撐剛架模型﹑拱部五抗力剛架模型﹑全部無(wú)彈簧支撐剛架模型c.有限單元法適用于構(gòu)筑在軟巖或較穩(wěn)定得地層內(nèi)得襯砌設(shè)計(jì)b.彈性地基剛架模型法⑤截面設(shè)計(jì)a.裝配式襯砌宜選用鋼筋混凝土，C40；特殊地段可用復(fù)合襯砌；b.襯砌厚度應(yīng)根據(jù)隧道外徑的大小﹑埋深等因素確定，一般為(0.05～0.06)D；c.單線(xiàn)地鐵直徑一般5.5～6.5m，通常襯砌環(huán)分4～6塊，大直徑分6～8塊；d.端肋和環(huán)肋的寬度應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度和抗裂要求；e.偏心受壓的鋼筋混凝土構(gòu)件；f.主體結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)使用年限為100年。⑤截面設(shè)計(jì)第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、地鐵區(qū)間隧道選型的原則和特點(diǎn)二、地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式三、地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計(jì)算方法五、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)//

http://dx.yutian.cc/zjdx/dx//dxb//第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、地鐵區(qū)間隧道選型的原則和一﹑地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)選型的原則和特點(diǎn)⒈原則⑴區(qū)間隧道即連接兩個(gè)車(chē)站之間的隧道；⑵區(qū)間隧道的走向和埋深，受到工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地面和地下環(huán)境影響，施工方法等因素制約，直接關(guān)系到造價(jià)的高低和施工的難易；一﹑地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)選型的原則和特點(diǎn)⒈原則⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車(chē)隧道、渡線(xiàn)、折返線(xiàn)、地下存車(chē)線(xiàn)、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)以及其它附屬建筑物；⑷地鐵區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)與構(gòu)造主要取決于隧道的用途、沿線(xiàn)地形、地物、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、施工方法、環(huán)境要求、維修管理、工期要求以及投資高低等因素。⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車(chē)隧道、渡線(xiàn)、折返線(xiàn)、地下存車(chē)線(xiàn)、⒉礦山法隧道的特點(diǎn)⑴大多埋置于第四系的疏散或含水地層中，在施工過(guò)程中通常需要采取一定的輔助措施，地下水是威脅隧道安全的主要因素；⑵除穩(wěn)定巖石地層中的區(qū)間隧道外，大多屬于淺埋隧道；⑶環(huán)境保護(hù)要求高，必須嚴(yán)格控制隧道開(kāi)挖引起的地面沉降和爆破振動(dòng)對(duì)地面建筑及居民生活的影響；⑷考慮地鐵結(jié)構(gòu)的耐久性要求，錨噴支護(hù)不宜作為永久襯砌結(jié)構(gòu)；⑸監(jiān)測(cè)控制是施工中不可缺少的環(huán)節(jié)。⒉礦山法隧道的特點(diǎn)⒊新奧法施工的地鐵區(qū)間隧道的選擇：⑴第四系的疏散地層中修建的地鐵區(qū)間隧道，當(dāng)不具備明挖條件或采用明挖法很不經(jīng)濟(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行新奧法和盾構(gòu)法的比選；⑵在無(wú)水的第四紀(jì)地層中，盾構(gòu)法和新奧法各有所長(zhǎng)。前者雖然造價(jià)一般較高，但施工安全、進(jìn)度快，后者不需要大型施工機(jī)械，對(duì)隧道斷面、地質(zhì)條件、線(xiàn)形、施工長(zhǎng)度等適應(yīng)性強(qiáng)。⒊新奧法施工的地鐵區(qū)間隧道的選擇：二﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)整體式襯砌結(jié)構(gòu)分單跨﹑雙跨等形式，整體性好，防水性能高，施工工序多，速度慢。2)裝配式襯砌結(jié)構(gòu)接頭構(gòu)造，整體性差，慎用。3)區(qū)間喇叭口隧道島式車(chē)站兩側(cè)行車(chē)道與正線(xiàn)區(qū)間隧道間設(shè)過(guò)渡段二﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式4)渡線(xiàn)隧道、折返線(xiàn)隧道單渡線(xiàn)﹑交叉渡線(xiàn)5)聯(lián)絡(luò)通道及其他附屬結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)通道，安全﹑消防﹑維護(hù)等；排水站。⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)襯砌結(jié)構(gòu)要求⑴須能與圍巖大面積牢固接觸，保證襯砌與圍巖作為一個(gè)整體進(jìn)行工作；⑵允許圍巖能產(chǎn)生有限制的變形，能在圍巖中形成卸載拱；4)渡線(xiàn)隧道、折返線(xiàn)隧道⑶隧道襯砌以封閉式為佳，盡可能接近圓形，一般都設(shè)置仰拱，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力和整體穩(wěn)定性；⑷隧道襯砌應(yīng)能分期施工，又能隨時(shí)加強(qiáng)，可根據(jù)施工量測(cè)信息，調(diào)整襯砌強(qiáng)度、剛度和施做時(shí)機(jī)，以及仰拱閉和和后期支護(hù)的施工時(shí)間，以主動(dòng)“控制”圍巖變形。⑶隧道襯砌以封閉式為佳，盡可能接近圓形，一般都設(shè)置仰拱，以增2)隧道襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型與選擇a.拱形結(jié)構(gòu)，基本斷面形式為單拱雙拱和多跨連拱，見(jiàn)圖4-9；b.前者多用于區(qū)間隧道或聯(lián)絡(luò)通道后者用于停車(chē)線(xiàn)折返線(xiàn)或喇叭口岔線(xiàn)上；c.結(jié)合具體條件選擇單層襯砌或雙層襯砌。圖4-9礦山法修建的襯砌結(jié)構(gòu)形式2)隧道襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型與選擇圖4-9礦山法修建的襯砌結(jié)構(gòu)形式⑴襯砌的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型——復(fù)合式襯砌a.由初期支護(hù)﹑防水層隔離和二次襯砌組成（圖4-10）。外層為初期支護(hù)，噴錨支護(hù)；b.內(nèi)層為二次支護(hù)，模筑混凝土；c.一般用于土質(zhì)隧道或車(chē)站折返線(xiàn)等大跨度隧道。圖4-10復(fù)合式襯砌構(gòu)造⑴襯砌的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型——復(fù)合式襯砌圖4-10復(fù)合式襯砌構(gòu)①常用的錨桿型式有：全長(zhǎng)粘結(jié)式﹑端頭錨固型和摩擦型等；②噴射混凝土則有素混凝土和鋼纖維混凝土；③鋼支撐常用型鋼或舊鋼軌，一般埋入噴射混凝土內(nèi)；④二次襯砌主要是安全儲(chǔ)備以及承受靜水壓力等；⑤初期支護(hù)與二次襯砌間設(shè)防水隔離層。①常用的錨桿型式有：全長(zhǎng)粘結(jié)式﹑端頭錨固型和摩擦型等；⑵其它方案①在干燥無(wú)水的堅(jiān)硬圍巖中，區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護(hù)；②當(dāng)巖層的整體性好、基本無(wú)地下水，防水要求不高，可采用單層整體現(xiàn)澆混凝土襯砌或裝配式襯砌，不做初期支護(hù)和防水隔離層；③為適應(yīng)不同的圍巖條件，整體式襯砌可做成等截面直墻式和等截面或變截面曲墻式，前者適用于堅(jiān)硬圍巖(Ⅲ級(jí)以上)，后者適用于軟弱圍巖；④一般要求在襯砌做好后向襯砌背后注漿，充填空隙，改善襯砌受力狀態(tài)，減少?lài)鷰r變形。同時(shí)襯砌混凝土本身需要有較高的自防水性能。⑵其它方案⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)襯砌結(jié)構(gòu)要求能在較短時(shí)間內(nèi)砌筑完畢，且能立刻承受?chē)鷰r壓力和盾構(gòu)千斤頂推力；2)盾構(gòu)隧道的類(lèi)型與選擇a.預(yù)制裝配式襯砌(圖4-11)b.預(yù)制裝配式襯砌與模注鋼筋混凝土相結(jié)合的雙層襯砌(圖4-12)c.擠壓混凝土(ECL工法)整體式襯砌⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式圖4-11單層裝配式襯砌圓環(huán)的構(gòu)造圖圖4-11單層裝配式襯砌圓環(huán)的構(gòu)造圖圖4-12雙層襯砌圓環(huán)構(gòu)造圖圖4-12雙層襯砌圓環(huán)構(gòu)造圖⑴裝配式襯砌①預(yù)制裝配式襯砌是用工廠(chǎng)預(yù)制的構(gòu)件(稱(chēng)為管片)，在盾構(gòu)尾部拼裝而成；②管片種類(lèi)按材料可分為鋼筋混凝土、鋼、鑄鐵以及由幾種材料組合而成的復(fù)合管片；③鋼和鑄鐵管片價(jià)格較貴，一般都采用鋼筋混凝土管片。⑴裝配式襯砌④按管片螺栓手孔成型大小，可將管片分為箱形和平板形兩類(lèi)。a.箱形管片（圖4-13）是指因手孔較大而呈肋板形結(jié)構(gòu)。方便拼裝，便于運(yùn)輸和拼裝，易開(kāi)裂。只有金屬管片才采用箱形結(jié)構(gòu)。

圖4-13箱形管片④按管片螺栓手孔成型大小，可將管片分為箱形和平板形兩類(lèi)。圖4b.平板形管片（圖4-14）是指因螺栓手孔較小或無(wú)手孔而呈曲板形結(jié)構(gòu)的管片。對(duì)盾構(gòu)千斤頂推力具有較大的抗力，鋼筋混凝土管片多采用平板形結(jié)構(gòu)。圖4-14平板形管片b.平板形管片（圖4-14）是指因螺栓手孔較小或無(wú)手孔而呈曲⑤箱形管片的縱向接縫（徑向接縫）和橫向接縫（環(huán)向接縫）一般都是平面狀的；⑥平板形管片的接縫除可采用平面狀外，為提高裝配式襯砌縱向剛度和拼裝精度，也有采用樣槽式接縫的；⑦襯砌環(huán)內(nèi)管片間以及各襯砌環(huán)間的連接方式，可分為柔性連接和剛性連接；⑤箱形管片的縱向接縫（徑向接縫）和橫向接縫（環(huán)向接縫）一般都⑧實(shí)踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價(jià)高，而且會(huì)在襯砌環(huán)中產(chǎn)生較大的次應(yīng)力，帶來(lái)不良后果。因此，目前較為通用的是柔性連接，常用的有以下幾種形式：a.單排螺栓連接按螺栓形狀又可分為彎螺栓連接、直螺栓連接和斜螺栓連接三種；b.銷(xiāo)釘連接銷(xiāo)釘連接可用于縱向接縫，亦可用于橫向接縫；c.無(wú)連接件在穩(wěn)定的不透水地層中，圓形襯砌的徑向接縫也可不用任何連接件連接。⑧實(shí)踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價(jià)高，而且會(huì)在襯砌環(huán)中產(chǎn)生⑵雙層襯砌①為防止隧道滲水和襯砌腐蝕，修正隧道施工誤差，減少噪聲和振動(dòng)以及作為內(nèi)部裝飾，可以在裝配式襯砌內(nèi)部再做一層整體式混凝土或鋼筋混凝土內(nèi)村；②根據(jù)需要還可在裝配式襯砌與內(nèi)層間敷設(shè)防水隔離層；③國(guó)內(nèi)外在合地下水豐富和含有腐蝕性地下水的軟土地層內(nèi)的隧道，大都選用雙層襯砌，即在隧道襯砌的內(nèi)側(cè)再附加厚250～300mm的現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)襯。⑵雙層襯砌⑶擠壓混凝土整體式襯砌①擠壓混凝土襯砌（ExtrudeConcreteLining，簡(jiǎn)稱(chēng)ECL）是隨著盾構(gòu)向前掘進(jìn)，用一套襯砌施工設(shè)備在盾尾同步灌注的混凝土或鋼筋混凝土整體式襯砌，因其灌注后即承受盾構(gòu)千斤頂推力的擠壓作用，故有此名稱(chēng)；②擠壓混凝土襯砌可以是素混凝土的或鋼筋混凝土的，但應(yīng)用最多的是鋼纖維混凝土的；③新澆注的混凝土在活動(dòng)的端模板和可伸縮的弧形模板作用下，同時(shí)承受盾構(gòu)千斤頂和四周?chē)鷰r的作用，處于三向受力狀態(tài)。⑶擠壓混凝土整體式襯砌⒊盾構(gòu)法施工時(shí)特殊地段的襯砌⑴曲線(xiàn)段的襯砌楔形襯砌環(huán)，保證隧道的前進(jìn)方向⑵區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道和中間泵站襯砌①聯(lián)絡(luò)通道可設(shè)在線(xiàn)路最低點(diǎn)，并和排水泵合并建造；②隧道內(nèi)側(cè)需留出寬約250～400cm的洞門(mén)；③一般情況下都是礦山法施工。⑶渡線(xiàn)和折返線(xiàn)襯砌結(jié)構(gòu)明挖法施工，襯砌同明挖法施工的襯砌⒊盾構(gòu)法施工時(shí)特殊地段的襯砌⒋特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑴沉管法隧道1)施工要點(diǎn)2)橫斷面有圓形和矩形，H水＞45m時(shí)圓形；H水＜35m矩形3)沉管結(jié)構(gòu)混凝土等級(jí)為C30～C50，抗剪4)每節(jié)沉管的長(zhǎng)度一般為60～140m，多數(shù)為100m，最長(zhǎng)達(dá)268m5)水中混凝土連接和水壓壓接兩種方式6)管段沉放和連接后應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行灌砂或以其他方法進(jìn)行處理。⒋特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑵頂進(jìn)法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)1)穿越地面鐵路﹑地下管網(wǎng)群﹑交叉路口等情況時(shí)常采用頂進(jìn)法施工；2)分為頂入法﹑中繼間法和頂拉法三種；3)結(jié)構(gòu)形式一般為箱形框架結(jié)構(gòu)；4)使用階段和施工階段的強(qiáng)度驗(yàn)算。⑵頂進(jìn)法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)三﹑地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴內(nèi)部?jī)艨粘叽绲拇_定根據(jù)建筑接近限界曲線(xiàn)半徑超高道床施工誤差等因素確定⑵隧道結(jié)構(gòu)斷面厚度尺寸的擬定根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或模擬法，進(jìn)行試算，先假定截面尺寸，然后進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)行調(diào)整。三﹑地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴區(qū)間隧道襯砌橫斷面形狀①用礦山法修建的區(qū)間隧道的界面尺寸應(yīng)符合建筑限界要求，還要考慮施工﹑測(cè)量誤差以及結(jié)構(gòu)固有的變形量，可按工程模擬法確定，無(wú)資料時(shí)按表4-6所示；②Ⅱ﹑Ⅲ級(jí)圍巖變形量很小，設(shè)計(jì)時(shí)不考慮；曲線(xiàn)段時(shí)內(nèi)輪廓需加寬。

預(yù)留變形量(cm)表4－6⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道③理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出：a.當(dāng)區(qū)間隧道襯砌主要承受豎向荷載和不大的水平荷載時(shí)，襯砌拱部軸線(xiàn)采用單心圓弧線(xiàn)或三心圓弧線(xiàn)，墻部可采用直線(xiàn)；b.當(dāng)襯砌承受豎向荷載的同時(shí)，還承受較大的水平荷載，結(jié)構(gòu)軸線(xiàn)用多段圓弧連接而成。③理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出：⑵襯砌截面尺寸擬定①包括初期支護(hù)的各設(shè)計(jì)參數(shù)以及二次襯砌的各設(shè)計(jì)參數(shù)。；②初期支護(hù)采用工程模擬法擬定，可參照表4-7；③一般的二次襯砌采用C20素混凝土，20～30cm即可；④將圍巖較差地段的襯砌向圍巖較好地段延伸5～10m；⑤初期支護(hù)與二次襯砌的結(jié)構(gòu)縫應(yīng)設(shè)在一起。⑵襯砌截面尺寸擬定

復(fù)合襯砌初期支護(hù)的參數(shù)設(shè)計(jì)表4-7復(fù)合襯砌⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴橫截面內(nèi)輪廓尺寸根據(jù)建筑限界（圖4-15）﹑施工誤差﹑道床類(lèi)型﹑預(yù)留變形量等條件，還要考慮最小曲線(xiàn)半徑問(wèn)題⑵管片厚度一般為(0.05～0.06)D,上海為350mm,廣州為300mm⑶管片寬度

1000～1500mm⑷管片類(lèi)型與結(jié)構(gòu)依據(jù)材料或形狀或其他方面分類(lèi)⑸管片接縫類(lèi)型與結(jié)構(gòu)有螺栓連接﹑無(wú)螺栓連接⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道圖4-15區(qū)間直線(xiàn)地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)圖4-15區(qū)間直線(xiàn)地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)⑹襯砌環(huán)的分塊①若干標(biāo)準(zhǔn)管片(A),兩塊相鄰管片(B)﹑一塊封頂管片(K）,見(jiàn)圖4－16；②若干A型管片,一塊B型管片﹑一塊K型管片；③封頂塊的拼裝方式有徑向楔入和縱向插入兩種；④襯砌環(huán)的拼裝方式有通縫和錯(cuò)縫兩種。圖4-16管片分塊方法⑹襯砌環(huán)的分塊圖4-16管片分塊方法⑺螺栓和注漿孔的配置①分為縱向連接螺栓和環(huán)向連接螺栓兩種；②螺栓直徑一般為16～36mm.螺栓孔直徑須大于螺栓4～8mm；③注漿孔直徑為50～100mm。⑻隧道防水①基本原則是以防治為主堵漏為輔多道防線(xiàn)因地制宜綜合治理；②允許滲漏量每晝夜部大于0.1L/m2；③管片采用C50，抗?jié)B等級(jí)部低于S6。⑼其他構(gòu)造⑺螺栓和注漿孔的配置四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的

荷載內(nèi)力計(jì)算方法與地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計(jì)算方法一致。四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的

荷載內(nèi)力計(jì)算方法與地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的荷五﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⒈地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法由于施工方法不同，地鐵區(qū)間隧道的斷面形式、結(jié)構(gòu)支護(hù)襯砌類(lèi)型、結(jié)構(gòu)計(jì)算方法和適用范圍各異。表4-8列出了國(guó)內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，表4-9列出了隧道施工和設(shè)計(jì)方法分類(lèi)。五﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⒈地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

國(guó)內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型表4-8國(guó)內(nèi)外隧續(xù)上表續(xù)上表續(xù)上表續(xù)上表

隧道施工、設(shè)計(jì)方法分類(lèi)表4-9隧續(xù)上表續(xù)上表⒉區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算⑴結(jié)構(gòu)與地層共同作用的處理方法①主動(dòng)荷載模型除了在結(jié)構(gòu)底部受地層約束外，其他部分在主動(dòng)荷載作用下可自由變形。適用于結(jié)構(gòu)與地層“剛度比”較大的情形。②主動(dòng)荷載加地層彈性約束的模型地層不僅對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)施加主動(dòng)荷載，還對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)施加被動(dòng)彈性抗力，適用于各類(lèi)地層。③地層實(shí)測(cè)荷載模型實(shí)測(cè)荷載是結(jié)構(gòu)與地層共同作用的綜合反應(yīng)。⒉區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算⑵明挖箱形襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算①明挖箱型襯砌結(jié)構(gòu)施工一般分順作法和逆作法兩種。采用順作法時(shí)，側(cè)向不能提供必要的彈性抗力；②箱形結(jié)構(gòu)基底反力，可采用兩種方法計(jì)算：假設(shè)結(jié)構(gòu)是剛性體，則基底反力可以按靜力平衡條件求得；假設(shè)結(jié)構(gòu)為Winkler地基上的箱形結(jié)構(gòu)，則根據(jù)地基變形計(jì)算基底每一點(diǎn)反力；③彈性地基上的箱形結(jié)構(gòu)一般按照平面變形問(wèn)題考慮。當(dāng)長(zhǎng)跨比接近1時(shí)，按空間結(jié)構(gòu)考慮；⑵明挖箱形襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算⑶礦山法隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則a.錨噴技術(shù)，施工方法，支護(hù)形式，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工；b.埋置深度的確定；c.保護(hù)既有建筑物；d.初期支護(hù)承重，二次襯砌承受水壓力；e.徑向外方100mm作富裕量，考慮凈空。②設(shè)計(jì)方法a.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：工程模擬法b.力學(xué)分析方法：荷載－結(jié)構(gòu)法地層－結(jié)構(gòu)法c.視條件的不同選擇不同的方法⑶礦山法隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算③隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算a.脫離區(qū)，彈性抗力，局部變形理論，彈性地基梁圖式和彈性支承連桿圖式b.塑性數(shù)值解法，結(jié)合工程模擬和監(jiān)控量測(cè)④明洞計(jì)算計(jì)算構(gòu)件截面強(qiáng)度，安全系數(shù)值，彈性抗力⑤洞門(mén)計(jì)算a.視作擋土墻，極限狀態(tài)法計(jì)算強(qiáng)度，驗(yàn)算傾覆和滑動(dòng)穩(wěn)定性b.計(jì)算參數(shù)取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料，較少時(shí)參照規(guī)范c.一定的構(gòu)造要求③隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算⑷盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算①設(shè)計(jì)原則a.安全可靠經(jīng)濟(jì)合理施工方便b.選用與特點(diǎn)相近的規(guī)范和設(shè)計(jì)方法c.結(jié)構(gòu)凈空尺寸的要求d..減少對(duì)環(huán)境的影響e.極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，分項(xiàng)系數(shù)f.按最不利組合進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算g.防水防腐蝕等要求②盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)方法表4-10列出了國(guó)外盾構(gòu)法隧道的各種設(shè)計(jì)方法。⑷盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

國(guó)外盾構(gòu)法隧道設(shè)計(jì)比較表表4-10國(guó)外盾構(gòu)法隧道設(shè)續(xù)上表續(xù)上表續(xù)上表續(xù)上表③荷載作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計(jì)荷載如圖4-17。

圖4-17作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計(jì)荷載③荷載圖4-17作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計(jì)荷載式中：W——襯砌縱向每延米重力；

Pc1——垂直作用的地層壓力；

qc1﹑qc2——水平地層壓力；

pw1——垂直作用的水壓力；qw1﹑qw2——水平作用水壓力；

t——襯砌厚度；

Rc——隧道橫斷面中心線(xiàn)半徑。地面超載P0一般取10kN/m2;結(jié)構(gòu)自重作用在隧道橫斷面形心上的豎向荷載為(4-5)(4-6)式中：W——襯砌縱向每延米重力；地面超載P0一般取10kNa.水位以上取天然容重，以下取水下濕容重；b.隧道拱頂上的豎向土壓按均布荷載考慮，且等于覆土層的壓力；c.若隧道覆土層厚度不小于2D(D為襯砌外徑），則按太沙基公式計(jì)算折減后的豎向土壓力。折減后的覆土層厚度h0按下式計(jì)算。a.水位以上取天然容重，以下取水下濕容重；式中：c——土體粘聚力；

φ——土體內(nèi)摩擦角；

γ——土體重度；

R0——襯砌圓環(huán)外半徑；

K0——側(cè)向土壓力與豎向圖壓力的比值，取K0＝1。(4-7)(4-8)式中：c——土體粘聚力；(4-7)(4-8)a.水平土壓力為作用在襯砌形心線(xiàn)上自拱頂至隧道底部的均勻性變化荷載，其值定義為豎向土壓力與側(cè)向土壓力系數(shù)乘