北京地铁矿山法隧道结构设计施工组织设计手册

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1、北京地铁矿山法隧道结构设计施工组织设计手册8.1设计方法8.1.1主要设计原则（1）满足施工工艺、行车运营、城市规划、环境保护、放水、防灾、防迷流、防腐蚀和人民防空等要求。（2）采取有效措施，满足地铁设计规范规定的耐久性要求。根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，保证结构强度、刚度，并满足抗倾覆、滑移、漂浮、疲劳、变形、抗裂或裂隙宽度的验算要求。（3）减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，并考虑城市规划引起周围环境的改变对地铁结构的影响。（4）以勘察资料为依据，根据沿线不同地段的具体条件，通过对技术、环境影响和

2、使用效果等综合评价，选择施工方法和结构型式。（5）结构的净空尺寸应满足地下铁道建筑限界和其他施工及施工工艺等的要求，并考虑施工误差，结构变形及位移的影响。（6）结构计算模型应符合实际工况条件，充分考虑结构与地层的相互作用，以及施工中已形成的支护结构和防水结构的作用。（7）结构的地震作用应符合8度抗震设防烈度的要求，主体结构的抗震设防为乙级，应参照《铁路工程抗震设计规范》进行抗震验算，并采取相应的抗震构造措施，提高结构的整体抗震性能。非承重构件（建筑隔墙、装饰构件、管道安装等）亦应采取抗震措施。（8）与既有车站相交或换乘的

3、节点结构设计，应充分考虑施工工艺对既有结构和运营的影响。（9）与规划线路相交或换乘的节点，根据工程相互关系，应采取便于远期工程实施的预留措施。（10）地铁地下结构须具有战时防护功能。所有地下车站的出入口和通风道均设置防护段。在规定的设防部位，按5级人防设防；与其它地铁连接处，按与较高设防标准等强的原则考虑。（11）车站结构设计应采取防止杂散电流腐蚀的措施。（12）钢结构及钢连接应进行防锈与防火处理。（13）地下水对混凝土结构或钢结构有腐蚀的地段，尚应进行防腐处理。（14）车站结构所有受力构件，尚应满足现行的“建筑设计防火

4、规范”有关规定。8.1.2有关结构设计技术标准（1）地下车站主体结构与出入口、风道等主要构件的工程等级为一级。（2）地下车站主体结构与出入口、风道与风停的耐火等级为一级。（3）车站结构抗震设计以地震安评报告为依据，结构设计采取相应的构造措施，以提高结构的整体抗震能力。当结构上部有地面建（构）筑物时，应按整体检算抗震能力。车站中框架结构的抗震等级按二级考虑，按抗震烈度8度设防。（4）结构中永久构件的安全等级为一级，相应的结构构件重要性系数取1.1；临时构件的安全等级为三级，相应的结构构件重要性系数取0.9；在人防荷载或地震

5、荷载组合作用下，相应的结构构件的重要性系数取1.0。（5）按工程地质及水文地质祥勘资料提供的抗浮设防水位进行抗浮稳定性验算，在不计侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.05；当计及侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.15。抗浮措施应针对施工阶段和使用阶段采取相应的工程措施，但不宜采用消浮或或底板锚杆的措施。（6）结构设计在满足强度、刚度和稳定性的基础上，应根据站位地下水水位和地下水腐蚀性等情况，满足防水和防腐蚀设计的要求。当结构处于有腐蚀性地下水时应采取抗侵蚀措施，砼抗侵蚀系数不低于0.8。（7）在永久荷载和基本荷

6、载组合作用下，应按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响进行结构构件裂缝验算。二类环境砼构件的裂缝宽度（迎土面）应不大于0.2mm，一类环境（非迎土面及内部砼构件）砼构件的裂缝宽度均应不大于0.3mm。当计及地震、人防或其它偶然荷载作用时，可不验算结构的裂缝宽度。8.1.3隧道设计方法8.1.3.1隧道设计理论的历史隧道工程建筑物是埋置于地层中的结构物，它的受力和变形与围岩密切相关，支护结构与围岩作为一个统一的受力体系相互约束，共同工作。这种共同作用正是地下结构与地面结构的主要区别，所以如何恰当地反映支护结构与围岩相互作用的

7、力学特征，正是支护结构设计计算理论需要解决的重要课题。隧道工程从开挖、支护，直到形成稳定的地下结构体系所经历的力学过程中，围岩的地质因素、施工过程等因素对围岩－结构体系终极状态的安全性影响极大。准确地将其反映到计算模型中，是十分困难的。由此可见，地下结构的力学模型必须符合下述条件：①与实际工作状态一致，能反映围岩的实际状态以及与支护结构的接触状态；②荷载假定应与在修建洞室过程(各作业阶段)中荷载发生的情况一致；③算出的应力状态要与经过长时间使用的结构所发生的应力变化和破坏现象一致；④材料性质和数学表达要等价。只要符合上述

8、条件，任何计算方法都会获得合理的结果。显然，洞室支护体系的力学模型是与所采用的支护结构的构造及其材料性质、岩体内发生的力学过程和现象以及支护结构与围岩相互作用的规律等有关。地下工程支护结构理论的发展至今已有百余年的历史，它与岩土力学的发展有着密切关系。土力学的发展促使着松散地层围岩稳定和围岩压力理论的发展，而岩土力学