第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、地鐵區(qū)間隧道選型的原則和特點二、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)計與構(gòu)造四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計算方法五、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計//

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⒈原則⑴區(qū)間隧道即連接兩個車站之間的隧道；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⒈原則⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車隧道、渡線、折返線、地下存車線、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。⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車隧道、渡線、折返線、地下存車線、⒉礦山法隧道的特點⑴大多埋置于第四系的疏散或含水地層中，在施工過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)境保護要求高，必須嚴格控制隧道開挖引起的地面沉降和爆破振動對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，錨噴支護不宜作為永久襯砌結(jié)構(gòu)；⑸監(jiān)測控制是施工中不可缺少的環(huán)節(jié)。⒉礦山法隧道的特點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，當不具備明挖條件或采用明挖法很不經(jīng)濟時，應(yīng)進行新奧法和盾構(gòu)法的比選；⑵在無水的第四紀地層中，盾構(gòu)法和新奧法各有所長。前者雖然造價一般較高，但施工安全、進度快，后者不需要大型施工機械，對隧道斷面、地質(zhì)條件、線形、施工長度等適應(yīng)性強。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站兩側(cè)行車道與正線區(qū)間隧道間設(shè)過渡段二﹑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)渡線隧道、折返線隧道單渡線﹑交叉渡線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整體進行工作；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)渡線隧道、折返線隧道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，又能隨時加強，可根據(jù)施工量測信息，調(diào)整襯砌強度、剛度和施做時機，以及仰拱閉和和后期支護的施工時間，以主動“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)通道后者用于停車線折返線或喇叭口岔線上；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)類型——復(fù)合式襯砌a.由初期支護﹑防水層隔離和二次襯砌組成（圖4-10）。外層為初期支護，噴錨支護；b.內(nèi)層為二次支護，模筑混凝土；c.一般用于土質(zhì)隧道或車站折返線等大跨度隧道。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備以及承受靜水壓力等；⑤初期支護與二次襯砌間設(shè)防水隔離層。①常用的錨桿型式有：全長粘結(jié)式﹑端頭錨固型和摩擦型等；⑵其它方案①在干燥無水的堅硬圍巖中，區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護；②當巖層的整體性好、基本無地下水，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，前者適用于堅硬圍巖(Ⅲ級以上)，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)，減少圍巖變形。同時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)要求能在較短時間內(nèi)砌筑完畢，且能立刻承受圍巖壓力和盾構(gòu)千斤頂推力；2)盾構(gòu)隧道的類型與選擇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預(yù)制的構(gòu)件(稱為管片)，在盾構(gòu)尾部拼裝而成；②管片種類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。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，便于運輸和拼裝，易開裂。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。圖4b.平板形管片（圖4-14）是指因螺栓手孔較小或無手孔而呈曲板形結(jié)構(gòu)的管片。對盾構(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實踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價高，而且會在襯砌環(huán)中產(chǎn)生較大的次應(yīng)力，帶來不良后果。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.銷釘連接銷釘連接可用于縱向接縫，亦可用于橫向接縫；c.無連接件在穩(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實踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價高，而且會在襯砌環(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，簡稱ECL）是隨著盾構(gòu)向前掘進，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；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的端模板和可伸縮的弧形模板作用下，同時承受盾構(gòu)千斤頂和四周圍巖的作用，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，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；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⒊盾構(gòu)法施工時特殊地段的襯砌⒋特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑴沉管法隧道1)施工要點2)橫斷面有圓形和矩形，H水＞45m時圓形；H水＜35m矩形3)沉管結(jié)構(gòu)混凝土等級為C30～C50，抗剪4)每節(jié)沉管的長度一般為60～140m，多數(shù)為100m，最長達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)對基礎(chǔ)進行灌砂或以其他方法進行處理。⒋特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑵頂進法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)1)穿越地面鐵路﹑地下管網(wǎng)群﹑交叉路口等情況時常采用頂進法施工；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度驗算。⑵頂進法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)三﹑地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計與構(gòu)造⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴內(nèi)部凈空尺寸的確定根據(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)計經(jīng)驗或模擬法，進行試算，先假定截面尺寸，然后進行計算，進行調(diào)整。三﹑地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計與構(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，無資料時按表4-6所示；②Ⅱ﹑Ⅲ級圍巖變形量很小，設(shè)計時不考慮；曲線段時內(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理論和實踐經(jīng)驗得出：a.當區(qū)間隧道襯砌主要承受豎向荷載和不大的水平荷載時，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.當襯砌承受豎向荷載的同時，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。③理論和實踐經(jīng)驗得出：⑵襯砌截面尺寸擬定①包括初期支護的各設(shè)計參數(shù)以及二次襯砌的各設(shè)計參數(shù)。；②初期支護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)合襯砌初期支護的參數(shù)設(shè)計表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﹑道床類型﹑預(yù)留變形量等條件，還要考慮最小曲線半徑問題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管片類型與結(jié)構(gòu)依據(jù)材料或形狀或其他方面分類⑸管片接縫類型與結(jié)構(gòu)有螺栓連接﹑無螺栓連接⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道圖4-15區(qū)間直線地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)圖4-15區(qū)間直線地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)⑹襯砌環(huán)的分塊①若干標準管片(A),兩塊相鄰管片(B)﹑一塊封頂管片(K）,見圖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)力計算方法與地鐵車站結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計算方法一致。四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的

荷載內(nèi)力計算方法與地鐵車站結(jié)構(gòu)的荷五﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計⒈地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計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)支護襯砌類型、結(jié)構(gòu)計算方法和適用范圍各異。表4-8列出了國內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計模型，表4-9列出了隧道施工和設(shè)計方法分類。五﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計⒈地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

國內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計模型表4-8國內(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)計方法分類表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)計計算⑴結(jié)構(gòu)與地層共同作用的處理方法①主動荷載模型除了在結(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主動荷載加地層彈性約束的模型地層不僅對襯砌結(jié)構(gòu)施加主動荷載，還對襯砌結(jié)構(gòu)施加被動彈性抗力，適用于各類地層。③地層實測荷載模型實測荷載是結(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)計計算⑵明挖箱形襯砌結(jié)構(gòu)計算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，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)地基變形計算基底每一點反力；③彈性地基上的箱形結(jié)構(gòu)一般按照平面變形問題考慮。當長跨比接近1時，按空間結(jié)構(gòu)考慮；⑵明挖箱形襯砌結(jié)構(gòu)計算⑶礦山法隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計計算①結(jié)構(gòu)設(shè)計原則a.錨噴技術(shù)，施工方法，支護形式，動態(tài)監(jiān)測，優(yōu)化設(shè)計和施工；b.埋置深度的確定；c.保護既有建筑物；d.初期支護承重，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)計方法a.經(jīng)驗設(shè)計方法：工程模擬法b.力學分析方法：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)計計算③隧道襯砌結(jié)構(gòu)計算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④明洞計算計算構(gòu)件截面強度，安全系數(shù)值，彈性抗力⑤洞門計算a.視作擋土墻，極限狀態(tài)法計算強度，驗算傾覆和滑動穩(wěn)定性b.計算參數(shù)取現(xiàn)場試驗資料，較少時參照規(guī)范c.一定的構(gòu)造要求③隧道襯砌結(jié)構(gòu)計算⑷盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計計算①設(shè)計原則a.安全可靠經(jīng)濟合理施工方便b.選用與特點相近的規(guī)范和設(shè)計方法c.結(jié)構(gòu)凈空尺寸的要求d..減少對環(huán)境的影響e.極限狀態(tài)設(shè)計法，分項系數(shù)f.按最不利組合進行結(jié)構(gòu)驗算g.防水防腐蝕等要求②盾構(gòu)隧道設(shè)計方法表4-10列出了國外盾構(gòu)法隧道的各種設(shè)計方法。⑷盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

國外盾構(gòu)法隧道設(shè)計比較表表4-10國外盾構(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)計荷載如圖4-17。

圖4-17作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計荷載③荷載圖4-17作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計荷載式中：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），則按太沙基公式計算折減后的豎向土壓力。折減后的覆土層厚度h0按下式計算。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)按主動土壓力系數(shù)計算；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上自拱頂至隧道底部的均勻性變

根據(jù)標準慣入實驗N值而定的λ和k值表4-11根據(jù)標準慣入實驗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)土體的物理力學指標計算得到。(4-21)土體的側(cè)向壓力系數(shù)λ也可根據(jù)土體的物理力學指標計算得到。①水壓力一般情況下簡化為靜止水壓力作用在襯砌上。為了簡化計算，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化為靜止水壓力作用在襯砌上。為了簡化計算

按圖4-18的靜水壓力分布曲線，作用在圓環(huán)周邊任一點靜水壓力為：單位長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，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性變化荷載組合，則：(4-2作用在單位長度隧道管片上的豎向浮力，按豎向均布和側(cè)邊線性變化組合為：(4-25)作用在單位長度隧道管片上的豎向浮力，按豎向均布和側(cè)邊線性變①地基的抗力分為與地層位移無關(guān)和與地層位移有關(guān)的兩種情況；②為計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得設(shè)備，以保證在土壓力和水土壓力作用前襯砌不至因為自重變形，并保持準確的襯砌形狀；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。這是一類抗力與地層無關(guān)的情況。①地基的抗力分為與地層位移無關(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，對于盾構(gòu)法施工的圓形隧道可以適當考慮一些由地層位移引起的地基抗力?？沽D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，對于盾構(gòu)法施工的圓形隧道可以④構(gòu)件內(nèi)力計算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)力計算b.彈性地基剛架模型法1)把每塊管片作為一個剛體，相互鉸接2)借助計算機，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b.彈性地基剛架模型法⑤截面設(shè)計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)滿足強度和抗裂要求；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)計使用年限為100年。⑤截面設(shè)計第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、地鐵區(qū)間隧道選型的原則和特點二、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)計與構(gòu)造四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計算方法五、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計//

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⒈原則⑴區(qū)間隧道即連接兩個車站之間的隧道；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⒈原則⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車隧道、渡線、折返線、地下存車線、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。⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車隧道、渡線、折返線、地下存車線、⒉礦山法隧道的特點⑴大多埋置于第四系的疏散或含水地層中，在施工過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)境保護要求高，必須嚴格控制隧道開挖引起的地面沉降和爆破振動對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，錨噴支護不宜作為永久襯砌結(jié)構(gòu)；⑸監(jiān)測控制是施工中不可缺少的環(huán)節(jié)。⒉礦山法隧道的特點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，當不具備明挖條件或采用明挖法很不經(jīng)濟時，應(yīng)進行新奧法和盾構(gòu)法的比選；⑵在無水的第四紀地層中，盾構(gòu)法和新奧法各有所長。前者雖然造價一般較高，但施工安全、進度快，后者不需要大型施工機械，對隧道斷面、地質(zhì)條件、線形、施工長度等適應(yīng)性強。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站兩側(cè)行車道與正線區(qū)間隧道間設(shè)過渡段二﹑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)渡線隧道、折返線隧道單渡線﹑交叉渡線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整體進行工作；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)渡線隧道、折返線隧道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，又能隨時加強，可根據(jù)施工量測信息，調(diào)整襯砌強度、剛度和施做時機，以及仰拱閉和和后期支護的施工時間，以主動“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)通道后者用于停車線折返線或喇叭口岔線上；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)類型——復(fù)合式襯砌a.由初期支護﹑防水層隔離和二次襯砌組成（圖4-10）。外層為初期支護，噴錨支護；b.內(nèi)層為二次支護，模筑混凝土；c.一般用于土質(zhì)隧道或車站折返線等大跨度隧道。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備以及承受靜水壓力等；⑤初期支護與二次襯砌間設(shè)防水隔離層。①常用的錨桿型式有：全長粘結(jié)式﹑端頭錨固型和摩擦型等；⑵其它方案①在干燥無水的堅硬圍巖中，區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護；②當巖層的整體性好、基本無地下水，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，前者適用于堅硬圍巖(Ⅲ級以上)，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)，減少圍巖變形。同時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)要求能在較短時間內(nèi)砌筑完畢，且能立刻承受圍巖壓力和盾構(gòu)千斤頂推力；2)盾構(gòu)隧道的類型與選擇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預(yù)制的構(gòu)件(稱為管片)，在盾構(gòu)尾部拼裝而成；②管片種類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。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，便于運輸和拼裝，易開裂。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。圖4b.平板形管片（圖4-14）是指因螺栓手孔較小或無手孔而呈曲板形結(jié)構(gòu)的管片。對盾構(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實踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價高，而且會在襯砌環(huán)中產(chǎn)生較大的次應(yīng)力，帶來不良后果。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.銷釘連接銷釘連接可用于縱向接縫，亦可用于橫向接縫；c.無連接件在穩(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實踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價高，而且會在襯砌環(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，簡稱ECL）是隨著盾構(gòu)向前掘進，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；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的端模板和可伸縮的弧形模板作用下，同時承受盾構(gòu)千斤頂和四周圍巖的作用，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，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；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⒊盾構(gòu)法施工時特殊地段的襯砌⒋特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑴沉管法隧道1)施工要點2)橫斷面有圓形和矩形，H水＞45m時圓形；H水＜35m矩形3)沉管結(jié)構(gòu)混凝土等級為C30～C50，抗剪4)每節(jié)沉管的長度一般為60～140m，多數(shù)為100m，最長達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)對基礎(chǔ)進行灌砂或以其他方法進行處理。⒋特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑵頂進法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)1)穿越地面鐵路﹑地下管網(wǎng)群﹑交叉路口等情況時常采用頂進法施工；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度驗算。⑵頂進法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)三﹑地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計與構(gòu)造⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴內(nèi)部凈空尺寸的確定根據(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)計經(jīng)驗或模擬法，進行試算，先假定截面尺寸，然后進行計算，進行調(diào)整。三﹑地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計與構(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，無資料時按表4-6所示；②Ⅱ﹑Ⅲ級圍巖變形量很小，設(shè)計時不考慮；曲線段時內(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理論和實踐經(jīng)驗得出：a.當區(qū)間隧道襯砌主要承受豎向荷載和不大的水平荷載時，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.當襯砌承受豎向荷載的同時，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。③理論和實踐經(jīng)驗得出：⑵襯砌截面尺寸擬定①包括初期支護的各設(shè)計參數(shù)以及二次襯砌的各設(shè)計參數(shù)。；②初期支護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)合襯砌初期支護的參數(shù)設(shè)計表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﹑道床類型﹑預(yù)留變形量等條件，還要考慮最小曲線半徑問題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管片類型與結(jié)構(gòu)依據(jù)材料或形狀或其他方面分類⑸管片接縫類型與結(jié)構(gòu)有螺栓連接﹑無螺栓連接⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道圖4-15區(qū)間直線地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)圖4-15區(qū)間直線地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)⑹襯砌環(huán)的分塊①若干標準管片(A),兩塊相鄰管片(B)﹑一塊封頂管片(K）,見圖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)力計算方法與地鐵車站結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計算方法一致。四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的

荷載內(nèi)力計算方法與地鐵車站結(jié)構(gòu)的荷五﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計⒈地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計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)支護襯砌類型、結(jié)構(gòu)計算方法和適用范圍各異。表4-8列出了國內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計模型，表4-9列出了隧道施工和設(shè)計方法分類。五﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計⒈地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

國內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計模型表4-8國內(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)計方法分類表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)計計算⑴結(jié)構(gòu)與地層共同作用的處理方法①主動荷載模型除了在結(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主動荷載加地層彈性約束的模型地層不僅對襯砌結(jié)構(gòu)施加主動荷載，還對襯砌結(jié)構(gòu)施加被動彈性抗力，適用于各類地層。③地層實測荷載模型實測荷載是結(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)計計算⑵明挖箱形襯砌結(jié)構(gòu)計算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，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)地基變形計算基底每一點反力；③彈性地基上的箱形結(jié)構(gòu)一般按照平面變形問題考慮。當長跨比接近1時，按空間結(jié)構(gòu)考慮；⑵明挖箱形襯砌結(jié)構(gòu)計算⑶礦山法隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計計算①結(jié)構(gòu)設(shè)計原則a.錨噴技術(shù)，施工方法，支護形式，動態(tài)監(jiān)測，優(yōu)化設(shè)計和施工；b.埋置深度的確定；c.保護既有建筑物；d.初期支護承重，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)計方法a.經(jīng)驗設(shè)計方法：工程模擬法b.力學分析方法：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)計計算③隧道襯砌結(jié)構(gòu)計算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④明洞計算計算構(gòu)件截面強度，安全系數(shù)值，彈性抗力⑤洞門計算a.視作擋土墻，極限狀態(tài)法計算強度，驗算傾覆和滑動穩(wěn)定性b.計算參數(shù)取現(xiàn)場試驗資料，較少時參照規(guī)范c.一定的構(gòu)造要求③隧道襯砌結(jié)構(gòu)計算⑷盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計計算①設(shè)計原則a.安全可靠經(jīng)濟合理施工方便b.選用與特點相近的規(guī)范和設(shè)計方法c.結(jié)構(gòu)凈空尺寸的要求d..減少對環(huán)境的影響e.極限狀態(tài)設(shè)計法，分項系數(shù)f.按最不利組合進行結(jié)構(gòu)驗算g.防水防腐蝕等要求②盾構(gòu)隧道設(shè)計方法表4-10列出了國外盾構(gòu)法隧道的各種設(shè)計方法。⑷盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

國外盾構(gòu)法隧道設(shè)計比較表表4-10國外盾構(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)計荷載如圖4-17。

圖4-17作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計荷載③荷載圖4-17作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計荷載式中：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），則按太沙基公式計算折減后的豎向土壓力。折減后的覆土層厚度h0按下式計算。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