【正文】 ，行車運營，環(huán)境保護(hù)，防水，防災(zāi)等要求， 符合安全適用，經(jīng)濟(jì)合理與確保質(zhì)量的要求。 (5) 地下結(jié)構(gòu)具有戰(zhàn)時防護(hù)功能。 (7) 根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，本區(qū)間大斷面處基坑安全等級為一級，并按此等級對基坑穩(wěn)定性和變形進(jìn)行驗算。 (10) 鉆孔灌注樁在施工期間作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用鋼管及錨索聯(lián)合支護(hù)，考慮承擔(dān)施工期間全部外部土壓力。 (14) 風(fēng)井及風(fēng)道結(jié)構(gòu)的凈空尺寸應(yīng)滿足各種設(shè)備使用功能的要求、施工工藝的要求、并考慮施工誤差、結(jié)構(gòu)變形和位移等因素給出必要的富裕量。在規(guī)定的設(shè)防部位，結(jié)構(gòu)設(shè)計按 5 級人防的抗力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗算，并設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)措施。應(yīng)用可靠度理論的設(shè)計基準(zhǔn)期可采用 50 年。地下鐵道主體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防分類均為乙類，混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級為二級。新街口西直門站區(qū)間位于北京西城區(qū)，線路沿西直門內(nèi)大街由東向西延伸，地形起伏不大，鉆孔孔口地面標(biāo)高為 ～ 。 表 各層土的物理力學(xué)指標(biāo) 土的類型 厚度（ m） 重度 γ（ kN/m3） 彈性抗力系數(shù)(Mpa/m） 變形模量E（ GPa） 泊松比 μ 內(nèi)摩角 ф（ 186。所選擇的施工方法也應(yīng)體現(xiàn)出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理及安全適用。地下工程施工時，在埋深較淺的情況下，廣泛采用明挖法，放坡開挖是明挖法的首選方案。然而礦山法隧道施工的工作環(huán)境惡劣，超挖、欠挖量大，無用功多，對圍巖的破壞性大，而且施工進(jìn)度慢。 盾構(gòu)法 盾構(gòu)法是在地表以下土層或松軟巖層中暗挖隧道的一種施工方法。該施工技術(shù)目前存在的主要問題是當(dāng)覆土較淺時，開挖面穩(wěn)定較為困難；曲率半徑小的曲線段施工比較困難；在飽和含水層中，防水技術(shù)要求高。尤其是隨著近年國內(nèi)外盾構(gòu)技術(shù)水平的提高、盾構(gòu)設(shè)備在工程設(shè)備中所占比重的下降，盾構(gòu)法施工的綜合工程造價接近甚至低于礦山暗挖法施工，特別是在地層條件差、地質(zhì) 情況復(fù)雜、地下水位高等情況下盾構(gòu)法已具有明 顯技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。在建筑物密集和對周圍環(huán)境影響限制合格的大城市中，盾構(gòu)法有明 顯的優(yōu)勢。本工程工期要求工期較短，且地下水豐富，土層較軟，因此不選用礦山法施工。本區(qū)間工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，地下水豐富，工程的工期要求較緊，附近也有大量居民走動，地面交通復(fù)雜。 鑄鐵管片強(qiáng)度高，易鑄成薄壁結(jié)構(gòu)，管片質(zhì)量輕，搬運安裝方便，管片精度高，外形準(zhǔn)確，防水性能好。缺點是剛度小，耐修飾性差，需要進(jìn)行機(jī)械加工已滿足防水要求。鋼筋混凝土管片一般有箱型管片和平板型管片兩種形式。因而，可有效地降低造價。 通過比較，平板管片安全性較高，所以，本區(qū)間采用平板型鋼筋混凝土管片。通縫拼裝的優(yōu)點是管片拼裝簡單，施工速度快?；炷翉?qiáng)度為 C40。、 73176。 區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)斷面形式的確定 自 1869 年 Greathead 發(fā)明圓形回轉(zhuǎn)式盾構(gòu)機(jī)以來，盾構(gòu)隧道斷面的主要性狀為圓形。根據(jù)車輛輪廓尺寸性能、線路特性、設(shè)備安裝及施工及施工方法等因素竟技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較確定的空間尺寸稱為限界。 日本的大量工程實例表明，在隧道外徑為 6m 左右的情況下，如采用普通鋼筋混凝土管片，其管片厚度均在 30cm 之內(nèi)，因此本區(qū)間隧道采 用 300mm 厚度的管片?？紤]地層特征采取水土合算或水土分算。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 區(qū)間隧道的荷載計算 區(qū)間隧道通過地段：地質(zhì)條件較差、埋深較大地段（地面超載 20kN/m2）： 里程K13++ 選取地質(zhì)鉆孔為 MEZ2A073。隧道橫斷面與地層關(guān)系如下圖所示： 圖 5. 2 隧道橫斷面與地層關(guān)系 （ 1）荷載類型的確定 永久荷載： 結(jié)構(gòu)自重 25kN/m3 覆土自重（綜合并偏于安全的考慮所以的土層密度均按 18kN/m3計算） 側(cè)壓力 側(cè)壓力系數(shù) 地基的彈性抗力 可變荷載： 人群荷載 4kN/m2 地面超載 20kN/m2 設(shè)備荷載 8kN/m2 偶然荷載： 地震烈度為 8 度，加速度為 人防 等級為五級空氣超壓為 （ 2）荷載大小的計算 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 ： 土壓力： q 土 =16?3+19+=48++=(kN/m2) 水壓力： f=0 (kN/m2) 結(jié)構(gòu)頂板自重 q= γd=25=( kN/m2) q 頂 =++20= (kN/m2) q 頂設(shè)計值 =（ +） +20=+28=( kN/m2) 頂板荷載標(biāo)準(zhǔn)值： ∑p=π33π=( m2) q 底 =q 頂 +∑p/l=+25/6= (kN/m2) 組合值： q 底設(shè) =q 頂設(shè) +∑p/l=+(kN/m2) 土層側(cè)向壓力 e=(∑γihi) e1=(16 3+19+)= (kN/m2) e2=(3+19++203+1) =(48+++60+) = (kN/m2) ew1=0 ew2=ψγωh=10()= (kN/m2) ψ—折減系數(shù)，此處取為 1； h—從地表水表面至考察點的距離。地層由上至下分別為 1雜填土 γ=16 kN/m2； 2沙土 γ=19 kN/m2。 附加荷載：施工荷 載 ——盾構(gòu)千斤頂推力，不均勻注漿壓力，相鄰隧道施工影響等。 隧道內(nèi)徑： Ф5400mm；隧道外徑： Ф6000mm；管片厚度： 300mm；管片寬度：1200mm。 （ 1）隧道內(nèi)經(jīng)的確定 圓形區(qū)間隧道建筑限界為 Ф5200mm 的圓，考慮到施工單位的施工誤差、線路的擬合誤差、測量誤差等多種因 素，取隧道軸線偏差為 100mm，以及后期的不均勻沉降 50mm，再增加 50mm 的富余量，則隧道內(nèi)經(jīng)應(yīng)為 Ф5400mm。 盾構(gòu)隧道的內(nèi)徑一般取決于兩個因素，即滿足使用目的所必要的內(nèi)空（包括維修管理上的裕 度和施工誤差）和施工上的安全性，而其外徑則是內(nèi)經(jīng)加襯砌厚度（一次襯砌或一次加二次襯砌）決定的。處。每環(huán)管片由一塊封頂塊，兩塊鄰接塊，兩塊標(biāo)準(zhǔn)塊，一塊封底塊組成。 根據(jù)盾構(gòu)隧道覆土深度，周圍環(huán)境，工程地質(zhì)條件，綜合北京地鐵工程成熟的設(shè)計、施工經(jīng)驗，本工程盾構(gòu)隧道襯砌的選擇為：初步確定襯砌厚度為 300mm，外徑為 6000mm，環(huán)寬 1200mm。錯縫拼裝的優(yōu)點在于能加 強(qiáng)圓環(huán)接縫剛度，約束接縫變形，圓環(huán)近似地可按均質(zhì)剛度考慮。 平板管片是目前最常用的管片型式，常用于中小直徑的隧道，在相等厚度條件下，其抗彎剛度及強(qiáng)度均大于箱型管片，單塊管片重量較重，對盾構(gòu)頂力具有較大抵抗能力，正常運營時對隧道通風(fēng)阻力較小。箱型管片常用于大直徑的隧道。 復(fù)合管片外殼采用鋼板制成，在殼內(nèi)設(shè)鋼筋 ，澆注混凝土，組成一個復(fù)合結(jié)構(gòu)，這樣其重量比鋼筋混凝土管片輕，剛度比鋼管片大，金屬消耗量比鋼管片小，缺點是鋼板耐腐蝕性差，加工復(fù)雜冗繁。由于鑄鐵管片具有脆性破壞的特性，不宜用作承受沖擊荷載的隧道襯砌結(jié)構(gòu)。 襯砌選型設(shè)計 盾構(gòu)隧道襯砌用管片按材料可分為鋼筋混凝土管片和鑄鐵管片、鋼管片，復(fù)合管片。 盾構(gòu)法 施工時振動和噪聲小，對周圍居民幾乎沒有干擾；施工時不影 響地面交通；不受氣候條件影響；施工機(jī)械化程度高，施工管理容易，施工過程安全性高。由于本工程位處地區(qū)附近有很多居民居住，地面交通復(fù)雜且隧道埋深較深，故不適合選擇明挖法施工。 在世界各國的地下鐵道等城市地下基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中，與我囯一致，及主要采用盾構(gòu)法、礦山法及明挖法 3 大系列技術(shù)及各種輔助施工方法。 施工方案的確定 我國在城市地下鐵道的建設(shè)中，因埋深條件，周邊環(huán)境條件等因素的限制不允許采用明挖法施工時，礦山法暗挖施工是目前應(yīng)用較多的施工 方法，但從已建地下鐵道的工程實踐上看，因其難于從根本上解決防滲漏水問題，甚至施工工藝復(fù)雜、施工期間的安全性和工程進(jìn)度難于控制等因素，在地下鐵道的建設(shè)中已受到越來越多的局限。盾構(gòu)法施工隧道的優(yōu)點表現(xiàn)在施工作業(yè)可在盾構(gòu)設(shè)備的掩護(hù)下，安全的進(jìn)行地下開挖與襯砌支護(hù)工作；施工時振動和噪聲小，對周圍居民幾乎沒有干擾；施工時不影響地面交通；不受氣候條件影響；施工機(jī)械化程度高，施工管理容易。頂管法一般用于修建排水管、敷設(shè)煤氣罐、輸油管、動力電纜和通訊電纜的管道、地下交通隧道及橋梁的墩臺等，這些管道的內(nèi)徑一般都在 2～ 3m。缺點有：外界氣象條件對施工影響較大；施工對城市地面交通和居民的正常生活有較大影響，且易造成噪音、粉塵及廢棄泥漿等的污染；需要拆除工程影響范圍內(nèi)的建筑物和地下管線；在飽和的軟土地層中，深基坑開挖引起的地面沉降較難控制，且境內(nèi)邊坡穩(wěn)定常常會成為威脅工程安全的重大問題 。以下對四種施工法進(jìn)行優(yōu)劣比較，并確定施工方案。目前潛水水頭標(biāo)高 ～ ，高于隧道結(jié)構(gòu)底板，潛水賦存于卵石圓礫 5 層底部，該含水層為強(qiáng)透水層，在隧道暗挖施工時若不預(yù)先采取措施而直接施工，則會有流量穩(wěn)定的故，給施工帶來危害；層間水水頭標(biāo)高 ～ ，位于隧道結(jié)構(gòu)底板附近，在部分地段要略高于結(jié)構(gòu)底板，并且受分布較為潛水涌出，容易造成邊墻坍塌、冒頂?shù)仁逻B續(xù)的粉質(zhì)粘土層的影響，表現(xiàn)有弱承壓性，在隧道施工過程中易產(chǎn)生突涌，須考慮施工降水。 巖土分層及其特征 區(qū)間此次勘察控制性鉆孔最大深度為 45m，利用鉆孔最大深度 45m。 (21) 地下鐵道結(jié)構(gòu)中的 主要構(gòu)件的耐火等級為一級。按荷載效應(yīng)基本組合進(jìn)行承載力計算重要性系數(shù)取 γ=。在不考慮側(cè)壁摩阻力時，其抗浮安全系數(shù)不小于 。鋼結(jié)構(gòu)及鋼連接件應(yīng)進(jìn)行防銹處理。 (12) 基坑邊的地面超載等效均布荷載按 20KPa 控制，且基坑周邊 2m 范圍內(nèi)不得堆載。 (8) 本設(shè)計以無水 施工為前提。 (6) 風(fēng)道結(jié)構(gòu)設(shè)計按最不利情況進(jìn)行抗浮驗算。 (3) 風(fēng)道結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)承載力極限狀態(tài)的要求，分別進(jìn)行承載力的計算和穩(wěn)定性、變形及裂縫寬度驗算。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 2. 概述 設(shè)計依據(jù) 《北京地鐵四號線工程新街口 ~西直門站區(qū)間初步設(shè)計（ A 版）》（ ）； 《北京地鐵四號線初步設(shè)計》專家審查意見； 《北京地鐵四號線工程勘察報告（新街口站 ~西直門站區(qū)間）》（勘察編號 2020 地鐵詳勘 428）； 《北京地鐵四號線工程 1:500 地形圖（含管線圖）》及電子文件； 《北京地鐵四號線工程施工圖設(shè)計要 求（試行稿）》（北京地鐵四號線工程設(shè)計總體組 “技術(shù)聯(lián)系單 ”總第 242 號）； 《施工圖設(shè)計限界有關(guān)要求》（限界專業(yè)條件提供單編號 XJ02 號 ）； 《北京地鐵四號線工程施工圖設(shè)計文件編制統(tǒng)一規(guī)定》（北京地鐵四號線工程設(shè)計總體組）； 《北京