【文章內(nèi)容簡介】 .......................................................... 100 參考文獻 .......................................................................................................... 101 致謝 .................................................................................................................. 102 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 設(shè)計概況 設(shè)計依據(jù) 1 《沈陽市地鐵一號線一期工程 TJ6 標(biāo)段初步設(shè)計和施工圖設(shè)計合同》 2 《沈陽市快速軌道交通建設(shè)規(guī)劃》及《批復(fù)意見》 3 《沈陽市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃》 4 沈陽市地鐵一號線工程 懷遠 門站 中街站區(qū)間 巖土工程勘察報告（詳細勘察階段）編號：勘 K2020159 里程： CK16+～ CK17+ 中國冶金建設(shè)集團沈陽勘察研究總院 2020 年 12 月 5 鐵道第三勘察設(shè)計院地鐵一號線總體組《沈陽地鐵一號線一期工程（張士～黎明文化宮）施工設(shè)計技術(shù)要求》（試行稿） 6 鐵道第三勘察設(shè)計院地鐵一號線總體組《沈陽地鐵一號線一期工程（張士～黎明文化宮）施工設(shè)計文件組成與內(nèi)容》 7 鐵道第三勘察設(shè)計院地鐵一號線總體組《沈陽地鐵一號線一期工程施工設(shè)計文件編制統(tǒng)一規(guī)定》 8 《沈陽地鐵一 號線一期工程初步設(shè)計 —懷遠門站 中街站區(qū)間》 9 沈陽市地鐵一號線一期工程《沿線 1:500 電子地形圖》 10 沈陽市地鐵一號線一期工程《沿線 1:500 地下管線圖》 11 《沈陽地鐵一號線一期工程環(huán)境影響評估報告》（張士～黎明文化宮） 12 《沈陽市地鐵一號線沿線主要建（構(gòu)）筑物調(diào)查報告》圖紙部分（一、二） 13 鐵道第三勘察設(shè)計院地鐵一號線總體組 “線路平、縱斷面圖 ”（電子文件含管線圖） 設(shè)計范圍 1 懷遠門站～中街站區(qū)間 (起訖里程為 DK16+～ DK17+) 土建工程。 2 區(qū)間隧道范圍的聯(lián)絡(luò)通道，廢水泵房土建工程。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 2 主要設(shè)計原則及標(biāo)準 1 主要設(shè)計原則 (1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足城市規(guī)劃、運營、施工、防水、防腐蝕的要求，保證結(jié)構(gòu)在施工及使用期間具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 (2) 隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)所在地段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，線路埋置深度，地面建筑及地下結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)狀，道路交通情況，結(jié)合城市整體規(guī)劃的要求，進行技術(shù)、經(jīng)濟、工期、環(huán)境影響等方面的綜合比較，選擇合適的施工方法和結(jié)構(gòu)型式。 (3) 區(qū)間隧道的凈空尺寸應(yīng)滿足地下鐵道的建筑限界、使用功能 、施工工藝等要求，并考慮施工誤差、測量誤差、結(jié)構(gòu)變形和后期沉降的影響。 (4) 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量減少施工中和建成后對環(huán)境造成的不利影響，并應(yīng)考慮城市規(guī)劃引起周圍環(huán)境的改變時對地下結(jié)構(gòu)的影響。 (5) 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型，使用條件及荷載特點等，選用與其特點相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和設(shè)計方法。 (6) 結(jié)構(gòu)的計算模式應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實際工作條件，并反映結(jié)構(gòu)和周圍地層的相互作用關(guān)系，避免對周圍環(huán)境產(chǎn)生過大的影響。 (7) 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)采取防止雜散電流腐蝕的措施，鋼結(jié)構(gòu)及鋼連接件應(yīng)進行防銹處理。 (8) 隧道施工時引起 的地面變形和沉降應(yīng)控制在設(shè)計范圍以內(nèi)；設(shè)計中必須依周圍環(huán)境、建筑物基礎(chǔ)情況、地下管線對變形的敏感程度，采取穩(wěn)妥可靠的措施和設(shè)計。暗挖法施工的地面變形沉降量一般控制在 30mm 以內(nèi)，隆起量控制在 10mm 以內(nèi)；穿越主要建筑物或地下管線時，應(yīng)按實際情況確定；在空曠地區(qū)可適當(dāng)放寬。 (9) 結(jié)構(gòu)防水應(yīng)滿足國家頒發(fā)的有關(guān)地下工程防水技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，并充分考慮沈陽地下水位埋藏較淺、地層滲透性強、結(jié)構(gòu)施工方法多的特點。結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)遵照防水與結(jié)構(gòu)設(shè)計并重和統(tǒng)一考慮的原則。 (10) 兩條單線隧道之間宜設(shè)聯(lián)絡(luò)通道，通道應(yīng)設(shè)雙 向開啟的防火門。 (11) 區(qū)間隧道內(nèi)排水泵站宜結(jié)合通道設(shè)計。 (12) 區(qū)間隧道襯砌宜采用具有一定剛度的柔性結(jié)構(gòu)，應(yīng)限制其變形和第 1 章 緒論 3 接頭張開量，滿足結(jié)構(gòu)受力和防水要求。 (13) 區(qū)間隧道在結(jié)構(gòu)、地基、基礎(chǔ)或荷載發(fā)生顯著變化的部位，或因抗震要求必須設(shè)置變形縫時，應(yīng)采取可靠的工程技術(shù)措施，確保變形縫兩邊的結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生影響正常行車的差異和軌道的曲率變化。變形縫的形式、寬度和間距應(yīng)根據(jù)允許縱向沉降曲率、沉降差、防水和抗震要求等確定。 2 設(shè)計標(biāo)準 (1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計保證結(jié)構(gòu)有足夠的耐久性， 結(jié)構(gòu)的使用壽命為 100 年，結(jié)構(gòu)的安全等級為一級。 (2) 區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)防水等級為二級。 (3) 盾構(gòu)圓形隧道限界為 5200mm。 (4) 隧道混凝土結(jié)構(gòu)允許裂縫開展，最大計算裂縫寬度允許值為 ，迎土（水）面為 ；鋼筋混凝土管片最大計算裂縫寬度允許值為 。 (5) 地震基本烈度為 Ⅶ 度，本工程結(jié)構(gòu)按 8 度采取抗震措施，主體結(jié)構(gòu)抗震等級為三級。 (6) 結(jié)構(gòu)按 6 級抗力人防荷載進行結(jié)構(gòu)強度驗算。 3 參考規(guī)范 (1) 《地鐵設(shè)計規(guī)范》 (GB501572020) (2) 《地下鐵道工程施工及驗 收規(guī)范》 (2020 年版 ) (3) 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 (GB500092020) (4) 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 (GB500102020) (5) 《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》 (GB501082020) (6) 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 (GB500112020) (7) 《鋼筋機械連接通用技術(shù)規(guī)程》 (JGJ1072020) (8) 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 (GB502052020) (9) 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 (GB500072020) (10) 《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 (GB502042020) (11) 《人民防空工程設(shè)計規(guī)范》 (GB501082020) (12) 《盾構(gòu)法隧道工程施工及驗收規(guī)范》 (GB504462020) (13) 《地下防水工程施工及驗收規(guī)范》 (GB502082020) 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 4 沈陽地鐵工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 本區(qū)間范圍內(nèi)為渾河沖積扇，地形變化平緩，地面標(biāo)高介于 ~ m 之間，最大地面高差 。地基穩(wěn)定性較好，地震基本烈度為 Ⅶ 度，屬于非液化場地，建筑場地類別為 Ⅱ 類，標(biāo)準凍結(jié)深度為 。區(qū)間場地范圍內(nèi)地層分布起伏不大，各地層物理 力學(xué)參數(shù)見表 層雜填土為近期填土，組成成分及密實度不均，應(yīng)力歷史復(fù)雜，不宜直接作為地基土，其他各層土均可作為天然地基，其中鉆探過程中圓礫、礫砂所見最大粒徑 110mm。 本車站范圍內(nèi)場地地下水豐富，地下水類型為孔隙潛水，穩(wěn)定水位埋深在 ~，相當(dāng)于絕對標(biāo)高 ~。抗浮水位取地下 3 米，本區(qū)間無承壓水。地下水常年水位變幅約 2m。該地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。場地地下水位以上的對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。各層土的滲透系數(shù)及滲透 性詳見表 32. 表 31 巖土物理力學(xué)指標(biāo)設(shè)計參數(shù)建議值表 成因 年代 地層 編號 巖土 名稱 天然 含水 量 ω / % 重力密度 γ / kN﹒ m3 直剪 承載力 特征值 fak / kPa 側(cè)壓力系數(shù) 泊松比 基床系數(shù) 粘聚力 Cq / kPa (快剪 ) 內(nèi)摩擦角 φq / 176。 (快剪 ) ξ μ 垂直 Kv / MPa/m 水平 Kx / MPa/m Q4ml ① 雜填土 19 10 15 Q41al+pl ④ 1 粉質(zhì)粘 土 180 ④ 3 中、粗 砂 250 ④ 4 礫砂 460 ④ 43 中、粗砂 400 ④ 45 圓礫 580 第 1 章 緒論 5 續(xù)表 31 成因 年代 地層 編號 巖土 名稱 天然 含水 量 ω / % 重力密度 γ / kN﹒ m3 直剪 承載力 特征值 fak / kPa 側(cè)壓力系數(shù) 泊松比 基床系數(shù) 粘聚力 Cq / kPa (快剪 ) 內(nèi)摩擦角 φq / 176。 (快剪 ) ξ μ 垂直 Kv / MPa/m 水平 Kx / MPa/m Q41al+pl ④ 45 圓礫 580 ④ 5 圓礫 540 ④ 53 中、粗砂 460 ⑤ 1 粉質(zhì)粘 200 Q32al+pl ⑤ 3 中、粗 砂 400 ⑤ 4 礫砂 480 ⑤ 45 圓礫 580 表 32 地基土滲透性表 層位 巖性 滲透系數(shù) k 透水性類別 / cm/s / m/d ④ 1 粉質(zhì)粘土 106 103 微透水 ④ 3 中、粗砂 102 強透水 ④ 4 礫砂 102 強透水 ④ 43 中、粗砂 強透水 ④ 45 圓 礫 強透水 ④ 5 圓礫 強透水 ④ 53 中、粗砂 中等透水 ⑤ 1 粉質(zhì)粘土 105 102 弱透水 ⑤ 3 中、粗砂 103 中等透水 ⑤ 4 礫砂 強透水 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 6 第 2 章 施工方案選擇 施工方法對結(jié)構(gòu)型式的確定和地鐵土建工程造價有決定性影響。施工方法的選定，受沿線工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件（地面建筑物和地下構(gòu)筑物的現(xiàn)狀、道路寬度、交通狀況）等多種因素的制約，同時也會對工程的難易程度、工期、造價 ，運營效果等產(chǎn)生直接的影響。常見的施工方法有明挖法、礦山法和盾構(gòu)法。 明挖法 明挖法施工的特點適用于各種不同的地質(zhì)情況，減少線路埋深，降低運營成本，施工工藝簡單，技術(shù)成熟。但由于沈陽地鐵一號線懷遠門站到中街站處于房屋集中、地面交通繁忙的鬧市區(qū)，若采用明挖法施工勢必對城市主干道的交通、商業(yè)的正常運營造成巨大的影響。因此，本區(qū)間段范圍內(nèi)隧道不宜采用明挖法施工。 礦山法 地鐵區(qū)間隧道采用礦山法施工，是近年來為適應(yīng)城市淺埋隧道的需要而發(fā)展起來的一種施工方法，也稱淺埋暗挖法。目前在我國地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中已被廣泛采用。淺埋暗挖法施工工藝簡單、靈活，并可根據(jù)施工監(jiān)控量測的信息反饋來驗證或修改設(shè)計和施工工藝，以達到安全與經(jīng)濟的目的。 采用礦山法施工必須在整個施工過程中實施降水，降水影響范圍很大，雖然降水時注意井管纏絲間距、井管周圍的填礫厚度、填礫濾料的級配，可減少或消除因潛蝕或管涌而產(chǎn)生的地面變形。但由于在粘性土之下或卵石土層中存在飽和狀的稍密～松散狀態(tài)的砂、粉細砂土，因此施工降水引起的上覆土層的固結(jié)沉降對兩側(cè)淺基礎(chǔ)房屋和地下管線將會帶來一定的影響。由于一號線上覆地層第四系全新統(tǒng)沖洪積層為松散、膠結(jié)及自穩(wěn)能 力較差的地層，因此暗挖法施工通過建筑下方時，除要保建筑物基礎(chǔ)與隧道頂部之間有一定的距離外，最主要的是采取有效措施減少圍巖變形，將其沉降量控制在不影響地面建筑物的安全和正常使用范圍內(nèi)。由此可見，地鐵一號線懷遠門站～中街站區(qū)間段隧道不宜采用礦山法施工。 第 2 章 施工方案選擇 7 盾構(gòu)法 1 盾構(gòu)法基本概念 盾構(gòu)法是在地面下暗挖隧道的一種施工方法。當(dāng)代城市建筑、公用設(shè)施和各種交通日益繁雜，市區(qū)明挖隧道施工，對城市生活的干擾問題日趨嚴重，特別在市區(qū)中心遇到隧道埋深較大，地質(zhì)復(fù)雜的情況，若用明挖法建造隧道則很難實現(xiàn)。在這種條件下采用盾 構(gòu)法對城市地下鐵道、上下水道、電力通訊、市政公用設(shè)施等各種隧道建設(shè)具有明顯優(yōu)點。此外，在建造穿越水域、沼澤地和山地的公路和鐵路隧道或水工隧道中，盾構(gòu)法也往往因它在特定條件下的經(jīng)濟合理性及技術(shù)方面的優(yōu)勢而得到采用。 2 盾構(gòu)法的主要優(yōu)點 盾構(gòu)法施工目前只要在軟弱地層中采用，其最大的特點是不影響或較小影響地面建筑物和環(huán)境。在現(xiàn)階段，特別是在鬧市區(qū)軟弱地層中是修建地下工程最好的施工方法，加之近年來盾構(gòu)機械設(shè)備和施工工藝的不斷發(fā)展，適應(yīng)大范圍的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的能力大為提高，尤其是泥水式、土壓平衡式盾構(gòu)的開發(fā) ，使之在松散的含水砂層、高水壓地層等所有地層中進行開挖成為可能，所以當(dāng)工程地質(zhì)條件差、周圍環(huán)境復(fù)雜難以