某某地铁管片方案设计.doc

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1、5、区间盾构隧道结构设计1）主要设计原则①盾构隧道衬砌结构应满足运营功能要求以及建筑限界、施工工艺、结构防水和城市规划等方面的要求。结构安全等级为一级，按地震烈度为7度进行结构抗震设计，采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。结构抗力应满足人防部门的要求，抗力级别为6级。②结构类型和施工方法，应根据工程地质、水文地质和周围的环境条件，通过技术经济比选确定，并应按相关规范的规定进行结构设计计算。③结构设计应符合强度、刚度、稳定性、抗浮和裂缝宽度验算的要求，并满足施工工艺的要求。④对于钢筋混凝土结构应就其施工和正常使用阶段进行结构强度计算，必要时也应

2、进行刚度和稳定性验算。钢筋混凝土结构应进行裂缝宽度验算，其最大裂缝允许值为：明挖法和矿山法施工的结构为0.2～0.3mm；盾构法施工的结构为0.15～0.20mm。结构进行抗浮验算时，其抗浮安全系数不得小于1.05，否则应采取抗浮处理措施。⑤采用暗挖法施工时，区间隧道为平行的双洞单线隧道，两隧道的净距一般不宜小于1.0倍隧道洞径。⑥所选择的盾构机型，必须对地层有较好的适应性，并同时依据盾构推进速度、周围环境状况、工期、造价等各方面进行技术经济比较后确定。⑦严格控制工程施工引起的地面沉降量，其允许数值应根据地铁沿线的地面建筑及地下构筑物等实际情况确定，并因地

3、制宜地采取措施。⑧结构防水设计应根据工程地质、水文地质、地震烈度、环境条件、结构形式、施工工艺及材料来源等因素进行，并应遵循“以防为主、多道设防、刚柔结合、因地制宜、综合防治”的原则。车站及出入口通道防水等级为一级；车站风道及区间隧道防水等级为二级。2）盾构机类型的选择3）钢筋混凝土管片和特殊管片的设计（1）盾构隧道断面尺寸的拟定成都地铁圆形区间隧道内径的确定是在建筑限界Φ5200mm的基础上考虑施工误差、测量误差、设计拟合误差、不均匀沉降等诸多因素确定的。并根据《关于明确成都地铁一期工程试验段工程有关问题的会议纪要》（[2003]第一期）的精神，本次设计

4、内径为5400mm（见图5.3.1）。（2）单、双层衬砌比较制造管片的材料有铸铁、钢材以及混凝土等，此外使用复合材料制作的管片也逐渐增多，在隧道防水、受力合理和经济性能等方面都有明显的优势。其中钢筋混凝土管片是目前最为常用的，其原因有：①具有一定强度；②加工制作比较容易，采用钢模制作时可保证管片的精度（能达到±0.5mm）；③耐腐蚀；④造价也低。因此，钢筋混凝土管片管片在我国得到了大规模采用。从我国上海、广州和深圳等地铁的施工和运行检验情况来看，采用有一定接头刚度的单层柔性衬砌是成功的，单层衬砌施工工艺单一、工期短和投资省。因此，本次设计采用单层管片衬砌，

5、设计成钢筋混凝土平板型，其接头采用弯螺栓。（3）管片的厚度与幅宽管片的厚度与隧道断面大小的比，取决于地层条件和隧道埋深等，最主要是取决于荷载条件。一般情况下，管片厚度为管片外径的4％左右，我国的单线地铁区间隧道多采用350mm和300mm两种。根据成都地区的工程地质条件及地下水埋深情况，管片厚度取定为300mm，并进行相应结构计算分析，验算其强度和刚度。管片的幅宽应根据隧道的断面，结合实际施工经验，并满足曲线拟合的条件下，选择在经济性、施工性方面较合理的宽度。从便于搬运、组装以及出于对隧道曲线段上施工时盾尾长度的考虑，管片幅宽是小一些为好。但是，从降低管片

6、制造成本，减少易出现漏水等缺陷的接头部数量、提高施工速度等方面考虑，则幅宽大一些为好。目前，我国地铁盾构隧道的设计中多采用幅宽1.2m和1.5m三种，随着盾构施工技术的发展，趋向于采用宽幅管片。由于成都地质条件十分复杂，地下水位高、含漂石的砂砾石地层，施工过程中线形的控制难以保证。对于同样的曲线半径，采用1.2m的管片比1.5m的管片的曲线拟合误差要小，同样是10cm的总误差，留给施工误差的剩余相对要大。因此，本次拟定幅宽为1.5m和1.2m两种，对于平曲线半径小于350m的小半径区间隧道，采用1.2m的幅宽，而对于直线和大半径区间，则采用1.5m的幅宽。

7、（4）管片衬砌环分块设计衬砌环的分块主要由管片制作、防水、运输、拼装、结构受力性能等因素确定，目前国内地铁盾构区间隧道基本上采用六块方案，一块小封顶块，两块邻接块和三块标准块。本次设计采用以上分块方案，即一环分成6块，见图5.3.1所示。一环管片由1块封顶块管片(F)圆心角为15°，标准块管片3块(分别为B1、B2、B3)圆心角均为72°。邻接块管片左右各1块(分别为L1、L2)圆心角均为64.5°，纵向接头为10处，按36°等角度布置。环向和纵向螺栓均采用6.8级M24型弯螺栓。图3管片分块图（5）拼装方式衬砌圆环有通缝、错缝两种拼装方式。通缝拼装时，管

8、片衬砌结构的整体刚度较小，导致变形较大、内力较小。错缝拼装条件下，