北京地鐵盾構(gòu)隧道設(shè)計施工要點(doc30)-工程設(shè)計(已修改)
2025-08-25 02:51 本頁面
【正文】 大量管理資 料下載 北京地鐵盾構(gòu)隧道設(shè)計施工要點 北京城建設(shè)計研究總院 楊秀仁 摘要 ：北京地鐵五號線首次在北京地區(qū)采用盾構(gòu)法修建地鐵隧道，盾構(gòu)試驗段工程已經(jīng)取得成功。鑒于盾構(gòu)隧道設(shè)計和施工在很大程度上依賴于地質(zhì)條件，而北京與上海和廣州的地質(zhì)條件差異較大，因此，通過盾構(gòu)試驗段工程對設(shè)計和施工進行了系統(tǒng)的研究。 一、 工程背景及盾構(gòu)隧道基本情況 地鐵五號線概況 北京地鐵五號線南起豐臺區(qū)的宋家莊，北至昌平區(qū)的太平莊。線路全長 ，在四環(huán)路南北分別采用了地下和地面、高架線路型式，南段的地下線長 ，北部的地面和高架線 。全線共設(shè) 22 座車站，其中地下站 16 座，高架和地面站 6 座。圖 1 為地鐵五號線工程線路示意圖。 圖 1 北京地鐵五號線工程線路示意圖 在地鐵五號線工程地下線路段，部分線路受環(huán)境條件限制，隧道基本在現(xiàn)狀低矮破舊的建筑物下通過，對地面沉降的要求較高，加上工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜，地 面無降水條件，因此采用盾構(gòu)法施工。采用盾構(gòu)法施工的區(qū)段為宋家莊～劉家窯地段、東單～和平里北街地段。 盾構(gòu)試驗段概況 由于北京以往沒有采用盾構(gòu)法施工地鐵隧道的工程經(jīng)驗，且本地區(qū)的地質(zhì)條件與國內(nèi)其他采用過盾構(gòu)法施工的城市有比較大的區(qū)別，為了確保地鐵五號線正式施工能夠順利進行，首先選擇正線典型的地段開展試驗段施工，以摸索和掌握北京地區(qū)特有條件下的盾構(gòu)隧道設(shè)計、施工技術(shù)。 盾構(gòu)試驗段選在北新橋站～雍和宮站區(qū)間線路的左線（西側(cè)），試驗段隧道長度約 688m。試驗段線路平面見圖 大量管理資 料下載 2，由圖上可以看出，試驗段 隧道基本在現(xiàn)狀建筑物下方穿過。 圖 2 盾構(gòu)試驗段線路平面圖 試驗段工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 (1) 工程地質(zhì)條件 沿線隧道通過的地層均為第四紀沖洪積地層，除表層的填土外，主要有粘土、粉土、砂及卵石等地層，其中卵石的最大粒徑為 250mm。圖 3 為試驗段地質(zhì)縱斷面圖。 (2) 水文地質(zhì)條件 根據(jù)工程勘察報告，地層中賦存有上層滯水、潛水和承壓水。 上層滯水：水位埋深在 ～ 之間。 潛水：水位埋深在 左右。潛水具有弱承壓性，水位高出含水層頂板為 ～ 。 承壓水：含水層的頂板埋深為 ～ ，水頭高出含水層頂板為 ～ 。 試驗段盾構(gòu)隧道有 關(guān)設(shè)計參數(shù) (1) 隧道直徑：盾構(gòu)區(qū)間隧道采用圓形結(jié)構(gòu)，隧道管片設(shè)計內(nèi)凈空 5400mm，（其中考慮了隧道施工誤差、測量誤差及隧道變形等因素周邊預(yù)留 100mm 的裕量保證限界直徑 5200mm 的要求），管片厚度為 300mm，隧道管片襯砌外徑為 6000mm。 大量管理資 料下載 (2) 管片的型式及構(gòu)造 (見圖 4)：管片環(huán)寬 1200mm，環(huán)向分 6 塊，即 3 塊標準塊（中心角 176。 ）， 2 塊鄰接塊（中心角 176。 ），一塊封頂塊（中心角 176。 ）。管片之間采用彎螺栓連接（螺栓直徑 24mm），環(huán)向有縱縫 6 個，每 接縫有環(huán)向螺栓 2 個；縱向端面共設(shè)縱向螺栓 16 個（封頂塊 1 個，其它管片端面 3 個）。 (3) 管片環(huán)與環(huán)之間采用錯縫拼裝方式。管片端面采用平面式，僅在設(shè)置防水膠條處留有溝槽。 (4) 管片有 3 種類型，即標準環(huán)、左轉(zhuǎn)環(huán)和右轉(zhuǎn)環(huán)。 二、 盾構(gòu)試驗段工程的主要研究內(nèi)容 盾構(gòu)隧道的設(shè)計與施工在很大 程度上依賴于地質(zhì)條件，我國的上海和廣州已經(jīng)采用盾構(gòu)法成功實施了不少工程，也作過不少研究，但這兩地區(qū)的地質(zhì)條件與北京差異較大。上海地區(qū)的地層為淤泥質(zhì)地層，非常松軟，自穩(wěn)能力差，側(cè)壓力比較大且分布均勻；廣州地區(qū)的地層除在淺表有一層比較薄的土層外，基本為強風(fēng)化～中風(fēng)化～微風(fēng)化巖層，圍巖的強度模量高，自穩(wěn)能力好，而河網(wǎng)發(fā)育，地下水充沛，時有構(gòu)造斷裂出現(xiàn)在工程線路上；而北京地區(qū)表層從 0～ 80m 范圍基本為第四紀沖洪積地層，既有表層的松散回填土層，又有從粘土～粉土～各種粒徑的砂層～礫石層～卵石層等各層交替組合形成的地層， 從性質(zhì)上與上海地區(qū)截然不同，而與廣州地區(qū)的地層也有較大的區(qū)別。 試驗段工程從設(shè)計、管片生產(chǎn)和施工等方面進行了系統(tǒng)的研究，主要開展的研究項目有： 1．盾構(gòu)隧道管片地層的相互作用和管片接頭剛度研究 通過室內(nèi)模型試驗、管片接頭試驗、管片抗彎試驗和現(xiàn)場大量的實驗測試，并結(jié)合理論分析，探索北京特有地層條件下的盾構(gòu)隧道管片與地層的相互作用形式及規(guī)律。提出北京特有地層條件下， 大量管
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