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

城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工StructuralDesignandConstructionofUrbanRailTransit主講：周順華教授同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院第六章暗挖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(hù)設(shè)計(jì)第五節(jié)初期支護(hù)設(shè)計(jì)與變形控制第六節(jié)二次襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)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(jì)規(guī)范》(TB10003——2005)。圍巖級別的修正：結(jié)合地下洞室的特點(diǎn)，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5~710~1418~25雙線隧道覆蓋厚度8~2015~2030~35

建議深埋與淺埋隧道分界深度采用下列值：VI級圍巖為4D~6D；V級圍巖為2.5D~3.5D；IV級圍巖為1.5D~2.5D；III級圍巖為0.5D~1.0D。

第四節(jié)超前預(yù)支護(hù)設(shè)計(jì)（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）管棚棚法管棚法是在在隧道道開挖挖之前前，沿沿著隧隧道開開挖輪輪廓線線外的的設(shè)定定部位位，鋪鋪設(shè)鋼鋼管，，并可可以通通過鋼鋼管的的注漿漿孔向向圍巖巖注漿漿，對對管棚棚周圍圍的圍圍巖進(jìn)進(jìn)行加加固，，使管管棚成成為隧隧道后后續(xù)開開挖的的防護(hù)護(hù)傘（（棚）），達(dá)達(dá)到安安全施施工的的目的的。1.管棚的的布設(shè)設(shè)2.管棚法法的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算模模型管棚的設(shè)設(shè)計(jì)參參數(shù)主主要包包括管管棚的的數(shù)量量、管管徑、、間距距等，，在淺淺埋條條件下下，還還得考考慮各各施工工階段段引起起的沉沉降以以便對對沉降降控制制采取取相應(yīng)應(yīng)的措措施。。（3）水平旋旋噴法在土層中中水平（（亦可作作小角度度的俯、、仰和外外斜）鉆鉆進(jìn)成孔孔，注漿漿管成水水平狀，，噴嘴由由里向外外移動進(jìn)進(jìn)行旋噴噴注漿，，適用于于沙類土土、粘性性土、黃黃土和人人工填土土等地層層。（4）冷凍法法冷凍法是是利用人人工制冷冷技術(shù)加加固含水水地層的的一種特特殊工法法，在擬擬建地下下構(gòu)筑物物周圍中中安裝凍凍結(jié)管，，并在凍凍結(jié)管內(nèi)內(nèi)循環(huán)低低溫液體體或氣體體，是凍凍結(jié)管周周圍的含含水地層層逐步結(jié)結(jié)冰，形形成凍土土帷幕，，然后再再凍土帷帷幕包圍圍中安全全的進(jìn)行行地下構(gòu)構(gòu)筑物施施工。（5）淺層地地表超前前錨桿注注漿加固固法地表砂漿漿錨桿預(yù)預(yù)加固是是淺埋隧隧道預(yù)計(jì)計(jì)破裂范范圍內(nèi)從從地表向向下鉆孔孔灌入水水泥砂漿漿再打入入錨桿。。使砂漿漿錨桿與與巖土結(jié)結(jié)成一體體，提高高地層的的整體強(qiáng)強(qiáng)度和穩(wěn)穩(wěn)定性，，抑制隧隧道開挖挖后巖土土體的移移動，防防止塌方方事故的的發(fā)生。。第五節(jié)初初期支支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)與變形形控制（1）初期支支護(hù)的類類型及適適用條件件1.噴射混凝凝土2.噴射鋼纖纖維混凝凝土3.水泥裹沙沙噴射混混凝土4.錨桿5.型鋼拱架架和格柵柵鋼架（2）初期支支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)1.初期支護(hù)護(hù)的厚度度2.強(qiáng)度等級級3.鋼拱架4.鋼筋網(wǎng)5.錨桿（3）變形控控制技術(shù)術(shù)1.選擇合適適的分步步開挖方方法2.選擇合適適的超前前預(yù)支護(hù)護(hù)方法3.加強(qiáng)初期期支護(hù)4.控制施工工進(jìn)尺及及臺階長長度5.加強(qiáng)現(xiàn)場場監(jiān)測第六節(jié)二二次襯襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）計(jì)算原原則1.隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)采用以以概率理理論為基基礎(chǔ)的極極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法法，以可可靠指標(biāo)標(biāo)度量結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的可靠靠度；2.結(jié)構(gòu)構(gòu)件件應(yīng)根據(jù)據(jù)承載力力極限狀狀態(tài)及正正常使用用極限狀狀態(tài)的要要求，分分別按下下列規(guī)定定進(jìn)行計(jì)計(jì)算驗(yàn)算算：a.承載力及及穩(wěn)定、、b.變形、c.抗裂及裂裂縫寬度度；3.結(jié)構(gòu)計(jì)算算簡化模模型的確確定；4.隧道襯砌砌結(jié)構(gòu)一一般按平平面受力力進(jìn)行分分析；5.淺埋結(jié)構(gòu)構(gòu)在地下下水位以以下時(shí)，，還要進(jìn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)抗浮驗(yàn)驗(yàn)算。（2）計(jì)算模模式（荷荷載—結(jié)構(gòu)模式式）（3）荷