城市地鐵盾構(gòu)法區(qū)間隧道的設(shè)計目錄TOC\o"1-3"第一章工程概況 2第二章工程地質(zhì)和水文地質(zhì) 2第三章地道設(shè)計 3第1節(jié)首要設(shè)計尺度 3第2節(jié)盾構(gòu)地道線路的擬合 3第3節(jié)管片機關(guān)形式 5第4節(jié)管片結(jié)構(gòu)設(shè)計 7第5節(jié)管片防水設(shè)計 8第6節(jié)聯(lián)絡(luò)通道和洞門設(shè)計 10第四章結(jié)論與建議 11工程概況越—三區(qū)間屬于廣州地鐵二號線工程的的北段,由越秀公園站—火車站、火車站—三元里站兩個雙孔區(qū)間地道和兩個聯(lián)絡(luò)通道及泵房組成。工程起于越秀區(qū)的地鐵越秀公園站,向北下穿人平易近北路、環(huán)市西路達(dá)到地鐵廣州火車站;然后,線路從地下穿過廣州火車站南站房等建筑群向西北延長,最后下穿廣花路達(dá)到地鐵三元里站。區(qū)間全長3926單線延米,曲線半徑為600m和400m兩種。區(qū)間縱坡均為“v”形坡,最年夜坡度為30‰,最小豎曲線半徑為3000m。線路沿線地形升沉較年夜,地道最小覆土厚度為9m,最年夜覆土厚度為26m。工程地質(zhì)和水文地質(zhì)區(qū)間的地層巖性在上部為:人工填土層,流塑—軟塑狀淤積層,海陸交互淤積層,沖、洪積砂層,沖、洪積土層,殘積土層。下部為:全風(fēng)化、強風(fēng)化、中等風(fēng)化和輕風(fēng)化帶的泥質(zhì)粉砂巖。區(qū)間地道穿越地層年夜部門是巖層,少部門為殘積土層和斷裂破碎帶。地道所處的地層為上軟下硬,軟硬巖互層現(xiàn)象特征較著。本段地下水首要為第四系孔隙水和基巖裂隙水兩種。第四系孔隙水首要賦存在淤泥質(zhì)砂層和沖積—洪積砂層內(nèi)?；鶐r裂隙水多屬承壓水,但富水性較小,透水性多較弱。地道設(shè)計首要設(shè)計尺度(1)結(jié)構(gòu)的平安品級為一級。(2)區(qū)間地道的抗震按7度設(shè)計,人防按6級考慮。(3)防水尺度:地道整體為二級;地道上半部A級;地道下半部、洞門及聯(lián)絡(luò)通道B級。(4)結(jié)構(gòu)最年夜裂痕許可寬度:管片內(nèi)側(cè)0.3mm,外側(cè)0.2mm。(5)地表沉隆節(jié)制尺度:-30/+10mm;建筑物傾斜節(jié)制尺度:框架結(jié)構(gòu)2‰,磚混結(jié)構(gòu)1.5‰。(6)線形節(jié)制允差:設(shè)計擬合軸線與理論軸線允差≤10mm(個體情形許可為20mm);掘進(jìn)軸線與設(shè)計軸線允差≤70mm。(7)襯砌結(jié)構(gòu)變形:直徑變形≤1‰D(D為地道外徑);環(huán)縫張開<2mm;縱縫張開<3mm;盾構(gòu)地道線路的擬合3.2.1襯砌環(huán)的組合形式為了知足緩和曲線、圓曲線以及施工糾偏的需要,盾構(gòu)地道現(xiàn)實是經(jīng)由過程必然組合的直線襯砌環(huán)來擬合理論曲線,擬合曲線應(yīng)知足擬合允差要求。是以,轉(zhuǎn)彎環(huán)(有必然錐度的楔形環(huán))是必需的。襯砌環(huán)的組合形式一般有三種:①尺度環(huán)+左、右轉(zhuǎn)彎環(huán);②左、右轉(zhuǎn)彎環(huán);③萬能管片。因為①施工難度小,故選用尺度環(huán)+左、右轉(zhuǎn)彎環(huán)的組合形式。3.2.2(1)模具數(shù)目。按照越—三區(qū)間的曲線長度的比例,施工進(jìn)度,確定需要的管片模具數(shù)目為:4套尺度環(huán)+1套左轉(zhuǎn)彎環(huán)+1套右轉(zhuǎn)彎環(huán)。(2)擬合比例。區(qū)間有兩種半徑的曲線,分袂是R600和R400。因為越—三區(qū)間曲線長度較年夜,為了最年夜操作轉(zhuǎn)彎環(huán),R400地段的尺度環(huán)和轉(zhuǎn)彎環(huán)的數(shù)目取比例為1∶1。(3)楔形量。轉(zhuǎn)彎環(huán)的楔形量采用下式計較:δ={[(m/n)S+S′)]×D÷(R+D/2)}×(m+n)÷(m+ncosφ)式中:δ———楔形量;S、S′———分袂是尺度襯砌環(huán)、楔形環(huán)的最年夜寬度;m、n———曲線上尺度襯砌環(huán)、楔形襯砌環(huán)的總數(shù)目;φ———錯縫拼裝時封頂塊的偏轉(zhuǎn)角度;D、R———管片的外直徑、地道中線的曲線半徑。將越—三區(qū)間的線路要素、管片參數(shù)代入上式,求得其楔形量為50mm。31213設(shè)計線路擬合誤差按照管片的幾何參數(shù),對R400半徑的曲線進(jìn)行了線路排版擬合計較,其功效剖明線路擬合誤差一般在10mm之內(nèi),最年夜誤差值為16.4mm。管片幾何參數(shù)知足線路擬合允差尺度。管片機關(guān)形式31311管片內(nèi)徑管片的內(nèi)徑為á5400mm,是按照下列前提確定的:①圓形地道的建筑限界是á5200mm的圓;②按照地鐵一號線的經(jīng)驗,盾構(gòu)施工誤差和地道的后期沉降可以節(jié)制在100mm之內(nèi)。31312襯砌環(huán)的分塊今朝,對于中等直徑的地鐵地道管片,襯砌環(huán)的分塊數(shù)一般采用3個尺度塊+2個鄰接塊+1個小封頂塊的組合形式。這種多分塊形式便于運輸,拼裝輕易、矯捷。管片分塊的巨細(xì)一般是由盾構(gòu)機的千斤頂?shù)臄?shù)目、封頂塊的插入形式確定。越—三區(qū)間的尺度塊為72°,鄰接塊為64.5°,封頂塊為15°。31313管片寬度國內(nèi)地鐵的盾構(gòu)管片寬度一般為1.0m,1.2m兩種。管片寬度年夜的首要利益是:①每輪回的掘進(jìn)長度年夜,施工效率提高。②地道的環(huán)向接縫削減,防水下場好。從提高施工效率,降低管片接頭數(shù)目,提高防水的靠得住性考慮,最后確定選用1.5m的管片,這在國內(nèi)是初度。31314襯砌環(huán)接縫體例管片的拼裝體例有通縫和錯縫兩種。前者在管片建造、拼裝上較后者更易于實施,是以,國內(nèi)上海地鐵從起頭到比來一向年夜量采用。我們選擇錯縫拼裝的形式主若是基于以下幾點:①成環(huán)管片間的接縫形式不再是“十”字形,而成為“T”形,沒有了縱向通縫,增強了卻構(gòu)的整體性。②因為錯縫拼裝,管片經(jīng)由過程接縫將內(nèi)力傳遞給相臨環(huán),管片抗變形能力增強,提高了防水下場。③通縫拼裝的管片一般只能供給一種楔形環(huán),而錯縫拼裝時,可以供給幾種分歧錐度的楔形環(huán),使得管片選型余地更年夜,線路的擬合更輕易、切確,防水下場更好。31315封頂塊的插入體例封頂塊的插入體例受盾構(gòu)機千斤頂行程、管片寬度、施工操作誤差影響,它抉擇封頂塊的尺寸巨細(xì),是管片細(xì)部設(shè)計的關(guān)頭。封頂塊的插入體例對設(shè)計和施工影響很年夜,合理的插入體例抉擇了封頂塊的不變性、管片安裝操作性。插入體例有三種:①徑向插入;②縱向插入;③徑向插入連系縱向插入。體例③連系了前二者的利益,故選擇這種插入體例。具體體例是:封頂塊管片先縱向搭接4/5管片長度,再徑向推上,最后縱向插入成環(huán)。31316接縫的機關(guān)管片的接縫有設(shè)榫槽和不設(shè)榫槽兩種,前者在軟土地層能提高管片的安裝精度,有利于節(jié)制變形。連系廣州地層較硬特點,若采用接縫設(shè)榫槽將會導(dǎo)致接縫處易開裂,這種開裂發(fā)生在管片后背將是看不見且無法修補的。是以,管片環(huán)、縱縫均不設(shè)榫槽。31317毗連形式管片之間采用彎螺栓毗連,利益是:操作簡單,工藝成熟,螺栓手孔對管片削弱小。管片結(jié)構(gòu)設(shè)計31411計較模子結(jié)構(gòu)計較模子為批改習(xí)用設(shè)計法,它是批改了管片接頭對內(nèi)力的影響的均質(zhì)圓環(huán)計較體例。計較時,采用按折減后的管片剛度ηEI(η為抗彎剛度有用率)庖代EI進(jìn)行計較?？紤]到管片錯縫拼裝影響進(jìn)行內(nèi)力巨細(xì),在計較功效中引入彎距加年夜率ξ批改內(nèi)力。計較簡圖和內(nèi)力調(diào)整體例見圖1。η、ξ為經(jīng)驗數(shù)值,一般按0.6≤η≤0.8,0.3≤ξ≤0.5取值。圖1批改習(xí)用設(shè)計法計較簡圖31412計較荷載按照地道所處地層分歧,拔取分歧的計較工況計較,取最晦氣計較工況作為結(jié)構(gòu)配筋的依據(jù)。首要設(shè)計荷載為水土壓力,地層抗力按三角形分布計較。土荷載采用太沙基(Terzaghi)土壓公式計較。越—三區(qū)間荷載的節(jié)制工況為地質(zhì)較差的殘積土層。31413計較功效圓形地道內(nèi)力見圖2。計較功效剖明地道的拱頂內(nèi)力為最晦氣截面,裂痕節(jié)制結(jié)構(gòu)的配筋。管片混凝土強度品級為C50,鋼筋采用一、二級鋼筋。管片防水設(shè)計3.5.1防水原則防水原則是“以防為主,多道設(shè)防,因地制宜,綜合治理”。以高抗?jié)B標(biāo)號的自身防水混凝土為根柢,管片接縫防水為關(guān)頭。3.5.2(1)襯砌外注漿防水。襯砌管片與自然土體之間存在環(huán)形空位,經(jīng)由過程同步注漿與二次注漿充填空位,形成第一道外圍防水圖2圓形地道內(nèi)力爭(每延米)層。同步注漿在管片拼裝完成后進(jìn)行,二次注漿經(jīng)由過程管片注漿孔補強。注漿材料采用水泥砂漿,目的是使注漿體盡快凝固不變,削減管片變形。為了增強漿液的流動性,摻入了外加劑膨潤土。注漿量為1.3～1.5倍的管片外環(huán)形空位,注漿壓力為0.1～0.3MPa。(2)管片自防水。管片為高標(biāo)號預(yù)制混凝土,采用蒸汽養(yǎng)護(hù),其抗?jié)B標(biāo)號為S12。(3)管片接縫防水的第一道防線:彈性密封墊。接縫防水的成功與否是整個工程的成敗的關(guān)頭。管片接縫防水設(shè)計首先要選定合適工程特點的彈性密封墊?？紤]國內(nèi)的遇水膨脹橡膠硫化加工手藝較成熟等身分,選擇了遇水膨脹橡膠作為接縫防水的材料。區(qū)間最年夜靜水壓約為0.2MPa,接縫設(shè)計水壓按3倍的靜水水壓即0.6MPa考慮。(4)管片接縫防水的第二道防線:嵌縫防水。在洞門段30m、聯(lián)絡(luò)通道兩側(cè)各8～10m處等變形量年夜的襯砌環(huán)段進(jìn)行整環(huán)嵌填,其余區(qū)段則在拱頂45°規(guī)模和拱底90°規(guī)模內(nèi)嵌填的。嵌縫材料采用氯丁膠乳水泥,它與混凝土連系面采用界面措置劑進(jìn)行措置。聯(lián)絡(luò)通道和洞門設(shè)計3.6.1聯(lián)絡(luò)通道聯(lián)絡(luò)通道采用洞內(nèi)礦山法施工,襯砌形式為復(fù)合式襯砌。每處聯(lián)絡(luò)通道擺布線由4環(huán)非凡襯砌環(huán)組成。每環(huán)非凡襯砌環(huán)由4塊混凝土管片和2塊鋼管片組成,鋼管片設(shè)在聯(lián)絡(luò)通道洞口處,拆卸便利。鋼管片為高精度機加工鋼結(jié)構(gòu)。3.6.2在區(qū)間的兩頭設(shè)現(xiàn)澆混凝土洞門圈,設(shè)置洞門圈的目的是將車站結(jié)構(gòu)和混凝土管片毗連為整體,有利于區(qū)間和車站的節(jié)點處的防水。洞門的長度按照區(qū)間長度和管片寬度確定,且≥300mm。結(jié)論與建議(1)廣州地鐵區(qū)間地層具有上軟下硬,地道地基承載力較好的特點。地道的襯砌環(huán)采用環(huán)間、塊間不設(shè)榫槽的平板型管片,采用錯縫拼裝的組裝,彎螺栓毗連等機關(guān)形式。其施工操作便利,管片的變形在合理的規(guī)模內(nèi),實踐證實這種機關(guān)形式是合適的。(2)設(shè)計采用尺度襯砌環(huán)擬合區(qū)間直線線路,但在施工時曾試對部門直線線路采用擺布轉(zhuǎn)彎換交替拼裝擬合的成功,消弭原本封頂塊設(shè)在地道底部影響施工平安的擔(dān)憂。這聲名采用擺布轉(zhuǎn)彎環(huán)或萬能管片的組合形式來擬合直線線路是沒有問題的,但前提前提是盾構(gòu)機的管片選型系統(tǒng)應(yīng)有較高的自動化水平。(3)盾構(gòu)施工的一個利益是快速掘進(jìn),越—三區(qū)間在國內(nèi)初度采用1.5m的年夜寬度管片,使得其掘進(jìn)速度達(dá)到單洞掘進(jìn)405m/月的國內(nèi)歷史水平。1.5m的年夜寬度管片應(yīng)用是成功的,值得推廣。從施工情形來看,1.5m的管片在中等直徑的地鐵地道已經(jīng)到了寬度極限。要進(jìn)一步提高掘進(jìn)速度,從設(shè)計方面,此后應(yīng)著眼于采用拼裝速度快的斜螺栓毗連體例的研究。(4)管片接縫防水是防水的關(guān)頭和重點,越—三區(qū)間設(shè)計時,對管片的接縫防水作了專門的試驗研究,然后才用于工程實踐,防水下場達(dá)到設(shè)計要求,防水法子是成功的。(5)在管片結(jié)構(gòu)設(shè)計中若何連系地層特征、裝配式結(jié)構(gòu)的特點選用合適的計較模子,是值得深切研究的問題。此后應(yīng)在管片的接頭嘗試方面多做研究,為結(jié)構(gòu)設(shè)計供給依據(jù)。(6)盾構(gòu)地道是自動化水平較高的前進(jìn)前輩手藝,管片設(shè)計時只有做到與盾構(gòu)機、管片模具制造等專業(yè)慎密親密配合,才能做出合理的管片設(shè)計。(7)盾構(gòu)手藝在國外已成長到年夜直徑、多圓盾構(gòu)等新手藝的應(yīng)用。當(dāng)前,我國盾構(gòu)手藝還處于一個起步和推廣的階段,跟著我國基本行動措施培植日益頻仍,盾構(gòu)地道會越來越多。遺憾的是,我國在盾構(gòu)地道設(shè)計方面還沒有國家手藝尺度和規(guī)范可遵循。是以,建議有關(guān)部門對這一手藝深切研究,盡快擬定相關(guān)的設(shè)計、施工規(guī)范,以敦促盾構(gòu)法在我國的蓬勃成長。參考文獻(xiàn):[1]潘昌實1盾構(gòu)地道襯砌設(shè)計指南(草案)[J].世界地道,1997,02.===========================================================================================================

說

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