地鐵區(qū)間結(jié)構(gòu)

地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)及施工

地鐵區(qū)間隧道選型的原則地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法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；⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車(chē)隧道、渡線、折返線、地下存車(chē)線、聯(lián)絡(luò)線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。

特殊地段區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式4明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式2盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式3明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道結(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)2)裝配式襯砌結(jié)構(gòu)3)區(qū)間喇叭口隧道4)渡線隧道、折返線隧道5)聯(lián)絡(luò)通道及其他附屬結(jié)構(gòu)明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式⒈明挖法施工明挖法-系指由地面挖開(kāi)的基坑中修筑地下構(gòu)筑物的方法明挖法特點(diǎn)有利于提高工效、縮短工期綜合工程造價(jià)優(yōu)勢(shì)顯著施工降、排水容易對(duì)周?chē)h(huán)境或道路交通影響大須采取措施防止基坑變形施工安全明挖法施工工序圖-復(fù)合墻結(jié)構(gòu)⒉蓋挖法施工的車(chē)站結(jié)構(gòu)是在地面修筑維持地面交通的臨時(shí)路面及其支撐后，自上而下開(kāi)挖土方至坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高，再自下而上修筑結(jié)構(gòu)的方法。CompanyLogo蓋挖法蓋挖逆筑法蓋挖順筑法是在地面修筑維持地面交通的臨時(shí)路面及其支撐后，自上而下開(kāi)挖土方至坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高，再自下而上修筑結(jié)構(gòu)的方法其作業(yè)順序與明挖法相反，方法是開(kāi)挖地面修筑結(jié)構(gòu)頂板及其豎向支撐結(jié)構(gòu)后，在頂板的下面自上而下分層開(kāi)挖土方、分層修筑結(jié)構(gòu)。明挖法施工系指從地面向下開(kāi)挖至基坑底面后，再自下而上澆注車(chē)站結(jié)構(gòu)，然后回填恢復(fù)路面。⒉蓋挖法施工的車(chē)站結(jié)構(gòu)暗挖法施工現(xiàn)場(chǎng)圖⒊暗挖法當(dāng)車(chē)站通過(guò)繁忙交通地段，或因其它原因不允許封閉路面交通或車(chē)站位于較完整的巖石地層且地下水不發(fā)育時(shí)，可采用暗挖法施工

法國(guó)-大型盾構(gòu)機(jī)施工的地下車(chē)站暗挖法施工現(xiàn)場(chǎng)圖（全斷面法）暗挖法施工現(xiàn)場(chǎng)圖盾構(gòu)法暗挖法礦山法頂管法礦山法（1）（3）（2）（4）主要適用于施工時(shí)不允許干擾地面交通，或因埋深過(guò)大，或拆遷過(guò)多，采用明、蓋挖施工非常不經(jīng)濟(jì)時(shí)在第四系的松散地層中用礦山法修建地鐵車(chē)站時(shí)，必須與明、蓋挖方案進(jìn)行全面比較，經(jīng)過(guò)充分論證后采用在埋深較大、硬質(zhì)圍巖時(shí)，礦山法車(chē)站有較好的適應(yīng)性對(duì)飽和軟土地層無(wú)法疏干地下水，或者即便進(jìn)行預(yù)加固和預(yù)處理，開(kāi)挖后的自穩(wěn)性仍很差時(shí)，可視為不適合采用礦山法施工礦山法適用情形⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式礦山法修建的襯砌結(jié)構(gòu)形式礦山法是一種傳統(tǒng)的施工力法，是人們?cè)陂L(zhǎng)期的施工實(shí)踐中發(fā)展起來(lái)的。它是以木或鋼構(gòu)件作為臨時(shí)文撐，待隧道開(kāi)挖成型后．逐步將臨時(shí)支撐撤換下來(lái)，而代之以整體式厚襯砌作為永久性支護(hù)的施工方法。木構(gòu)件支撐：其耐久性差且對(duì)坑道形狀的適應(yīng)性差，支撐撤換：既麻煩又不安全，且對(duì)圍巖行所擾動(dòng)，因此，目前已很少使用。鋼構(gòu)件支撐具有較好的耐久性和對(duì)坑道形狀的適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，施工中可以不撤換，也更安全。由于襯砌的設(shè)計(jì)工作狀態(tài)與實(shí)際工作狀態(tài)不一致，以及臨時(shí)支撐存在的一些缺陷等，在一定程度上限制了它的發(fā)展和應(yīng)用。礦山法的基本理論依據(jù)是，隧道開(kāi)挖后受爆破影響，造成巖體破裂形成松弛狀態(tài)，隨時(shí)都有可能坍落，基于這種松弛荷載理論依據(jù)，其施工方法是采取分割式按分部順序一塊一塊的開(kāi)挖，并要求邊挖邊撐以策安全，所以支撐復(fù)雜，材料耗費(fèi)多。這種施工方法，因其工作面小，不能使用大型的鑿巖鉆孔設(shè)備和裝卸運(yùn)輸工具，故施工進(jìn)度慢，建設(shè)周期長(zhǎng)，機(jī)械化程度低，耗用勞力多，難以適應(yīng)現(xiàn)代建設(shè)工期的需要。復(fù)合式襯砌構(gòu)造礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式a.由初期支護(hù)﹑防水層隔離和二次襯砌組成。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)站折返線等大跨度隧道。復(fù)合式襯砌⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式盾構(gòu)掘進(jìn)盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式單層裝配式襯砌圓環(huán)的構(gòu)造圖盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式⑴裝配式襯砌①預(yù)制裝配式襯砌是用工廠預(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。盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式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)。

箱形管片盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式b.平板形管片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)。平板形管片盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式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；盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式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。盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式⑵雙層襯砌盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式雙層襯砌圓環(huán)構(gòu)造圖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)。盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式4.盾構(gòu)法施工時(shí)特殊地段的襯砌⑴曲線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渡線和折返線襯砌結(jié)構(gòu)明挖法施工，襯砌同明挖法施工的襯砌盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式5.特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑴沉管法隧道沉管法是在水底建筑隧道的一種施工方法。沉管隧道就是將若干個(gè)預(yù)制段分別浮運(yùn)到海面（河面）現(xiàn)場(chǎng)，并一個(gè)接一個(gè)地沉放安裝在已疏浚好的基槽內(nèi)，以此方法修建的水下隧道。沉管法是預(yù)制管段沉放法的簡(jiǎn)稱(chēng)，是在水底建筑隧道的一種施工方法。其施工順序是先在船臺(tái)上或干塢中制作隧道管段（用鋼板和混凝土或鋼筋混凝土），管段兩端用臨時(shí)封墻密封后滑移下水(或在塢內(nèi)放水)，使其浮在水中，再拖運(yùn)到隧道設(shè)計(jì)位置。定位后,向管段內(nèi)加載,使其下沉至預(yù)先挖好的水底溝槽內(nèi)。管段逐節(jié)沉放，并用水力壓接法將相鄰管段連接。最后拆除封墻，使各節(jié)管段連通成為整體的隧道。浮箱吊沉法是比較新的一種管段沉放法(圖1)。通常在管段上方放4只方形浮箱,用吊索直接將管段系吊，浮箱分成前后兩組,每組兩只浮箱用鋼桁架聯(lián)成整體,并用錨索將各組浮箱定位，在浮箱頂上安設(shè)起吊卷?yè)P(yáng)機(jī)和浮箱定位卷?yè)P(yáng)機(jī)。管段的定位須在其左右前后另用錨索牽拉，其定位卷?yè)P(yáng)機(jī)則設(shè)于定位塔的頂部。這一沉放法的主要特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，適用于寬度20米以上的大、中型管段。處理沉放管段基礎(chǔ)的目的是使溝槽底面平整，而不是為了提高地基的承載力。在水下開(kāi)挖的溝槽，其底面凹凸不平，如不加以整平，管段沉放后會(huì)因地基受力不均勻而導(dǎo)致局部破壞，或因不均勻沉陷而開(kāi)裂。為了提高溝槽底面的平整性，至今絕大多數(shù)建成的水底隧道采用墊平的方法。早期大多采用一種在管段沉放之前先鋪砂石作為墊層的先鋪法。它是在作業(yè)船上通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)和鋼索操縱特制的刮鋪機(jī)或鋼犁，沿著溝槽底面兩側(cè)設(shè)置的、具有規(guī)定標(biāo)高和坡度的導(dǎo)軌，將放下的墊料往復(fù)刮平。該法缺點(diǎn)較多。另一種墊平的方法為后填法。即先將管段沉放在溝槽底上的臨時(shí)支座上，并使管底形成一定的空間（管段底板內(nèi)預(yù)設(shè)液壓千斤頂，在定位時(shí)可以頂向支座，調(diào)節(jié)管段高程），隨后用墊層材料充填密實(shí)。后填法中最早用的是灌砂法，僅適用于底寬不大的船臺(tái)型管段。

40年代初創(chuàng)造成功的噴砂法，適用于寬度較大的大型管段。從水面上用砂泵將砂水混合料通過(guò)伸入管段底下的噴管向管底空間噴注，使形成一厚實(shí)均勻的砂墊層，噴砂作業(yè)須設(shè)專(zhuān)用臺(tái)架和一套噴砂與回吸用的L形鋼管（圖3）。噴砂開(kāi)始前,可利用它清除溝槽底上回淤土或塌方土。噴砂完畢，隨即松開(kāi)定位千斤頂，利用管段重量將砂墊層壓實(shí)。這一基礎(chǔ)處理方法在歐洲用之較多。優(yōu)點(diǎn)

采用沉管法施工的水下段隧道，比用盾構(gòu)法施工具有較多優(yōu)點(diǎn)。主要有：①容易保證隧道施工質(zhì)量。因管段為預(yù)制，混凝土施工質(zhì)量高，易于做好防水措施；管段較長(zhǎng),接縫很少,漏水機(jī)會(huì)大為減少，而且采用水力壓接法可以實(shí)現(xiàn)接縫不漏水。②工程造價(jià)較低。因水下挖土單價(jià)比河底下挖土低；管段的整體制作,浮運(yùn)費(fèi)用比制造、運(yùn)送大量的管片低得多;又因接縫少而使隧道每米單價(jià)降低；再因隧道頂部覆蓋層厚度可以很小，隧道長(zhǎng)度可縮短很多，工程總價(jià)大為降低。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。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。明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道1礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道2盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道3⒈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。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)按下表所示；②Ⅱ﹑Ⅲ級(jí)圍巖變形量很小，設(shè)計(jì)時(shí)不考慮；曲線段時(shí)內(nèi)輪廓需加寬。圍巖類(lèi)別單線隧道雙線隧道Ⅳ3~55~7Ⅴ5~77~10Ⅵ特殊設(shè)計(jì)特殊設(shè)計(jì)

預(yù)留變形量(cm)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)，襯砌拱部軸線采用單心圓弧線或三心圓弧線，墻部可采用直線；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)軸線用多段圓弧連接而成。礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道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；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。礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道圍巖類(lèi)別單線雙線Ⅱ噴射混凝土厚度5~10cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.0m，間距1~1.2m，必要時(shí)局部設(shè)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度10~15cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.5m，間距1~1.2m，必要時(shí)配置鋼筋網(wǎng)Ⅲ噴射混凝土厚度10~15cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.0~2.5m，間距1m，必要時(shí)配置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度15cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.5~3.0m，間距1m，設(shè)置鋼筋網(wǎng)Ⅳ噴射混凝土厚度15cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.5m，間距0.8~1m，配置鋼筋網(wǎng)，應(yīng)施作仰拱噴射混凝土厚度20cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度3~3.5m，間距0.8~1m，配置鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)設(shè)置鋼支撐，仰拱Ⅴ噴射混凝土厚度20cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度3.0m，間距0.6~0.8m，配置鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)設(shè)置鋼支撐，應(yīng)施作仰拱通過(guò)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算確定

復(fù)合襯砌初期支護(hù)的參數(shù)設(shè)計(jì)礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道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﹑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)螺栓連接盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道區(qū)間直線地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道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）；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。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)造國(guó)內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型1隧道施工和設(shè)計(jì)方法2國(guó)家盾構(gòu)開(kāi)挖的軟土隧道錨噴、鋼拱支護(hù)的軟土隧道中硬石質(zhì)深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)澳大利亞彈性介質(zhì)中全支承圓環(huán)(全周彈簧模型)；MuirWood法、Curtis法或假定隧道變形法初期支護(hù)；Proctor-white法；二次支護(hù)；彈性介質(zhì)中全支承圓環(huán)；MuirWood法、Curtis法或假定隧道變形法初期支護(hù)：Proctor-white法；二次支護(hù)；彈性介質(zhì)中全支承圓環(huán)；MuirWood法、Curtis法或假定隧道變形法箱形框架彎矩分配奧地利彈性地基圓環(huán)彈性地基圓環(huán)；FEM；收斂約束法經(jīng)驗(yàn)方法彈性地基框架德國(guó)覆蓋<2D，頂部無(wú)支承的彈性地基圓環(huán)(部分彈簧模型)；覆蓋<3D，全支承的彈性地基圓環(huán)(全周彈簧模型)；FEM覆蓋<2D，頂部無(wú)支承的彈性地基圓環(huán)；覆蓋<3D，全支承的彈性地基圓環(huán)；FEM全支承的彈性地基圓環(huán)；FEM；連續(xù)介質(zhì)或收斂－約束法彈性地基框架(底壓力頒布簡(jiǎn)化)

國(guó)內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型國(guó)家盾構(gòu)開(kāi)挖的軟土隧道錨噴、鋼拱支護(hù)的軟土隧道中硬石質(zhì)深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)中國(guó)彈性地基圓環(huán)；經(jīng)驗(yàn)法初期支護(hù)：FEM；收斂約束法；二次支護(hù)：彈性地基圓環(huán)初期支護(hù)：經(jīng)驗(yàn)法永久支護(hù)：作用－反作用模型；大型洞室：FEM箱形框架彎矩分配瑞士作用－反作用模型FEM；經(jīng)驗(yàn)法；收斂－約束法矯形框架彎矩分配英國(guó)彈性地基圓環(huán)；MuirWood法收斂－約束法；經(jīng)驗(yàn)法FEM；經(jīng)驗(yàn)法；收斂－約束法彈性地基連續(xù)框架美國(guó)彈性地基模型彈性地基圓環(huán)；Proctor-white法；FEM；錨桿法；經(jīng)驗(yàn)法續(xù)上表國(guó)家盾構(gòu)開(kāi)挖的軟土隧道錨噴、鋼拱支護(hù)的軟土隧道中硬石質(zhì)深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)瑞典通常為經(jīng)驗(yàn)法，有時(shí)用作用－反作用模型、連續(xù)介質(zhì)模型、收斂－約束法比利時(shí)Schulze-Duddek法剛架法國(guó)隨意性地基圓環(huán)；FEMFEM；作用－反作用模型；經(jīng)驗(yàn)法連續(xù)介質(zhì)模型；收斂－約束法；經(jīng)驗(yàn)法日本局部支承圓環(huán)；梁－彈簧模型局部支承的彈性地基圓環(huán)；經(jīng)驗(yàn)法加量測(cè)；FEM彈性地基框架；FEM；特征曲線法彈性地基框架；FEM續(xù)上表序號(hào)施工方法斷面形式襯砌支護(hù)形式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法1明挖法矩形和直墻拱形現(xiàn)澆鋼筋混凝土、預(yù)制鋼筋混凝土砌塊軟弱土層中彈性連續(xù)矩形、拱形框架，結(jié)構(gòu)力學(xué)方法或假定抗力結(jié)構(gòu)力學(xué)方法2礦山法(鉆爆法、鑿巖機(jī)掘進(jìn)法)拱形、直墻拱形和圓形鋼拱架、噴射混凝土錨桿支護(hù)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土復(fù)合襯砌、預(yù)制鋼筋混凝土砌塊局部變形理論的彈性地基梁方法、反分析法、新奧法、數(shù)值分析方法3盾構(gòu)法圓形鋼、鑄鐵、鋼筋混凝土(或鋼纖維)管片地層襯砌位移協(xié)調(diào)彈塑性解析解，數(shù)值分析法、彈性無(wú)鉸自由變形圓環(huán)、彈性多鉸局部抗力約束圓環(huán)

隧道施工、設(shè)計(jì)方法分類(lèi)序號(hào)施工方法斷面形式襯砌支護(hù)形式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法4頂管法圓形或矩形鋼筋混凝土預(yù)制管段同35沉管法矩形預(yù)制鋼筋混凝土箱段同16配合上述施工方法的輔助工法：①注漿加固；②降低水位；③凍結(jié)法；④管棚法圓形、直墻拱形、矩形鋼拱架臨時(shí)支護(hù)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土的襯砌支護(hù)同2續(xù)上表地鐵隧道施工對(duì)既有鐵路路基沉降的影響概述1頂管施工對(duì)既有城市軌道交通路基變形的影響2既有城市軌道交通路基變形控制3總結(jié)4主要影響因素變形理論分析變形規(guī)律伴隨著大量城市軌道交通隧道以及其他市政隧道的建設(shè)，出現(xiàn)了越來(lái)越多的各種地下穿越過(guò)程。尤其當(dāng)下穿對(duì)變形嚴(yán)格控制的鐵路線的時(shí)候，其施工及運(yùn)營(yíng)中的沉降變形控制常成為重點(diǎn)與難點(diǎn)。

因此，研究隧道施工過(guò)程中土體變形的機(jī)理和原因，以及各種變形因素的影響規(guī)律和影響程度對(duì)變形的控制具有重要意義。概述頂管施工對(duì)既有城市軌道交通路基變形的影響頂管施工的過(guò)程采用液壓千斤頂或具有頂進(jìn)牽引功能的設(shè)備，以頂管工作井作為承壓壁，將管子按設(shè)計(jì)高程、方位、坡度逐根頂入土層直至到達(dá)目的地。1工作井的開(kāi)挖2掘進(jìn)機(jī)的進(jìn)出洞3管道的頂進(jìn)

正面推進(jìn)力的控制

注漿減摩

中繼環(huán)的使用

定向測(cè)量及糾偏頂管施工引起的土體變形理論分析地面變形機(jī)理分析根本原因：頂管施工對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng)頂管施工引起的土體變形理論分析

地面變形機(jī)理分析

頂管施工引起的土體變形理論分析

引起地面變形的原因分析

頂管施工前土體只受初始應(yīng)力作用，施工時(shí)由于千斤頂推力、刀盤(pán)切削力的作用打破原有的內(nèi)部平衡，土體結(jié)構(gòu)和力學(xué)參數(shù)發(fā)生改變，應(yīng)力狀態(tài)或路徑產(chǎn)生變化。頂管施工引起的土體變形理論分析

引起地面變形的原因分析

在管道頂進(jìn)施工過(guò)程中，通常被挖出的土體體積將大于管道的體積，這些體積由注漿部分填充，同時(shí)隨著時(shí)間的發(fā)展，這部分體積差將在重力作用下閉合，其閉合的量值即為地層損失GAP。

因此在分析地層損失的量值時(shí)，必須綜合考慮兩方面的因素：超挖和注漿。頂管施工引起的土體變形理論分析

地層損失

頂管施工引起的土體變形理論分析

地層損失

由于頂管施工采用同步注漿工藝，從而抑制了地層損失的發(fā)展，因而在考慮超挖引起的地層損失時(shí)必須計(jì)入注漿率的影響，注漿率是指注漿填補(bǔ)的實(shí)際空隙量與地層損失量的比值。

對(duì)于薄覆土土層，當(dāng)注漿壓力過(guò)大時(shí)在土體中可能產(chǎn)生劈裂，土體隨漿液冒出，引起地層損失。頂管進(jìn)出洞口土體的流失，土體的固結(jié)，土質(zhì)的變化沉降變形規(guī)律分析（2）同時(shí)，開(kāi)挖面土體的位移又會(huì)進(jìn)一步引起后方土體的沉降，掘進(jìn)機(jī)壓力越大，引起掘進(jìn)機(jī)后方的土體沉降也越大；（3）地表隆起的最大值并不在掘進(jìn)面軸線上方，因?yàn)槁∑鸬淖罡唿c(diǎn)是沿土體的滑裂面上升，最終反映到距掘進(jìn)機(jī)前方一定距離的地面上。（1）當(dāng)正面推進(jìn)力較大時(shí)，使開(kāi)挖面土體向遠(yuǎn)離開(kāi)挖面的方向擠出，開(kāi)挖面前方土體出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。掘進(jìn)機(jī)壓力增大會(huì)使掘進(jìn)機(jī)前方土體的隆起值明顯增大；沉降變形規(guī)律分析在0．2MPa的正面推進(jìn)力作用下，管道頂進(jìn)軸線平面上取x=0，0.5D處沿軸線方向位移變化曲線在正面推進(jìn)力作用下，除土體豎向位移值得關(guān)注外，土體水平方向的位移不容忽視。沉降變形規(guī)律分析沿Y軸方向豎向位移曲線1）施工中各種原因引起的地層損失使得地表發(fā)生沉降變形較大。2）在推進(jìn)面前方，隨著與推進(jìn)面的距離增大，地表沉降量逐漸減??；3）在推進(jìn)面后方，地表沉降越往后越大，到距離推進(jìn)面2D(D為管道直徑)左右時(shí)趨向穩(wěn)定。地層損失引起的地層移動(dòng)主要是土體在自重作用下的豎向運(yùn)動(dòng)，水平向運(yùn)動(dòng)很小。沉降變形規(guī)律分析該圖是距離開(kāi)挖面18m處與管道軸線垂直方向地表沉降曲線。地層損失引起的地表橫向沉降最大值出現(xiàn)在管道軸線的正上方，并隨著與軸線的距離增大，變形逐漸減小，其分布規(guī)律近似于正態(tài)分布，這與Peck得出的地面位移分布規(guī)律一致。Peck認(rèn)為：在不排水情況下，隧道開(kāi)挖引起