地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計

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1、第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、地鐵區(qū)間隧道選型的原則和特點二、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)計與構(gòu)造四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計算方法五、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計一﹑地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)選型的原則和特點⒈原則⑴區(qū)間隧道即連接兩個車站之間的隧道；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、

2、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)境保護要求高，必須嚴格控制隧道開挖引起的地面沉降和爆破振動對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，錨噴支護不宜作為永久襯砌結(jié)構(gòu)；⑸監(jiān)測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，當不具備明挖條件或采用明挖法很不經(jīng)濟時，應(yīng)進行新奧法和盾構(gòu)法的比選；⑵在無水的第四紀

3、地層中，盾構(gòu)法和新奧法各有所長。前者雖然造價一般較高，但施工安全、進度快，后者不需要大型施工機械，對隧道斷面、地質(zhì)條件、線形、施工長度等適應(yīng)性強。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

4、接觸，保證襯砌與圍巖作為一個整體進行工作；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，又能隨時加強，可根據(jù)施工量測信息，調(diào)整襯砌強度、剛度和施做時機，以及仰拱閉和和后期支護的施工時間，以主動“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

5、的基本結(jié)構(gòu)類型——復(fù)合式襯砌a.由初期支護﹑防水層隔離和二次襯砌組成（圖4-10）。外層為初期支護，噴錨支護；b.內(nèi)層為二次支護，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備以及承受靜水壓力等；⑤初期支護與二次襯砌間設(shè)防水隔離層。⑵其它方案①在干燥無水的堅硬圍巖中，區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護；②當巖層的整體性好、基本無地下水，防水要求不高，可采用單層整

6、體現(xiàn)澆混凝土襯砌或裝配式襯砌，不做初期支護和防水隔離層；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，前者適用于堅硬圍巖(Ⅲ級以上)，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)

7、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。對盾構(gòu)千斤頂推力具

8、有較大的抗力，鋼筋混凝土管片多采用平板