【正文】 200mm，盾構(gòu)千斤頂中心線直徑5815mm，盾構(gòu)千斤頂共24臺，每臺最大頂力為1500kN，頂塊受力面積尺寸為695mm300mm。內(nèi)側(cè)螺栓伸長：mm （） 襯砌外側(cè)張開量：mm＜3mm （）式中：—彈性密封墊的寬度，mm； E—螺栓鋼筋彈性模量，E=N/mm2（HRB235）。 接縫張開量計算因為彈性密封墊采用遇水膨脹橡膠與氯丁橡膠復合墊，其彈性模量E很小，故采用假定環(huán)向螺栓達到允許應力時襯砌外側(cè)的張開量作為驗算標準。驗算總的配筋率： =%ρmin=% （）式中 As‘—內(nèi)部配筋的計算面積，mm2；As —外部配筋的計算面積，mm2。==1200360=840mm2由于受壓區(qū)采用最小配筋，則要重新計算受壓區(qū)高度：103660=1200x(300x/2)+360840(30050) 計算得：=56mm 2 as =100mm對受拉面配筋：： =3706mm2再按=840mm2計算As ：： =11433mm2取兩個計算中較小值，故As=3706mm2。（2） θ=90176。根據(jù)選定的Ⅲ級HRB400鋼筋和C55混凝土，查表可得：α1=； fc =； b =；ζb =；=360N/mm2； h0=300mm。設已知，==840mm2。將已知數(shù)值帶入計算可得： = 4640mm20按最小配筋率計算,按構(gòu)造計算。對受壓面配筋： （）式中 α1—矩形應力圖強度與受壓區(qū)混凝土最大應力fc的比值；fc—混凝土的抗壓強度設計值，N/mm2；b—管片寬度，mm；ζb—界限相對受壓區(qū)高度；fy‘—鋼筋屈服強度設計值，N/mm2；h0—截面的有效高度，mm。h=350mm，h0= h – as=h50=300mme0=M/N=1247mm （）ea=20mm（ea取20和h/30=350/30=） 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—混凝土的保護層厚度，mm；h—管片的厚度，mm。（1） =180176。時的截面進行外排鋼筋設計。故按=180176。時截面內(nèi)側(cè)受拉彎矩最大，=90176。時取得最大值N=。取得正的最大值（管片內(nèi)側(cè)受拉，M=），在=90176。根據(jù)計算所得的內(nèi)力（見表45）繪出襯砌的內(nèi)力組合圖，見圖43。176。176。75176。45176。15176。m）N（kN）M（kN由于本工程所采用的管片設計寬度為b=，而荷載計算是按管片寬度b=1m計算所得，所以最終荷載應在b=。176。176。75176。45176。15176。m）N（kN）M（kN計算結(jié)果見表44。MN本設計需考慮特殊荷載，包括人防、地震荷載等。MN0176。MN000176。MN75176。MN1445176。M（）N(kN)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)過疊加得到。其中0186。、135186。、75186。、15186。對基本使用階段和特殊荷載階段兩種情況下可能出現(xiàn)的最不利荷載進行組合。的位置處為最值，對襯砌內(nèi)力影響很小，不考慮其對襯砌變形的影響。位置處Pk的值為： Pk=ky(1cos)=(1cos90186。范圍內(nèi)，在水平直徑處： （）式中 —地層基床系數(shù)（kN/m），取=20000kN/m —襯砌在水平直徑方向最終變形值（m） 圓環(huán)水平直徑處受荷后最終半徑變形值為： （）式中 —圓環(huán)剛度有效系數(shù)，=~,取。： kPa （9）地層側(cè)向彈性抗力 襯砌結(jié)構(gòu)由于外荷作用，在水平方向產(chǎn)生向外的橫向變形的同時，襯砌外圍土體也相應會對襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一抵抗壓力，以阻止襯砌結(jié)構(gòu)進一步變形。（7）靜水壓力：。）；—襯砌環(huán)直徑高度內(nèi)各土層內(nèi)聚力加權平均值，kPa；其中，== =0kPa將已知數(shù)值帶入上式計算可得： kPa。)2tan(45176。（4）地面超載：由于本隧道埋深不是很深，故須考慮到地面超載的影響，取地面超載為20kPa，并將它疊加到豎向土壓上去。=+++++=（3）拱背土壓： （）式中 Pv2—襯砌拱背豎向地層壓力，kPa；Q—拱背均布荷載，kN/m； （）γ—襯砌拱背覆土的加權平均容重，kN/m； RH—襯砌圓環(huán)計算半徑，m。將已知數(shù)值帶入上式計算可得：g ==。荷載計算取b=1m的單位寬度進行計算，同時根據(jù)管片所處地層的特征及地基土的物理力學性質(zhì)，在計算水土壓力時用水土分算的方法。襯砌采用預制鋼筋混凝土管片。 土層情況根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖，可得工況的土層地質(zhì)的分布情況，見圖41工況隧道斷面土層分布圖。表41 隧道截面概況截面位置覆土深度（m）拱頂豎向荷載（kPa）K1+P=+++++=K1+P=++++=K2+P=++++=工況里程為K1+，、。 斷面的選擇及內(nèi)力計算盾構(gòu)隧道襯砌的結(jié)構(gòu)計算采用自由變形的彈性均質(zhì)圓環(huán)法。處。、73176。每環(huán)管片由一塊封頂塊，兩塊鄰接塊，兩塊標準塊，一塊封底塊組成?；炷翉姸葹镃55。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350mm，外徑為Φ6200mm，環(huán)寬1200mm。通縫拼裝的優(yōu)點是管片拼裝簡單，施工速度快。錯縫拼裝的優(yōu)點在于能加強圓環(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。通過比較，本區(qū)間采用平板型鋼筋混凝土管片。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，其抗彎剛度及強度均大于箱型管片。因而，可有效地降低造價。箱型管片常用于大直徑的隧道。復合管片外殼采用鋼板制成，在殼內(nèi)設鋼筋，澆注混凝土，組成一個復合結(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，加工復雜冗繁。缺點是剛度小，耐修飾性差，需要進行機械加工已滿足防水要求。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)。鑄鐵管片強度高，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，外形準確，防水性能好。 襯砌選型盾構(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，復合管片。區(qū)間工程地質(zhì)條件較為復雜，地下水豐富，工程的工期要求較緊，附近也有大量居民走動，地面交通復雜。因此不選用礦山法施工。礦山法適用于硬、軟巖層中各類地下工程，特別是對于中硬巖中。 方案確定明挖法施工對城市地面交通和居民的正常生活有較大影響，易造成噪音、粉塵及廢棄泥漿等的污染，且工期較長。在土質(zhì)差、水位高、埋深大的隧道施工中、有較高的技術優(yōu)越性。盾構(gòu)推進主要依靠盾構(gòu)內(nèi)部設置的千斤頂，如此不斷開挖，不斷拼裝，并不斷推進，借助盾構(gòu)這種施工機械可用較快的速度完成隧道施工基本作業(yè)循環(huán)，直至隧道建成。頂管法的缺點：曲率半徑小而且多種曲線組合在一起時，施工就非常困難；在軟土層及可液化砂層中容易發(fā)生偏差，而且糾正這種偏差又比較困難，管道容易產(chǎn)生不均勻下沉；推進過程中如果遇到障礙物時處理這些障礙物非常困難；在覆土淺的條件下顯得不經(jīng)濟。頂管法一般用于修建中小型地下市政管道。礦山法施工的缺點：開挖的隧道洞壁不平整，超挖、欠挖量大；超挖會增加混凝土的投入，因而增加投資；施工作業(yè)區(qū)有較大的危險，工作環(huán)境惡劣；施工對圍巖的破壞擾動范圍及程度較大，一方面增加了工作面的危險性，另一方面相應要加強支護；施工作業(yè)速度較慢；對周圍環(huán)境影響大。 礦山法礦山法是城市深部地下工程常用的暗挖施工方法，具有不影響地面正常交通與生產(chǎn)，地表下沉量小，適用于硬、軟巖層中各類地下工程，特別是對于中硬巖中。明挖法的優(yōu)點有：施工方法簡單，技術成熟；工程進度快，根據(jù)需要可以分段同時作業(yè)；淺埋時工程造價和運營費用均較低，且能耗較少。 明挖法明挖法是指挖開地面，由上向下開挖土石方至設計標高后，自基底由下向上順作施工，完成隧道主體結(jié)構(gòu)，最后回境基坑或恢復地面的施工方法。在現(xiàn)有的施工條件下，根據(jù)地下工程的施工方法，本工程可選用的施工方案有：明挖法、礦山法、頂管法、盾構(gòu)法。 表22 蘇州街站～黃莊站區(qū)間明挖井段結(jié)構(gòu)涉及的管線 編號名稱及規(guī)格位置管內(nèi)頂標高管內(nèi)底埋深（ｍ）處置方式AΦ500天然氣管K2+130～+180臨時改移BΦ300上水管K2+130～+180臨時改移C280電力管線K2+130～+180臨時改移DΦ1400上水管K2+130～+180臨時改移 交通狀況蘇州街站～黃莊站區(qū)間（含聯(lián)絡線）隧道穿越地段地表主要為現(xiàn)狀路面。在施工中，須對重要的管線的沉降和位移進行監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)控信息及時調(diào)整施工組織，以嚴格控制地下管線的沉降和位移，確保地下管線的安全。（2）地下管線蘇州街站～黃莊站區(qū)間（含聯(lián)絡線）K2+144～166地段采用明挖框架施工，需拆改的各類地下管線情況如下：Φ500天然氣（）50m，臨時改移；Φ300上水（）50m，臨時改移；280照明（）50m，臨時改移；Φ1400上水（）50m，臨時改移。夏季降水空間分布與全年類似:東北部和西南部山前迎風坡地區(qū)為相對降水中心，在450～500mm之間，西北部和北部深山區(qū)少于400mm，平原及部分山區(qū)在400～450mm之間。（2） 降水年降水量空間分布不均勻，東北部和西南部山前迎風坡地區(qū)為相對降水中心，在600~700mm之間，西北部和北部深山區(qū)少于500mm，平原及部分山區(qū)在500～600mm之間。1月最冷，月平均氣溫，平原地區(qū)為－4～－5℃；拔海800米以下山區(qū)為－6～－10℃。年極端最低氣溫一般在－14～－20℃之間，1966年曾低到－℃（大興東黑垡）；高山區(qū)低于－30℃。年平均氣溫，平原地區(qū)為11～13℃，海拔800米以下的山區(qū)為9～11℃，高寒山區(qū)在3～5℃。潛水位和承壓水位隨季節(jié)、氣候等因素而有所變化。)①雜填土102015②粉質(zhì)粘土203024③粉細砂25030④中粗砂30030⑤礫石40040⑥粉質(zhì)粘土253025⑦礫石40040（4） 地下水施工場地地下水主要有淺部土層中的上層滯水、潛水和深部粉性土層中的承壓水。（3） 地基土物理力學性質(zhì)根據(jù)地質(zhì)勘查，得土層的物理力學參數(shù)見表21。本層主要以薄層或透鏡體狀分布?！?。粉細砂⑨2層：褐黃色，密實，飽和，N=36～60，屬低壓縮性土，含個別礫石，局部夾粘性土薄層或透鏡體。卵石圓礫⑨層：雜色，密實，飽和，=43～90，屬低壓縮性土，亞圓形，最大粒徑110mm，一般粒徑20～35mm，中粗砂充填，卵石成份以輝綠巖、砂巖、礫巖為主。本層分布不連續(xù)，常以透鏡體狀分布，部分鉆孔未能穿透此層。粉質(zhì)粘土⑧層：褐黃色，硬塑為主局部軟塑，～，屬中高壓縮性～低壓縮性土，含云母、氧化鐵。粉土⑦3層：褐黃色，密實，很濕，Es為8～18MPa，屬中壓縮性土～低壓縮性土，含云母、氧化鐵、姜石。中粗砂⑦1層：褐黃色，密實，飽和，N=34～90，屬低壓縮性土，含個別礫石，局部夾粉土薄層或透鏡體。卵石圓礫⑦層：雜色，密實，飽和，=35～90，屬低壓縮性土，亞圓形，最大粒徑110mm，一般粒徑15～40mm，粒徑大于20mm顆粒含量約為總質(zhì)量的60％。粉土⑥2層：褐黃色，密實，很濕，～，屬低壓縮性土，含云母、氧化鐵，局部夾粘性土薄層或透鏡體。粉質(zhì)粘土⑥層：褐黃色，硬塑為主局部軟塑，～，屬中高壓縮性～低壓縮性土，含云母、氧化鐵、螺殼、姜石，局部夾粉土薄層或透鏡體。本層在K5+300以東段連續(xù)分布，在K5+300以西段則不連續(xù)分布，僅在個別鉆孔揭露。粉細砂⑤2層：褐黃色，密實，濕～飽和，N=30～