【正文】 ： 圖313 襯砌內(nèi)力組合圖由內(nèi)力組合值可知，彎矩在拱底處=180176。取得正的最大值（管片內(nèi)側(cè)受拉，M=m），在=90176。的時候取得負(fù)的最大值（管片外側(cè)受拉，M=m）；軸力在=90176。時取得最大值N=。管片配筋取襯砌結(jié)構(gòu)承受彎矩最大值作為設(shè)計依據(jù)，在內(nèi)力組合中得出的結(jié)果，在=180176。時截面內(nèi)側(cè)受拉彎矩最大，=90176。時截面外側(cè)受拉彎矩最大。故按=180176。時的截面進(jìn)行內(nèi)排鋼筋設(shè)計，按=90176。時的截面進(jìn)行外排鋼筋設(shè)計。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，并參考文獻(xiàn)《盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)及應(yīng)用》，按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行截面配筋設(shè)計。（1）對襯砌管片進(jìn)行內(nèi)排配筋 =180176。時： 彎矩M= kNm； 軸力N= kN。 管片鋼筋選定為HRB335（20MnSi）型熱軋鋼筋，選用混凝土等級為C55混凝土。h=350mm，h0= h – as=h50=300mm。 mm ea=20mm（ mm較大者） ei=e0+ea=666+20=686mm300=90mm式中 e0——截面的初始偏心距，mm； ea——軸向力在偏心方向上的附加偏心距，mm； ei——修正截面初始偏心距，mm； ——混凝土的保護(hù)層厚度，mm；h——管片的厚度，mm。所以，初判屬大偏心受壓情況。 將已知數(shù)值帶入計算可得：mm式中 e——軸向力到受拉鋼筋合力點的距離，mm；——截面的偏心距增大系數(shù)，；對受壓面配筋： 式中 ——矩形應(yīng)力圖強(qiáng)度與受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)力的比值；——混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2；——管片寬度，mm；——界限相對受壓區(qū)高度； ——鋼筋屈服強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2；——截面的有效高度，mm。根據(jù)選定的Ⅲ級HRB335鋼筋和C55混凝土，查表可得：=； =； =；=；=300 N/mm2； =300mm。將已知數(shù)值帶入計算可得：= –0。為負(fù)說明混凝土受壓強(qiáng)度已經(jīng)足夠，按最小配筋率計算。最小配筋率ρmin：查表得：= N/mm2；==300 N/mm2；% 式中 ——最小配筋率；——混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2； ——鋼筋的屈服強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2。 式中 b——管片寬度，mm； ——截面的有效高度，mm。將已知數(shù)值帶入計算可得： mm2。由于受壓區(qū)采用最小配筋，則要重新計算受壓區(qū)高度： 式中 ——等效矩形應(yīng)力圖強(qiáng)度與受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)力fc的比值； ——混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2；——管片寬度，mm；——軸向力到受拉鋼筋合力點的距離，mm；——鋼筋屈服強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2；——截面的有效高度，mm；——截面承受的最大軸力，kN。將已知數(shù)值帶入計算可得：= mm2as 對受拉面配筋： 式中 α1——矩形應(yīng)力圖強(qiáng)度與受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)力的比值； ——混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2； ——管片寬度，mm； ——鋼筋屈服強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2；——截面承受的最大軸力，kN。其余各符號的解釋與前面一致。將已知數(shù)值帶入計算可得： mm2 ； 故= mm2。（2）對襯砌管片進(jìn)行外排配筋θ=90176。時（與內(nèi)排配筋步驟相同）：彎矩M=m ；軸力N=；=308mm，ea=20 mm（ea取20和= mm較大者）；ei= e0+ ea =308+20=328mm=300=90 mm； mm。對受壓面配筋：式中各符號的解釋與前面一致。 將已知數(shù)值帶入計算可得： = 0為負(fù)說明混凝土受壓強(qiáng)度已經(jīng)足夠，按最小配筋率計算。最小配筋率ρmin： =mm2。 由于受壓區(qū)采用最小配筋，則要重新計算受壓區(qū)高度： 式中 ——等效矩形應(yīng)力圖強(qiáng)度與受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)力fc的比值； ——混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2；——管片寬度，mm；——軸向力到受拉鋼筋合力點的距離，mm；——鋼筋屈服強(qiáng)度設(shè)計值，N/mm2；——截面的有效高度，mm；——截面承受的最大軸力，kN。將已知數(shù)值帶入計算可得：= mm2as =100 mm。對受拉面配筋： 式中 各符號的解釋與前面一致。將已知數(shù)值帶入計算可得：故As=。綜合2所計算的數(shù)據(jù)，對于管片的配筋如下：內(nèi)筋為7Φ36@183，面積為7125mm2；外筋為7Φ32@813，面積為5630 mm2。驗算總的配筋率 =%ρmin=% 式中 ——內(nèi)部配筋的計算面積，mm2； As ——外部配筋的計算面積，mm2。 式中 ——內(nèi)部配筋的計算面積，mm2；As ——外部配筋的計算面積，mm2。故有：，滿足配筋要求。所設(shè)計的主筋滿足要求。標(biāo)準(zhǔn)環(huán)管片配筋為： 經(jīng)上述各項驗算，設(shè)計的成果為：襯砌管片厚度為350，每環(huán)寬為1200mm，管片混凝土強(qiáng)度等級為C55。管片配筋時， 主筋種類采用HRB335。管片的配筋如下：內(nèi)筋為7Φ36@183，面積為7125mm2；外筋為7Φ32@183，面積為5630 mm2。架立筋選用Ф10@200鋼筋圖314標(biāo)準(zhǔn)環(huán)向配筋示意圖 管片通過環(huán)向接頭與縱向接頭連接在一起，基本的接頭形式有直螺栓接頭和彎螺栓接頭兩種。通常環(huán)向接頭需要做設(shè)計計算，縱向接頭省略計算，只做構(gòu)造處理。 圖315螺栓接頭計算螺栓強(qiáng)度條件： 式中T——螺栓實際承載的拉力； ——螺栓鋼筋的設(shè)計抗拉強(qiáng)度； ——螺栓鋼筋截面面積；取兩管片內(nèi)緣接觸點的和力矩為0的靜力平衡條件，即,有 式中 e——軸力偏心距； b——螺栓至管片軸線的距離。由,得 代入數(shù)據(jù)可得： 根據(jù)管片結(jié)構(gòu)需要，橫向螺栓鋼筋配置為2根HRB400（20MnSiV） 熱軋鋼筋，2Φ30。 起吊管片預(yù)埋件設(shè)置在管片內(nèi)弧面軸心處，為保證搬運(yùn)拼裝安全，以最重管片標(biāo)封底塊（180186。）為例，對預(yù)埋件進(jìn)行抗拔計算： 式中 γh——襯砌管片重度，25 kN/mm3； ——管片的體積，m3。 將已知數(shù)值帶入計算可得： kN。 根據(jù)管片重量，預(yù)埋件的錨筋配置為3根HRB400（20MnSiV） 熱軋鋼筋，3Φ16，=603。安全系數(shù)為： 將已知數(shù)值帶入計算可得：滿足要求。 因為彈性密封墊采用遇水膨脹橡膠與氯丁橡膠復(fù)合墊，其彈性模量E很小，故用假定環(huán)向螺栓達(dá)到允許應(yīng)力時襯砌外側(cè)的張開量作為驗算標(biāo)準(zhǔn)。此時，N/mm2。內(nèi)側(cè)螺栓伸長： mm襯砌外側(cè)張開量：3式中 ——彈性密封墊的寬度，mm；——螺栓鋼筋彈性模量，E=（HRB235）。所以滿足彈性密封條的防水適應(yīng)能力。 圖316接縫張開量計算簡圖 圓形襯砌外徑Φ6200mm，內(nèi)徑Φ5500mm。暫選盾構(gòu)盾尾厚度為40mm，盾尾間隙一般為25~40mm，取30mm，那么盾構(gòu)外徑為6340mm，盾構(gòu)千斤頂中心線直徑5815mm，盾構(gòu)千斤頂共24臺，每臺最大頂力F為1500，頂塊受力面積尺寸為695mm300mm。由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范： 式中 ——襯砌管片重度，kN/m3；——管片的體積，m3； ——襯砌管片的外半徑，m；——襯砌管片的內(nèi)半徑，m。將已知數(shù)值帶入計算可得： =104250=3869 =1500滿足局部承壓要求。 根據(jù)隧道斷面土層分布情況，取本隧道覆土最淺處進(jìn)行抗浮驗算，④④截面。浮力： 式中 ——隧道襯砌圓環(huán)體積，；——隧道外徑，；將已知數(shù)值帶入計算可得： =。（2）結(jié)構(gòu)自重： 將已知數(shù)值帶入計算可得： （3）隧道覆土重： 式中 ——覆土深度，m；——第i層土的重度，地下水位之上取浮容重。將已知數(shù)值帶入計算可得：0kN。（4）抗浮系數(shù)： 將已知數(shù)值帶入計算可得：（），滿足要求。第四章 隧道結(jié)構(gòu)防水設(shè)計 管片防水管片防水包括管片本體防水和管片外防水涂層。根據(jù)隧道所處的水文地質(zhì)條件，應(yīng)對管片本體的抗?jié)B性能做出明確規(guī)定，并不得小于S8。對于鋼筋混凝土管片來說，制作質(zhì)量。工藝和外加劑的使用對提高管片本體的抗?jié)B效果明顯。對鋼筋混凝土管片而言涂料有以下要求：（1）涂層應(yīng)能在盾尾密封鋼絲刷與鋼板擠壓下不損傷抗?jié)B水能力。（2），長期不滲漏。（3）涂層應(yīng)具有良好的抗化學(xué)腐蝕性能、抗微生物侵蝕性能和耐久性。（4）涂層應(yīng)具有防迷流功能，其體積電阻率、表面電阻率要高。（5）涂層要有良好的施工季節(jié)適應(yīng)性，施工簡便，成本低廉。圖41盾構(gòu)管片接縫防水 管片接縫防水（1）——彈性密封墊防水管片接縫防水包括管片間的彈性密封墊防水、隧道內(nèi)側(cè)相鄰管片砌縫間的防水。其中彈性密封墊是接縫的首道防線，也是接縫的主要防線。當(dāng)然，管片制作精度對接縫防水的影響不可忽視。關(guān)于彈性密封墊的要求如下：（1）。（2）彈性密封墊的功能要求。一般情況下，要求彈性密封墊能承受實際最大水壓的3倍。襯砌環(huán)縫的密封墊還應(yīng)在襯砌產(chǎn)生縱向變形時，保持在規(guī)定的水壓力作用下不透水，即密封墊在設(shè)計水壓的允許張開值應(yīng)大于襯砌在產(chǎn)生縱向繞曲時環(huán)縫的張開值，（3）密封墊要能長時間保持接觸面不松弛。（4）建議選用現(xiàn)在工程中使用較多的水膨脹密封材料。 管片接縫防水（2）——嵌縫密封防水 接縫防水的另一種措施就是在襯砌管片內(nèi)弧側(cè)預(yù)留嵌縫槽，管管片拼裝完畢后在預(yù)留凹槽內(nèi)采用密封膠進(jìn)行嵌縫密封（如下圖所示）。 圖42環(huán)、縱縫密封嵌縫做法 接縫注漿接縫注漿是近年來開發(fā)的一門新技術(shù)，對于重要的盾構(gòu)隧道工程，可以在接縫面設(shè)置供注入密封劑的淺溝槽。即在管片四邊端面上設(shè)置灌注槽，管管片拼裝成環(huán)之后，由隧道向管片的灌注槽內(nèi)注入密封劑。要求壓注的材料密封性好，具有膨脹性，固結(jié)后無收縮，如彈性聚氨酯類漿液。 螺栓孔和壓漿孔防水螺栓與螺栓孔或壓漿孔之間的裝配間隙是滲水的重要通道，所采取的防水措施就是用塑性（合成樹脂類、石棉瀝青）或彈性（合成橡膠放在螺口之間，在擰緊螺栓時，密封圈受擠壓變形充填在螺栓與孔壁之間，達(dá)到止水效果，如圖）對每一個螺栓孔、注漿孔均設(shè)置密封墊圈。密封圈應(yīng)具有良好的伸縮性、水密性耐螺栓擰緊力、耐老化等。圖43 螺栓孔和壓漿孔防水構(gòu)造 防水材料的技術(shù)指標(biāo)及施工要求襯砌外防水涂料表41涂料成分指標(biāo)項目指標(biāo)涂料成分聚氨酯與混凝土粘接強(qiáng)度≧≥抗沖擊（50kgcm）無明顯痕跡不透水性（兩小時）不透水基層2mm開展時涂層不破耐腐蝕遇低強(qiáng)度酸堿涂層無變化彈性密封材料（1）材料：三元乙丙橡膠硫化而成。（2）尺寸精度：成品尺寸允許誤差為?？v向差：（+3mm，5mm）； 環(huán)向差：（+5mm，10mm）高度差：177。寬度差177。：接頭差：177。（3）彈性密封墊用膠粘劑 材料：單組成分氯丁——酸醛膠粘劑技術(shù)指標(biāo)表42彈性密封材料具體指標(biāo)項目指標(biāo)氯指數(shù)37粘接面剪切強(qiáng)度（Mpa）橡膠與不銹鋼板≧≥4橡膠與水泥≧≥橡膠與橡膠≧≥ 防水材料的具體施工要求三元乙丙橡膠密封前須在工廠進(jìn)行硫化復(fù)合，并形成橡膠圈。封頂快兩側(cè)的橡膠在拼裝前需在表面涂抹潤滑劑，封頂塊鄰接塊縱縫彈性密封墊內(nèi)需設(shè)置尼龍繩以限制插入式橡膠條的拉伸。尼龍繩在生產(chǎn)封頂塊密封墊時已嵌入密封墊中部。 第五章 地鐵隧道施工監(jiān)控測量設(shè)計施工監(jiān)控測量主要是在施工中各種數(shù)據(jù)相互印證，確保監(jiān)測結(jié)果的可靠性，為確保周圍建筑物的安全，合理確定施工參數(shù)提供依據(jù)，達(dá)到反饋指導(dǎo)施工的目的。監(jiān)控測量的主要對象是地層，支持結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境。監(jiān)測的主要項目是地表和深層土體的沉降、水平位移，地下水壓力和水位，建筑物沉降量與傾斜，地下管線沉降，支持結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等。測量的信息能夠做到以下幾點： ①準(zhǔn)確的預(yù)估破壞和