南昌铁1号线双港道站～北环路路站区间隧道设计
专 业： 学 号：
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摘
设计容包括线路总面设计线路断面设计盾构隧道结构形式设计盾构隧道结构工况力组合计算片结构截面检算配筋设计盾构隧道施工方案设计
铁选线设计应符合城市总体规划应符合城市轨道交通网规划应节约城市土资源应减少城市拆迁工程线路面设计涉线面位置线路面建筑物间安全距离线路位置方案选线路面设计标准关规定缓曲线设置规定线间距等方面知识
线路断面设计保证列车运行安全稳客舒适结合形质水文条件建筑物基础情况等进行合理设计力求方便客降低工程造价条件时设计符合列车运行规律节坡线路断面设计涉线覆土厚度线构筑物质条件排水站位置等方面素通素综合考虑设计分左线右线进行断面设计区间盾构圆形隧道建筑限界Φ6000mm圆充分考虑隧道建筑限界基础盾构隧道横断面进行设计
设计采水土分算法结构受荷载进行计算采惯计算解析法结构力进行分析偏心受压构件片结构截面筋进行设计根相关规范标准求目前国常盾构片形式盾构片形状组合方式接缝方式封顶块插入方法楔形量片接头等进行设计
关键词：选线设计结构设计施工方案设计
Abstract
The subway route selection design should conform to overall plan of a city should conform to track communications network plan should save land resource of the city should reduce the relocation project This design involves planimetric positions of the route the safe distance between the line and the ground the comparasion and selection of the line position the standard and related stipulation of line plane design the establishment stipulation of transition curve the line spacing and so on
The line longitudinal section design must guarantee the train movement secure and the passenger comfortable must adapte to different terrain geology hydrology and ground conditions underground buildings and foundation situations and so on carries on the reasonable design makes every effort to facilitate the passenger to use and to reduce the project construction cost Must conform to the train operating and design law energy conservation slope as far as possible when the condition is right With these factors this design has separately carried on the longitudinal section design of the left line and the right line The sector of the shield tunnel construction limit is a circle with a diameter of 6000mm with the full consideration of this limit has carried on the design to the shield tunnel cross section
The design separate the hydraulic pressure and earth pressure to compute the load of the structure has used analytic method to resolve the internal force of the structure According to some requirements and relevant technical regulations make a design of the segmentsShield method has such lots of merits that it is gaining in popularity to this booming technology finally discussed in detail of it’s construction method
Key words： line design structural design costruction scheme
目录
南昌铁1号线双港道站～北环路路站区间隧道设计 I
摘 I
Abstract II
绪 1
11工程概况 1
12 区段工程质条件 1
121层工程特性 1
122水文质情况 2
123周边环境 3
13 设计务 3
14 设计 3
15 设计原求 4
151设计原 4
152 技术标准 4
153结构计算 4
16 施工监控量测 8
161监测项目 8
162监测标准 8
17 防水设计原 8
171设计原 8
172防水等级标准 9
第二章 区间隧道线路设计 9
21线路选线概述 9
211隧道结构拟定 9
212衬砌结构形式选型关参数说明 9
22 区间线路面设计 10
221线路基形式 10
222圆曲线 10
223缓曲线 12
第三章 隧道衬砌结构设计 28
31隧道净空设计 28
311概述 28
312铁限界概念规定 28
313隧道净空计算 28
32 施工方法选择 31
321现场条件 31
322隧道施工方法选择 32
33 隧道衬砌片结构设计 34
331片分块 34
332片拼装 34
绪
11工程概况
双港道站～北环站区间(CK0+321277~CK1+365178)
双港道站～北环站区间场然面定起伏面标高19～40m西侧3层居住区东侧建筑物较少余段草农田属构造剥蚀岗貌区间线路半径400m380m两组曲线线间距约120～143m线路坡设计双坡坡度26‰
双港道站～北环站区间设座联络通道位里程CK0+902568联络通道区间泵站合建联络通道洞门采局部钢片混凝土片钢片相结合复合式衬砌环结构联络通道径尺寸：净宽20m洞口处净宽14m净高21m联络通道中部设集水井面尺寸35×20m深度325m
双港道站~北环站区间隧道联络通道泵站位⑥31中风化段千枚岩层中⑥32中风化段千枚岩层中泵站底板距表22m左右该岩层遇水易软化容易造成坍塌联络通道泵站施工时需该区域层进行加固达隔水稳固层目
区间体采钢筋混凝土通片径5400mm外径6000mm厚度300mm环宽1200mm
列车采A型车列车高运行时速80kmh采接触网馈电方式供电牵引供电电压直流1500V
12 区段工程质条件
121层工程特性
①1杂填土：杂色碎块石建筑垃圾生活垃圾全风化千枚岩组成成分较杂性均场仅MA3SGZ13孔揭露层顶面高程3198m层厚150m
①2素填土：红褐色黄褐色褐黄色塑粘性土组成含少量碎石未碾压处理均性差全场均分布层顶面高程2926～3771m层厚030～510m
④1粉质粘土：灰黄褐黄色红褐色塑～硬塑含铁锰质斑点全场分布层顶面高程2744～3595m层厚06～55m
⑥1全风化千枚岩：灰黄灰绿色紫红色塑～硬塑风化呈粘土状原岩结构已破坏含量高岭土膨胀率约20～33膨胀潜势全场分布层顶面高程2537～3721m层厚02～66m
⑥2强风化千枚岩：褐黄夹灰黄色紫红色千枚状构造岩芯呈碎块状～短柱状原岩结构基破坏岩质极软手捏碎浸水捏成团局部见强风化千枚板岩局部夹中风化岩块膨胀率约185～265膨胀潜势全场均分布层顶面高程755～3412m层厚045～1925m
⑥31中风化段千枚岩：灰黄色褐黄色千枚状构造岩芯呈碎块状～短柱状原岩结构较清晰岩质极软锤击声哑遇水易软化陡倾角裂隙发育裂隙面铁锰质渲染局部分布强风化薄夹层全场分布层顶高程916～3155m层底标高276~2354m层厚120～2010m层顶埋深510~2280m
⑥32中风化段千枚岩：灰黄灰绿色青灰色千枚状构造岩芯呈碎块状～短柱状局部呈柱状原岩结构清晰岩质极软锤击声哑遇水易软化陡倾角裂隙较发育裂隙面铁锰质渲染岩石单轴饱抗压强度标准值12MPa岩石基质量等级Ⅴ级全场分布层顶高程013～2239m层底标高649~1383m层厚17～2077m层顶埋深10~294m
122水文质情况
（1）表水
勘察场东侧约3800米处江西省第河流赣江游约5公里外洲水文站资料赣江高洪水位2513m（1968年黄海高程）低水位1350m（2007年）洪峰流量21200 m3s（1982年6月20日）枯流量172m3s流速253ms
（2）水
根水含水空间介质水理水动力特征赋存条件拟建工程场水类型分孔隙性潜水裂隙性潜水两种类型
1）孔隙性潜水
赋存第四系中更新统坡残积粉质粘土全风化岩层中潜水水位埋深较浅水位埋深050～620m标高2526~3184m场距离孔目湖约270km距离赣江约38km场受孔目湖赣江水位影响较水接受气降水径流补潜水水量微弱受开采影响较根类似工程验场环境拟建场水流速较标段未行进行1水文年水位长期观测抗浮设防水位车站100年期间遇高水位需长期观测取抗浮水位规范求进行专题研究
2）裂隙性潜水
裂隙性潜水赋存场前震旦系双桥山群岩层裂隙中受部气降水渗透补富水性裂隙孔发育程度裂隙性质等条件影响场基岩裂隙发育裂隙性质呈张开状勘察场千枚岩裂隙性潜水定水量钻孔MA3SGZ04312m处出现严重漏浆
123周边环境
双港道站南昌轨道交通1号线期工程起点站位蛟桥济技术开发区设双港东街铁路老昌北支线车站西侧罗新村江西传感器厂国营九三九厂江西财学等东侧铁路老昌北支线国营南昌制革二厂宜春区物资仓库太子庙新村等车站出入口交叉口四角设置
北环站周边交通状况
南昌轨道交通1号线北环站位规划孔目湖路南端北环路北江西交通职业技术学校西侧车站西北侧江西机电职业技术学院东北侧江西交通职业技术学院等车站出入口风井孔目湖路（规划路）东西两侧布置车站现状位置空旁边道路均规划路站点施工时稍微阻碍交通学院出入口外现道路交通基没影响北环站施工区域位孔目湖路（规划路）
13 设计务
区间采盾构法施工请根工程条件质条件进行设计
（1）区间隧道线路面断面设计
（2）隧道结构设计（包括断面尺寸衬砌结构型式关参数片类型尺寸配筋连接件设计曲线段片尺寸设计楔形块设计稳定性验算等）
（3）隧道结构防水设计
（4）施工监控量测设计
14 设计
（1）混凝土结构设计规范（GB50010—2002）
（2）铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土结构设计规范（TB10002399）
（3）工程防水技术规范(GB501082001)
（4）深圳区建筑深基坑支护技术规范（SJG0596）
（5）建筑基坑支护技术规程
（6）建筑结构荷载规范（GB 500092001）
（7）建筑抗震设计规范（GB 500112001）
（8）铁道设计规范（GB501572003）
（9）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB500862001）
（10）铁道工程施工验收规范（GB502991999）
（11）南昌铁1号线期工程秋水广场站～中山西路站岩土工程勘察报告
15 设计原求
151设计原
（1）工程结构安全等级二级
（2）结构设计7度震验算设防
（3）结构设计六级防验算设防
（4）结构防水等级二级
（5）工程设计应满足工程施工铁运营防排水场环境规划求
（6）隧道片净空尺寸满足标称隧道限界规定外考虑盾构推进片安装片环椭变进步位移等导致种偏差
（7）片直径变形控制4‰D（D 片外径）环缝张开2mm（变形缝处3mm） 缝张开2mm
（8）便片制作安装系列化定型化规范化通规模效益达节省投资目片设计根区段隧道埋置深度工程质水文质条件采分段设计综合分析分类统原
（9）考虑表面摩擦力时结构抗浮安全系数105考虑表面摩擦力时结构抗浮安全系数115
（11）铁区间隧道应满足防火求
152 技术标准
（1）面曲线半径：450m
（2）曲线间水夹直线长度：2512m
（3）竖曲线半径：3000m
（4）坡度：30‰
（5）非特定情况需考虑更严格控制值面沉降应控制30mm情况允许隆起量+10mm建筑物均匀沉降应关规范规定值
（6）结构物设计年限100年
（7）片混凝土强度等级应C50抗渗等级S10
（8）洞门混凝土等级应低C30抗渗等级S8
（9）联络通道初期支护C20早强混凝土
（10）结构钢筋HPB235HRB335级钢筋
（11）结构防水等级二级
153结构计算
（1）计算原
1)结构计算采概率理基础极限状态设计法指标度量结构构件度采分项系数设计表达进行结构计算分析
2)结构构件应根承载力极限状态正常极限状态求分列规定进行计算验算
①承载力稳定：结构构件均应进行承载力（包括压曲失稳）计算需考虑震施工等特殊荷载作尚应进行结构构件抗震承载力计算
②变形：需控制变形值结构构件进行变形验算
③抗裂裂缝宽度：求出现裂缝构件应进行混凝土拉应力验算允许出现裂缝构件应荷载短期效应组合考虑长期效应组合影响求出裂缝宽度进行裂缝宽度验算震力等偶然荷载作时验算结构裂缝宽度
3)结构计算简化模型确定根结构实际工作条件反映结构周围层相互作
4)进行横断面方受力计算
5)浅埋结构水位整体结构考虑水浮力利情况进行整体抗浮稳定性验算
考虑侧壁摩阻力时抗浮安全系数105计侧壁摩阻力时抗浮安全系数115否应采取抗浮措施
（2）计算假定
(1) 采荷载结构模型限杆单元法进行计算 车站结构底板支撑弹性基面框架进行力分析
(2)布置节点弹簧单元模拟基底板相互约束假定弹簧承受拉力计基底板间粘结力弹簧受压时反力基底板弹性抗力
（3）体结构尺寸拟定
1）结构构件拟定原
a结构尺寸拟定应根承载力极限状态正常极限状态求构件分进行承载力计算稳定变形裂缝宽度验算
b结构构件设计应承载力极限状态正常极限状态分进行荷载效应组合取利组合进行结构构件设计
c结构尺寸拟定应考虑基坑支护结构作
d结构尺寸应满足施工工艺求
2）结构尺寸拟定
结构尺寸根计算结果结合工程类拟定计算参数提供资料采足部分参关规范规程结合相关工程验取
（4）计算模式
1) 采荷载结构模型限杆单元法进行计算 车站结构底板支撑弹性基面框架进行力分析
2）布置节点弹簧单元模拟基底板相互约束假定弹簧承受拉力计基底板间粘结力弹簧受压时反力基底板弹性抗力
3)计算断面选取
结构时出现作应承载力极限状态正常极限状态分进行作效应组合选取区间典型断面进行计算取利组合进行设计
取1m标准段计算单元计算图式见图1
图1 隧道标准断面计算模型
（5）荷载计算
1）计算荷载：
①永久荷载
结构重：钢筋混凝土容重γ25kNm3
覆土重：覆土容重取γ20kNm3
侧水土压力：施工阶段采朗金动土压力阶段采静止土压力
设备荷载：设备区般8kNm2考虑考虑设备吊装运输路径影响
静水压力浮力：水容重10kNm3
②变荷载
路面活载：q20kNm2取
施工活载：考虑施工时情况组合
④震作
车站震烈度7度设防采震系数法进行抗震分析
⑤荷载组合：
根建筑结构荷载规范（GB 500092001）建筑抗震设计规范（GB 500112001）铁道设计规范（GB501572003）规定结构施工阶段阶段出现利情况进行荷载组合种荷载组合分项系数见表3
表2 结构荷载分类表
荷载类型
荷载名称
永久荷载
结构重
层压力
车站部破坏棱体范围设施建筑物压力
静水压力浮力
混凝土收缩徐变作
预加应力
设备重量
基沉作
变荷载
基变荷载
面车辆荷载击力
面车辆荷载引起侧土压力
铁道车辆荷载击力
群荷载
变荷载
温度作（力）
施工荷载
偶然荷载
防荷载
震荷载
表3 荷载组合表
荷载种类
组 合
永久荷载
变荷载
防荷载
震荷载
1
135
14
0
0
2
10
10
0
0
3
12
12
10
0
4
12
12
0
10
16 施工监控量测
施工监控量测应确保基坑稳定周围建筑物类线安全时通监测掌握围护结构表建筑物动态时预测反馈成果修正设计指导施工工程作技术储备
161监测项目
1)表沉降
2)表水位移
3)表建筑物沉降倾斜
4)衬砌受力
5)隧道部变形（两帮收敛顶板沉降）
162监测标准
周边建筑物应满足建筑基基础设计规范（GB 500072002）中表534规定允许沉降值：
1）砖混结构条形基础：基础倾斜方两端点沉降差距离值：0004
2）框架结构桩基础 ：0002l l—相邻桩基中心距离（mm）
17 防水设计原
171设计原
1)结构防水遵循混凝土防水道设防制宜综合治理原根环境条件结构形式施工方法选择效操作方便防水方案
2）结构应混凝土结构防水确保混凝土钢筋混凝土结构抗渗性抗裂性耐久性
3）应加强变形缝施工缝预留孔洞等细部构造防水措施
4）针深圳铁线水位高补源丰富层渗透系数较水混凝土钢筋具程度腐蚀性特点应优先考虑采混凝土结构防水柔性全包防水层相结合防水方案
5）防水材料选择应适应深圳区环境水条件方便施工耐久济安全环保原
6）结构排水措施应排混凝土结构渗漏水原
172防水等级标准
1）防水等级二级（具体见工程防水技术规范 GB 501082001）
2）结构防水应采钢筋混凝土结构防水抗渗等级≥S8根需铺设附加防水层防水措施侵蚀性介质水段防水混凝土耐侵蚀性系数应08
第二章 区间隧道线路设计
21线路选线概述
双港道站～北环站区间场然面定起伏面标高19～40m西侧3层居住区东侧建筑物较少余段草农田属构造剥蚀岗貌区间线路半径350m两组曲线线间距约15m线路坡设计双坡坡度20‰
211隧道结构拟定
铁设计规范易：转弯半径Rmin300m时采A型车圆形隧道建筑限界直径5200mm例中转弯半径350m计入设计施工验综合考虑隧道轴线施工误差100mm（中包括线路拟合误差测量误差）隧道期均匀沉降50mm数相加隧道径定5400mm隧道衬砌采300mm厚C55防水钢筋混凝土预制单层版式片隧道外径6000mm两线间净间距9m轨道中线间距15m
212衬砌结构形式选型关参数说明
（1）预制装配式衬砌
钢筋混凝土片耐压性耐久性较目前已生产抗压强度达60Mpa
渗透系数1011md片种片刚度尤组成衬砌防水性保证盾构法修建种隧道中广泛应
（2）板型片
板型片截面削弱少削弱盾构千斤顶推力具较抵抗力通风阻力较现代钢筋混凝土片采板型结构
（3）片厚度
根日验单层钢筋混凝土衬砌片厚度般衬砌环外径5左右6000*5300mm 取片厚度300mm（片宽度铰接施工标准采1200mm）
（4）螺栓注浆孔配置
组装片螺栓连接螺栓环连接螺栓两种柔性连接中环连接螺栓通常布置排螺栓孔设置降低片强度方便螺栓紧固作业
次设计选： 螺栓直径mm 30
螺栓孔直径mm 35
(5)区间联络通道中间泵站衬砌
采盾构法修建区间隧道时铁道线路断面常采高站位低区间布置形式两条区间隧道间联络通道设线路低点（接区间中点）排水泵站合建造
旁洞电锯直接钢筋混凝土环切割形成（联络通道中间泵站采矿山法施工加强防水性采拱形封闭复合衬砌）
22 区间线路面设计
221线路基形式
直线——缓曲线——圆曲线——缓曲线——直线
222圆曲线
曲线超高
1．曲线超高作设置方法
曲线超高曲线外轨顶面轨顶面水高度差
列车曲线行驶时离心力作列车推外股钢轨抵消离心力曲线外轨适抬高列车身重力产生水分力抵消离心力外两股钢轨受力均匀垂直磨耗均等满足旅客舒适感提高线路稳定性安全性
2．曲线超高值计算
曲线超高列车通时离心力确定
离心力：C m v2 R
两相似三角形：
vV 代：V36vS两股钢轨中心距S1435mmg981ms2代入式：
半径曲线外轨超高值列车运行速度方成正
国线规规定：超高150mm单线铁路行列车速度相差悬殊段超高125mm
未衡超高允许值
未衡超高外轨产生偏载引起外轨均匀磨耗影响旅客舒适度必须未衡超高加限制线规采值：hgy般取70mm困难时取90mm线提速改造时取110 mm hgy般取30mm困难时取50mm修规采值： hqy般应75mm困难情况应90mm hgy般取30mm困难时取50mm
二曲线半径计算
客货列车线运行铁路曲线半径计算满足旅客舒适度轮轨磨耗均匀两条件数值应采中较者取50m整倍数
1旅客列车高行车速度求
高速度通时欠超高超允许值
式中：Vmax —— 旅客列车高行车速度(kmh)取80kmh
hmax——超高取150mm
hqy——允许欠超高般取70mm困难取90mm
2旅客舒适度外轨均磨条件求
满足舒适均磨曲线半径应符合等式：
式中：Vh ——列车设计速度(kmh)取80
hgy——允许超高般取30mm困难取50mm
根铁道设计规范规定圆曲线标准半径区间段中设置半径350m
223缓曲线
缓曲线设置直线圆曲线半径圆曲线间曲率连续变化曲线
缓曲线线形
国城市轨道线路中般行车速度高直采直线形超高坡三次抛物线缓曲线线形国目前设计铁采种线形
三次抛物线形缓曲线参数方程直角坐标方程外轨超高坡坡度计算式分
参数方程：
直角坐标方程：
超高坡坡度：
式中xy——缓曲线意曲线点M横坐标
——缓曲线意曲线点M距ZH点长度（m）
——缓曲线全长（m）
R ——圆曲线半径（m）
——缓曲线外轨超高(mm)
二 缓曲线长度计算
缓曲线长度影响行车安全旅客舒适拟定标准时应根列条件计算取较长者
(1) 超高坡致车轮脱轨
(2)．超离时变率致旅客适
(3)．欠超高时变率致影响旅客舒适
综三式缓曲线长度l0 计算公式：
根铁道设计规范规定缓曲线长度计算结果应进整10m整倍数
(4) 缓曲线长度选
根计算相关规定区间段中选缓曲线长度80m
三缓曲线间圆曲线长度
线路面设计时保证圆曲线足够长度曲线偏角α曲线半径R 缓曲线长度 三者间应满足：
根铁道设计规范规定：A型车缓曲线圆曲线间夹直线应25m该线路中采30m
四 缓曲线常数计算：
式中：——圆曲线延长部分应圆心角
——缓曲线总偏角
m——切垂距
P——圆曲线移量
曲线综合素计算：
切线长：
曲线长：
外矢距：
切曲差：
曲线素计算：
（）左线CK0+588485曲线计算曲线素中ɑ62°缓曲线常数计算：
缓曲线切线角：
切垂距：
圆曲线移量：
综合曲线素计算：
切线长：
曲线长：
切曲差：
（二）左线CK1+155754曲线计算曲线素中ɑ38°缓曲线常数计算：
缓曲线切线角：
切垂距：
圆曲线移量：
综合曲线素计算：
切线长：
曲线长：
切曲差：
左线控制点里程桩号：
表21左线控制点里程桩号
点号
里程桩号
双港道站
CK0+321277
ZH
CK0+442380
HY
CK0+502380
YH
CK0+674590
HZ
CK0+734590
ZH
CK0+936329
HY
CK0+996329
YH
CK1+315179
HZ
CK1+375179
中山西路
CK1+375179
右线控制点里程桩号：
表21左线控制点里程桩号
点号
里程桩号
双港道站
CK0+321277
ZH
CK0+442380
HY
CK0+502380
YH
CK0+674590
HZ
CK0+734590
ZH
CK0+936329
HY
CK0+996329
YH
CK1+315179
HZ
CK1+375179
中山西路
CK1+375179
表23左线控制点坐标
序号
控制点里程
隧道中心
X
Y
圆心高程
1
盾构起点
DK10+983818
54335287
34736303
47
2
ZY
CK10+98382
54180368
34850855
03
3
HY
CK11+22382
54117812
34894547
03
4
YH
CK11+30382
54057563
34960605
03
5
YZ
CK11+41231
54009537
34998452
03
6
ZY
CK11+49231
53649537
35642043
03
7
HY
CK12+182193
53589862
35772336
03
8
YH
CK12+26219
53550432
35945342
03
9
HZ
CK12+51206
53489049
36005634
03
10
盾构终点
DK12+855727
53489049
36226644
47
表24右线控制点坐标
序号
控制点里程
隧道中心
X
Y
圆心高程
1
盾构起点
DK10+983818
5434441
34741729
47
2
ZY
CK10+98382
54189491
34856281
03
3
HY
CK11+22382
54126935
34899973
03
4
YH
CK11+30382
54066686
34966031
03
5
YZ
CK11+41231
54018660
35003878
03
6
ZY
CK11+49231
53658660
35647469
03
7
HY
CK12+182193
53598985
35777762
03
8
YH
CK12+26219
53559555
35950768
03
9
HZ
CK12+51206
53498172
36011060
03
10
盾构终点
DK12+855727
53498172
3623207
47
表25曲线素汇总
转角
（）
半径曲线（m）
缓曲线长度（m）
切线长（m）
曲线长（m）
1
18
600
80
1351
268495
2
42
450
80
21296
40986
23 区间线路断面设计
231线路断面设计般原
(1)铁线路断面设计求保证列车运行安全稳客舒适高架线路更注意城市景观坡段应量长
(2)线路断面结合形质水文条件结合线路敷设方式埋深隧道施工方法面建筑物基础情况线路面条件等进行合理设计力求方便客降低工程造价必时建议变更线路面施工方法
(3)线路应量设计成符合列车运行规律节奏型坡道车站般位断面高处区间位断面低处车站两端节坡道外区间般宜缓坡避免列车交制动增牵引荷载
232断面坡度
铁设计规范 （GB 501572003）中关线路断面坡度规定
（1）正线坡度30‰困难段采35‰联络线出入线坡度宜40‰（进考虑种折减值）
（2）隧道路堑段正线坡度宜3‰困难段确保排水条件采3‰坡度面高架正线坡度采取排水受限制
（3）着站站台计算长度线路坡度宜采2‰困难条件设3‰坡道
（4）竖曲线界半径：坡道坡道坡道面交点处发生变坡列车通变坡点时会产生附加加速度车钩应力发生变化保证列车安全两相邻坡段坡度代数差等2‰时应设置圆曲线型竖曲线连接
坡段特征表示
坡段特征坡段长度坡度值表示
坡段长度Li坡段两端变坡点间水距离(m)坡度值i该坡段两端变坡点高差Hi(m)坡段长度Li(m)值千分数表示：
i (HiLi)×1000（‰）
坡度值i坡取正值坡取负值坡度10‰表示千米升10m
二坡段长度
两坡段连接点坡度变化点称变坡点坡段两端变坡点间水距离称坡段长度
城市轨道交通线路坡段长度宜远期列车长度节车厢1911m计算列车编组6节车厢时约115m
城市轨道交通线路求坡段长度取50m整数倍
三坡段连接
相邻坡段坡度差计算：
代数差绝值表示
Δi|i1i2| (‰)
城市轨道交通线路中列车质量远货物列车城市轨道交通相关规范均未坡度数差加限制
233竖曲线
竖曲线定义
线路断面变坡点处设置坡段线相切曲线
二竖曲线半径取值
铁设计规范 （GB 501572003）中规定竖曲线半径取值见表
表26 竖曲线取值
线路
般情况（m）
困难情况（m）
正线
区间
5000
3000
车站端部
3000
2000
联络线
2000
出入线
2000
该线路中取竖曲线半径3000m正线坡度应30‰
234节坡设置
节坡概念
谓节坡符合列车运行规律节坡道遵循高站位低区间设计原车站般位坡面高处区间位坡面底处列车车站起动助坡动力势转化列车动缩短列车牵引时间快速起步达节约牵引耗目
二量转换分析
切运动物体具动物体运动速度质量越动越举高物体具势物体位置越高质量越势越动势间相互转换
图 1 示设进站前坡长 L站台高度 h重力加速度 g列车质量 m进站列车达坡 A 处时速度 V1假设时切断牵引电机电源车辆坡程中受重力轨道支持力车辆助惯性站台 B处速度 V2
图25节坡示意图
根量守恒定律重力做功条件物体动重力势相互转化机械总量保持变出等式：
mv122mv222+mgh
式中：v———速度ms
h———高度m
g———重力加速度98 ms2
m———列车质量kg
该式出质量关
：v122v222+gh进站列车达坡 A 处时速度 V1根牵引计算图进站制动初速般 40kms 40kmh1111ms
车辆站台 B 处速度 V2般设定 7 kmh 7 kmh194 ms出站台高度 h 611 m
实际列车坡时受阻力作站台高度般设置 5 m 较合适
三节坡坡段长度
通较节坡坡度相条件250 m长节坡方案方案节 3~5[2]推荐 80 kmh 列车采 200 m 长节坡坡段长度
述节坡坡度 22‰~26‰节坡坡段长度 200 m基吻合量转换分析出站台高度 5 m 数值
表27区间坡道汇总
起点里程
坡长
坡度
1
CK10+993818
200
25008
2
CK11+523313
300
19003
3
CK11+853193
32988
17282
4
CK12+652941
200
25008
具体数见断面图
图25区间线路断面概图（右线）
根标准结合实际情况CK11+19382处设置变坡点A坡坡度25‰CK11+82231处设置变坡点B坡坡度19‰理CK12+88573设置变坡点C坡坡度25‰取B点图示：
图26变坡点B图示
第三章 隧道衬砌结构设计
31隧道净空设计
311概述
铁限界仅制约着铁车辆外形尺寸直接影响铁工程土建部分投资规模铁造价重影响确定保证车辆运行安全增隧道空间济合理断面限界设计务目
312铁限界概念规定
限界保障铁安全运行限制车辆断面尺寸限制线设备安装尺寸确定建筑结构效尺寸图形根功求铁限界分车辆限界设备限界建筑限界
车辆限界指车辆直线段正常运行状态动态包络线谓正常运行状态指系悬挂二系悬挂正常弹性范围易损件磨耗限等高架面线车辆限界易受风荷载影响计算时需考虑点隧道
设备限界车辆运行途中系悬挂二系悬挂发生障状态时动态包络线限制安装设备侵入条控制线
建筑限界设备限界基础考虑设备线安装尺寸效断面建筑限界中包括测量误差施工误差结构沉降位移变形等素
设计中采整体式道床曲线段超高设置方法采第种设置方法轨降低半超外轨抬高半超高根客流量预计编组等素确定车型客流量预计资料设计中车型选A型车曲线半径采450m
313隧道净空计算
1相关建筑尺寸
南昌铁设计采A型车车体长度22100mm宽3000mm高3800mm车辆定距15700mm转架固定轴距2500mm板面距走行轨面高度1130mm
2建筑限界加高
铁设计规范（GB501572003）区间圆形隧道应接全线盾构施工段半径确定隧道建筑限界加高采R450m进行建筑限界加高计算
凹形竖曲线：
凸形竖曲线：
式中：——凹凸形竖曲线半径（mm）
——车辆定距（mm）
——车辆固定轴距（mm）
——车辆长度（mm）
公式
3 曲线段隧道净空
圆形隧道曲线超高段应采隧道中心线线路基准线侧偏移方法解决轨道超高造成外侧均匀位移量位移量公式计算
式中——隧道中心线线路基准线侧水位移量（mm）：
——隧道中心线竖位移量（mm）：
——隧道中心轨顶面垂距离（mm）：
s——轨道标准轨距（mm）：
H——外轨超高（mm）
设计中取h120mm
公式：
：
中
4 隧道净空确定
根前述规定计算建筑限界采直径5200mm考虑施工误差测量误差设计拟合误差均匀沉降等诸素确定根技术求施工程中控制措施建筑限界5200mm基础留100mm富余量基均满足求设计隧道径选5500mm
表31秋水广场～中山西路区间隧道工程规模
隧道尺寸
5500mm
隧道外尺寸
6200mm
片厚度
350mm
片宽度
1200mm
单线全长
18895m
图31 隧道横断面图
32 施工方法选择
321现场条件
南昌市轨道交通1号线轨道交通线网中条L形骨干线昌北新区线路呈S型南北走红谷滩中心区世贸路附折东西行走穿赣江南昌老城区形成东西轨道交通干线规划期工程起讫点昌北瑶湖奥体中心线路全长约2827km
次岩土工程勘察程中线路做次较调整秋水广场站始定赣江中道会展路交汇处线路变更定赣江中道世贸路交汇处西侧变更起点秋水广场站滨江道站终点里程ZK10+9125～ZK12+7675m区间长度1855米中赣江河床长度1245米隧道整体剖面呈中部低两侧高倒字形坡隧道底标高910～160m隧道顶板埋深502～2150米拟采盾构法施工方案盾构直径约60m工程建设单位南昌轨道交通限公司设计总体单位海市隧道工程轨道交通设计研究院勘察监理单位广州铁设计研究院限公司
工期较紧现场施工涉单位协调工作繁杂建设单位家勘察单位进行综合考察选终决定工程段初详勘工作委托院承担决定初详勘察工作次性实施
工程型市政轨道交通工程根工程规模特征铁道轻轨交通岩土工程勘察规范（GB503071999）岩土工程勘察规范（GB500212001）规定该工程重工程破坏果严重工程重性等级级工程建（构）筑物基础位水位水工程具利影响工程场复杂工程线岩土种类较岩性均匀性质变化较确定工程基复杂程度等级中等复杂场综合确定次勘察等级甲级
322隧道施工方法选择
1明挖施工法
通常面条件允许情况铁区间隧道宜采明挖法社会环境影响仅适合交通线较少应该方法现较少采
明挖法指挖开面开挖土石方设计标高基底作施工完成隧道体结构回填基坑恢复面施工方法根区间隧道工程环境交通繁忙明挖法适
2盖挖施工法
埋深较浅场狭窄面交通允许长期占道施工情况采盖挖法施工体结构施工序分盖挖作法盖挖逆作法盖挖半逆作法该法道路先完成周边围护挡土结构设置挡土结构代原表路面横梁路面板遮盖分层开挖基坑设计标高序施工结构物覆土恢复盖挖作法反先行构筑顶板恢复交通施工结构物盖挖逆作法
法车站施工区间隧道言工程造价高宜采
3暗挖施工法
暗挖法特定条件挖开面全部进行开挖修筑衬砌结构隧道施工办法暗挖法包括钻爆法盾构法掘进机法浅埋暗挖法顶法新奥法等中尤浅埋暗挖法盾构法应较广泛目前北京区隧道施工中该两种方法居
（1）钻爆法
国域广质类型样重庆青岛等城市处坚硬岩石层中广州铁部分区段处坚硬岩石层中种质条件修建铁通常采钻爆法开挖喷锚支护（通常山岭隧道相）
钻爆法施工全程概括：钻爆装运出碴喷锚支护灌注衬砌辅通风排水供电等措施通良质段时常采注浆钢架棚等系列初期支护手段根隧道工程质水文条件断面尺寸钻爆法隧道开挖采种开挖方法例：导坑先拱墙法导坑先墙拱法正台阶法反台阶法全断面开挖法半断面开挖法侧壁导坑法CD法CRD法等爆破光面爆破预裂爆破等技术隧道初期支护锚杆喷混凝土挂网钢拱架棚等支护方法时测量信息反馈常监测施工安全验证岩石支护措施否合理防水基采截堵排等种方法中喷射混凝土表面张挂聚乙烯聚氯乙烯板然灌注二次混凝土衬砌认种效果良防渗漏措施
（2）盾构法
盾构法施工盾构种施工机械面暗挖隧道种施工方法盾构(shield )支承层压力层中推进活动钢筒结构钢筒前端设置支撑开挖土体装置钢筒中段安装顶进需千斤顶钢筒尾部拼装预制现浇隧道衬砌环盾构推进环距离盾尾支护拼装(现浇)环衬砌衬砌环外围空隙中压注水泥砂浆防止隧道面沉盾构推进反力衬砌环承担盾构施工前应先修建井竖井安装盾构盾构开挖出土体竖井通道送出面
盾构法优点竖井施工外施工作业均进行影响面交通减少附居民噪声振动影响盾构推进出土拼装衬砌等工序循环进行施易理施工员较少土方量少穿越河道时影响航运施工受风雨等气候条件影响质条件差水位高方建设埋深较隧道盾构法较高技术济优越性适宜采
（3）掘进机法
埋深较浅场狭窄面交通环境允许爆破震动扰动适合盾构法松软破碎岩层情况采该法采臂式掘进机开挖受质条件影响采够济工期较长
（4）浅埋暗挖法
浅埋暗挖法称矿山法起源1986年北京铁复兴门折返线工程中国创造适合中国国情种隧道修建方法该法鉴新奥法某理基础针中国具体工程条件开发出整套完善铁隧道修建理操作方法新奥法处适合城市区松散土介质围岩条件隧道埋深等隧道直径表沉降修筑隧道技术方法突出优势影响城市交通污染噪声适合种尺寸断面形式隧道洞室
（5）顶法
顶法直接松软土层富水松软层中敷设中型道种施工方法适富水松软层等特殊层表环境中中型道工程施工顶进设备工具中继环工程吸泥设备等组成
4混合法
根铁隧道实际情况铁隧道施工程中采2种2种方法时称混合法区间隧道工程质情况相似宜采混合法
5施工方法确定
通述施工方法进行较结合工程现实条件区间隧道处闹市交通繁忙根线路布置情况隧道穿越段表现状路面高层建筑穿越层粘土层施工方案工程材料机械设备施工序施工方法施工员环境影响素施工条件变化等方面考虑结合验综合工程质水文质条件环境条件种施工方法特点采盾构法施工合适
33 隧道衬砌片结构设计
隧道衬砌承受隧道周围水土等荷载确保隧道结构净空安全结构属永久构造物着社会断工业化机械化发展隧道施工提出工业化机械化改进着隧道施工机械化发展出现装配式隧道衬砌种衬砌干工厂现场预制构件运入坑道机械拼装成装配承受围岩压力种衬砌具备列优点：
(1) 装配成环需养生时间承受围岩压力
(2) 量构件工厂成批生产洞进行机械化拼装改善劳动条件节省劳动力
(3) 拼装时需时支护拱架模板等节省量支撑材料劳动力
(4) 拼装采机械化提高缩短工期降低造价
然种衬砌存缺点例坑道需足够拼装空间制备构件尺寸求定精度接缝防水较困难等
331片分块
盾构隧道衬砌块预制片盾尾拼装成片环分块片制作运输安装等方面实践验确定应满足受力求验实际运情况铁隧道分块6~8块较该设计中采6块式三片A型片两块B型片块封顶K型片组成K型片隧道侧插入（半径方插入型）隧道轴方插入（轴方插入型）该区间中采轴方插入型
332片拼装
盾构隧道拼装方式两种通缝拼装错缝拼装通缝拼装时片衬砌结构 整 体 刚 度 较 导 致 变 形 较 力 较 采 错 缝 拼 装 时 片 衬 砌 结 构 整 体 刚度 较 导 致 变 形 较 力 较 时 错 缝 拼 装 时 求 螺 栓布置够进行定角度错缝拼装片分块设计求通缝拼装条件高错缝拼装偏转角度根螺栓布置定两环组错 缝 拼 装 三 环 组 错 缝 拼 装通常K型片放隧道拱顶范围该区间断采错缝式拼接
图32片安装位置展开图
333片尺寸拟定
根盾构隧道覆土深度周围环境工程质条件工程盾构隧道衬砌方案初步选：衬砌厚度350mm外径Φ6200mm环宽1200mm工程接缝刚度求易满足片安装方便快捷施工进度快隧道采单层衬砌衬砌采预制板型钢筋混凝土片混凝土强度C55衬砌环全环封顶块（K）邻接块（B1）（B2）块标准块（A1）（A2）（A3）构成计6块接缝分设置力较8°73°138°处
外侧圆周长18840mm
侧圆周长16956mm（图示）
图33衬砌片横断面
34 衬砌片竖曲线设计排版
沈阳铁号线例曲线存标准环转弯环配合通楔形环设计确定城市铁盾构隧道曲线掘进时楔形环标准环配适应线路走势实现种曲线片环手动排版
341楔形量(δ)楔形角(β)计算
假设宽度a宽度b
（a+b）21200
根日学者调查发现考虑曲线半径衬砌外径片宽度曲线段楔形衬砌环占百分出：
片55m时候楔形量3060mm
第段曲线线路楔形量楔形角计算
式中：——圆心角
——楔形环楔入量
U——m标准环楔形环n值
——分楔形环外侧宽
——分片中心弧长外弧长弧长
图34楔形环断面图
计算：
n3
48mm
计算该段圆曲线中三块标准环加块楔形环混合
342楔形环片尺寸拟定
面三种片单独设计出结果图示：
图35 A1楔形块尺寸图
图36 A2楔形块尺寸图
图37 A3楔形块尺寸图
图38 B1楔形块尺寸图
图39 B2楔形块尺寸图
图310 K块楔形尺寸图
详细配筋图见CAD图纸
35缓曲线转弯环排版
缓曲线段缓曲线切线角β环转弯环偏转角θ值曲线需片数量
区间片技术参数：
片长度：1200ｍｍ
片厚度：350ｍｍ
片径：5500ｍｍ
片外径：6200ｍｍ
转弯环楔形量：48ｍｍ
右线JD1曲线素：
表32 右线JD1曲线素
ay
ZH
CK11+22382
R
600
I
80
HY
CK11+30382
T
1351
QZ
CK11+36997
L
268495
YH
CK11+43649
E
792
HZ
CK11+50127
相关数计算：
Nβθ915(环)
N——单条缓曲线需加设弯环片量
出该条单条缓曲线需放915环转弯环片片成环拼装015环圆曲线组合综合考虑整条曲线弯环数取整数进行取舍果足环片存拼出转弯环少拼拼41环
缓曲线转弯环片位置确定
考虑切线角β累计超转弯环偏转角θ半时应该放置转弯环片计算出β＝θ2θ3θ4θ……时应曲线长弯环应曲线长度逐计算出通曲线位置计算出转弯环线路具体里程表中清楚出转弯环片准确位置
表33 右线JD1缓曲线中转弯环位置
曲线素
JD8
备注
R600
LS80
转弯环数
β
ｌ（ｍ）
里程
第1环
θ
13077
CK11+239897
第2环
2θ
24650
CK11+25247
第3环
3θ
34241
CK11+262061
第4环
4θ
44599
CK11+271419
第5环
5θ
53232
CK11+279052
第6环
6θ
61372
CK11+286192
第7环
7θ
68150
CK11+29197
第8环
8θ
74648
CK11+298468
第9环
9θ
79919
CK11+303739
需综合圆曲线考虑
出表曲线整体情况始发里程联络通道位置等具体情况转弯环片放置相应里程
样方法算出第二段曲线线路楔形量楔形角
n2
496mm
计算该段圆曲线中两块标准环加块楔形环混合
该段缓曲线转弯环排版
缓曲线段缓曲线切线角β环转弯环偏转角θ值曲线需片数量
区间片技术参数：
片长度：1200ｍｍ
片径：5500ｍｍ
片厚度：350ｍｍ
片外径：6200ｍｍ
转弯环楔形量：496ｍｍ
右线JD8曲线素：
表34 右线JD2曲线素
ay
ZH
CK12+182193
R
450
I
80
HY
CK12+262193
T
21296
QZ
CK12+36997
L
409868
YH
CK12+46949
E
1363
HZ
CK12+50635
相关数计算：
Nβθ1114(环)
N——单条缓曲线需加设弯环片量
转弯环片准确位置：
表35 右线JD1缓曲线中转弯环位置
曲线素
JD8
备注
R450
LS80
转弯环数
β
ｌ（ｍ）
里程
第1环
θ
15077
CK12+197277
第2环
2θ
26156
CK12+208349
第3环
3θ
35578
CK12+217771
第4环
4θ
44650
CK12+226843
第5环
5θ
50241
CK12+232434
第6环
6θ
56599
CK12+238792
第7环
7θ
61232
CK12+243425
第8环
8θ
66372
CK12+248565
第9环
9θ
72150
CK12+254343
第10环
10θ
76648
CK12+258841
第11环
11θ
79968
CK12+262161
需综合圆曲线考虑
36 竖曲线盾构环排版
考虑竖曲线圆曲线拟合时般半径较沈阳铁号线例竖曲线半径采3000m5000m两种R3000m竖曲线例通计算出曲线需标准环楔形环例u19∶1见例悬殊竖曲线竖曲线交叉段片排版时考虑竖曲线影响考虑曲线影响竖曲线导致累计误差石棉橡胶板等作嵌缝材料调整纠偏图示：
图311 竖曲线引起片纠偏图
37 盾构结构力计算
惯法前工程设计中普遍采方法结构力学公式推导惯法采计算荷载图示
图311（修正）惯法荷载系统
371 基土构成特征
（1）区间土层特性表
秋水广场中山西路区间线层土层见表36
表36 区间土层特性表
层
代号
土层名称
顶板埋深（m）
顶板标高（m）
土层描述
①2
素填土
000
1616~2599
均分布杂填土含少量碎石等局部素填土含植物根茎等
②2
淤泥
000~
580
432~ 1982
含机质少量石子垃圾等
②3
细砂
000~
1200
671~
1827
均分布塑均匀含少量铁锰质结核氧化铁锈斑土质变软中～高压缩性
②5
粗砂
000~
185
640~
1445
均分布流塑均匀夹少量极薄层粉砂见零星贝壳碎屑局部呈淤泥质粉质粘土中压缩性
②6
砾砂
000~
1790
391~
1383
流塑欠均匀夹薄层粉土粉砂局部淤泥质高压缩性
②7
圆砾
000~
2100
168~
1436
软塑均匀含少量泥钙质结核半腐植物根茎部分孔部呈粉质粘土高压缩性
②8
卵石
400~
1860
414~
615
湿稍密～中密尚均匀含云母夹少量粘性土局部呈粉砂中压缩性
⑤12
中风化泥质粉砂岩
610~
2420
323~
209
场区局部缺失塑均匀含少量铁锰质结核氧化铁斑点中压缩性
（2）基土物理力学性质
层基土物理力学特性详见表37
表37 基土物理力学性质
层
代号
层
名称
天然重度KNm3
摩擦角
Φ（0）
聚力 C(kPa)
围岩
类
①2
素填土
178
Ⅰ
②2
淤泥
180
193
28
Ⅰ
②3
细砂
190
286
25
Ⅰ
②5
粗砂
190
335
23
Ⅰ
②6
砾砂
195
235
26
Ⅰ
②7
圆砾
21
235
26
Ⅰ
②8
卵石
180
193
28
Ⅰ
⑤12
中风化泥质粉砂岩
232
4008
262
Ⅰ
372 工况选择
荷载断面
选取隧道埋深深工况进行分析根秋水广场站～滨江道站区间隧道剖面图竖荷载处盾构隧道顶标高45m面标高26m
结构设计时考虑基阶段+特殊荷载组合阶段出现利荷载组合进行结构强度刚度裂缝张开量等验算
二 土层情况
根工程质剖面图工况土层质分布情况见图工况隧道断面土层分布图
图312 隧道荷载处断面土层分布图
373 荷载计算组合
区间隧道外径F6200mm径F5500mm衬砌采预制钢筋混凝土片混凝土强度C55荷载计算取b1m单位宽度进行计算时根片处层粉砂粉土中夹杂含砂土计算水土压力时水土分算方法
基阶段荷载计算
1衬砌重
式中 ——衬砌重
——钢筋混凝土容重取25
——片厚度m
已知数值带入计算：
g 25035875
2衬砌顶部竖层压力
式中 ——衬砌拱顶竖层压力
——衬砌顶部土层容重水位土层容重取浮重度
——衬砌顶部土层厚度m
3拱背部土压力
式中 ——衬砌拱背竖层压力
——拱背均布荷载
——衬砌拱背覆土加权均容重
——衬砌圆环计算半径m
已知数值带入计算：
4面超载
隧道埋深深须考虑面超载影响取面超载20 kPa叠加竖土压加重总竖土压力：
5侧水均匀土压力：
式中 ——侧水均匀土压力
——衬砌环直径高度土层摩擦角加权均值（º）
c——衬砌环直径高度土层聚力加权均值
隧道穿土层⑥2φ取3926°c取261
已知数值带入计算：
6侧三角形水土压力：
式中 ——侧三角形水土压力
——衬砌环直径高度土层重度加权均值kNm3
隧道穿土层8γ0134
已知数值带入计算：
7静水压力
水位距离隧道顶部高度155m
8衬砌拱底反力
式中 ——水容重取10 kNm3
已知数值带入计算：
(2)考虑特殊荷载作
设计中特殊荷载指防震荷载等竖特殊荷载取Pv1100侧特殊荷载取Ph140
基阶段特殊荷载阶段两种情况进行计算结构称取左半衬砌圆环进行分析均分九部分部分分0º225º45º675º90º1125º135º1575º180º中0º表示衬砌圆环垂直直径处225º0º处逆时针225º处类推
计算中弯矩表示轴力表示终值结构种荷载作力叠加断面力系数表表38
根表38中力计算公式进行计算结果见表39
工程采片设计宽度b12m荷载计算片宽度b1m计算终荷载应b1m计算基础12系数力组合汇总表
表38 断面力系数表
荷载
截面
位置
截面力
荷载
重
0～π
部
荷载
0～π2
π2～π
底部
反力
0～π2
π2～π
水压
0～π
均布
测压
0～π
△测压
0～π
表39 片力计算览表
截面位置
基阶段
特殊荷载阶段
M（kN·m）
N（kN）
M（kN·m）
N（kN）
0°
453954
812562
189433
96294
225°
213119
871638
47303
120801
45°
38072
1132507
24438
195772
675°
215625
1321996
66285
263757
90°
379121
1408204
148091
301712
1125°
249718
1386976
71287
286887
135°
41838
1094209
12894
254673
1575°
217909
935492
74821
193673
180°
467238
852581
202329
152806
工程采片设计宽度b12m荷载计算片宽度b1m计算终荷载应b1m计算基础12系数力组合汇总表
表310 片力组合览表
截面位置
力组合
12m片力组合
M（kN·m）
N（kN）
M（kN·m）
N（kN）
0°
643388
908857
772065
1090628
225°
260423
992438
312507
1190926
45°
62510
1328277
75012
1593933
675°
281911
1585754
338293
1902905
90°
527213
1709917
632655
2051900
1125°
321006
1673863
385207
2008636
135°
54732
1348882
65679
1618659
1575°
292730
1129165
351276
1354998
180°
669568
1005387
803481
1206465
根计算力图绘出衬砌力组合图：
图313 衬砌力组合图
力组合值知弯矩拱底处180°取正值（片侧受拉M80348kN·m）90°时候取负值（片外侧受拉M63266kN·m）轴力90°时取值N20519kN
374衬砌配筋计算
片配筋取衬砌结构承受弯矩值作设计力组合中出结果180°时截面侧受拉弯矩90°时截面外侧受拉弯矩180°时截面进行排钢筋设计90°时截面进行外排钢筋设计根混凝土结构设计规范参考文献盾构法隧道施工技术应偏心受压构件进行截面配筋设计
（1）衬砌片进行排配筋
180°时：
弯矩M80348 kN·m
轴力N120646 kN
片钢筋选定HRB335（20MnSi）型热轧钢筋选混凝土等级C55混凝土h350mmh0 h – ash50300mm
mm
ea20mm（ea取20117 mm较者）
eie0+ea666+20686mm>03×30090mm
式中 e0——截面初始偏心距mm
ea——轴力偏心方附加偏心距mm
ei——修正截面初始偏心距mm
——混凝土保护层厚度mm
h——片厚度mm
初判属偏心受压情况
已知数值带入计算：
mm
式中 e——轴力受拉钢筋合力点距离mm
——截面偏心距增系数取10
受压面配筋：
式中 ——矩形应力图强度受压区混凝土应力值
——混凝土抗压强度设计值Nmm2
——片宽度mm
——界限相受压区高度
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
——截面效高度mm
根选定Ⅲ级HRB335钢筋C55混凝土查表：
10 253Nmm2 12m
0508300 Nmm2 300mm
已知数值带入计算：
–152187mm2<0
负说明混凝土受压强度已足够配筋率计算
配筋率ρmin：
查表：
196 Nmm2300 Nmm2
0294
式中 ——配筋率
——混凝土抗拉强度设计值Nmm2
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
式中 b——片宽度mm
——截面效高度mm
已知数值带入计算：
mm2
受压区采配筋重新计算受压区高度：
式中 ——等效矩形应力图强度受压区混凝土应力fc值
——混凝土抗压强度设计值Nmm2
——片宽度mm
——轴力受拉钢筋合力点距离mm
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
——截面效高度mm
——截面承受轴力kN
已知数值带入计算：1031 mm>2as
受拉面配筋：
式中 α1——矩形应力图强度受压区混凝土应力值
——混凝土抗压强度设计值Nmm2
——片宽度mm
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
——截面承受轴力kN
余符号解释前面致
已知数值带入计算：
mm2
601501 mm2
（2）衬砌片进行外排配筋
θ90°时（排配筋步骤相）：
弯矩M63266kN·m
轴力N20519kN
308mmea20 mm（ea取20117 mm较者）
ei e0+ ea 308+20328mm>03h003×30090 mm
mm
受压面配筋：
式中符号解释前面致
已知数值带入计算：
183249mm2<0
负说明混凝土受压强度已足够配筋率计算
配筋率ρmin：
mm2
受压区采配筋重新计算受压区高度：
式中 ——等效矩形应力图强度受压区混凝土应力fc值
——混凝土抗压强度设计值Nmm2
——片宽度mm
——轴力受拉钢筋合力点距离mm
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
——截面效高度mm
——截面承受轴力kN
已知数值带入计算：1061 mm>2as 100 mm
受拉面配筋：
式中 符号解释前面致
已知数值带入计算：
As468765mm2
综合12计算数时考虑结构重性系数11片配筋：
筋7Φ36@183面积7125mm2外筋7Φ32@813面积5630 mm2
验算总配筋率
35>ρmin0294
式中 ——部配筋计算面积mm2
As ——外部配筋计算面积mm2
式中 ——部配筋计算面积mm2
As ——外部配筋计算面积mm2
：<<满足配筋求设计筋满足求
标准环片配筋：
述项验算设计成果：衬砌片厚度350环宽1200mm片混凝土强度等级C55片配筋时 筋种类采HRB335
片配筋：
筋7Φ36@183面积7125mm2
外筋7Φ32@183面积5630 mm2
架立筋选Ф10@200钢筋
图314标准环配筋示意图
375片螺栓接头设计
片通环接头接头连接起基接头形式直螺栓接头弯螺栓接头两种通常环接头需做设计计算接头省略计算做构造处理
图315螺栓接头计算
螺栓强度条件：
式中T——螺栓实际承载拉力
——螺栓钢筋设计抗拉强度
——螺栓钢筋截面面积
取两片缘接触点力矩0静力衡条件
式中 e——轴力偏心距
b——螺栓片轴线距离
代入数：
根片结构需横螺栓钢筋配置2根HRB400（20MnSiV） 热轧钢筋2Φ30
376预埋件设计
起吊片预埋件设置片弧面轴心处保证搬运拼装安全重片标封底块（180º）例预埋件进行抗拔计算：
式中 γh——衬砌片重度25 kNmm3
——片体积m3
已知数值带入计算：
kN
根片重量预埋件锚筋配置3根HRB400（20MnSiV） 热轧钢筋3Φ16603安全系数：
已知数值带入计算：
满足求
38相关验算
381接缝张开量计算
弹性密封垫采遇水膨胀橡胶氯丁橡胶复合垫弹性模量E假定环螺栓达允许应力时衬砌外侧张开量作验算标准时Nmm2
侧螺栓伸长：
mm
衬砌外侧张开量：
<3
式中 ——弹性密封垫宽度mm
——螺栓钢筋弹性模量E（HRB235）
满足弹性密封条防水适应力
图316接缝张开量计算简图
382千斤顶作局部承压计算
圆形衬砌外径Φ6200mm径Φ5500mm暂选盾构盾尾厚度40mm盾尾间隙般25~40mm取30mm盾构外径6340mm盾构千斤顶中心线直径5815mm盾构千斤顶24台台顶力F1500顶块受力面积尺寸695mm×300mm混凝土结构设计规范：
式中 ——衬砌片重度kNm3
——片体积m3
——衬砌片外半径m
——衬砌片半径m
已知数值带入计算：
15×09×275×1042503869 >1500
满足局部承压求
383抗浮验算
根隧道断面土层分布情况取隧道覆土浅处进行抗浮验算正图41示④④截面隧道顶覆土88m
浮力：
式中 ——隧道衬砌圆环体积
——隧道外径62m
已知数值带入计算：
3019
（2）结构重：
已知数值带入计算：
（3）隧道覆土重：
式中 ——覆土深度m
——第i层土重度水位取浮容重
已知数值带入计算：
0kN
（4）抗浮系数：
已知数值带入计算：
（11抗浮安全系数）满足求
第四章 隧道结构防水设计
41 片防水
片防水包括片体防水片外防水涂层
根隧道处水文质条件应片体抗渗性做出明确规定S8钢筋混凝土片说制作质量工艺外加剂提高片体抗渗效果明显
钢筋混凝土片言涂料求：
（1）涂层应盾尾密封钢丝刷钢板挤压损伤抗渗水力
（2）片弧面混凝土裂缝宽度达03mm时抗08Mpa水压长期渗漏
（3）涂层应具良抗化学腐蚀性抗微生物侵蚀性耐久性
（4）涂层应具防迷流功体积电阻率表面电阻率高
（5）涂层良施工季节适应性施工简便成低廉
图41盾构片接缝防水
42 片接缝防水（1）——弹性密封垫防水
片接缝防水包括片间弹性密封垫防水隧道侧相邻片砌缝间防水中弹性密封垫接缝首道防线接缝防线然片制作精度接缝防水影响忽视般求接缝宽度应15mm
关弹性密封垫求：
（1）弹性密封垫片张开量6mm时承受06Mpa水压
（2）弹性密封垫功求般情况求弹性密封垫承受实际水压3倍衬砌环缝密封垫应衬砌产生变形时保持规定水压力作透水密封垫设计水压允许张开值应衬砌产生绕曲时环缝张开值
（3）密封垫长时间保持接触面松弛
（4）建议选现工程中较水膨胀密封材料
43 片接缝防水（2）——嵌缝密封防水
接缝防水种措施衬砌片弧侧预留嵌缝槽片拼装完毕预留凹槽采密封胶进行嵌缝密封（图示）
图42环缝密封嵌缝做法
44 接缝注浆
接缝注浆年开发门新技术重盾构隧道工程接缝面设置供注入密封剂浅沟槽片四边端面设置灌注槽片拼装成环隧道片灌注槽注入密封剂求压注材料密封性具膨胀性固结收缩弹性聚氨酯类浆液
45 螺栓孔压浆孔防水
螺栓螺栓孔压浆孔间装配间隙渗水重通道采取防水措施塑性（合成树脂类石棉沥青）弹性（合成橡胶放螺口间拧紧螺栓时密封圈受挤压变形充填螺栓孔壁间达止水效果图）螺栓孔注浆孔均设置密封垫圈密封圈应具良伸缩性水密性耐螺栓拧紧力耐老化等
图43 螺栓孔压浆孔防水构造
46 防水材料技术指标施工求
1衬砌外防水涂料
表41涂料成分指标
项目
指标
涂料成分
聚氨酯
混凝土粘接强度
≧≥06
抗击（50kg·cm）
明显痕迹
透水性（08Mpa·两时）
透水
基层2mm开展时
涂层破
耐腐蚀遇低强度酸碱
涂层变化
2弹性密封材料
（1）材料：三元乙丙橡胶硫化成
（2）尺寸精度：成品尺寸允许误差
差：（+3mm5mm） 环差：（+5mm10mm）
高度差：±05mm
宽度差±：10mm
接头差：±05mm
（3）弹性密封垫胶粘剂
材料：单组成分氯丁——酸醛胶粘剂
技术指标
表42弹性密封材料具体指标
项目
指标
氯指数
37
粘接面剪切强度（Mpa）
橡胶锈钢板
≧≥4
橡胶水泥
≧≥027
橡胶橡胶
≧≥03
47 防水材料具体施工求
1三元乙丙橡胶密封前须工厂进行硫化复合形成橡胶圈
2封顶快两侧橡胶拼装前需表面涂抹润滑剂封顶块邻接块缝弹性密封垫需设置尼龙绳限制插入式橡胶条拉伸尼龙绳生产封顶块密封垫时已嵌入密封垫中部
第五章 铁隧道施工监控测量设计
51概述
施工监控测量施工中种数相互印证确保监测结果性确保周围建筑物安全合理确定施工参数提供达反馈指导施工目
监控测量象层支持结构周围环境监测项目表深层土体沉降水位移水压力水位建筑物沉降量倾斜线沉降支持结构力变形等
测量信息够做点：
①准确预估破坏变形等未动态设计参数施工程加监控便时掌握围岩动态采取适措施（预估终位移值根监控基准调整修改盾构施工参数等）
②满足作设计变更重信息项求提供设计施工需重参数（初始位移速度作荷载）
52 监测项目
表51 监测项目明细
监测项目
仪器
目
监测频率
表沉降
NA2002精密水准仪钢尺
掌握隧道施工程中周围土体线周围建筑物影响程度影响范围
开挖面距量测面前<2B时12次天
开挖面距量测面前<5B时1次2天
开挖面距量测面前>5B时1次周
线沉降
建筑物沉降
建筑物倾斜
Leica1800全站仪反射片
隧道顶拱沉
收敛仪NA2002精密水准仪
解隧道施工程中初期支护结构变位规律
开挖面距量测面前<2B时12次天
开挖面距量测面前<5B时1次2天
开挖面距量测面前>5B时1次周
隧道净空收敛
表建筑物支护结构裂缝
观测必时裂缝仪
掌握裂缝发生发展程分析施工影响程度
（注：B隧道开挖跨度）
53 测点布置
表面变形测点位置考虑反映监测象变形特征便应仪器观测利测点保护埋测点影响妨碍结构正常受力削弱结构刚度强度实施项容测试时类测点布置时间空间应机结合力求监测部位时反映物理变化量找出联系变化规律
盾构区隧道洞表线房屋监测布点
54监测方法
541表沉降监测
盾构施工引起表沉降较短时间作建筑物建筑物危害致命控制面沉降盾构施工说非常重面沉降控制包括盾构前方沉降盾构通时沉降续沉降控制盾构切口前方沉降切口泥水压力推进速度控制切口泥水更支护正面土体必须时严格控制泥水标准等施工参数盾构通时沉降步注浆控制固结沉降步注浆壁二次注浆进行控制
①监测仪器：NA2002全动电子水准仪玻璃钢瓦尺等
②监测方法：表埋设测点观测点做原状土隧道线表影响范围外布设监测基准点采精密水准仪基准点面水准点进行联测取高程
图51基点埋设方法示意图
③观测点布置原：测点布置面规范设计求隧道中线方隔10m布设测点垂直隧道方30m布设观测断面联络通道必须布设组观测断面观测断面布设约11点根沉降槽范围中线布设左右线路外布设5点点间距2m3m5m施工时根具体面建筑物情况进行调整
图52 面沉降片变形监测示意图
④沉降值计算：条件许情况布设导线网便进行差处理提高观测精确度然测站进行差求点高程施工前基点通水准测量测出隆陷观测点初始高程施工程中测出高程高差沉降值
⑤数分析处理：表沉降量测着施工进度进行根开挖部位步骤时监测沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图沉降变化速度加速度曲线图表沉降速度加快监测频率必时停工检查原
542建筑物沉降监测
隧道赣江西岸秋水广场起赣江中道穿越赣江江中道中山西路东端滨江道站相连接赣江两侧道路均城市干道附少量建筑物影响区建筑物进行监测
①监测仪器：NA2002全动电子水准仪玻璃钢瓦尺等
②监测方法：监测建筑物均匀沉降水位移精密水准仪电子纬仪进行量测施工程中注意观测房屋裂缝情况根测量结果判断建筑物变形沉降情况
③布点原：表沉横范围建筑物应进行沉倾斜监测基点埋设表沉降观测相沉降测点埋设击钻建筑物基础墙钻孔然放入长直径200300mm2030mm半圆玩头弯曲钢筋四周水泥砂浆填实测点埋设高度应方便观测测点应采取保护措施避免施工程中受破坏幢建筑物般布置4观测点特重建筑物布置6测点测点布置图：
图53 建筑物沉降测点示意
④沉降计算表沉降观测
⑤数分析处理：绘制位移—时间曲线散点图具体分析表沉降监测位移—时间曲线趋缓时选取合适函数进行回分析预测沉降量根测建筑物倾斜沉值判断建筑物否安全
543线沉降监测
隧道区域线较防止重线破坏必影响区范围线进行观测保护
①监测仪器：NA2002全动电子水准仪玻璃钢瓦尺等
②监测方法：表沉降类似
③布点原：线覆土正方着线走方隔5m挖孔测线布置测点挖孔中埋设mm钢加盖保护宜开挖方钢直接入深度顶齐作观测标记
④沉降计算表沉降观测
⑤数分析处理：根施工进度测变形值绘制成线变形曲线图：绘制位移—时间曲线散点图判定施工措施效性位移—时间曲线趋缓时选取合适回曲线分析预测线沉降量线沉降曲线槽曲线判断施工影响范围沉降坡度曲率半径等
544隧道拱顶沉降水收敛监测
监测盾构隧道成型环片收敛拱顶沉情况盾构隧道采片拼装式衬砌采错缝拼装块间环采直螺栓连接片接缝防水采两道复合式橡胶止水条片盾壳保护盾尾拼装成环形隧道盾构法施工关键工序片拼装质量坏直接影响隧道结构安全功
①监测仪器：收敛仪精密水准仪
③测点布置原：隧道收敛拱顶沉测点断面隧道方10m布置断面隧道收敛拱顶沉测点布置图
图54拱顶沉点周边收敛量测观测点布置示意图
545建筑物倾斜监测
①监测仪器：
Leica1800全站仪反射片
②监测实施方法
测建筑物高度（应23建筑物高度）贴反射膜片建立两观测点两倍观测点距离位置建立观测站采Leica 1800型（1＇＇2mm+2ppmm）动全站仪国家二级位移观测求测定测建筑物观测点坐标值两次观测坐标差值计算出该建筑物倾斜变化量观测频率表沉沉降观测
裂缝监测
①表：表裂缝开展情况监测通常作铁施工影响程度重采直接观测方法裂缝进行编号划出测度位置必时钢尺测读监测数量位置根现场情况确定
②建筑物裂缝观测：建筑物沉降倾斜必然导致结构构件应力调整产生裂缝裂缝开展情况监测通常作施工影响程度重通常采直接观
测方法裂缝进行编号划出测读位置观测裂缝发生发展程必时通裂缝观测仪进行裂缝宽度测读数量位置根现场确定
③片裂缝情况前两种相
55 监控控制标准
根规范规程计算资料类似工程验确定监测象监测容监测标准分采标准：
1表沉降控制标准：般段表沉降允许值30mm重点段表沉降允许值15mm
2建筑物控制标准：桩基础建筑物沉降值应10mm天然基建筑物允许值应30mm重建筑物应提高观测标准
3建筑物倾斜控制标准
建筑物允许沉降差控制标准层高层建筑物基倾斜变形允许值
表52 变形允许值
变形特征
基变形允许值
中低压缩性土
高压缩性土
砌体沉重结构基础局部倾斜
0002
0003
工民建柱间沉降差
框架结构
砖石墙填充边排柱
0002L
0007L
0003L
001L
（注：表中L柱中心距单位：米）
（1）线面控制标准：
煤气线沉降水位移超10mm天发展超2mm水线沉降水位移超30mm天发展超5mm相应道路沉降述相应线标准进行控制
（2）隧道拱顶位移收敛控制标准：
隧道拱顶沉降控制值50mm隧道施工中出现列情况时候应立停止施工采取措施进行处理Ⅰ测量数断增趋势Ⅱ支护结构变形出现明显受力裂缝断发展Ⅲ时态曲线长时间没变缓趋势
②检测方法：收敛仪精密水准仪直接测量收敛仪测量监控隧道变相仪器连接测力测距三部分组成适量测隧道工程围岩周边意方两点间距微变化达评定工程稳定性研究工程围岩支护变形发展规律确定合理支护参数目
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学生姓名： 指导教师：
摘
设计容包括线路总面设计线路断面设计盾构隧道结构形式设计盾构隧道结构工况力组合计算片结构截面检算配筋设计盾构隧道施工方案设计
铁选线设计应符合城市总体规划应符合城市轨道交通网规划应节约城市土资源应减少城市拆迁工程线路面设计涉线面位置线路面建筑物间安全距离线路位置方案选线路面设计标准关规定缓曲线设置规定线间距等方面知识
线路断面设计保证列车运行安全稳客舒适结合形质水文条件建筑物基础情况等进行合理设计力求方便客降低工程造价条件时设计符合列车运行规律节坡线路断面设计涉线覆土厚度线构筑物质条件排水站位置等方面素通素综合考虑设计分左线右线进行断面设计区间盾构圆形隧道建筑限界Φ6000mm圆充分考虑隧道建筑限界基础盾构隧道横断面进行设计
设计采水土分算法结构受荷载进行计算采惯计算解析法结构力进行分析偏心受压构件片结构截面筋进行设计根相关规范标准求目前国常盾构片形式盾构片形状组合方式接缝方式封顶块插入方法楔形量片接头等进行设计
关键词：选线设计结构设计施工方案设计
Abstract
The subway route selection design should conform to overall plan of a city should conform to track communications network plan should save land resource of the city should reduce the relocation project This design involves planimetric positions of the route the safe distance between the line and the ground the comparasion and selection of the line position the standard and related stipulation of line plane design the establishment stipulation of transition curve the line spacing and so on
The line longitudinal section design must guarantee the train movement secure and the passenger comfortable must adapte to different terrain geology hydrology and ground conditions underground buildings and foundation situations and so on carries on the reasonable design makes every effort to facilitate the passenger to use and to reduce the project construction cost Must conform to the train operating and design law energy conservation slope as far as possible when the condition is right With these factors this design has separately carried on the longitudinal section design of the left line and the right line The sector of the shield tunnel construction limit is a circle with a diameter of 6000mm with the full consideration of this limit has carried on the design to the shield tunnel cross section
The design separate the hydraulic pressure and earth pressure to compute the load of the structure has used analytic method to resolve the internal force of the structure According to some requirements and relevant technical regulations make a design of the segmentsShield method has such lots of merits that it is gaining in popularity to this booming technology finally discussed in detail of it’s construction method
Key words： line design structural design costruction scheme
目录
南昌铁1号线双港道站～北环路路站区间隧道设计 I
摘 I
Abstract II
绪 1
11工程概况 1
12 区段工程质条件 1
121层工程特性 1
122水文质情况 2
123周边环境 3
13 设计务 3
14 设计 3
15 设计原求 4
151设计原 4
152 技术标准 4
153结构计算 4
16 施工监控量测 8
161监测项目 8
162监测标准 8
17 防水设计原 8
171设计原 8
172防水等级标准 9
第二章 区间隧道线路设计 9
21线路选线概述 9
211隧道结构拟定 9
212衬砌结构形式选型关参数说明 9
22 区间线路面设计 10
221线路基形式 10
222圆曲线 10
223缓曲线 12
第三章 隧道衬砌结构设计 28
31隧道净空设计 28
311概述 28
312铁限界概念规定 28
313隧道净空计算 28
32 施工方法选择 31
321现场条件 31
322隧道施工方法选择 32
33 隧道衬砌片结构设计 34
331片分块 34
332片拼装 34
绪
11工程概况
双港道站～北环站区间(CK0+321277~CK1+365178)
双港道站～北环站区间场然面定起伏面标高19～40m西侧3层居住区东侧建筑物较少余段草农田属构造剥蚀岗貌区间线路半径400m380m两组曲线线间距约120～143m线路坡设计双坡坡度26‰
双港道站～北环站区间设座联络通道位里程CK0+902568联络通道区间泵站合建联络通道洞门采局部钢片混凝土片钢片相结合复合式衬砌环结构联络通道径尺寸：净宽20m洞口处净宽14m净高21m联络通道中部设集水井面尺寸35×20m深度325m
双港道站~北环站区间隧道联络通道泵站位⑥31中风化段千枚岩层中⑥32中风化段千枚岩层中泵站底板距表22m左右该岩层遇水易软化容易造成坍塌联络通道泵站施工时需该区域层进行加固达隔水稳固层目
区间体采钢筋混凝土通片径5400mm外径6000mm厚度300mm环宽1200mm
列车采A型车列车高运行时速80kmh采接触网馈电方式供电牵引供电电压直流1500V
12 区段工程质条件
121层工程特性
①1杂填土：杂色碎块石建筑垃圾生活垃圾全风化千枚岩组成成分较杂性均场仅MA3SGZ13孔揭露层顶面高程3198m层厚150m
①2素填土：红褐色黄褐色褐黄色塑粘性土组成含少量碎石未碾压处理均性差全场均分布层顶面高程2926～3771m层厚030～510m
④1粉质粘土：灰黄褐黄色红褐色塑～硬塑含铁锰质斑点全场分布层顶面高程2744～3595m层厚06～55m
⑥1全风化千枚岩：灰黄灰绿色紫红色塑～硬塑风化呈粘土状原岩结构已破坏含量高岭土膨胀率约20～33膨胀潜势全场分布层顶面高程2537～3721m层厚02～66m
⑥2强风化千枚岩：褐黄夹灰黄色紫红色千枚状构造岩芯呈碎块状～短柱状原岩结构基破坏岩质极软手捏碎浸水捏成团局部见强风化千枚板岩局部夹中风化岩块膨胀率约185～265膨胀潜势全场均分布层顶面高程755～3412m层厚045～1925m
⑥31中风化段千枚岩：灰黄色褐黄色千枚状构造岩芯呈碎块状～短柱状原岩结构较清晰岩质极软锤击声哑遇水易软化陡倾角裂隙发育裂隙面铁锰质渲染局部分布强风化薄夹层全场分布层顶高程916～3155m层底标高276~2354m层厚120～2010m层顶埋深510~2280m
⑥32中风化段千枚岩：灰黄灰绿色青灰色千枚状构造岩芯呈碎块状～短柱状局部呈柱状原岩结构清晰岩质极软锤击声哑遇水易软化陡倾角裂隙较发育裂隙面铁锰质渲染岩石单轴饱抗压强度标准值12MPa岩石基质量等级Ⅴ级全场分布层顶高程013～2239m层底标高649~1383m层厚17～2077m层顶埋深10~294m
122水文质情况
（1）表水
勘察场东侧约3800米处江西省第河流赣江游约5公里外洲水文站资料赣江高洪水位2513m（1968年黄海高程）低水位1350m（2007年）洪峰流量21200 m3s（1982年6月20日）枯流量172m3s流速253ms
（2）水
根水含水空间介质水理水动力特征赋存条件拟建工程场水类型分孔隙性潜水裂隙性潜水两种类型
1）孔隙性潜水
赋存第四系中更新统坡残积粉质粘土全风化岩层中潜水水位埋深较浅水位埋深050～620m标高2526~3184m场距离孔目湖约270km距离赣江约38km场受孔目湖赣江水位影响较水接受气降水径流补潜水水量微弱受开采影响较根类似工程验场环境拟建场水流速较标段未行进行1水文年水位长期观测抗浮设防水位车站100年期间遇高水位需长期观测取抗浮水位规范求进行专题研究
2）裂隙性潜水
裂隙性潜水赋存场前震旦系双桥山群岩层裂隙中受部气降水渗透补富水性裂隙孔发育程度裂隙性质等条件影响场基岩裂隙发育裂隙性质呈张开状勘察场千枚岩裂隙性潜水定水量钻孔MA3SGZ04312m处出现严重漏浆
123周边环境
双港道站南昌轨道交通1号线期工程起点站位蛟桥济技术开发区设双港东街铁路老昌北支线车站西侧罗新村江西传感器厂国营九三九厂江西财学等东侧铁路老昌北支线国营南昌制革二厂宜春区物资仓库太子庙新村等车站出入口交叉口四角设置
北环站周边交通状况
南昌轨道交通1号线北环站位规划孔目湖路南端北环路北江西交通职业技术学校西侧车站西北侧江西机电职业技术学院东北侧江西交通职业技术学院等车站出入口风井孔目湖路（规划路）东西两侧布置车站现状位置空旁边道路均规划路站点施工时稍微阻碍交通学院出入口外现道路交通基没影响北环站施工区域位孔目湖路（规划路）
13 设计务
区间采盾构法施工请根工程条件质条件进行设计
（1）区间隧道线路面断面设计
（2）隧道结构设计（包括断面尺寸衬砌结构型式关参数片类型尺寸配筋连接件设计曲线段片尺寸设计楔形块设计稳定性验算等）
（3）隧道结构防水设计
（4）施工监控量测设计
14 设计
（1）混凝土结构设计规范（GB50010—2002）
（2）铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土结构设计规范（TB10002399）
（3）工程防水技术规范(GB501082001)
（4）深圳区建筑深基坑支护技术规范（SJG0596）
（5）建筑基坑支护技术规程
（6）建筑结构荷载规范（GB 500092001）
（7）建筑抗震设计规范（GB 500112001）
（8）铁道设计规范（GB501572003）
（9）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB500862001）
（10）铁道工程施工验收规范（GB502991999）
（11）南昌铁1号线期工程秋水广场站～中山西路站岩土工程勘察报告
15 设计原求
151设计原
（1）工程结构安全等级二级
（2）结构设计7度震验算设防
（3）结构设计六级防验算设防
（4）结构防水等级二级
（5）工程设计应满足工程施工铁运营防排水场环境规划求
（6）隧道片净空尺寸满足标称隧道限界规定外考虑盾构推进片安装片环椭变进步位移等导致种偏差
（7）片直径变形控制4‰D（D 片外径）环缝张开2mm（变形缝处3mm） 缝张开2mm
（8）便片制作安装系列化定型化规范化通规模效益达节省投资目片设计根区段隧道埋置深度工程质水文质条件采分段设计综合分析分类统原
（9）考虑表面摩擦力时结构抗浮安全系数105考虑表面摩擦力时结构抗浮安全系数115
（11）铁区间隧道应满足防火求
152 技术标准
（1）面曲线半径：450m
（2）曲线间水夹直线长度：2512m
（3）竖曲线半径：3000m
（4）坡度：30‰
（5）非特定情况需考虑更严格控制值面沉降应控制30mm情况允许隆起量+10mm建筑物均匀沉降应关规范规定值
（6）结构物设计年限100年
（7）片混凝土强度等级应C50抗渗等级S10
（8）洞门混凝土等级应低C30抗渗等级S8
（9）联络通道初期支护C20早强混凝土
（10）结构钢筋HPB235HRB335级钢筋
（11）结构防水等级二级
153结构计算
（1）计算原
1)结构计算采概率理基础极限状态设计法指标度量结构构件度采分项系数设计表达进行结构计算分析
2)结构构件应根承载力极限状态正常极限状态求分列规定进行计算验算
①承载力稳定：结构构件均应进行承载力（包括压曲失稳）计算需考虑震施工等特殊荷载作尚应进行结构构件抗震承载力计算
②变形：需控制变形值结构构件进行变形验算
③抗裂裂缝宽度：求出现裂缝构件应进行混凝土拉应力验算允许出现裂缝构件应荷载短期效应组合考虑长期效应组合影响求出裂缝宽度进行裂缝宽度验算震力等偶然荷载作时验算结构裂缝宽度
3)结构计算简化模型确定根结构实际工作条件反映结构周围层相互作
4)进行横断面方受力计算
5)浅埋结构水位整体结构考虑水浮力利情况进行整体抗浮稳定性验算
考虑侧壁摩阻力时抗浮安全系数105计侧壁摩阻力时抗浮安全系数115否应采取抗浮措施
（2）计算假定
(1) 采荷载结构模型限杆单元法进行计算 车站结构底板支撑弹性基面框架进行力分析
(2)布置节点弹簧单元模拟基底板相互约束假定弹簧承受拉力计基底板间粘结力弹簧受压时反力基底板弹性抗力
（3）体结构尺寸拟定
1）结构构件拟定原
a结构尺寸拟定应根承载力极限状态正常极限状态求构件分进行承载力计算稳定变形裂缝宽度验算
b结构构件设计应承载力极限状态正常极限状态分进行荷载效应组合取利组合进行结构构件设计
c结构尺寸拟定应考虑基坑支护结构作
d结构尺寸应满足施工工艺求
2）结构尺寸拟定
结构尺寸根计算结果结合工程类拟定计算参数提供资料采足部分参关规范规程结合相关工程验取
（4）计算模式
1) 采荷载结构模型限杆单元法进行计算 车站结构底板支撑弹性基面框架进行力分析
2）布置节点弹簧单元模拟基底板相互约束假定弹簧承受拉力计基底板间粘结力弹簧受压时反力基底板弹性抗力
3)计算断面选取
结构时出现作应承载力极限状态正常极限状态分进行作效应组合选取区间典型断面进行计算取利组合进行设计
取1m标准段计算单元计算图式见图1
图1 隧道标准断面计算模型
（5）荷载计算
1）计算荷载：
①永久荷载
结构重：钢筋混凝土容重γ25kNm3
覆土重：覆土容重取γ20kNm3
侧水土压力：施工阶段采朗金动土压力阶段采静止土压力
设备荷载：设备区般8kNm2考虑考虑设备吊装运输路径影响
静水压力浮力：水容重10kNm3
②变荷载
路面活载：q20kNm2取
施工活载：考虑施工时情况组合
④震作
车站震烈度7度设防采震系数法进行抗震分析
⑤荷载组合：
根建筑结构荷载规范（GB 500092001）建筑抗震设计规范（GB 500112001）铁道设计规范（GB501572003）规定结构施工阶段阶段出现利情况进行荷载组合种荷载组合分项系数见表3
表2 结构荷载分类表
荷载类型
荷载名称
永久荷载
结构重
层压力
车站部破坏棱体范围设施建筑物压力
静水压力浮力
混凝土收缩徐变作
预加应力
设备重量
基沉作
变荷载
基变荷载
面车辆荷载击力
面车辆荷载引起侧土压力
铁道车辆荷载击力
群荷载
变荷载
温度作（力）
施工荷载
偶然荷载
防荷载
震荷载
表3 荷载组合表
荷载种类
组 合
永久荷载
变荷载
防荷载
震荷载
1
135
14
0
0
2
10
10
0
0
3
12
12
10
0
4
12
12
0
10
16 施工监控量测
施工监控量测应确保基坑稳定周围建筑物类线安全时通监测掌握围护结构表建筑物动态时预测反馈成果修正设计指导施工工程作技术储备
161监测项目
1)表沉降
2)表水位移
3)表建筑物沉降倾斜
4)衬砌受力
5)隧道部变形（两帮收敛顶板沉降）
162监测标准
周边建筑物应满足建筑基基础设计规范（GB 500072002）中表534规定允许沉降值：
1）砖混结构条形基础：基础倾斜方两端点沉降差距离值：0004
2）框架结构桩基础 ：0002l l—相邻桩基中心距离（mm）
17 防水设计原
171设计原
1)结构防水遵循混凝土防水道设防制宜综合治理原根环境条件结构形式施工方法选择效操作方便防水方案
2）结构应混凝土结构防水确保混凝土钢筋混凝土结构抗渗性抗裂性耐久性
3）应加强变形缝施工缝预留孔洞等细部构造防水措施
4）针深圳铁线水位高补源丰富层渗透系数较水混凝土钢筋具程度腐蚀性特点应优先考虑采混凝土结构防水柔性全包防水层相结合防水方案
5）防水材料选择应适应深圳区环境水条件方便施工耐久济安全环保原
6）结构排水措施应排混凝土结构渗漏水原
172防水等级标准
1）防水等级二级（具体见工程防水技术规范 GB 501082001）
2）结构防水应采钢筋混凝土结构防水抗渗等级≥S8根需铺设附加防水层防水措施侵蚀性介质水段防水混凝土耐侵蚀性系数应08
第二章 区间隧道线路设计
21线路选线概述
双港道站～北环站区间场然面定起伏面标高19～40m西侧3层居住区东侧建筑物较少余段草农田属构造剥蚀岗貌区间线路半径350m两组曲线线间距约15m线路坡设计双坡坡度20‰
211隧道结构拟定
铁设计规范易：转弯半径Rmin300m时采A型车圆形隧道建筑限界直径5200mm例中转弯半径350m计入设计施工验综合考虑隧道轴线施工误差100mm（中包括线路拟合误差测量误差）隧道期均匀沉降50mm数相加隧道径定5400mm隧道衬砌采300mm厚C55防水钢筋混凝土预制单层版式片隧道外径6000mm两线间净间距9m轨道中线间距15m
212衬砌结构形式选型关参数说明
（1）预制装配式衬砌
钢筋混凝土片耐压性耐久性较目前已生产抗压强度达60Mpa
渗透系数1011md片种片刚度尤组成衬砌防水性保证盾构法修建种隧道中广泛应
（2）板型片
板型片截面削弱少削弱盾构千斤顶推力具较抵抗力通风阻力较现代钢筋混凝土片采板型结构
（3）片厚度
根日验单层钢筋混凝土衬砌片厚度般衬砌环外径5左右6000*5300mm 取片厚度300mm（片宽度铰接施工标准采1200mm）
（4）螺栓注浆孔配置
组装片螺栓连接螺栓环连接螺栓两种柔性连接中环连接螺栓通常布置排螺栓孔设置降低片强度方便螺栓紧固作业
次设计选： 螺栓直径mm 30
螺栓孔直径mm 35
(5)区间联络通道中间泵站衬砌
采盾构法修建区间隧道时铁道线路断面常采高站位低区间布置形式两条区间隧道间联络通道设线路低点（接区间中点）排水泵站合建造
旁洞电锯直接钢筋混凝土环切割形成（联络通道中间泵站采矿山法施工加强防水性采拱形封闭复合衬砌）
22 区间线路面设计
221线路基形式
直线——缓曲线——圆曲线——缓曲线——直线
222圆曲线
曲线超高
1．曲线超高作设置方法
曲线超高曲线外轨顶面轨顶面水高度差
列车曲线行驶时离心力作列车推外股钢轨抵消离心力曲线外轨适抬高列车身重力产生水分力抵消离心力外两股钢轨受力均匀垂直磨耗均等满足旅客舒适感提高线路稳定性安全性
2．曲线超高值计算
曲线超高列车通时离心力确定
离心力：C m v2 R
两相似三角形：
vV 代：V36vS两股钢轨中心距S1435mmg981ms2代入式：
半径曲线外轨超高值列车运行速度方成正
国线规规定：超高150mm单线铁路行列车速度相差悬殊段超高125mm
未衡超高允许值
未衡超高外轨产生偏载引起外轨均匀磨耗影响旅客舒适度必须未衡超高加限制线规采值：hgy般取70mm困难时取90mm线提速改造时取110 mm hgy般取30mm困难时取50mm修规采值： hqy般应75mm困难情况应90mm hgy般取30mm困难时取50mm
二曲线半径计算
客货列车线运行铁路曲线半径计算满足旅客舒适度轮轨磨耗均匀两条件数值应采中较者取50m整倍数
1旅客列车高行车速度求
高速度通时欠超高超允许值
式中：Vmax —— 旅客列车高行车速度(kmh)取80kmh
hmax——超高取150mm
hqy——允许欠超高般取70mm困难取90mm
2旅客舒适度外轨均磨条件求
满足舒适均磨曲线半径应符合等式：
式中：Vh ——列车设计速度(kmh)取80
hgy——允许超高般取30mm困难取50mm
根铁道设计规范规定圆曲线标准半径区间段中设置半径350m
223缓曲线
缓曲线设置直线圆曲线半径圆曲线间曲率连续变化曲线
缓曲线线形
国城市轨道线路中般行车速度高直采直线形超高坡三次抛物线缓曲线线形国目前设计铁采种线形
三次抛物线形缓曲线参数方程直角坐标方程外轨超高坡坡度计算式分
参数方程：
直角坐标方程：
超高坡坡度：
式中xy——缓曲线意曲线点M横坐标
——缓曲线意曲线点M距ZH点长度（m）
——缓曲线全长（m）
R ——圆曲线半径（m）
——缓曲线外轨超高(mm)
二 缓曲线长度计算
缓曲线长度影响行车安全旅客舒适拟定标准时应根列条件计算取较长者
(1) 超高坡致车轮脱轨
(2)．超离时变率致旅客适
(3)．欠超高时变率致影响旅客舒适
综三式缓曲线长度l0 计算公式：
根铁道设计规范规定缓曲线长度计算结果应进整10m整倍数
(4) 缓曲线长度选
根计算相关规定区间段中选缓曲线长度80m
三缓曲线间圆曲线长度
线路面设计时保证圆曲线足够长度曲线偏角α曲线半径R 缓曲线长度 三者间应满足：
根铁道设计规范规定：A型车缓曲线圆曲线间夹直线应25m该线路中采30m
四 缓曲线常数计算：
式中：——圆曲线延长部分应圆心角
——缓曲线总偏角
m——切垂距
P——圆曲线移量
曲线综合素计算：
切线长：
曲线长：
外矢距：
切曲差：
曲线素计算：
（）左线CK0+588485曲线计算曲线素中ɑ62°缓曲线常数计算：
缓曲线切线角：
切垂距：
圆曲线移量：
综合曲线素计算：
切线长：
曲线长：
切曲差：
（二）左线CK1+155754曲线计算曲线素中ɑ38°缓曲线常数计算：
缓曲线切线角：
切垂距：
圆曲线移量：
综合曲线素计算：
切线长：
曲线长：
切曲差：
左线控制点里程桩号：
表21左线控制点里程桩号
点号
里程桩号
双港道站
CK0+321277
ZH
CK0+442380
HY
CK0+502380
YH
CK0+674590
HZ
CK0+734590
ZH
CK0+936329
HY
CK0+996329
YH
CK1+315179
HZ
CK1+375179
中山西路
CK1+375179
右线控制点里程桩号：
表21左线控制点里程桩号
点号
里程桩号
双港道站
CK0+321277
ZH
CK0+442380
HY
CK0+502380
YH
CK0+674590
HZ
CK0+734590
ZH
CK0+936329
HY
CK0+996329
YH
CK1+315179
HZ
CK1+375179
中山西路
CK1+375179
表23左线控制点坐标
序号
控制点里程
隧道中心
X
Y
圆心高程
1
盾构起点
DK10+983818
54335287
34736303
47
2
ZY
CK10+98382
54180368
34850855
03
3
HY
CK11+22382
54117812
34894547
03
4
YH
CK11+30382
54057563
34960605
03
5
YZ
CK11+41231
54009537
34998452
03
6
ZY
CK11+49231
53649537
35642043
03
7
HY
CK12+182193
53589862
35772336
03
8
YH
CK12+26219
53550432
35945342
03
9
HZ
CK12+51206
53489049
36005634
03
10
盾构终点
DK12+855727
53489049
36226644
47
表24右线控制点坐标
序号
控制点里程
隧道中心
X
Y
圆心高程
1
盾构起点
DK10+983818
5434441
34741729
47
2
ZY
CK10+98382
54189491
34856281
03
3
HY
CK11+22382
54126935
34899973
03
4
YH
CK11+30382
54066686
34966031
03
5
YZ
CK11+41231
54018660
35003878
03
6
ZY
CK11+49231
53658660
35647469
03
7
HY
CK12+182193
53598985
35777762
03
8
YH
CK12+26219
53559555
35950768
03
9
HZ
CK12+51206
53498172
36011060
03
10
盾构终点
DK12+855727
53498172
3623207
47
表25曲线素汇总
转角
（）
半径曲线（m）
缓曲线长度（m）
切线长（m）
曲线长（m）
1
18
600
80
1351
268495
2
42
450
80
21296
40986
23 区间线路断面设计
231线路断面设计般原
(1)铁线路断面设计求保证列车运行安全稳客舒适高架线路更注意城市景观坡段应量长
(2)线路断面结合形质水文条件结合线路敷设方式埋深隧道施工方法面建筑物基础情况线路面条件等进行合理设计力求方便客降低工程造价必时建议变更线路面施工方法
(3)线路应量设计成符合列车运行规律节奏型坡道车站般位断面高处区间位断面低处车站两端节坡道外区间般宜缓坡避免列车交制动增牵引荷载
232断面坡度
铁设计规范 （GB 501572003）中关线路断面坡度规定
（1）正线坡度30‰困难段采35‰联络线出入线坡度宜40‰（进考虑种折减值）
（2）隧道路堑段正线坡度宜3‰困难段确保排水条件采3‰坡度面高架正线坡度采取排水受限制
（3）着站站台计算长度线路坡度宜采2‰困难条件设3‰坡道
（4）竖曲线界半径：坡道坡道坡道面交点处发生变坡列车通变坡点时会产生附加加速度车钩应力发生变化保证列车安全两相邻坡段坡度代数差等2‰时应设置圆曲线型竖曲线连接
坡段特征表示
坡段特征坡段长度坡度值表示
坡段长度Li坡段两端变坡点间水距离(m)坡度值i该坡段两端变坡点高差Hi(m)坡段长度Li(m)值千分数表示：
i (HiLi)×1000（‰）
坡度值i坡取正值坡取负值坡度10‰表示千米升10m
二坡段长度
两坡段连接点坡度变化点称变坡点坡段两端变坡点间水距离称坡段长度
城市轨道交通线路坡段长度宜远期列车长度节车厢1911m计算列车编组6节车厢时约115m
城市轨道交通线路求坡段长度取50m整数倍
三坡段连接
相邻坡段坡度差计算：
代数差绝值表示
Δi|i1i2| (‰)
城市轨道交通线路中列车质量远货物列车城市轨道交通相关规范均未坡度数差加限制
233竖曲线
竖曲线定义
线路断面变坡点处设置坡段线相切曲线
二竖曲线半径取值
铁设计规范 （GB 501572003）中规定竖曲线半径取值见表
表26 竖曲线取值
线路
般情况（m）
困难情况（m）
正线
区间
5000
3000
车站端部
3000
2000
联络线
2000
出入线
2000
该线路中取竖曲线半径3000m正线坡度应30‰
234节坡设置
节坡概念
谓节坡符合列车运行规律节坡道遵循高站位低区间设计原车站般位坡面高处区间位坡面底处列车车站起动助坡动力势转化列车动缩短列车牵引时间快速起步达节约牵引耗目
二量转换分析
切运动物体具动物体运动速度质量越动越举高物体具势物体位置越高质量越势越动势间相互转换
图 1 示设进站前坡长 L站台高度 h重力加速度 g列车质量 m进站列车达坡 A 处时速度 V1假设时切断牵引电机电源车辆坡程中受重力轨道支持力车辆助惯性站台 B处速度 V2
图25节坡示意图
根量守恒定律重力做功条件物体动重力势相互转化机械总量保持变出等式：
mv122mv222+mgh
式中：v———速度ms
h———高度m
g———重力加速度98 ms2
m———列车质量kg
该式出质量关
：v122v222+gh进站列车达坡 A 处时速度 V1根牵引计算图进站制动初速般 40kms 40kmh1111ms
车辆站台 B 处速度 V2般设定 7 kmh 7 kmh194 ms出站台高度 h 611 m
实际列车坡时受阻力作站台高度般设置 5 m 较合适
三节坡坡段长度
通较节坡坡度相条件250 m长节坡方案方案节 3~5[2]推荐 80 kmh 列车采 200 m 长节坡坡段长度
述节坡坡度 22‰~26‰节坡坡段长度 200 m基吻合量转换分析出站台高度 5 m 数值
表27区间坡道汇总
起点里程
坡长
坡度
1
CK10+993818
200
25008
2
CK11+523313
300
19003
3
CK11+853193
32988
17282
4
CK12+652941
200
25008
具体数见断面图
图25区间线路断面概图（右线）
根标准结合实际情况CK11+19382处设置变坡点A坡坡度25‰CK11+82231处设置变坡点B坡坡度19‰理CK12+88573设置变坡点C坡坡度25‰取B点图示：
图26变坡点B图示
第三章 隧道衬砌结构设计
31隧道净空设计
311概述
铁限界仅制约着铁车辆外形尺寸直接影响铁工程土建部分投资规模铁造价重影响确定保证车辆运行安全增隧道空间济合理断面限界设计务目
312铁限界概念规定
限界保障铁安全运行限制车辆断面尺寸限制线设备安装尺寸确定建筑结构效尺寸图形根功求铁限界分车辆限界设备限界建筑限界
车辆限界指车辆直线段正常运行状态动态包络线谓正常运行状态指系悬挂二系悬挂正常弹性范围易损件磨耗限等高架面线车辆限界易受风荷载影响计算时需考虑点隧道
设备限界车辆运行途中系悬挂二系悬挂发生障状态时动态包络线限制安装设备侵入条控制线
建筑限界设备限界基础考虑设备线安装尺寸效断面建筑限界中包括测量误差施工误差结构沉降位移变形等素
设计中采整体式道床曲线段超高设置方法采第种设置方法轨降低半超外轨抬高半超高根客流量预计编组等素确定车型客流量预计资料设计中车型选A型车曲线半径采450m
313隧道净空计算
1相关建筑尺寸
南昌铁设计采A型车车体长度22100mm宽3000mm高3800mm车辆定距15700mm转架固定轴距2500mm板面距走行轨面高度1130mm
2建筑限界加高
铁设计规范（GB501572003）区间圆形隧道应接全线盾构施工段半径确定隧道建筑限界加高采R450m进行建筑限界加高计算
凹形竖曲线：
凸形竖曲线：
式中：——凹凸形竖曲线半径（mm）
——车辆定距（mm）
——车辆固定轴距（mm）
——车辆长度（mm）
公式
3 曲线段隧道净空
圆形隧道曲线超高段应采隧道中心线线路基准线侧偏移方法解决轨道超高造成外侧均匀位移量位移量公式计算
式中——隧道中心线线路基准线侧水位移量（mm）：
——隧道中心线竖位移量（mm）：
——隧道中心轨顶面垂距离（mm）：
s——轨道标准轨距（mm）：
H——外轨超高（mm）
设计中取h120mm
公式：
：
中
4 隧道净空确定
根前述规定计算建筑限界采直径5200mm考虑施工误差测量误差设计拟合误差均匀沉降等诸素确定根技术求施工程中控制措施建筑限界5200mm基础留100mm富余量基均满足求设计隧道径选5500mm
表31秋水广场～中山西路区间隧道工程规模
隧道尺寸
5500mm
隧道外尺寸
6200mm
片厚度
350mm
片宽度
1200mm
单线全长
18895m
图31 隧道横断面图
32 施工方法选择
321现场条件
南昌市轨道交通1号线轨道交通线网中条L形骨干线昌北新区线路呈S型南北走红谷滩中心区世贸路附折东西行走穿赣江南昌老城区形成东西轨道交通干线规划期工程起讫点昌北瑶湖奥体中心线路全长约2827km
次岩土工程勘察程中线路做次较调整秋水广场站始定赣江中道会展路交汇处线路变更定赣江中道世贸路交汇处西侧变更起点秋水广场站滨江道站终点里程ZK10+9125～ZK12+7675m区间长度1855米中赣江河床长度1245米隧道整体剖面呈中部低两侧高倒字形坡隧道底标高910～160m隧道顶板埋深502～2150米拟采盾构法施工方案盾构直径约60m工程建设单位南昌轨道交通限公司设计总体单位海市隧道工程轨道交通设计研究院勘察监理单位广州铁设计研究院限公司
工期较紧现场施工涉单位协调工作繁杂建设单位家勘察单位进行综合考察选终决定工程段初详勘工作委托院承担决定初详勘察工作次性实施
工程型市政轨道交通工程根工程规模特征铁道轻轨交通岩土工程勘察规范（GB503071999）岩土工程勘察规范（GB500212001）规定该工程重工程破坏果严重工程重性等级级工程建（构）筑物基础位水位水工程具利影响工程场复杂工程线岩土种类较岩性均匀性质变化较确定工程基复杂程度等级中等复杂场综合确定次勘察等级甲级
322隧道施工方法选择
1明挖施工法
通常面条件允许情况铁区间隧道宜采明挖法社会环境影响仅适合交通线较少应该方法现较少采
明挖法指挖开面开挖土石方设计标高基底作施工完成隧道体结构回填基坑恢复面施工方法根区间隧道工程环境交通繁忙明挖法适
2盖挖施工法
埋深较浅场狭窄面交通允许长期占道施工情况采盖挖法施工体结构施工序分盖挖作法盖挖逆作法盖挖半逆作法该法道路先完成周边围护挡土结构设置挡土结构代原表路面横梁路面板遮盖分层开挖基坑设计标高序施工结构物覆土恢复盖挖作法反先行构筑顶板恢复交通施工结构物盖挖逆作法
法车站施工区间隧道言工程造价高宜采
3暗挖施工法
暗挖法特定条件挖开面全部进行开挖修筑衬砌结构隧道施工办法暗挖法包括钻爆法盾构法掘进机法浅埋暗挖法顶法新奥法等中尤浅埋暗挖法盾构法应较广泛目前北京区隧道施工中该两种方法居
（1）钻爆法
国域广质类型样重庆青岛等城市处坚硬岩石层中广州铁部分区段处坚硬岩石层中种质条件修建铁通常采钻爆法开挖喷锚支护（通常山岭隧道相）
钻爆法施工全程概括：钻爆装运出碴喷锚支护灌注衬砌辅通风排水供电等措施通良质段时常采注浆钢架棚等系列初期支护手段根隧道工程质水文条件断面尺寸钻爆法隧道开挖采种开挖方法例：导坑先拱墙法导坑先墙拱法正台阶法反台阶法全断面开挖法半断面开挖法侧壁导坑法CD法CRD法等爆破光面爆破预裂爆破等技术隧道初期支护锚杆喷混凝土挂网钢拱架棚等支护方法时测量信息反馈常监测施工安全验证岩石支护措施否合理防水基采截堵排等种方法中喷射混凝土表面张挂聚乙烯聚氯乙烯板然灌注二次混凝土衬砌认种效果良防渗漏措施
（2）盾构法
盾构法施工盾构种施工机械面暗挖隧道种施工方法盾构(shield )支承层压力层中推进活动钢筒结构钢筒前端设置支撑开挖土体装置钢筒中段安装顶进需千斤顶钢筒尾部拼装预制现浇隧道衬砌环盾构推进环距离盾尾支护拼装(现浇)环衬砌衬砌环外围空隙中压注水泥砂浆防止隧道面沉盾构推进反力衬砌环承担盾构施工前应先修建井竖井安装盾构盾构开挖出土体竖井通道送出面
盾构法优点竖井施工外施工作业均进行影响面交通减少附居民噪声振动影响盾构推进出土拼装衬砌等工序循环进行施易理施工员较少土方量少穿越河道时影响航运施工受风雨等气候条件影响质条件差水位高方建设埋深较隧道盾构法较高技术济优越性适宜采
（3）掘进机法
埋深较浅场狭窄面交通环境允许爆破震动扰动适合盾构法松软破碎岩层情况采该法采臂式掘进机开挖受质条件影响采够济工期较长
（4）浅埋暗挖法
浅埋暗挖法称矿山法起源1986年北京铁复兴门折返线工程中国创造适合中国国情种隧道修建方法该法鉴新奥法某理基础针中国具体工程条件开发出整套完善铁隧道修建理操作方法新奥法处适合城市区松散土介质围岩条件隧道埋深等隧道直径表沉降修筑隧道技术方法突出优势影响城市交通污染噪声适合种尺寸断面形式隧道洞室
（5）顶法
顶法直接松软土层富水松软层中敷设中型道种施工方法适富水松软层等特殊层表环境中中型道工程施工顶进设备工具中继环工程吸泥设备等组成
4混合法
根铁隧道实际情况铁隧道施工程中采2种2种方法时称混合法区间隧道工程质情况相似宜采混合法
5施工方法确定
通述施工方法进行较结合工程现实条件区间隧道处闹市交通繁忙根线路布置情况隧道穿越段表现状路面高层建筑穿越层粘土层施工方案工程材料机械设备施工序施工方法施工员环境影响素施工条件变化等方面考虑结合验综合工程质水文质条件环境条件种施工方法特点采盾构法施工合适
33 隧道衬砌片结构设计
隧道衬砌承受隧道周围水土等荷载确保隧道结构净空安全结构属永久构造物着社会断工业化机械化发展隧道施工提出工业化机械化改进着隧道施工机械化发展出现装配式隧道衬砌种衬砌干工厂现场预制构件运入坑道机械拼装成装配承受围岩压力种衬砌具备列优点：
(1) 装配成环需养生时间承受围岩压力
(2) 量构件工厂成批生产洞进行机械化拼装改善劳动条件节省劳动力
(3) 拼装时需时支护拱架模板等节省量支撑材料劳动力
(4) 拼装采机械化提高缩短工期降低造价
然种衬砌存缺点例坑道需足够拼装空间制备构件尺寸求定精度接缝防水较困难等
331片分块
盾构隧道衬砌块预制片盾尾拼装成片环分块片制作运输安装等方面实践验确定应满足受力求验实际运情况铁隧道分块6~8块较该设计中采6块式三片A型片两块B型片块封顶K型片组成K型片隧道侧插入（半径方插入型）隧道轴方插入（轴方插入型）该区间中采轴方插入型
332片拼装
盾构隧道拼装方式两种通缝拼装错缝拼装通缝拼装时片衬砌结构 整 体 刚 度 较 导 致 变 形 较 力 较 采 错 缝 拼 装 时 片 衬 砌 结 构 整 体 刚度 较 导 致 变 形 较 力 较 时 错 缝 拼 装 时 求 螺 栓布置够进行定角度错缝拼装片分块设计求通缝拼装条件高错缝拼装偏转角度根螺栓布置定两环组错 缝 拼 装 三 环 组 错 缝 拼 装通常K型片放隧道拱顶范围该区间断采错缝式拼接
图32片安装位置展开图
333片尺寸拟定
根盾构隧道覆土深度周围环境工程质条件工程盾构隧道衬砌方案初步选：衬砌厚度350mm外径Φ6200mm环宽1200mm工程接缝刚度求易满足片安装方便快捷施工进度快隧道采单层衬砌衬砌采预制板型钢筋混凝土片混凝土强度C55衬砌环全环封顶块（K）邻接块（B1）（B2）块标准块（A1）（A2）（A3）构成计6块接缝分设置力较8°73°138°处
外侧圆周长18840mm
侧圆周长16956mm（图示）
图33衬砌片横断面
34 衬砌片竖曲线设计排版
沈阳铁号线例曲线存标准环转弯环配合通楔形环设计确定城市铁盾构隧道曲线掘进时楔形环标准环配适应线路走势实现种曲线片环手动排版
341楔形量(δ)楔形角(β)计算
假设宽度a宽度b
（a+b）21200
根日学者调查发现考虑曲线半径衬砌外径片宽度曲线段楔形衬砌环占百分出：
片55m时候楔形量3060mm
第段曲线线路楔形量楔形角计算
式中：——圆心角
——楔形环楔入量
U——m标准环楔形环n值
——分楔形环外侧宽
——分片中心弧长外弧长弧长
图34楔形环断面图
计算：
n3
48mm
计算该段圆曲线中三块标准环加块楔形环混合
342楔形环片尺寸拟定
面三种片单独设计出结果图示：
图35 A1楔形块尺寸图
图36 A2楔形块尺寸图
图37 A3楔形块尺寸图
图38 B1楔形块尺寸图
图39 B2楔形块尺寸图
图310 K块楔形尺寸图
详细配筋图见CAD图纸
35缓曲线转弯环排版
缓曲线段缓曲线切线角β环转弯环偏转角θ值曲线需片数量
区间片技术参数：
片长度：1200ｍｍ
片厚度：350ｍｍ
片径：5500ｍｍ
片外径：6200ｍｍ
转弯环楔形量：48ｍｍ
右线JD1曲线素：
表32 右线JD1曲线素
ay
ZH
CK11+22382
R
600
I
80
HY
CK11+30382
T
1351
QZ
CK11+36997
L
268495
YH
CK11+43649
E
792
HZ
CK11+50127
相关数计算：
Nβθ915(环)
N——单条缓曲线需加设弯环片量
出该条单条缓曲线需放915环转弯环片片成环拼装015环圆曲线组合综合考虑整条曲线弯环数取整数进行取舍果足环片存拼出转弯环少拼拼41环
缓曲线转弯环片位置确定
考虑切线角β累计超转弯环偏转角θ半时应该放置转弯环片计算出β＝θ2θ3θ4θ……时应曲线长弯环应曲线长度逐计算出通曲线位置计算出转弯环线路具体里程表中清楚出转弯环片准确位置
表33 右线JD1缓曲线中转弯环位置
曲线素
JD8
备注
R600
LS80
转弯环数
β
ｌ（ｍ）
里程
第1环
θ
13077
CK11+239897
第2环
2θ
24650
CK11+25247
第3环
3θ
34241
CK11+262061
第4环
4θ
44599
CK11+271419
第5环
5θ
53232
CK11+279052
第6环
6θ
61372
CK11+286192
第7环
7θ
68150
CK11+29197
第8环
8θ
74648
CK11+298468
第9环
9θ
79919
CK11+303739
需综合圆曲线考虑
出表曲线整体情况始发里程联络通道位置等具体情况转弯环片放置相应里程
样方法算出第二段曲线线路楔形量楔形角
n2
496mm
计算该段圆曲线中两块标准环加块楔形环混合
该段缓曲线转弯环排版
缓曲线段缓曲线切线角β环转弯环偏转角θ值曲线需片数量
区间片技术参数：
片长度：1200ｍｍ
片径：5500ｍｍ
片厚度：350ｍｍ
片外径：6200ｍｍ
转弯环楔形量：496ｍｍ
右线JD8曲线素：
表34 右线JD2曲线素
ay
ZH
CK12+182193
R
450
I
80
HY
CK12+262193
T
21296
QZ
CK12+36997
L
409868
YH
CK12+46949
E
1363
HZ
CK12+50635
相关数计算：
Nβθ1114(环)
N——单条缓曲线需加设弯环片量
转弯环片准确位置：
表35 右线JD1缓曲线中转弯环位置
曲线素
JD8
备注
R450
LS80
转弯环数
β
ｌ（ｍ）
里程
第1环
θ
15077
CK12+197277
第2环
2θ
26156
CK12+208349
第3环
3θ
35578
CK12+217771
第4环
4θ
44650
CK12+226843
第5环
5θ
50241
CK12+232434
第6环
6θ
56599
CK12+238792
第7环
7θ
61232
CK12+243425
第8环
8θ
66372
CK12+248565
第9环
9θ
72150
CK12+254343
第10环
10θ
76648
CK12+258841
第11环
11θ
79968
CK12+262161
需综合圆曲线考虑
36 竖曲线盾构环排版
考虑竖曲线圆曲线拟合时般半径较沈阳铁号线例竖曲线半径采3000m5000m两种R3000m竖曲线例通计算出曲线需标准环楔形环例u19∶1见例悬殊竖曲线竖曲线交叉段片排版时考虑竖曲线影响考虑曲线影响竖曲线导致累计误差石棉橡胶板等作嵌缝材料调整纠偏图示：
图311 竖曲线引起片纠偏图
37 盾构结构力计算
惯法前工程设计中普遍采方法结构力学公式推导惯法采计算荷载图示
图311（修正）惯法荷载系统
371 基土构成特征
（1）区间土层特性表
秋水广场中山西路区间线层土层见表36
表36 区间土层特性表
层
代号
土层名称
顶板埋深（m）
顶板标高（m）
土层描述
①2
素填土
000
1616~2599
均分布杂填土含少量碎石等局部素填土含植物根茎等
②2
淤泥
000~
580
432~ 1982
含机质少量石子垃圾等
②3
细砂
000~
1200
671~
1827
均分布塑均匀含少量铁锰质结核氧化铁锈斑土质变软中～高压缩性
②5
粗砂
000~
185
640~
1445
均分布流塑均匀夹少量极薄层粉砂见零星贝壳碎屑局部呈淤泥质粉质粘土中压缩性
②6
砾砂
000~
1790
391~
1383
流塑欠均匀夹薄层粉土粉砂局部淤泥质高压缩性
②7
圆砾
000~
2100
168~
1436
软塑均匀含少量泥钙质结核半腐植物根茎部分孔部呈粉质粘土高压缩性
②8
卵石
400~
1860
414~
615
湿稍密～中密尚均匀含云母夹少量粘性土局部呈粉砂中压缩性
⑤12
中风化泥质粉砂岩
610~
2420
323~
209
场区局部缺失塑均匀含少量铁锰质结核氧化铁斑点中压缩性
（2）基土物理力学性质
层基土物理力学特性详见表37
表37 基土物理力学性质
层
代号
层
名称
天然重度KNm3
摩擦角
Φ（0）
聚力 C(kPa)
围岩
类
①2
素填土
178
Ⅰ
②2
淤泥
180
193
28
Ⅰ
②3
细砂
190
286
25
Ⅰ
②5
粗砂
190
335
23
Ⅰ
②6
砾砂
195
235
26
Ⅰ
②7
圆砾
21
235
26
Ⅰ
②8
卵石
180
193
28
Ⅰ
⑤12
中风化泥质粉砂岩
232
4008
262
Ⅰ
372 工况选择
荷载断面
选取隧道埋深深工况进行分析根秋水广场站～滨江道站区间隧道剖面图竖荷载处盾构隧道顶标高45m面标高26m
结构设计时考虑基阶段+特殊荷载组合阶段出现利荷载组合进行结构强度刚度裂缝张开量等验算
二 土层情况
根工程质剖面图工况土层质分布情况见图工况隧道断面土层分布图
图312 隧道荷载处断面土层分布图
373 荷载计算组合
区间隧道外径F6200mm径F5500mm衬砌采预制钢筋混凝土片混凝土强度C55荷载计算取b1m单位宽度进行计算时根片处层粉砂粉土中夹杂含砂土计算水土压力时水土分算方法
基阶段荷载计算
1衬砌重
式中 ——衬砌重
——钢筋混凝土容重取25
——片厚度m
已知数值带入计算：
g 25035875
2衬砌顶部竖层压力
式中 ——衬砌拱顶竖层压力
——衬砌顶部土层容重水位土层容重取浮重度
——衬砌顶部土层厚度m
3拱背部土压力
式中 ——衬砌拱背竖层压力
——拱背均布荷载
——衬砌拱背覆土加权均容重
——衬砌圆环计算半径m
已知数值带入计算：
4面超载
隧道埋深深须考虑面超载影响取面超载20 kPa叠加竖土压加重总竖土压力：
5侧水均匀土压力：
式中 ——侧水均匀土压力
——衬砌环直径高度土层摩擦角加权均值（º）
c——衬砌环直径高度土层聚力加权均值
隧道穿土层⑥2φ取3926°c取261
已知数值带入计算：
6侧三角形水土压力：
式中 ——侧三角形水土压力
——衬砌环直径高度土层重度加权均值kNm3
隧道穿土层8γ0134
已知数值带入计算：
7静水压力
水位距离隧道顶部高度155m
8衬砌拱底反力
式中 ——水容重取10 kNm3
已知数值带入计算：
(2)考虑特殊荷载作
设计中特殊荷载指防震荷载等竖特殊荷载取Pv1100侧特殊荷载取Ph140
基阶段特殊荷载阶段两种情况进行计算结构称取左半衬砌圆环进行分析均分九部分部分分0º225º45º675º90º1125º135º1575º180º中0º表示衬砌圆环垂直直径处225º0º处逆时针225º处类推
计算中弯矩表示轴力表示终值结构种荷载作力叠加断面力系数表表38
根表38中力计算公式进行计算结果见表39
工程采片设计宽度b12m荷载计算片宽度b1m计算终荷载应b1m计算基础12系数力组合汇总表
表38 断面力系数表
荷载
截面
位置
截面力
荷载
重
0～π
部
荷载
0～π2
π2～π
底部
反力
0～π2
π2～π
水压
0～π
均布
测压
0～π
△测压
0～π
表39 片力计算览表
截面位置
基阶段
特殊荷载阶段
M（kN·m）
N（kN）
M（kN·m）
N（kN）
0°
453954
812562
189433
96294
225°
213119
871638
47303
120801
45°
38072
1132507
24438
195772
675°
215625
1321996
66285
263757
90°
379121
1408204
148091
301712
1125°
249718
1386976
71287
286887
135°
41838
1094209
12894
254673
1575°
217909
935492
74821
193673
180°
467238
852581
202329
152806
工程采片设计宽度b12m荷载计算片宽度b1m计算终荷载应b1m计算基础12系数力组合汇总表
表310 片力组合览表
截面位置
力组合
12m片力组合
M（kN·m）
N（kN）
M（kN·m）
N（kN）
0°
643388
908857
772065
1090628
225°
260423
992438
312507
1190926
45°
62510
1328277
75012
1593933
675°
281911
1585754
338293
1902905
90°
527213
1709917
632655
2051900
1125°
321006
1673863
385207
2008636
135°
54732
1348882
65679
1618659
1575°
292730
1129165
351276
1354998
180°
669568
1005387
803481
1206465
根计算力图绘出衬砌力组合图：
图313 衬砌力组合图
力组合值知弯矩拱底处180°取正值（片侧受拉M80348kN·m）90°时候取负值（片外侧受拉M63266kN·m）轴力90°时取值N20519kN
374衬砌配筋计算
片配筋取衬砌结构承受弯矩值作设计力组合中出结果180°时截面侧受拉弯矩90°时截面外侧受拉弯矩180°时截面进行排钢筋设计90°时截面进行外排钢筋设计根混凝土结构设计规范参考文献盾构法隧道施工技术应偏心受压构件进行截面配筋设计
（1）衬砌片进行排配筋
180°时：
弯矩M80348 kN·m
轴力N120646 kN
片钢筋选定HRB335（20MnSi）型热轧钢筋选混凝土等级C55混凝土h350mmh0 h – ash50300mm
mm
ea20mm（ea取20117 mm较者）
eie0+ea666+20686mm>03×30090mm
式中 e0——截面初始偏心距mm
ea——轴力偏心方附加偏心距mm
ei——修正截面初始偏心距mm
——混凝土保护层厚度mm
h——片厚度mm
初判属偏心受压情况
已知数值带入计算：
mm
式中 e——轴力受拉钢筋合力点距离mm
——截面偏心距增系数取10
受压面配筋：
式中 ——矩形应力图强度受压区混凝土应力值
——混凝土抗压强度设计值Nmm2
——片宽度mm
——界限相受压区高度
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
——截面效高度mm
根选定Ⅲ级HRB335钢筋C55混凝土查表：
10 253Nmm2 12m
0508300 Nmm2 300mm
已知数值带入计算：
–152187mm2<0
负说明混凝土受压强度已足够配筋率计算
配筋率ρmin：
查表：
196 Nmm2300 Nmm2
0294
式中 ——配筋率
——混凝土抗拉强度设计值Nmm2
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
式中 b——片宽度mm
——截面效高度mm
已知数值带入计算：
mm2
受压区采配筋重新计算受压区高度：
式中 ——等效矩形应力图强度受压区混凝土应力fc值
——混凝土抗压强度设计值Nmm2
——片宽度mm
——轴力受拉钢筋合力点距离mm
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
——截面效高度mm
——截面承受轴力kN
已知数值带入计算：1031 mm>2as
受拉面配筋：
式中 α1——矩形应力图强度受压区混凝土应力值
——混凝土抗压强度设计值Nmm2
——片宽度mm
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
——截面承受轴力kN
余符号解释前面致
已知数值带入计算：
mm2
601501 mm2
（2）衬砌片进行外排配筋
θ90°时（排配筋步骤相）：
弯矩M63266kN·m
轴力N20519kN
308mmea20 mm（ea取20117 mm较者）
ei e0+ ea 308+20328mm>03h003×30090 mm
mm
受压面配筋：
式中符号解释前面致
已知数值带入计算：
183249mm2<0
负说明混凝土受压强度已足够配筋率计算
配筋率ρmin：
mm2
受压区采配筋重新计算受压区高度：
式中 ——等效矩形应力图强度受压区混凝土应力fc值
——混凝土抗压强度设计值Nmm2
——片宽度mm
——轴力受拉钢筋合力点距离mm
——钢筋屈服强度设计值Nmm2
——截面效高度mm
——截面承受轴力kN
已知数值带入计算：1061 mm>2as 100 mm
受拉面配筋：
式中 符号解释前面致
已知数值带入计算：
As468765mm2
综合12计算数时考虑结构重性系数11片配筋：
筋7Φ36@183面积7125mm2外筋7Φ32@813面积5630 mm2
验算总配筋率
35>ρmin0294
式中 ——部配筋计算面积mm2
As ——外部配筋计算面积mm2
式中 ——部配筋计算面积mm2
As ——外部配筋计算面积mm2
：<<满足配筋求设计筋满足求
标准环片配筋：
述项验算设计成果：衬砌片厚度350环宽1200mm片混凝土强度等级C55片配筋时 筋种类采HRB335
片配筋：
筋7Φ36@183面积7125mm2
外筋7Φ32@183面积5630 mm2
架立筋选Ф10@200钢筋
图314标准环配筋示意图
375片螺栓接头设计
片通环接头接头连接起基接头形式直螺栓接头弯螺栓接头两种通常环接头需做设计计算接头省略计算做构造处理
图315螺栓接头计算
螺栓强度条件：
式中T——螺栓实际承载拉力
——螺栓钢筋设计抗拉强度
——螺栓钢筋截面面积
取两片缘接触点力矩0静力衡条件
式中 e——轴力偏心距
b——螺栓片轴线距离
代入数：
根片结构需横螺栓钢筋配置2根HRB400（20MnSiV） 热轧钢筋2Φ30
376预埋件设计
起吊片预埋件设置片弧面轴心处保证搬运拼装安全重片标封底块（180º）例预埋件进行抗拔计算：
式中 γh——衬砌片重度25 kNmm3
——片体积m3
已知数值带入计算：
kN
根片重量预埋件锚筋配置3根HRB400（20MnSiV） 热轧钢筋3Φ16603安全系数：
已知数值带入计算：
满足求
38相关验算
381接缝张开量计算
弹性密封垫采遇水膨胀橡胶氯丁橡胶复合垫弹性模量E假定环螺栓达允许应力时衬砌外侧张开量作验算标准时Nmm2
侧螺栓伸长：
mm
衬砌外侧张开量：
<3
式中 ——弹性密封垫宽度mm
——螺栓钢筋弹性模量E（HRB235）
满足弹性密封条防水适应力
图316接缝张开量计算简图
382千斤顶作局部承压计算
圆形衬砌外径Φ6200mm径Φ5500mm暂选盾构盾尾厚度40mm盾尾间隙般25~40mm取30mm盾构外径6340mm盾构千斤顶中心线直径5815mm盾构千斤顶24台台顶力F1500顶块受力面积尺寸695mm×300mm混凝土结构设计规范：
式中 ——衬砌片重度kNm3
——片体积m3
——衬砌片外半径m
——衬砌片半径m
已知数值带入计算：
15×09×275×1042503869 >1500
满足局部承压求
383抗浮验算
根隧道断面土层分布情况取隧道覆土浅处进行抗浮验算正图41示④④截面隧道顶覆土88m
浮力：
式中 ——隧道衬砌圆环体积
——隧道外径62m
已知数值带入计算：
3019
（2）结构重：
已知数值带入计算：
（3）隧道覆土重：
式中 ——覆土深度m
——第i层土重度水位取浮容重
已知数值带入计算：
0kN
（4）抗浮系数：
已知数值带入计算：
（11抗浮安全系数）满足求
第四章 隧道结构防水设计
41 片防水
片防水包括片体防水片外防水涂层
根隧道处水文质条件应片体抗渗性做出明确规定S8钢筋混凝土片说制作质量工艺外加剂提高片体抗渗效果明显
钢筋混凝土片言涂料求：
（1）涂层应盾尾密封钢丝刷钢板挤压损伤抗渗水力
（2）片弧面混凝土裂缝宽度达03mm时抗08Mpa水压长期渗漏
（3）涂层应具良抗化学腐蚀性抗微生物侵蚀性耐久性
（4）涂层应具防迷流功体积电阻率表面电阻率高
（5）涂层良施工季节适应性施工简便成低廉
图41盾构片接缝防水
42 片接缝防水（1）——弹性密封垫防水
片接缝防水包括片间弹性密封垫防水隧道侧相邻片砌缝间防水中弹性密封垫接缝首道防线接缝防线然片制作精度接缝防水影响忽视般求接缝宽度应15mm
关弹性密封垫求：
（1）弹性密封垫片张开量6mm时承受06Mpa水压
（2）弹性密封垫功求般情况求弹性密封垫承受实际水压3倍衬砌环缝密封垫应衬砌产生变形时保持规定水压力作透水密封垫设计水压允许张开值应衬砌产生绕曲时环缝张开值
（3）密封垫长时间保持接触面松弛
（4）建议选现工程中较水膨胀密封材料
43 片接缝防水（2）——嵌缝密封防水
接缝防水种措施衬砌片弧侧预留嵌缝槽片拼装完毕预留凹槽采密封胶进行嵌缝密封（图示）
图42环缝密封嵌缝做法
44 接缝注浆
接缝注浆年开发门新技术重盾构隧道工程接缝面设置供注入密封剂浅沟槽片四边端面设置灌注槽片拼装成环隧道片灌注槽注入密封剂求压注材料密封性具膨胀性固结收缩弹性聚氨酯类浆液
45 螺栓孔压浆孔防水
螺栓螺栓孔压浆孔间装配间隙渗水重通道采取防水措施塑性（合成树脂类石棉沥青）弹性（合成橡胶放螺口间拧紧螺栓时密封圈受挤压变形充填螺栓孔壁间达止水效果图）螺栓孔注浆孔均设置密封垫圈密封圈应具良伸缩性水密性耐螺栓拧紧力耐老化等
图43 螺栓孔压浆孔防水构造
46 防水材料技术指标施工求
1衬砌外防水涂料
表41涂料成分指标
项目
指标
涂料成分
聚氨酯
混凝土粘接强度
≧≥06
抗击（50kg·cm）
明显痕迹
透水性（08Mpa·两时）
透水
基层2mm开展时
涂层破
耐腐蚀遇低强度酸碱
涂层变化
2弹性密封材料
（1）材料：三元乙丙橡胶硫化成
（2）尺寸精度：成品尺寸允许误差
差：（+3mm5mm） 环差：（+5mm10mm）
高度差：±05mm
宽度差±：10mm
接头差：±05mm
（3）弹性密封垫胶粘剂
材料：单组成分氯丁——酸醛胶粘剂
技术指标
表42弹性密封材料具体指标
项目
指标
氯指数
37
粘接面剪切强度（Mpa）
橡胶锈钢板
≧≥4
橡胶水泥
≧≥027
橡胶橡胶
≧≥03
47 防水材料具体施工求
1三元乙丙橡胶密封前须工厂进行硫化复合形成橡胶圈
2封顶快两侧橡胶拼装前需表面涂抹润滑剂封顶块邻接块缝弹性密封垫需设置尼龙绳限制插入式橡胶条拉伸尼龙绳生产封顶块密封垫时已嵌入密封垫中部
第五章 铁隧道施工监控测量设计
51概述
施工监控测量施工中种数相互印证确保监测结果性确保周围建筑物安全合理确定施工参数提供达反馈指导施工目
监控测量象层支持结构周围环境监测项目表深层土体沉降水位移水压力水位建筑物沉降量倾斜线沉降支持结构力变形等
测量信息够做点：
①准确预估破坏变形等未动态设计参数施工程加监控便时掌握围岩动态采取适措施（预估终位移值根监控基准调整修改盾构施工参数等）
②满足作设计变更重信息项求提供设计施工需重参数（初始位移速度作荷载）
52 监测项目
表51 监测项目明细
监测项目
仪器
目
监测频率
表沉降
NA2002精密水准仪钢尺
掌握隧道施工程中周围土体线周围建筑物影响程度影响范围
开挖面距量测面前<2B时12次天
开挖面距量测面前<5B时1次2天
开挖面距量测面前>5B时1次周
线沉降
建筑物沉降
建筑物倾斜
Leica1800全站仪反射片
隧道顶拱沉
收敛仪NA2002精密水准仪
解隧道施工程中初期支护结构变位规律
开挖面距量测面前<2B时12次天
开挖面距量测面前<5B时1次2天
开挖面距量测面前>5B时1次周
隧道净空收敛
表建筑物支护结构裂缝
观测必时裂缝仪
掌握裂缝发生发展程分析施工影响程度
（注：B隧道开挖跨度）
53 测点布置
表面变形测点位置考虑反映监测象变形特征便应仪器观测利测点保护埋测点影响妨碍结构正常受力削弱结构刚度强度实施项容测试时类测点布置时间空间应机结合力求监测部位时反映物理变化量找出联系变化规律
盾构区隧道洞表线房屋监测布点
54监测方法
541表沉降监测
盾构施工引起表沉降较短时间作建筑物建筑物危害致命控制面沉降盾构施工说非常重面沉降控制包括盾构前方沉降盾构通时沉降续沉降控制盾构切口前方沉降切口泥水压力推进速度控制切口泥水更支护正面土体必须时严格控制泥水标准等施工参数盾构通时沉降步注浆控制固结沉降步注浆壁二次注浆进行控制
①监测仪器：NA2002全动电子水准仪玻璃钢瓦尺等
②监测方法：表埋设测点观测点做原状土隧道线表影响范围外布设监测基准点采精密水准仪基准点面水准点进行联测取高程
图51基点埋设方法示意图
③观测点布置原：测点布置面规范设计求隧道中线方隔10m布设测点垂直隧道方30m布设观测断面联络通道必须布设组观测断面观测断面布设约11点根沉降槽范围中线布设左右线路外布设5点点间距2m3m5m施工时根具体面建筑物情况进行调整
图52 面沉降片变形监测示意图
④沉降值计算：条件许情况布设导线网便进行差处理提高观测精确度然测站进行差求点高程施工前基点通水准测量测出隆陷观测点初始高程施工程中测出高程高差沉降值
⑤数分析处理：表沉降量测着施工进度进行根开挖部位步骤时监测沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图沉降变化速度加速度曲线图表沉降速度加快监测频率必时停工检查原
542建筑物沉降监测
隧道赣江西岸秋水广场起赣江中道穿越赣江江中道中山西路东端滨江道站相连接赣江两侧道路均城市干道附少量建筑物影响区建筑物进行监测
①监测仪器：NA2002全动电子水准仪玻璃钢瓦尺等
②监测方法：监测建筑物均匀沉降水位移精密水准仪电子纬仪进行量测施工程中注意观测房屋裂缝情况根测量结果判断建筑物变形沉降情况
③布点原：表沉横范围建筑物应进行沉倾斜监测基点埋设表沉降观测相沉降测点埋设击钻建筑物基础墙钻孔然放入长直径200300mm2030mm半圆玩头弯曲钢筋四周水泥砂浆填实测点埋设高度应方便观测测点应采取保护措施避免施工程中受破坏幢建筑物般布置4观测点特重建筑物布置6测点测点布置图：
图53 建筑物沉降测点示意
④沉降计算表沉降观测
⑤数分析处理：绘制位移—时间曲线散点图具体分析表沉降监测位移—时间曲线趋缓时选取合适函数进行回分析预测沉降量根测建筑物倾斜沉值判断建筑物否安全
543线沉降监测
隧道区域线较防止重线破坏必影响区范围线进行观测保护
①监测仪器：NA2002全动电子水准仪玻璃钢瓦尺等
②监测方法：表沉降类似
③布点原：线覆土正方着线走方隔5m挖孔测线布置测点挖孔中埋设mm钢加盖保护宜开挖方钢直接入深度顶齐作观测标记
④沉降计算表沉降观测
⑤数分析处理：根施工进度测变形值绘制成线变形曲线图：绘制位移—时间曲线散点图判定施工措施效性位移—时间曲线趋缓时选取合适回曲线分析预测线沉降量线沉降曲线槽曲线判断施工影响范围沉降坡度曲率半径等
544隧道拱顶沉降水收敛监测
监测盾构隧道成型环片收敛拱顶沉情况盾构隧道采片拼装式衬砌采错缝拼装块间环采直螺栓连接片接缝防水采两道复合式橡胶止水条片盾壳保护盾尾拼装成环形隧道盾构法施工关键工序片拼装质量坏直接影响隧道结构安全功
①监测仪器：收敛仪精密水准仪
③测点布置原：隧道收敛拱顶沉测点断面隧道方10m布置断面隧道收敛拱顶沉测点布置图
图54拱顶沉点周边收敛量测观测点布置示意图
545建筑物倾斜监测
①监测仪器：
Leica1800全站仪反射片
②监测实施方法
测建筑物高度（应23建筑物高度）贴反射膜片建立两观测点两倍观测点距离位置建立观测站采Leica 1800型（1＇＇2mm+2ppmm）动全站仪国家二级位移观测求测定测建筑物观测点坐标值两次观测坐标差值计算出该建筑物倾斜变化量观测频率表沉沉降观测
裂缝监测
①表：表裂缝开展情况监测通常作铁施工影响程度重采直接观测方法裂缝进行编号划出测度位置必时钢尺测读监测数量位置根现场情况确定
②建筑物裂缝观测：建筑物沉降倾斜必然导致结构构件应力调整产生裂缝裂缝开展情况监测通常作施工影响程度重通常采直接观
测方法裂缝进行编号划出测读位置观测裂缝发生发展程必时通裂缝观测仪进行裂缝宽度测读数量位置根现场确定
③片裂缝情况前两种相
55 监控控制标准
根规范规程计算资料类似工程验确定监测象监测容监测标准分采标准：
1表沉降控制标准：般段表沉降允许值30mm重点段表沉降允许值15mm
2建筑物控制标准：桩基础建筑物沉降值应10mm天然基建筑物允许值应30mm重建筑物应提高观测标准
3建筑物倾斜控制标准
建筑物允许沉降差控制标准层高层建筑物基倾斜变形允许值
表52 变形允许值
变形特征
基变形允许值
中低压缩性土
高压缩性土
砌体沉重结构基础局部倾斜
0002
0003
工民建柱间沉降差
框架结构
砖石墙填充边排柱
0002L
0007L
0003L
001L
（注：表中L柱中心距单位：米）
（1）线面控制标准：
煤气线沉降水位移超10mm天发展超2mm水线沉降水位移超30mm天发展超5mm相应道路沉降述相应线标准进行控制
（2）隧道拱顶位移收敛控制标准：
隧道拱顶沉降控制值50mm隧道施工中出现列情况时候应立停止施工采取措施进行处理Ⅰ测量数断增趋势Ⅱ支护结构变形出现明显受力裂缝断发展Ⅲ时态曲线长时间没变缓趋势
②检测方法：收敛仪精密水准仪直接测量收敛仪测量监控隧道变相仪器连接测力测距三部分组成适量测隧道工程围岩周边意方两点间距微变化达评定工程稳定性研究工程围岩支护变形发展规律确定合理支护参数目
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