地鐵與輕軌設(shè)計(jì)第節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、地鐵區(qū)間隧道選型的原則和特點(diǎn)二、地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式三、地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計(jì)算方法五、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一﹑地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)選型的原則和特點(diǎn)⒈原則⑴區(qū)間隧道即連接兩個(gè)車站之間的隧道；⑵區(qū)間隧道的走向和埋深，受到工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地面和地下環(huán)境影響，施工方法等因素制約，直接關(guān)系到造價(jià)的高低和施工的難易；⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車隧道、渡線、折返線、地下存車線、聯(lián)絡(luò)線以及其它附屬建筑物；⑷地鐵區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)與構(gòu)造主要取決于隧道的用途、沿線地形、地物、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、施工方法、環(huán)境要求、維修管理、工期要求以及投資高低等因素。⒉礦山法隧道的特點(diǎn)⑴大多埋置于第四系的疏散或含水地層中，在施工過程中通常需要采取一定的輔助措施，地下水是威脅隧道安全的主要因素；⑵除穩(wěn)定巖石地層中的區(qū)間隧道外，大多屬于淺埋隧道；⑶環(huán)境保護(hù)要求高，必須嚴(yán)格控制隧道開挖引起的地面沉降和爆破振動(dòng)對(duì)地面建筑及居民生活的影響；⑷考慮地鐵結(jié)構(gòu)的耐久性要求，錨噴支護(hù)不宜作為永久襯砌結(jié)構(gòu)；⑸監(jiān)測(cè)控制是施工中不可缺少的環(huán)節(jié)。⒊新奧法施工的地鐵區(qū)間隧道的選擇：⑴第四系的疏散地層中修建的地鐵區(qū)間隧道，當(dāng)不具備明挖條件或采用明挖法很不經(jīng)濟(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行新奧法和盾構(gòu)法的比選；⑵在無水的第四紀(jì)地層中，盾構(gòu)法和新奧法各有所長。前者雖然造價(jià)一般較高，但施工安全、進(jìn)度快，后者不需要大型施工機(jī)械，對(duì)隧道斷面、地質(zhì)條件、線形、施工長度等適應(yīng)性強(qiáng)。二﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)整體式襯砌結(jié)構(gòu)分單跨﹑雙跨等形式，整體性好，防水性能高，施工工序多，速度慢。2)裝配式襯砌結(jié)構(gòu)接頭構(gòu)造，整體性差，慎用。3)區(qū)間喇叭口隧道島式車站兩側(cè)行車道與正線區(qū)間隧道間設(shè)過渡段4)渡線隧道、折返線隧道單渡線﹑交叉渡線5)聯(lián)絡(luò)通道及其他附屬結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)通道，安全﹑消防﹑維護(hù)等；排水站。⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)襯砌結(jié)構(gòu)要求⑴須能與圍巖大面積牢固接觸，保證襯砌與圍巖作為一個(gè)整體進(jìn)行工作；⑵允許圍巖能產(chǎn)生有限制的變形，能在圍巖中形成卸載拱；⑶隧道襯砌以封閉式為佳，盡可能接近圓形，一般都設(shè)置仰拱，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力和整體穩(wěn)定性；⑷隧道襯砌應(yīng)能分期施工，又能隨時(shí)加強(qiáng)，可根據(jù)施工量測(cè)信息，調(diào)整襯砌強(qiáng)度、剛度和施做時(shí)機(jī)，以及仰拱閉和和后期支護(hù)的施工時(shí)間，以主動(dòng)“控制”圍巖變形。2)隧道襯砌結(jié)構(gòu)類型與選擇a.拱形結(jié)構(gòu)，基本斷面形式為單拱雙拱和多跨連拱，見圖4-9；b.前者多用于區(qū)間隧道或聯(lián)絡(luò)通道后者用于停車線折返線或喇叭口岔線上；c.結(jié)合具體條件選擇單層襯砌或雙層襯砌。圖4-9礦山法修建的襯砌結(jié)構(gòu)形式⑴襯砌的基本結(jié)構(gòu)類型——復(fù)合式襯砌a.由初期支護(hù)﹑防水層隔離和二次襯砌組成（圖4-10）。外層為初期支護(hù)，噴錨支護(hù)；b.內(nèi)層為二次支護(hù)，模筑混凝土；c.一般用于土質(zhì)隧道或車站折返線等大跨度隧道。圖4-10復(fù)合式襯砌構(gòu)造①常用的錨桿型式有：全長粘結(jié)式﹑端頭錨固型和摩擦型等；②噴射混凝土則有素混凝土和鋼纖維混凝土；③鋼支撐常用型鋼或舊鋼軌，一般埋入噴射混凝土內(nèi)；④二次襯砌主要是安全儲(chǔ)備以及承受靜水壓力等；⑤初期支護(hù)與二次襯砌間設(shè)防水隔離層。⑵其它方案①在干燥無水的堅(jiān)硬圍巖中，區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護(hù)；②當(dāng)巖層的整體性好、基本無地下水，防水要求不高，可采用單層整體現(xiàn)澆混凝土襯砌或裝配式襯砌，不做初期支護(hù)和防水隔離層；③為適應(yīng)不同的圍巖條件，整體式襯砌可做成等截面直墻式和等截面或變截面曲墻式，前者適用于堅(jiān)硬圍巖(Ⅲ級(jí)以上)，后者適用于軟弱圍巖；④一般要求在襯砌做好后向襯砌背后注漿，充填空隙，改善襯砌受力狀態(tài)，減少圍巖變形。同時(shí)襯砌混凝土本身需要有較高的自防水性能。⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)襯砌結(jié)構(gòu)要求能在較短時(shí)間內(nèi)砌筑完畢，且能立刻承受圍巖壓力和盾構(gòu)千斤頂推力；2)盾構(gòu)隧道的類型與選擇a.預(yù)制裝配式襯砌(圖4-11)b.預(yù)制裝配式襯砌與模注鋼筋混凝土相結(jié)合的雙層襯砌(圖4-12)c.擠壓混凝土(ECL工法)整體式襯砌圖4-11單層裝配式襯砌圓環(huán)的構(gòu)造圖圖4-12雙層襯砌圓環(huán)構(gòu)造圖⑴裝配式襯砌①預(yù)制裝配式襯砌是用工廠預(yù)制的構(gòu)件(稱為管片)，在盾構(gòu)尾部拼裝而成；②管片種類按材料可分為鋼筋混凝土、鋼、鑄鐵以及由幾種材料組合而成的復(fù)合管片；③鋼和鑄鐵管片價(jià)格較貴，一般都采用鋼筋混凝土管片。④按管片螺栓手孔成型大小，可將管片分為箱形和平板形兩類。a.箱形管片（圖4-13）是指因手孔較大而呈肋板形結(jié)構(gòu)。方便拼裝，便于運(yùn)輸和拼裝，易開裂。只有金屬管片才采用箱形結(jié)構(gòu)。

圖4-13箱形管片b.平板形管片（圖4-14）是指因螺栓手孔較小或無手孔而呈曲板形結(jié)構(gòu)的管片。對(duì)盾構(gòu)千斤頂推力具有較大的抗力，鋼筋混凝土管片多采用平板形結(jié)構(gòu)。圖4-14平板形管片⑤箱形管片的縱向接縫（徑向接縫）和橫向接縫（環(huán)向接縫）一般都是平面狀的；⑥平板形管片的接縫除可采用平面狀外，為提高裝配式襯砌縱向剛度和拼裝精度，也有采用樣槽式接縫的；⑦襯砌環(huán)內(nèi)管片間以及各襯砌環(huán)間的連接方式，可分為柔性連接和剛性連接；⑧實(shí)踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價(jià)高，而且會(huì)在襯砌環(huán)中產(chǎn)生較大的次應(yīng)力，帶來不良后果。因此，目前較為通用的是柔性連接，常用的有以下幾種形式：a.單排螺栓連接按螺栓形狀又可分為彎螺栓連接、直螺栓連接和斜螺栓連接三種；b.銷釘連接銷釘連接可用于縱向接縫，亦可用于橫向接縫；c.無連接件在穩(wěn)定的不透水地層中，圓形襯砌的徑向接縫也可不用任何連接件連接。⑵雙層襯張砌①為防喂止隧道線滲水和際襯砌腐場(chǎng)蝕，修意正隧道管施工誤妨差，減造少噪聲散和振動(dòng)連以及作亦為內(nèi)部賭裝飾，嬌可以在巨裝配式漫襯砌內(nèi)固部再做填一層整撈體式混帖凝土或畏鋼筋混豪凝土內(nèi)換村；②根據(jù)櫻需要還鍛可在裝坡配式襯貸砌與內(nèi)彩層間敷井設(shè)防水弊隔離層掩；③國攏內(nèi)外健在合醒地下霜水豐宴富和為含有固腐蝕哀性地待下水盼的軟給土地牙層內(nèi)落的隧懸道，羨大都戀選用墨雙層垃襯砌羊，即登在隧虜?shù)酪r腎砌的大內(nèi)側(cè)刊再附核加厚25鴉0～30躲0m重m的現(xiàn)竄澆鋼蛇筋混覺凝土魂內(nèi)襯肆。⑶擠墻壓混饞凝土鎖整體劣式襯絲式砌①擠壓混丑凝土襯砌筆（Ex綢tr章ud粥e茫Co晉nc茅re喝te續(xù)L膊in鑼in減g，簡(jiǎn)稱ECL）是產(chǎn)隨著底盾構(gòu)嶺向前瞇掘進(jìn)曬，用燭一套擋襯砌絮施工兔設(shè)備攔在盾福尾同樸步灌低注的攝混凝排土或蒜鋼筋斯混凝貫土整畝體式才襯砌清，因害其灌痰注后梁即承物受盾獵構(gòu)千舊斤頂剝推力廚的擠鄙壓作腔用，哪故有班此名宋稱；②擠壓攤混凝土峰襯砌可棋以是素仗混凝土既的或鋼購筋混凝劈燕土的，層但應(yīng)用超最多的唉是鋼纖餓維混凝嶺土的；③新澆注扁的混凝土納在活動(dòng)的醫(yī)端模板和飄可伸縮的呀弧形模板俗作用下，臭同時(shí)承受護(hù)盾構(gòu)千斤果頂和四周蠶圍巖的作減用，處于活三向受力負(fù)狀態(tài)。⒊盾構(gòu)序法施工礙時(shí)特殊機(jī)地段的細(xì)襯砌⑴曲線場(chǎng)段的襯繪砌楔形杠襯砌活環(huán)，訂保證這隧道保的前劈燕進(jìn)方姐向⑵區(qū)間法聯(lián)絡(luò)通悲道和中顆間泵站沃襯砌①聯(lián)絡(luò)靠通道可膝設(shè)在線救路最低攀點(diǎn)，并鹿和排水分泵合并組建造；②隧道父內(nèi)側(cè)需抄留出寬松約25綱0～400c起m的洞門；③一般情申況下都是跪礦山法施梢工。⑶渡線片和折返漠線襯砌雕結(jié)構(gòu)明挖掀法施蝕工，央襯砌竿同明油挖法勻施工喬的襯群砌⒋特殊地夜段隧道襯垃砌結(jié)構(gòu)⑴沉管法識(shí)隧道1)施工要非點(diǎn)2)橫斷面有流圓形和矩缺形，H水＞45扛m時(shí)圓形律；H水＜35m矩形3)沉管熟結(jié)構(gòu)軍混凝鐵土等欺級(jí)為C3素0～C50，抗剪4)每節(jié)沉管沫的長度一跨般為60～14露0m，多數(shù)為10剖0m，最芹長達(dá)268刮m5)水中混凝喝土連接和阻水壓壓接紋兩種方式6)管段款沉放大和連質(zhì)接后堆應(yīng)對(duì)橋基礎(chǔ)望進(jìn)行啄灌砂濫或以翁其他聾方法鴨進(jìn)行肯處理堡。⑵頂貢進(jìn)法恢施工雞的區(qū)加間隧師道結(jié)請(qǐng)構(gòu)1)穿越最地面四鐵路﹑地下管墓網(wǎng)群﹑交叉路口駛等情況時(shí)書常采用頂廟進(jìn)法施工紛；2)分為頂入剃法﹑中繼間駕法和頂狹拉法三丈種；3)結(jié)構(gòu)逃形式輪一般坐為箱棒形框蔥架結(jié)爛構(gòu)；4)使用邁階段呢和施限工階歌段的朵強(qiáng)度暗驗(yàn)算涌。三﹑地鐵區(qū)拍間隧道毒的截面誰設(shè)計(jì)與繞構(gòu)造⒈明挖瘋法修建尿的地鐵眉區(qū)間隧維道⑴內(nèi)部歇凈空尺輕寸的確算定根據(jù)啞建筑余接近漢限界襯曲線糖半徑裂超高提道床陶施工剖誤差藏等因皂素確反定⑵隧猴道結(jié)怕構(gòu)斷蘿面厚羊度尺菜寸的忘擬定根據(jù)掏設(shè)計(jì)德經(jīng)驗(yàn)把或模輕擬法梳，進(jìn)脅行試擠算，柳先假捧定截身面尺世寸，素然后喊進(jìn)行成計(jì)算潮，進(jìn)晨行調(diào)基整。⒉礦山襲法修建晃的地鐵枝區(qū)間隧移道⑴區(qū)間隧瞞道襯砌橫爸?jǐn)嗝嫘螤睥儆玫V山傳法修建的油區(qū)間隧道潑的界面尺臨寸應(yīng)符合麗建筑限界策要求，還麻要考慮施厚工﹑測(cè)量誤差臣以及結(jié)構(gòu)功固有的變蔬形量，可含按工程模膚擬法確定吼，無資料往時(shí)按表4-6所示漂；②Ⅱ﹑Ⅲ級(jí)圍巖變年形量很小磨，設(shè)計(jì)時(shí)通不考慮；設(shè)曲線段時(shí)憐內(nèi)輪廓需驢加寬。圍巖類別單線隧道雙線隧道Ⅳ3~55~7Ⅴ5~77~10Ⅵ特殊設(shè)計(jì)特殊設(shè)計(jì)預(yù)留變肌形量(cm)表4－6③理論和須實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)畫得出：a.當(dāng)區(qū)間隧柱道襯砌主咽要承受豎蜜向荷載和榮不大的水械平荷載時(shí)億，襯砌拱搬部軸線采塊用單心圓成弧線或三侍心圓弧線武，墻部可榜采用直線舌；b.當(dāng)襯砌瘋承受豎棚向荷載肆的同時(shí)嫌，還承尺受較大岸的水平罩荷載，委結(jié)構(gòu)軸庫線用多避段圓弧成連接而峰成。⑵襯杰砌截燃面尺冊(cè)寸擬慶定①包括初撕期支護(hù)的近各設(shè)計(jì)參崖數(shù)以及二剛次襯砌的伸各設(shè)計(jì)參姿數(shù)。；②初期支折護(hù)采用工世程模擬法瞞擬定，可傳參照表4-7；③一般的基二次襯砌盈采用C2復(fù)0素混寄凝土焰，20～30cm即可；④將圍魚巖較差斗地段的旨襯砌向耀圍巖較蔽好地段雀延伸5～10m；⑤初期支倚護(hù)與二次堅(jiān)襯砌的結(jié)劃構(gòu)縫應(yīng)設(shè)訊在一起。圍巖類別單線雙線Ⅱ噴射混凝土厚度5~10cm設(shè)置錨桿，長度2.0m，間距1~1.2m，必要時(shí)局部設(shè)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度10~15cm設(shè)置錨桿，長度2.5m，間距1~1.2m，必要時(shí)配置鋼筋網(wǎng)Ⅲ噴射混凝土厚度10~15cm設(shè)置錨桿，長度2.0~2.5m，間距1m，必要時(shí)配置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度15cm設(shè)置錨桿，長度2.5~3.0m，間距1m，設(shè)置鋼筋網(wǎng)Ⅳ噴射混凝土厚度15cm設(shè)置錨桿，長度2.5m，間距0.8~1m，配置鋼筋網(wǎng)，應(yīng)施作仰拱噴射混凝土厚度20cm設(shè)置錨桿，長度3~3.5m，間距0.8~1m，配置鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)設(shè)置鋼支撐，仰拱Ⅴ噴射混凝土厚度20cm設(shè)置錨桿，長度3.0m，間距0.6~0.8m，配置鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)設(shè)置鋼支撐，應(yīng)施作仰拱通過實(shí)驗(yàn)或計(jì)算確定復(fù)合襯砌耗初期支護(hù)治的參數(shù)設(shè)極計(jì)映表4-7⒊盾構(gòu)法修前建的地鐵皆區(qū)間隧道⑴橫截延面內(nèi)輪馬廓尺寸根據(jù)建兵筑限界氣（圖4-船15）﹑施工誤族差﹑道床類型﹑預(yù)留變付形量等洗條件，急還要考劉慮最小論曲線半違徑問題⑵管罵片厚債度一般為(0.痕05～0.凍06新)D幅,上海為350m窗m,廣州藥為300艷mm⑶管片寬霉度10故00～1500米mm⑷管片熄類型頸與結(jié)居構(gòu)依據(jù)材料惹或形狀或紅其他方面勾分類⑸管片萄接縫類禾型與結(jié)獨(dú)構(gòu)有螺栓連假接﹑無螺價(jià)栓連孤接圖4-15區(qū)間桑直線唇地段奴圓形激隧道尸限界(尺寸桶單位重：mm)⑹襯砌適環(huán)的腹分塊①若干膏標(biāo)準(zhǔn)寧管片(A淡),兩塊相珠鄰管片(B)﹑一塊擱封頂自管片(K）,見圖4－16；②若干A型管世片,一塊B型管片﹑一塊K型管片鴿；③封頂蘋塊的扁拼裝找方式穿有徑呈向楔長入和野縱向后插入嶼兩種販；④襯砌憑環(huán)的噸拼裝曬方式民有通濃縫和闖錯(cuò)縫狼兩種聯(lián)。圖4-1餡6管片分塊朽方法⑺螺栓和智注漿孔的玩配置①分為屈縱向連闖接螺栓氣和環(huán)向起連接螺隆栓兩種幣；②螺栓直轉(zhuǎn)徑一般掛為16～36m側(cè)m.螺栓孔犯直徑須籃大于螺島栓4～8m拌m；③注漿楚孔直革徑為50～100句mm。⑻隧道防炭水①基尺本原高則是晃以防耐治為塔主堵貢漏為知輔多姨道防譜線因蝴地制俗宜綜療合治摧理；②允許因滲漏量找每晝夜?fàn)I部大于0.1連L/m慚2；③管片采俱用C50，抗隊(duì)滲等雨級(jí)部劫低于S6。⑼其蒸他構(gòu)洪造四、地未鐵區(qū)間安隧道結(jié)婦構(gòu)的窗荷載內(nèi)凳力計(jì)算屯方法與地鐵車柴站結(jié)構(gòu)的河荷載內(nèi)力跡計(jì)算方法引一致。五﹑地鐵區(qū)妻間隧道漠的結(jié)構(gòu)桑設(shè)計(jì)⒈地鐵區(qū)滔間隧道誰結(jié)構(gòu)設(shè)樓計(jì)方法由于施工蹈方法不同葡，地鐵區(qū)窩間隧道的直斷面形式駛、結(jié)構(gòu)支兵護(hù)襯砌類貞型、結(jié)構(gòu)慚計(jì)算方法府和適用范傘圍各異。毒表4-有8列出債了國凝內(nèi)外公隧道倍結(jié)構(gòu)績(jī)?cè)O(shè)計(jì)畏模型豎，表4-遵9列出煙了隧憶道施綠工和身設(shè)計(jì)匆方法優(yōu)分類未。國家盾構(gòu)開挖的軟土隧道錨噴、鋼拱支護(hù)的軟土隧道中硬石質(zhì)深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)澳大利亞彈性介質(zhì)中全支承圓環(huán)(全周彈簧模型)；MuirWood法、Curtis法或假定隧道變形法初期支護(hù)；Proctor-white法；二次支護(hù)；彈性介質(zhì)中全支承圓環(huán)；MuirWood法、Curtis法或假定隧道變形法初期支護(hù)：Proctor-white法；二次支護(hù)；彈性介質(zhì)中全支承圓環(huán)；MuirWood法、Curtis法或假定隧道變形法箱形框架彎矩分配奧地利彈性地基圓環(huán)彈性地基圓環(huán)；FEM；收斂約束法經(jīng)驗(yàn)方法彈性地基框架德國覆蓋<2D，頂部無支承的彈性地基圓環(huán)(部分彈簧模型)；覆蓋<3D，全支承的彈性地基圓環(huán)(全周彈簧模型)；FEM覆蓋<2D，頂部無支承的彈性地基圓環(huán)；覆蓋<3D，全支承的彈性地基圓環(huán)；FEM全支承的彈性地基圓環(huán)；FEM；連續(xù)介質(zhì)或收斂－約束法彈性地基框架(底壓力頒布簡(jiǎn)化)國內(nèi)外隧臨道結(jié)構(gòu)設(shè)景計(jì)模型渡表4-8國家盾構(gòu)開挖的軟土隧道錨噴、鋼拱支護(hù)的軟土隧道中硬石質(zhì)深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)中國彈性地基圓環(huán)；經(jīng)驗(yàn)法初期支護(hù)：FEM；收斂約束法；二次支護(hù)：彈性地基圓環(huán)初期支護(hù)：經(jīng)驗(yàn)法永久支護(hù)：作用－反作用模型；大型洞室：FEM箱形框架彎矩分配瑞士作用－反作用模型FEM；經(jīng)驗(yàn)法；收斂－約束法矯形框架彎矩分配英國彈性地基圓環(huán)；MuirWood法收斂－約束法；經(jīng)驗(yàn)法FEM；經(jīng)驗(yàn)法；收斂－約束法彈性地基連續(xù)框架美國彈性地基模型彈性地基圓環(huán)；Proctor-white法；FEM；錨桿法；經(jīng)驗(yàn)法續(xù)上表國家盾構(gòu)開挖的軟土隧道錨噴、鋼拱支護(hù)的軟土隧道中硬石質(zhì)深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)瑞典通常為經(jīng)驗(yàn)法，有時(shí)用作用－反作用模型、連續(xù)介質(zhì)模型、收斂－約束法比利時(shí)Schulze-Duddek法剛架法國隨意性地基圓環(huán)；FEMFEM；作用－反作用模型；經(jīng)驗(yàn)法連續(xù)介質(zhì)模型；收斂－約束法；經(jīng)驗(yàn)法日本局部支承圓環(huán)；梁－彈簧模型局部支承的彈性地基圓環(huán)；經(jīng)驗(yàn)法加量測(cè)；FEM彈性地基框架；FEM；特征曲線法彈性地基框架；FEM續(xù)上現(xiàn)表序號(hào)施工方法斷面形式襯砌支護(hù)形式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法1明挖法矩形和直墻拱形現(xiàn)澆鋼筋混凝土、預(yù)制鋼筋混凝土砌塊軟弱土層中彈性連續(xù)矩形、拱形框架，結(jié)構(gòu)力學(xué)方法或假定抗力結(jié)構(gòu)力學(xué)方法2礦山法(鉆爆法、鑿巖機(jī)掘進(jìn)法)拱形、直墻拱形和圓形鋼拱架、噴射混凝土錨桿支護(hù)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土復(fù)合襯砌、預(yù)制鋼筋混凝土砌塊局部變形理論的彈性地基梁方法、反分析法、新奧法、數(shù)值分析方法3盾構(gòu)法圓形鋼、鑄鐵、鋼筋混凝土(或鋼纖維)管片地層襯砌位移協(xié)調(diào)彈塑性解析解，數(shù)值分析法、彈性無鉸自由變形圓環(huán)、彈性多鉸局部抗力約束圓環(huán)隧道柴施工襖、設(shè)忠計(jì)方歲法分柳類尺表4-9序號(hào)施工方法斷面形式襯砌支護(hù)形式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法4頂管法圓形或矩形鋼筋混凝土預(yù)制管段同35沉管法矩形預(yù)制鋼筋混凝土箱段同16配合上述施工方法的輔助工法：①注漿加固；②降低水位；③凍結(jié)法；④管棚法圓形、直墻拱形、矩形鋼拱架臨時(shí)支護(hù)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土的襯砌支護(hù)同2續(xù)上降表⒉區(qū)間香隧道襯蜘砌結(jié)構(gòu)宅設(shè)計(jì)計(jì)徐算⑴結(jié)盟構(gòu)與加地層惜共同悲作用狡的處斤理方攜法①主動(dòng)荷叉載模型除了在在結(jié)構(gòu)底絹部受地晉層約束升外，其兩他部分辜在主動(dòng)倦荷載作掛用下可碎自由變棟形。適免用于結(jié)笨構(gòu)與地嘆層“剛只度比”莊較大的餓情形。②主動(dòng)弄荷載華加地災(zāi)層彈喇性約幅束的書模型地層不棍僅對(duì)襯血砌結(jié)構(gòu)避施加主全動(dòng)荷載鐘，還對(duì)芒襯砌結(jié)抄構(gòu)施加怎被動(dòng)彈書性抗力犯，適用趁于各類第地層。③地層實(shí)儲(chǔ)測(cè)荷載韻模型實(shí)測(cè)荷載些是結(jié)構(gòu)與漫地層共同售作用的綜看合反應(yīng)。⑵明挖箱祥形襯砌結(jié)到構(gòu)計(jì)算①明挖箱論型襯砌評(píng)結(jié)構(gòu)施陰工一般灰分順作糊法和逆墳作法兩坡種。采副用順作更法時(shí)，蓮側(cè)向不搖能提供宅必要的互彈性抗側(cè)力；②箱形結(jié)構(gòu)告基底反力凝，可采用腳兩種方法持計(jì)算：假稀設(shè)結(jié)構(gòu)是益剛性體，垃則基底反晴力可以按嬌靜力平衡枝條件求得咐；假設(shè)結(jié)稍構(gòu)為Wi喂nk龜le蜓r地基上產(chǎn)的箱形朝結(jié)構(gòu)，尿則根據(jù)極地基變土形計(jì)算濱基底每旱一點(diǎn)反啟力；③彈性地獨(dú)基上的游箱形結(jié)爐構(gòu)一般磨按照平幟面變形僚問題考勸慮。當(dāng)和長跨比豪接近1時(shí)，損按空種間結(jié)制構(gòu)考堆慮；⑶礦山法壘隧道襯砌欣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降計(jì)算①結(jié)構(gòu)設(shè)屋計(jì)原則a.錨噴技哄術(shù)，施廈工方法略，支護(hù)咸形式，醉動(dòng)態(tài)監(jiān)鹿測(cè)，優(yōu)右化設(shè)計(jì)嗎和施工確；b.埋置運(yùn)深度筍的確聽定；c.保護(hù)加既有抗建筑哀物；d.初期支護(hù)符承重，二皺次襯砌承伍受水壓力牌；e.徑向盼外方100m奏m作富盾裕量錦，考高慮凈刊空。②設(shè)計(jì)方烘法a.經(jīng)驗(yàn)飛設(shè)計(jì)燥方法寶：工送程模竭擬法b.力學(xué)分釘析方法第：荷載孩－結(jié)構(gòu)怪法地層木－結(jié)構(gòu)則法c.視條久件的貿(mào)不同狹選擇憑不同度的方輕法③隧道襯識(shí)砌結(jié)構(gòu)計(jì)鐮算a.脫離路區(qū)，蹤蝶彈性苦抗力夜，局息部變邁形理烘論，餐彈性燦地基躺梁圖仆式和注彈性陸支承匙連桿努圖式b.塑性數(shù)值歪解法，結(jié)飽合工程模勒擬和監(jiān)控電量測(cè)④明洞計(jì)煮算計(jì)算構(gòu)塌件截面歇強(qiáng)度，做安全系明數(shù)值，遲彈性抗胞力⑤洞門泄計(jì)算a.視作擋葉土墻，惹極限狀巖態(tài)法計(jì)踢算強(qiáng)度刃，驗(yàn)算清傾覆和妙滑動(dòng)穩(wěn)典定性b.計(jì)算桃參數(shù)愛取現(xiàn)趕場(chǎng)試狀驗(yàn)資董料，裂較少畜時(shí)參筍照規(guī)估范c.一定的構(gòu)弱造要求⑷盾構(gòu)褲法隧道魔結(jié)構(gòu)設(shè)想計(jì)計(jì)算①設(shè)計(jì)原蛙則a.安全可舒靠經(jīng)濟(jì)覺合理施戚工方便b.選用與特委點(diǎn)相近的級(jí)規(guī)范和設(shè)聯(lián)計(jì)方法c.結(jié)構(gòu)凈空朗尺寸的要岸求d.拴.減少曬對(duì)環(huán)船境的研影響e.極限滔狀態(tài)否設(shè)計(jì)均法，里分項(xiàng)仔系數(shù)f.按最化不利奇組合輸進(jìn)行閱結(jié)構(gòu)健驗(yàn)算g.防水防腐機(jī)蝕等要求②盾構(gòu)隧兼道設(shè)計(jì)方刷法表4-1員0列出了鞠國外盾阿構(gòu)法隧姐道的各睬種設(shè)計(jì)奸方法。國家計(jì)算模型計(jì)算土壓力、水壓力地基反力系數(shù)澳大利亞全周彈簧模型σv＝全覆土荷載σH＝λσv+靜水壓力由平板荷載試驗(yàn)或量測(cè)結(jié)果的逆分析得到，切線方向或地層完全結(jié)合或把摩擦力作為上限結(jié)合日本梁—彈簧模型σv＝全覆土荷載σH＝λσv(砂質(zhì)土按水土分解，粘性土按水土合算考慮)根據(jù)土的工程性質(zhì)確定k值大小比利時(shí)Schulze-Duddeck模型，由FEM校核Schulze-Duddeck法確定無國外界盾構(gòu)域法隧秋道設(shè)洞計(jì)比頃較表壺表4-10國家計(jì)算模型計(jì)算土壓力、水壓力地基反力系數(shù)德國覆土深≤2D，部分地層彈簧模型；覆土深≥2D，全周地層彈簧模型σv＝全覆土荷載σH＝λσv(λ=0.5)k=Ev/R,Es為地層模量，R為隧道半徑部分地層彈簧模型：Schulze-Duddeck法，不考慮切線方向的荷載σv＝全覆土荷載σH＝λσv(λ=0.5)無法國全周地層彈簧模型或FEMσv＝全覆土荷載(覆土深≤D)Terzaghi公式(覆土深≥D)σH＝λσv西班牙考慮地層與結(jié)構(gòu)相互作用的Buqera法忽視粘結(jié)力的Terzaghi公式λ＝1.0只考慮半徑方向續(xù)上表國家計(jì)算模型計(jì)算土壓力、水壓力地基反力系數(shù)英國全周地層彈簧模型；MuirWood法根據(jù)類似條件下的量測(cè)結(jié)果初期垂直荷載及初期水平荷載，初期荷載是全土荷載由三軸試驗(yàn)或應(yīng)力計(jì)測(cè)得的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系得出，不考慮摩擦力美國彈性地基圓環(huán)σv＝全覆土荷載σH＝λσv+水壓λ＝0.4～0.5無σv＝全覆土荷載σH＝λσv+水壓由室內(nèi)實(shí)驗(yàn)求出，不考慮摩擦力續(xù)上貼表③荷載作用在告盾構(gòu)隧歡道上的引設(shè)計(jì)荷概載如圖4-坐17。圖4-1再7作用在怕盾構(gòu)隧告道上的辛設(shè)計(jì)荷紹載式中鬼：W—育—襯砌可縱向裹每延怕米重賓力；Pc1——垂直撞作用剝的地陡層壓炊力阿；qc1﹑qc2——水平籃地層燒壓力會(huì)；pw1——垂直腳作用旗的水忍壓力暢；qw1﹑qw2——水平稠作用壞水壓杜力；t—缺—襯砌厚訪度；Rc——隧道橫念斷面中偽心線半蛙徑。地面超載P0一般取10k四N/m2;結(jié)構(gòu)自重辣作用在隧權(quán)道橫斷面稠形心上的查豎向荷載皂為(4-5監(jiān))(4擠-6靈)a.水位以上討取天然容膏重，以下綿取水下濕嘆容重；b.隧道拱克頂上的取豎向土塵壓按均棵布荷載底考慮，族且等于肚覆土層駝的壓力展；c.若隧道歇覆土層銷厚度不曬小于2D(D為襯砌外袍徑），則梢按太沙基申公式計(jì)算奸折減后的綠豎向土壓被力。折減繪后的覆土鋸層厚度h0按下式計(jì)炕算。式中貌：c——土體粘夕聚力；φ——土體內(nèi)摩滋擦角；γ——土體重瞧度；R0——襯砌圓環(huán)事外半徑；K0——側(cè)向土宮壓力與鳥豎向圖乎壓力的紋比值，盲取K0＝1。(4-康7)(4撈-8悲)a.水平土壓美力為作用就在襯砌形朽心線上自賽拱頂至隧捏道底部的顯均勻性變擋化荷載，社其值定義廳為豎向土港壓力與側(cè)掘向土壓力制系數(shù)乘積宅；b.粘性土駕層的側(cè)東向地層喪壓力通虜常按水窮土合算滾考慮；c.側(cè)向觀土壓魯力系災(zāi)數(shù)λ≈0淘.6恒5～0.75；砂性址土層中隙可按水享土分算程考慮，押側(cè)向土供壓力系辛數(shù)按主厲動(dòng)土壓腳力系數(shù)皂計(jì)算；d.表4-11給出貝土體劣側(cè)壓唉力系將數(shù)及凝地基御反力膛系數(shù)點(diǎn)。土體種類λk(MN/m3)N極密類的砂非常堅(jiān)硬的粘性土0.35~0.4530~50N≥30密實(shí)砂性土硬粘性土中硬粘性土0.45~0.5510~3015≤N<308≤N<255~104≤N<8松砂性土軟粘性土非常軟粘性土0.50~0.600.55~0.650.65~0.750~100~50N<152≤N<4N<2根據(jù)斤標(biāo)準(zhǔn)充慣入續(xù)實(shí)驗(yàn)N值而奴定的λ和k值叢表4-11(4毀-9熱)(4宗-1碌0)(4貪-1跡1)(4-堡12)(4炕-1遇3)(4-理14)(4-1幼5)(4惱-1華6)(4奶-1舊7)(4-1烘8)(4-1該9)(4埋-2賞0)土體的槳側(cè)向壓秋力系數(shù)λ也可器根據(jù)啟土體油的物秒理力祝學(xué)指蟲標(biāo)計(jì)宅算得杠到。(4-2毒1)①水壓拜力一阻般情層況下怠簡(jiǎn)化炸為靜裹止水穩(wěn)壓力仿作用盞在襯餐砌上謊。為逼了簡(jiǎn)物化計(jì)扣算，辨拱頂刊和拱法底處杜近似掀按均框布豎慣向水伯壓力增處理梢，其翠值取車為該緞處的班靜水蓬壓力糧。側(cè)弄向水帥壓力齡為由碌拱頂旬至拱吉底線揪性變怠化的身水平蜂荷載趙，如株圖4-奮17。②作用在哥襯砌上驗(yàn)的水壓坊力的合縣力是一序種向上句的浮力屢，若拱計(jì)頂處的顛豎向土次壓力和擠自重的疑合力小暮于浮力鐮，隧道篇將育可神能浮起帖。為此顧需要采考取諸如印施作二蚊次襯砌技以增加提隧道重驅(qū)量或在先地面堆石載的措欺施。按圖4-1咸8的靜水壓損力分布曲鍵線，作用肚在圓環(huán)周纏邊任一點(diǎn)覽靜水壓力功為：?jiǎn)挝婚L盈度上隧艦道管片淺受到向肺上浮力蛇：(4啞-2啦2)(4-客23)圖4-18靜水壓力若采用豎延向均布荷深載和水平綿均布線性連變化荷載踏組合，則蜻：(4憲-2徐4)作用在單享位長度隧生道管片上離的豎向浮陜力，按豎勺向均布和逃側(cè)邊線性孕變化組合街為：(4冊(cè)-2擱5)①地基的抗幅力分為與彩地層位移世無關(guān)和與測(cè)地層位移僻有關(guān)的兩智種情況；②為計(jì)算豎領(lǐng)向水土壓諸力和自重