城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工之暗挖結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工Structural Design and Construction of Urban Rail Transit主講：周順華 教授同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院第六章 暗挖結(jié)構(gòu)設(shè)計目錄第一節(jié) 概述第二節(jié) 隧道圍巖分級第三節(jié) 深埋隧道與淺埋隧道第四節(jié) 超前預(yù)支護設(shè)計第五節(jié) 初期支護設(shè)計與變形控制第六節(jié) 二次襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計第一節(jié) 概述淺埋暗挖法是在淺埋情況下，圍巖不能形成承載拱時的一種施工方法。雖然該方法吸納了新奧法施工中信息化監(jiān)測的思路，但淺埋暗挖法與新奧法相比，在設(shè)計理念上有著本質(zhì)的區(qū)別嚴(yán)格控制威嚴(yán)的變心，否則會引起松動破壞或產(chǎn)生過量的變形并波及地表。第二節(jié) 隧道圍巖分級圍巖

2、分級的依據(jù)：（1）單一的巖性指標(biāo)；（2）單一的綜合巖性指標(biāo)；（3）復(fù)合指標(biāo)。圍巖分級的基本標(biāo)準(zhǔn)：鐵路隧道設(shè)計規(guī)范(TB100032005)。圍巖級別的修正：結(jié)合地下洞室的特點，考慮地下水狀態(tài)、初始應(yīng)力等因素。第三節(jié) 深埋隧道與淺埋隧道（1）深埋和淺埋的判定方法1. 根據(jù)隧道塌落拱高度深埋與淺埋隧道分界以2.5倍塌方高度來確定。當(dāng)?shù)孛嫠交蚪咏?，可根?jù)下表判斷是否為淺埋隧道圍巖級別IIIIVV單線隧道覆蓋厚度5710141825雙線隧道覆蓋厚度82015203035建議深埋與淺埋隧道分界深度采用下列值：VI級圍巖為4D6D；V級圍巖為2.5D3.5D；IV級圍巖為1.5D2.5D；III級圍

3、巖為0.5D1.0D。第四節(jié) 超前預(yù)支護設(shè)計（1）超前小導(dǎo)管法超前小導(dǎo)管是沿著開挖輪廓線向外將管壁帶空的小導(dǎo)管打入地層內(nèi)，并以一定壓力向管內(nèi)注具有固化作用的漿液，使圍巖形成注漿的固體，小導(dǎo)管自身起加筋的作用，即可以提高巖體的整體性，也可以封堵地下水。（2）管棚法管棚法是在隧道開挖之前，沿著隧道開挖輪廓線外的設(shè)定部位，鋪設(shè)鋼管，并可以通過鋼管的注漿孔向圍巖注漿，對管棚周圍的圍巖進行加固，使管棚成為隧道后續(xù)開挖的防護傘（棚），達到安全施工的目的。1. 管棚的布設(shè)2. 管棚法的設(shè)計計算模型管棚的設(shè)計參數(shù)主要包括管棚的數(shù)量、管徑、間距等，在淺埋條件下，還得考慮各施工階段引起的沉降以便對沉降控制采取相應(yīng)

4、的措施。（3）水平旋噴法在土層中水平（亦可作小角度的俯、仰和外斜）鉆進成孔，注漿管成水平狀，噴嘴由里向外移動進行旋噴注漿，適用于沙類土、粘性土、黃土和人工填土等地層。（4）冷凍法冷凍法是利用人工制冷技術(shù)加固含水地層的一種特殊工法，在擬建地下構(gòu)筑物周圍中安裝凍結(jié)管，并在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)低溫液體或氣體，是凍結(jié)管周圍的含水地層逐步結(jié)冰，形成凍土帷幕，然后再凍土帷幕包圍中安全的進行地下構(gòu)筑物施工。（5）淺層地表超前錨桿注漿加固法地表砂漿錨桿預(yù)加固是淺埋隧道預(yù)計破裂范圍內(nèi)從地表向下鉆孔灌入水泥砂漿再打入錨桿。使砂漿錨桿與巖土結(jié)成一體，提高地層的整體強度和穩(wěn)定性，抑制隧道開挖后巖土體的移動，防止塌方事故的發(fā)生

5、。第五節(jié) 初期支護設(shè)計與變形控制（1）初期支護的類型及適用條件1. 噴射混凝土2. 噴射鋼纖維混凝土3. 水泥裹沙噴射混凝土4. 錨桿5. 型鋼拱架和格柵鋼架（2）初期支護設(shè)計1. 初期支護的厚度2. 強度等級3. 鋼拱架4. 鋼筋網(wǎng)5. 錨桿（3）變形控制技術(shù)1. 選擇合適的分步開挖方法2. 選擇合適的超前預(yù)支護方法3. 加強初期支護4. 控制施工進尺及臺階長度5. 加強現(xiàn)場監(jiān)測第六節(jié) 二次襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）計算原則1. 隧道結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度；2. 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)承載力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求，分別按下列規(guī)定進行計算驗算：a.承載力及穩(wěn)定、b.變形、c.抗裂及裂縫寬度；3. 結(jié)構(gòu)計算簡化模型的確定；4. 隧道襯砌結(jié)構(gòu)一般按平面受力進行分析；5. 淺埋結(jié)構(gòu)在地下水位以下時，還要進行結(jié)構(gòu)抗浮驗算。（2）計算模式（