【正文】 s ?? ??????????A = 4640mm20 39。yf =360N/mm2； h0=300mm。s ?? ?????? hf bhfNeA （ ） 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 fc的比值； fc—混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， N/mm2； b—管片寬度， mm； ζb—界限相對(duì)受壓區(qū)高度； fy‘ —鋼筋屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， N/mm2； h0—截面的有效高度 ， mm。 對(duì)受壓面 配筋： ) a( )( s039。h=350mm， h0= h – as=h50=300mm e0=M/N=1247mm （ ） ea=20mm（ ea 取 20 和 h/30=350/30= 較大者 ） ei=e0+ea=1247+20=1267mm=300=90mm （ ） 所以，屬大偏心受壓情況 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 ； αs—混凝土的保護(hù)層厚度， mm； h—管片的厚度 ， mm。 （ 1） ? =180176。時(shí)的截面進(jìn)行外排鋼筋設(shè)計(jì)。故按 ? =180176。時(shí)截面內(nèi)側(cè)受拉彎矩最大， ? =90176。時(shí)取得最大值 N=。取得正的最大值（管片內(nèi)側(cè)受拉，M= mkN? ），在 ? =90176。 根據(jù)計(jì)算所得的內(nèi)力（見(jiàn)表 45）繪出襯砌的內(nèi)力組合圖，見(jiàn)圖 43。 176。 176。 75176。 45176。 15176。m） N（ kN） M（ kN 由于本工程所采用的管片設(shè)計(jì)寬度為 b=，而荷載計(jì)算是按管片寬度 b=1m 計(jì)算所 第 14 頁(yè) 得，所以最終荷載應(yīng)在 b=1m計(jì)算基礎(chǔ)上乘以 的系數(shù)。 176。 176。 75176。 45176。 15176。m） N（ kN） M（ kN計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 44。 M N 本設(shè)計(jì)需考慮特殊荷載，包括人防、地震荷載等。 M N 0 176。 M N 0 0 0 176。 M N 75176。 M N 14 45176。 M（ ） N(kN) 第 13 頁(yè) 15176。 表 41 斷面內(nèi)力系數(shù)表 荷載 截面 位置 截面內(nèi)力 M（ kN 計(jì)算中彎矩用 M（ i） 表示，軸力用 N（ i） 表示，終值由結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下得到的內(nèi)力經(jīng)過(guò)疊加得到。表示襯砌圓環(huán)垂直直徑處， 0186。、 、 180186。、 90186。、 、 45186。取左半襯砌圓環(huán)進(jìn)行分析，將)0 4 (24 )2( 4H4H2h1hkREJ RqPPqy ?? ????? 第 12 頁(yè) 其均分為 11個(gè)部分，各部分方位角分別為 0186。 （二）考慮特殊荷載作用 本設(shè)計(jì)內(nèi)力計(jì)算采用《地下建筑結(jié)構(gòu)》和《隧道工程》中的計(jì)算工法。)= 由于土體側(cè)向抗力在 90186。 EJ—襯砌截面抗彎剛度， 其中 E=?107kPa J )(32 44 dD ?? ? )(32 44 ?? ? = 4m 則 ) 0 0 0 (24 )( 474??????? ??????? ?y= 610?? m 在 90186。目前，在設(shè)計(jì)實(shí)用計(jì)算中應(yīng)用較為普遍的是溫克爾局部變形理論，土層抗力分布在水平直徑上下各 45176。 （ 8）襯砌拱底反力： wH2v1vR )2/( ??????? RgPPP （ ） 式中 PR—襯砌拱底反力， kPa； Pv1—襯砌拱頂豎向地層壓力， kPa； Pv2—襯砌拱背部荷載， kPa； g—襯砌自重， kPa； γw—水 的容重，取為 10kN/m3 。 （ 6） 側(cè)向三角形水平土壓力： )2/45(ta n2 020Hh2 ???? RP （ ） 式中 Ph2—側(cè)向三角形水平土壓力， kPa； RH—襯砌圓環(huán)計(jì)算半徑， m； γ0—襯砌環(huán)直徑高度 內(nèi)各土層重度的加權(quán)平均值， kN/m3 ； 0? )( ????????? ）（kN/m3 將已知數(shù) 值帶入式 計(jì)算可得： ?h2P ??? =。 2/? ) （ ） 式中 Ph1—側(cè)向水平均勻土壓力， kPa； φ—襯砌環(huán)直徑高度內(nèi)各土層內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值，（186。 （ 5）側(cè)向水平均勻土壓力： 1hP = 1vP tan2 (45176。 將已知數(shù) 值帶入式 及式 計(jì)算可得： ? = 2 ) 2 ( ???? kN/m3 2vP =()? ? =。 （ 2）襯砌拱頂豎向地層壓力： （ ） 式中 Pv1 —襯砌拱頂豎向地層壓力， kPa； γi —襯砌頂部以上各個(gè)土層的容重，在地下水位以下的土層容重取其浮重度， kN/m3 ； hi—襯砌頂部以上各個(gè)土層的厚度， m。 （一）基本使用階段的荷載計(jì)算 （ 1）襯砌自重： ???hg （ ） 式中 g—襯砌自重， kPa； γh—鋼筋混凝土容重 ，取為 25kN/m3 圖 41 隧道計(jì)算斷面土層分布圖 第 10 頁(yè) ? —管片厚度 ， m?；炷翉?qiáng)度為 C55。 荷載計(jì)算及組合 區(qū)間隧道 外徑為 Φ6200mm，內(nèi)徑為 Φ5500mm。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了基本使用階段 +特殊荷載組合階段可能出現(xiàn)的最不利荷載組合進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和裂縫張開(kāi)量等驗(yàn)算。 根據(jù)蘇州街站 ~黃莊站區(qū)間隧道剖面圖，選取 3 個(gè)截面，計(jì)算隧道覆土深度及隧道拱頂豎向荷載，見(jiàn)表 41。 4 隧道計(jì)算 計(jì)算原則及采用規(guī)范 計(jì)算原則： （ 1）設(shè)計(jì)服務(wù)年限 100 年； （ 2）工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)按一級(jí)考慮； （ 3）取上覆土層厚度最大的橫斷面計(jì)算； （ 4）滿足施工階段，正常運(yùn)營(yíng)階段和特殊情況下強(qiáng)度計(jì)算要求； （ 5）接縫變形在接縫防水措施所能適應(yīng)的范圍內(nèi)； （ 6）成型管片裂縫寬度不大于 ； （ 7） 隧道最小埋深處需滿足 抗浮 要求 ； 采用規(guī)范： （ 1）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500102020）； （ 2）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（ GB501082020）； （ 3）《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（ GB502991999）； （ 4）《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（ GB503002020） ； （ 5）《地下鐵道、輕軌交通工程測(cè)量規(guī)范》（ GB503081999）； （ 6）《 盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范 》（ GB504462020）； （ 7）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（ GB502042020）。、 138176。 接縫分別設(shè)置在內(nèi)力較小的 8176。 隧道襯砌由六塊預(yù)制鋼筋混凝土管片拼裝而成，成環(huán)形式為小封頂縱向全插入式。 參考 北京 盾構(gòu)法隧道的襯砌施工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，此隧道采用單層襯砌，襯砌 采用預(yù)制平板型 鋼筋混凝土管片。由 第 8 頁(yè) 于此工程接縫剛度要求易滿足，為使管片安裝方便快捷，施工進(jìn)度快，采用通縫拼裝的形式。但當(dāng)管片制作精度不夠好時(shí)，采用錯(cuò)縫拼裝形式容易使管片在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中頂碎。 圓環(huán)的拼裝形式有通縫、錯(cuò)縫兩種。 本次隧道穿過(guò)地層主要是中粗砂和礫石，地下水豐富，施工期間以及使用階段對(duì)防水的要求比較高，鑄鐵管片、鋼管片滿足防水要求，但是價(jià)格昂貴，不宜選??；復(fù)合管片耐腐蝕性差，不適 宜在地下水豐富的地層使用；鋼筋混凝土管片中，箱型管片由于背板厚度較小，在施工期間容易損壞，而相同厚度的平板管片抗彎剛度和強(qiáng)度均大于箱型管片。當(dāng)然，當(dāng)管片的背板厚度較小、腔格偏大時(shí)，在盾構(gòu)千斤項(xiàng)作用下混凝土將會(huì)發(fā)生剝落、壓碎等情況。在等量材料的條件下，與平板型管片相比，箱型管片能做到抗彎剛度大、管片之間便于連接等。 鋼筋混凝土管片型式中，有箱型管片 和平板型管片。成本昂貴，金屬消耗大。 鋼管片的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，強(qiáng)度高。但是管片金屬消耗量大，機(jī)械加工量也大，價(jià)格昂貴。 鋼筋混凝土管片有一定的強(qiáng)度，加工制作比較容易，耐腐蝕，造價(jià)低，是最為常用的管片形式，但是較為笨重，在運(yùn)輸、安裝施工過(guò)程中易損壞。采用盾構(gòu)法施工可以很好的發(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)，充分滿足工程的要求，最終確定本隧道區(qū)間采用盾構(gòu)法進(jìn)行施工。 本工程設(shè)計(jì)隧道內(nèi)徑為 ，內(nèi)徑較大，頂管法適 宜中小尺寸管道，管道頂進(jìn)困難，考慮到場(chǎng)地以及經(jīng)濟(jì)效益的影響不選用頂管法施工。本工程要求工期較短，且地下水豐富，礦山法堵水較為繁瑣且占用較長(zhǎng)工期；隧道穿過(guò)地層為砂土和礫石層，礦山法對(duì)圍巖的破壞較嚴(yán)重。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，故不適合選擇明挖法施工。該施工技術(shù)目前存在的主要問(wèn)題是當(dāng)覆土較淺時(shí)，開(kāi)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。 盾構(gòu)法施工隧道的優(yōu)點(diǎn)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(kāi)挖與襯砌支護(hù)工作；施工時(shí)振動(dòng)和噪聲小，對(duì)周圍居民幾乎沒(méi)有干擾；施工時(shí)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。 盾構(gòu)法 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。 頂管法的 優(yōu)點(diǎn)有：可以在很深的地下鋪設(shè)管道；開(kāi)挖部分僅僅只有工作坑，而且安全，對(duì)交通影響小，不破壞地面建筑物；在管道頂進(jìn)過(guò)程中，只挖去管道斷面部分的土，挖土量少；在城區(qū)內(nèi)施工如果地下水不十分豐富，以及管理埋深較淺的情況下經(jīng)濟(jì)性更好。 頂管法 頂管法是直接在松散土層或富水松軟地層中敷設(shè)中、小型管道的一種施工方法。 礦山法優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)于各種地質(zhì)和幾何 形狀的適應(yīng)性，尤其是在交叉點(diǎn)、橫通道、渡線和洞室等處；多掌子面可同時(shí)操作，設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，便于工人掌握；較低的造價(jià)。缺點(diǎn)有：外界氣象條件對(duì)施工影響較大；施工對(duì)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(kāi)挖引起的地面沉降較難控制，且境內(nèi)邊坡穩(wěn)定常常會(huì)成為威脅工程安全的重大問(wèn)題。地下工程施工時(shí)，在埋深較淺的情況下，廣泛采用明挖法，放坡開(kāi)挖是明挖法的首選方案。以下對(duì)四種施工法進(jìn)行優(yōu)劣比較，并確定施工方案。 3 隧道施工方案與襯砌選型設(shè)計(jì) 隧道施工方案 隧道施工方法的選擇主要依據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并結(jié)合隧道斷面尺寸、長(zhǎng)度、襯砌類型、隧道的使用功能和施工技術(shù)水平等因素綜合考慮研究確定。需改移或改遷的管線見(jiàn)表 22。其余地段由于隧道采用暗挖法施工，下穿熱力管溝、電力管溝、污水管溝、雨水管，避開(kāi)了所有地下管線。