城市交通论文地铁设计方向论文范文

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1、城市交通论文地铁设计方向论文范文摘要：根据国内外盾构的设计理论和经验，针对深圳地区上软下硬地层盾构通用环管片设计进行了探讨和分析，研究了管片的分块、封顶块位置、管片内径、厚度、环宽、楔形量、樺槽、连接方式、组装方式、防水等构造设计的原理以及经验，希望能够为国内外地铁设计同行提供借鉴。关键词：盾构管片，封顶块,楔形量1引言随着城市轨道交通的快速发展，盾构法在上海、广州、深圳、北京、南京等城市地铁建设中得到推广。该工法具有施工速度快、对周边环境干扰少、地层适应性强、安全性高等优点。为了满足盾构隧道曲线偏转及蛇形纠偏需要，盾构管片一般设计成楔形衬砌环。目前国际上常用的衬砌环类

2、型有三种：直线衬砌环与楔形衬砌环的组合、通用环、左右楔形衬砌环之间的相互组合。深圳地区上软下硬地层一般选用通用环管片，本文以此为背景对该类管片的设计进行研究，希望为以后类似工程实践提供借鉴。2通用环管片设计21分块设计管片分块设计需要综合考虑管片的生产、安装、纠偏、断面大小以及对渗漏水和结构刚度的影响等因素。一般而言，小断面隧道（如市政隧道等）分4块，中至大断面隧道（如地铁公路隧道等）分6〜10块［1］。深圳地铁盾构采用六分块方案：即3块标准块+2块邻接块+1块封顶块。2.2封顶块位置设计理论上，封顶块位于任何位置都是可行的，但不同部位封顶块对千斤顶推力大小要求及管片受

3、挤压程度差异较大。当封顶块位于拱腰以上部位时，封顶块最后拼装，所需千斤顶推力小，对两侧管片的挤压小；当封顶块位于拱腰以下部位时，两侧先拼装管片会挤向封顶块预留空间，导致封顶块拼装时需耍增大千斤顶推力，易对管片造成挤压破坏；当封顶块位于拱腰水平部位时，封顶块旋转到拱腰以下部位的次数相对减少，管片所受挤压损坏儿率小。深圳采用封顶块位于拱腰的水平部位。2.3管片内径设计管片内径设计除考虑车辆限界、设备限界、受电弓限界及建筑限界外，还需考虑施工误差、测量误差等因素。深圳管片内径,标准盾构一般为5.4m,非标盾构一般为6.0mo2.4管片形式及厚度设计盾构管片一般采用单层装配式衬

4、砌，C50钢筋混凝土。衬砌要求有一定刚度，其变形、接缝张开及裂缝大小等均要求控制在预期范围。深圳管片厚度综合考虑了覆土深度、周边环境及工程地质条件，借鉴广州、北京地铁类似地层设计经验，经结构计算，最终确定标准盾构0.30m,非标盾构0.35m。2.5环宽设计环宽设计，从提高施工进度、结构防水、管片连接件及提高结构整体性方面看，宽管片比窄管片好。但管片加宽将造成盾构机长度增加双倍的加宽量，影响其灵敏性［2］。国内地铁管片环宽主要有1.2m和1.5m两种。管片宽度的选择主要取决于施工工期、施工管理水平和机械系统配套的协调性。1.5m宽度的管片与1.2m宽的管片相比，施工工期

5、相对较短，但一个施工循环出土量较大，故对水平运输、垂直运输系统要求及施工管理水平要求均较高。深圳地铁一期工程第7标段（“华一岗”区间隧道）首次使用通用环时，限于当时施工经验不足，采用1.2m环宽管片。目前，随着施工管理水平和机械性能的提高，深圳通用环坏宽一般为1.5m。2.6楔形量设计楔形量的设计，除了考虑曲线半径、衬砌外径、管片宽度和在曲线段使用楔形衬砌环所占的百分比外，还要校核按盾尾间隙量是否满足要求。在日本，管片环外径5〜7m的楔形量为30〜60mm；夕隔8〜10m的楔形量为40〜80mm。楔形量按照线路最小曲线半径并满足错缝拼装要求，且结合盾构施工纠偏确定。楔形

6、量可按下式计算：式中：A为楔形量；L为环宽；D为管片外直径；p为线路曲线半径。2.7隼槽设计目前，地铁工程管片樺槽的设置全国各地做法不一。地基承载力较高的地层一般不设置樺槽，例如广州地铁一号线、二号线和北京地铁五号线试验段等；富水地层一般需设置樺槽。但环纵缝樺槽设置情况也不一致，例如上海地铁盾构区间管片在环、纵缝接触面皆设置桦槽，南京地铁盾构区间管片只在纵缝接触面设置樺槽，而杭州地铁1号线盾构区间隧道只在环缝接触面设置樺槽0深圳地区上软下硬地层，因盾构区间隧道穿越的土层主要为软弱土层，该土层具有高压缩性、高灵敏性及层面分布不均匀等特点。为增加衬砌环间剪切刚度，防止管片间

7、出现较大错台，管片衬砌环缝接头面设置凹凸桦槽，纵缝接头面不设桦槽。2.8管片注浆孔及吊装孔设计注浆孔用于管片与地层之间背后注浆，注浆后既能防水，又能加固管片周边地层。注浆孔一般兼做吊装孔。一般情况，注浆孔位于环片中点附近；上穿、下穿既有建筑物及其他特殊地段,为确保施工安全，需在环片中点附近适时增加注浆孔。深圳地区上软下硬地层管片注浆孔材料一般采川Q235热轧无缝钢管，孔内径50mm,外径70+0.7mm,不小于55mm有效拧合长度。2.9拼装方式设计衬砌环的拼装方式有错缝和通缝两种。错缝拼装能使圆环接缝刚度分布均匀，减小接缝及整个结构的变