元通～向兴路 区间设计说明

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1、设计说明1. 设计原则、依据及标准1.1 设计原则1）区间隧道线路设计应满足城市规划、地铁运营、施工工艺的要求，同 时应尽可能减小对周边环境、地面交通的影响，减少建筑物的拆迁和管线的 改移。2）根据地质条件、区位环境、周边建筑及管线、道路交通等情况，合理 选择施工方法和结构型式，尽量减少施工期间和建成后对环境造成的不利影 响。3 ）隧道施工引起的地面沉降和隆起均控制在环境条件允许的范围以内。 依据周围环境、建筑物基础和地下管线对变形的敏感程度，采取稳妥可靠的 措施。4）盾构法施工的区间隧道覆土厚度和平行隧道间的净距，应根据工程地 质条件、隧道断面尺寸、埋置深度、限界和线路要求确定，一般不宜小于

2、隧 道外轮廓直径，当因功能需要或其它原因不满足要求时，应在设计和施工中 采取技术措施。5）区间隧道内净空尺寸应满足地铁建筑限界、设备布置、施工工艺等要 求，并应考虑施工误差、结构变形、拼装移位、测量误差等影响。6）结构设计在满足强度、刚度和稳定性的前提下，还应同时满足防水、 防腐蚀、防迷流等要求。7）结构计算模式的确定，除符合结构的实际工作条件外，并能反映结构 与周围地层的相互作用，并根据不同地段的工程地质和水文地质条件以及覆 土厚度的变化，分段计算、综合处理、使设计系列化、规范化，以取得较好 的技术、经济效益。8）结构按抗震设防烈度7度进行抗震验算，并在结构设计时采取相应的 构造处理措施，以

3、提高结构的整体抗震能力。9）结构防水应满足国家颁发的有关地下工程防水技术规范的规定，并充 分考虑南京地区地下水位埋深浅、渗透性强的特点，采取综合防水措施。1.2设计依据1）南京地铁二号线一期工程可行性研究报告及专家评审意见2）南京地铁二号线一期工程方案设计及专家评审意见3）中国南京城市轨道交通线网规划图（主城）2005年4）南京地铁二号线一期工程初步设计技术要求（试行）5）南京地铁二号线一期工程初步设计文件组成内容与格式6）南京地铁二号线一期工程设计概算、施工图预算编制办法7）南京地铁二号线一期工程XK01标元通站一向兴路站区间岩土 工程初步勘查报告8）南京地铁二号线一期工程沿线建、构筑物调查

4、报告9）相关技术工作联系单10）国家和地区的现行规范与标准GB50007-2002GB50009-2001GB50010-2002GB50011-2001GB50157-2003GB50225-95GB50108-2001DB32/112-95建筑地基基础设计规范 建筑结构荷载规范 混凝土结构设计规范 建筑抗震设计规范 地下铁道设计规范人民防空工程设计规范 地下工程防水技术规范 南京地区地基基础设计规范地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范 GB50307-19991 3 设计标准1）不可更换的结构设计使用年限为100年。2）结构的安全等级为一级。3）盾构圆形隧道限界为05200mm。4）结构设计

5、时按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合的影响验算最 大裂缝宽度不大于0.2mm。5）隧道直径变形V2%D （D为隧道外径）。6）结构抗浮安全系数应$1.05。7）盾构区间隧道结构防水等级为二级。8）结构按抗震设防烈度7度进行验算，并采取相应的构造措施。9）人防设计按6级抗力等级人防荷载进行结构强度验算。2. 设计范围本区间设计范围为：元通站一向兴路站区间（K4+722.863K5+661.500）, 全长938.637双线米，包含盾构区间隧道主体部分、联络通道（泵站）结构及 防排水设计、车站端头井地基加固等工程。3. 工程概况南京地铁二号线为南京市快速轨道交通线网中一条东西向干线，一期工程

6、西起河西地区汪家村站，经由中和村、元通、向兴路、所街、集庆门大街、 茶亭、莫愁湖、汉中门、上海路、新街口、大行宫、逸仙桥、明故宫、苜蓿 园、小卫街、孝陵卫、钟灵街，到达东部紫金山麓马群站，全长淞5.145km, 其中地下线20.390km,过渡段0.335km,地面线1.935km,高架线2.485km。 车站19座，其中地下站16座，地面站2座，高架站1座，另外预留五棵松 咼架车站。元通站一向兴路站区间西南起于经四路上双闸乡、沙洲乡，在建的I号线 元通站，沿经四路（江东南路）至向兴路站。根据区间隧道的埋深及软土地 层情况，区间采用盾构法施工。本区间属长江低漫滩地貌，一直在经四路下穿行，沿线地

7、形较为平坦，周 边无建筑物，现地面高程约在7.318.37m,原地面高程约在6.00m左右，人 工堆填约2.00m左右。区间管线埋深较浅，一般在3m以内。区间线路无曲线，线间距为15.2m。线路纵坡设计为“V”型坡，最大坡 度为23%0,最小坡度为3%oo区间最大埋深为15.8m,最小埋深为8.6 m。区间在最低点K5+177.5里程设置一个联络通道，与泵站合建，根据地层 及周边环境情况，联络通道或泵站在地层加固后采取矿山法施工。4. 工程地质及水文地质条件及评价4. 1 工程地质区间地貌单元属长江漫滩，根据区域地质资料，基岩面以上均为第四纪松 散层,覆盖层厚度大，厚约5060m,地质条件差。

8、场地抗震设防烈度为7度，土的类型按软弱土考虑，建筑的场地类别为III 类，属对建筑抗震不利地段，场地地基具轻微液化性。区间隧道主要穿越地层为流塑淤泥质粉质粘土（一2B4）和软塑的粉质 粘土（一3B3）,局部穿越粉土（-3C3）和粉细砂（一3D2）。区间地层分层如下：表4一1层号地层 名称颜色状态特征描述分布 状况层底埋深 最小最大一1杂填土灰黄 杂色以碇块、碎砖、碎石等建筑垃圾 为主，夹有粘性土。结构松散。均布1.70-1.70一2B素填土灰黄 褐黄色可塑 软塑含少许碎砖、碎石，主要由粘性 土组成，局部为含石灰的三合 土，结构松散，均匀性差。均布2.80 5.003淤泥灰色流塑为塘泥，夹贝壳，

9、含大量有机质。均布3.80 3.801B3-2粉质粘土灰黄色软塑，局 部可塑 软塑含少许氧化铁，偶含零星贝壳及 少许粉土，局部有植物根，含少 许有机质。零星 分布3.60 5.302B4淤泥质粉 质粘土灰色流塑含有机质及少许腐植质，夹少许 粉土薄层，土质较为均匀。均布8.90 23.203B3粉质粘土灰色软塑，局部流塑含有机质及少许腐植质，夹有粉 土或粉砂薄层，呈互层状。均布26.0033.903C3粉土灰色稍密，局部中密夹粘性土薄层，含有机质，很湿均布12.80 15.203D2粉细砂灰色中密，局 部为稍密夹有少许粘性土薄层，偶含少许 腐植质，含云母，饱和。均布23.10 30.004D2-

10、1粉细砂灰色中密，局部密实含少许腐植质，含玄母，偶夹少 许粘性土薄层，饱和。均布37.8038.005D2-1粉细砂灰色中密，局部密实夹粘性土薄层，含少量有机质。均布51.60 51.606B3粉质 粘土灰色流塑 软塑夹粉土（粉砂）薄层，含有机质。均布52.3052.30D2-1粗砂灰色密实夹砾砂及少量粘性土，饱和。均布根据元通站一向兴路站区间的地质勘探资料，结合区域地质条件，长江漫 滩沉积物呈二元结构，上部主要以淤泥质粉质粘土为主，下部以砂性土为主, 赋存于粘性土中的地下水类型属孔隙潜水，赋存于砂层中的地下水具微承压 性，属微承压水。地下水主要补给来源为大气降水及地表水体的入渗。深部承压含水

11、层中地 下水与长江及外秦淮河均有一定的水力联系。勘察期间测得地下水初始水位埋深介于1.50-3.40m,相对静止水位介于 1.60 2.80m。场地地下水对碇不具腐蚀性，对碇结构中钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱 腐蚀性。4. 3 地质劇牛评价区间分布的-2B4层及-3B3层淤质软土，具高含水量、大孔隙比、高 压缩性、低强度，易于产生触变和流变之特征，土层的蠕动流动易造成开挖 面失稳。4. 4 土层物理力学性质统计表见表4-25. 工程材料混凝土工程：预制钢筋混凝土管片：强度等级C50,抗渗等级S10区间隧道洞门现浇混凝土：强度等级C40,抗渗等级S8联络通道及泵站初期支护喷射混凝土：强度等级C2

12、0联络通道及泵站现浇混凝土：强度等级C30,抗渗等级S8钢筋工程：HPB 235 HRB 335 钢筋防水材料：EPDM、遇水膨胀橡胶、EVA等连接件：预制钢筋混凝土管片连接螺栓强度等级：5.8级特殊衬砌环连接螺栓：5.8级、8.8级预埋件、特殊衬砌环管片及型钢：Q2356. 主要施工方法及沉降控制措施由于区间隧道的地质条件较差，以淤泥质粘土或含水砂层为主，采用矿山 法施工难度大，造价高，地层变形也难以控制。而且区间隧道的埋深较大， 采用明挖法既不经济，而且对周边环境和交通影响很大。根据国内及南京地铁一号线施工经验，区间隧道采用盾构法施工，不仅能 够保证把对周边环境的影响控制在允许范围内，而且

13、区间隧道的工程质量、 防水效果也相对较好，工程造价也较低。因此本区间的施工方法采用盾构法。对于左右线之间的联络通道或泵站，由于长度很短，并受盾构施工所限制， 地层加固后米用矿山法施工。6. 1 盾构机选型根据南京、上海及国内大量盾构隧道工程实践表明：在淤泥质粘土、砂土层中采用加泥式土压平衡盾构，正常施工情况下，通 过盾构掘进参数控制和采用同步和二次注浆，可将盾构施工的地面变形（短 期沉降量）控制在+10-30mm范围内。对于有特殊要求的地下构筑物，再通过地面跟踪注浆、搅拌桩或旋喷桩等 加固措施后，可以将地下构筑物的短期沉降量控制在+10-15nmi范围内，长 期沉降量控制在-50mm范围内，满

14、足市区较高的环境保护要求。另外由于采用宽度较大的管片，而且采用错缝拼装（千斤顶等长），盾构 机较长，为增大盾构机的灵敏性、利于线路控制并减小对地层的扰动，根据 国内工程的经验一采用宽于1.2m的错缝拼装管片的区间一般采用较接型盾 构，盾构机宜采用较接型盾构。因此推荐采用较接型加泥式土压平衡盾构。UU 岩土岩土含水量重度孔隙比塑性液性压缩压缩直剪固快三轴快剪三轴固快（有效应力法）静止基床系数无侧限地基承标准贯入渗透系数（湿）指数指数系数模量粘聚力内摩擦粘聚力内摩擦粘聚力内摩擦侧压力水平垂直抗压载力特实验垂直水平分层名称wYeILa1-2Es1-2c角ec角ec角e系数K0KxKv强度q“征值fk

15、杆长修正值NKvKh(%)(KN/m3)(MPa-1)(MPa)(KPa)（）(KPa)（）(KPa)（）(MPa/m)(MPa/m)(KPa)(KPa)（击）(cm/s)(cm/s)T杂填土8-2b素填土25.919.10.77413.70.160.325.042.518.681008.32.17E-047.20E-04-3淤泥64.216.01.7716.82.351.961.5406.71E-06Tb3-2粉质粘土0.824.019.210.01050.2*853.8-2b4淤泥质粉质粘土39.917.81.11115.11.080.693.018.89.4205.95.819.30.5

16、56652.21.02E-066.96E-06-3b3粉质粘土36.017.81.05213.60.980.563.517.68.715*3.9*11.120.10.331280.7*854.5& 36E-053.01E-05-3C3粉土29.218.00.9028.00.960.356.012.823.360.0*1104.94.91E-053.59E-04-3d2粉细砂25.718.90.6780.1210.08.030.216.025.91518015.7-4d2-1粉细砂22.612.02519019.0-5d2-1粉细砂15.02006. 2地面沉降控制措施根据国内外盾构施工经验，土

17、压平衡盾构在不采用地层加固的情况下正常 施工，地面沉降一般能够控制-30+10mm范围内，能够保证建筑物和管线的 安全，但需要施工中采取综合措施：1）充分掌握周边环境情况盾构推进前，应掌握施工影响范围内的地面建、构筑物、地下障碍物、地 下管线等，必要时可进行物探或开样槽探明，对重要建、构筑物应提出相应 的保护措施。2）建立完善的监控量测系统，及时定期进行监测监控量测是现代地下工程信息化施工的重要内容和组成部分，是动态了解 盾构施工对地面沉降和周围建筑物影响的重要手段，通过量测信息的反馈， 可及时调整盾构施工参数和采取技术措施，以确保工程安全和保护周围环境3）掌握盾构掘进参数与地层位移间的规律，

18、进行智能化施工。盾构推进的初始100m长度作为试验段，根据地面变形监测数据及盾构施 工所采用的参数，掌握不同地层中盾构机掘进参数和地表沉降的相关关系， 不断优化调整，以使盾构在全线推进中，能随地质、埋深、环境条件变化而 动态地、合适地确定施工参数，做出快速、灵活兼预测性的应变反应。4）加强机械检修养护，避免长时间停机，防止螺旋输送机喷涌砂，盾尾 和较接部位漏砂等，造成地层损失，加大沉降。5）重视二次注浆控制沉降的作用。6）盾构姿态控制控制好盾构姿态，避免盾构大幅纠偏、上浮或叩头、后退等现象发生。另 外在曲线地段施工，减少超挖。7）先期沉降预测，必要时提前进行地层加固对区间控制性建（构）筑物或管

19、线沉降根据经验和施工变形规律，先期进 行预测分析，若总沉降量预计超出标准，在盾构掘进前进行地层加固措施， 一般采取地面跟踪注浆、搅拌桩或旋喷桩等进行加固处理，在盾构通过后再 进行二次注浆处理。7.形隧道衬砌结构选型及制造精度1）单、双层衬砌比较本标段区间所穿越的土层为松软含水地层。南京地铁一号线以及上海地铁 盾构区间的施工经验表明：采用有一定接头刚度的单层柔性衬砌是合理的、 成功的，圆环的变形、接缝张开及碇裂缝开展等，均控制在预期的要求内， 完全满足了地铁区间隧道的设计要求。而且采用单层衬砌，施工工艺单一、 工程实施周期短、投资省，可确保工程如期贯通的目标。鉴于上述情况，经 综合的技术、经济比

20、较论证，区间隧道均采用单层衬砌。2）隧道内径的确定隧道内径的确定主要取决于地下铁道的限界，同时还要考虑施工误差、测 量误差、线路拟合误差及不均匀沉降等诸多因素，见表7-1。南京地铁二号线圆形区间隧道建筑限界为5200mm的圆，按国内已建盾 构区间隧道的情况，隧道内径有两种方案：5400mm和05500mm。隧道内径比较表7-1项目广州地铁一、二号线、北京地铁上海地铁，南京地铁一号线建筑限界 5200mm 5200mm线路拟合误差土 0mm,局部 土 20mm土 0mm,局部 土 20mm轴线施工偏差+ 80mm+ 80mm后期沉降+ 50mm隧道内径 5400mm 5500mm根据上表分析，隧

21、道的内径的差异主要由轴线施工偏差和后期沉降所决 定。南京地铁二号线号线地层和一号线地层相差不大，因此隧道内径采用5500mm o3）管片厚度管片的厚度一般为管片外径的5%6%,已建上海地铁一、二号线和南京 地铁的管片厚度为350mm；广州地铁一号线、二号线及北京地铁五号线衬砌 环的厚度为300mmo按照国内的设计经验一般在富水的软流塑地层中管片采 用350mm的厚度；在地基承载力较高的地层中采用300mm的厚度。因此区间采用350mm厚的管片。4）管片宽度随着国内盾构区间的设计施工经验的成熟，管片宽度有逐渐增大的趋势。 从早期上海地铁的1.0m宽度逐渐加大到广州地铁的1.5m宽度。管片加宽有利

22、于区间隧道防水、提高施工效率并节省工程造价，但管片加 宽至1.5m,对于施工管理、后配套系统有了更高的要求。结合南京地铁一号 线盾构区间的的施工经验，区间采用1.2m管片宽度。5）管片分块衬砌圆环的分块数与隧道直径大小、纵向螺栓个数及管片的制作、运输、 吊装以及采用拼装方式有关。就中等直径隧道而言，分68块居多，国内的 实践情况是：极少数采用4分块上海地铁一号线试验段具有试验性 质，大多数采用6分块，例如：南京地铁一号线，上海地铁一、二号线，广 州地铁一、二号线，北京地铁。四分块方案从结构受力角度上看，结构刚度大，构造引起的位移小，且在 软土地层中，其接缝处弯矩接近零。但由于管片弧长偏长，吊装

23、运输及拼装 不方便。68分块较四分块不但减小了单块尺寸和重量，而且由于可采用小 封顶块，使拼装方式从径向插入改为纵向插入，改善了结构受力。在68分块相互比较中：6分块的接缝少、拼装块、更经济；以现有的 施工水平，6分块在制作、运输及拼装过程不存在问题。根据国内的施工实践，区间采用六分块：三个标准块A、两个邻接块B、 一个小封顶块Ko6）管片的拼装及连接方式管片拼装方式管片拼装方式包括管片环间拼装方式和封顶块插入方式。环间拼装方式：环间拼装方式有通缝拼装和错缝拼装两种。通缝拼装施工 简单，错缝拼装可提高管片接缝刚度、改善接缝防水性能，但若管片制作及 拼装精度不够理想，施工中管片接缝处混凝土易被顶

24、裂。在国内，上海的盾构隧道一般采用通缝拼装，广州地铁、南京地铁、北京 地铁试验段皆采用错缝拼装。在国外，一般以错缝拼装为主。为加强结构的整体性，改善接缝的防水性能，区间隧道管片采用错缝拼装。封顶块的插入方式：封顶块的插入方式包括径向插入、纵向插入、径向插 入和纵向插入相结合三种方式。第三种方式综合了前两种方式的优点：既有 利于减小千斤顶的行程以增加管片宽度，又改善了封顶块的接缝受力性能。 在国内外的施工实践中采用第三种方式居多。区间隧道封顶块采用径向插入和纵向插入相结合的插入方式。连接方式管片的连接方式有三种：螺栓连接、无螺栓连接、销钉连接。国外三种连接方式均有采用，而采用螺栓连接较多，但国内

25、基本上均采用 螺栓连接，鉴于国内的设计施工水平，宜采用螺栓连接。螺栓连接主要包括直螺栓连接、弯螺栓连接和斜螺栓连接。直螺栓连接对 精度要求不高，但其开手孔较大，对管片截面削弱较大；弯螺栓连接对精度 要求较高，开手孔较小，对管片截面削弱较小；斜螺栓对管片截面削弱最小, 施工也最方便，但其对螺栓和预埋件精度要求最高，材料可能需从国外进口 而增加工程造价。工程应用情况：国外弯螺栓、斜螺栓采用较多，国内在上海三种均有采用， 但主要是直螺栓，其它如南京地铁一号线、广州地铁一、二号线、北京地铁 均采用弯螺栓。结合国内的施工水平和材料的生产能力，管片连接采用弯螺栓连接。7）管片接触面构造形式管片接触面构造包

26、括密封垫槽、嵌缝槽及凸凹樺的设计，其中前两者为通 用的构造形式，而凸凹樺的设置与否在不同时期、不同区域的工程实践中有 着不同的理解：凸凹樺的设置有助于提高接缝刚度、控制不均匀沉降、改善接缝防水性能, 也利于管片拼装就位，但与此同时增加了管片制造、拼装的难度，是拼装及 隧道后期沉降过程中管片开裂的因素之一，客观上又削弱了管片防水性能。在国内上海地铁一、二号线环、纵缝接触面均设凸凹樺；南京地铁一号线、 上海黄浦江人行隧道仅在纵缝设凸凹樺；广州地铁一、二号线、北京地铁五 号线试验段环、纵缝均不设凸凹樺。从有助于提高接缝刚度、控制管片拼装错位考虑，南京地铁二号线盾构管 片接触面纵缝设凸凹樺，环缝不设凸

27、凹樺。8）衬砌环的组合形式为了满足区间隧道线路模拟的需要，必须选择合适的衬砌环的形式，我们考虑了三种方案，并进行了比较，具体见表7-2：衬砌环的组合形式比较表表7-2方法特 点标准衬砌环、左转弯衬砌 环和右转弯衬砌环组合直线地段除施工纠偏外，多采用标准衬砌环；曲线地段可通过标准衬 砌环与左、右转弯衬砌环组合使用以模拟曲线。施工方便，操作简单左转弯衬砌环和 右转弯衬砌环组合通过左转弯环、右转弯环组合来拟和线路。由于每环均为楔形，拼装 时施工操作相对麻烦一些。欧洲常采用，国内地铁区间未采用。万能管片通过一种楔形环管片模拟直线、曲线及施工纠偏。管片排版时，衬砌 环需扭转多种角度，封顶块有时位于隧道下

28、半部，管片拼装相对复杂，国 内深圳地铁中有采用。表中三种模拟方式皆是可行的，一般来说，在技术条件及施工水平允许的 情况下，衬砌环类型越少，施工管理越方便，模具利用率越高，但国内习惯于按三种衬砌环组合来进行线路的模拟，而且施工相对方便，南京地铁一号 线采用此种形式。初步设计中延续一号线的做法，采用三种衬砌环组合：标准环+左转弯环+ 右转弯环。9）衬砌制作、拼装检验精度要求为保证装配式结构良好的受力性能，提供符合计算假定的结构工作条件， 衬砌制作和拼装必须达到下列精度：单块管片制作允许误差:宽度土0.3mm；弧、弦长土 1.0mm；外半径土： mm； 内半径土 1mm；环向螺栓孔孔径及孔位土 1.

29、0mmo整环拼装的允许误差：相邻环的环面间隙纵缝相邻块块间间隙 为1 土 （其中1mm为传力衬垫）；衬砌对应的环向螺栓孔不同轴度小于 1mm。推进时轴线误差W50mm。衬砌拼装成环的水平、竖向直径偏差W3%D。8. 隧道衬砌结构设计8. 1计算模型与计算简图由于管片采用错缝拼装，计算模型的选择必须考虑管片接头部位抗弯刚度 的下降、环间剪切键等对隧道结构总体刚度的补强作用，根据国内外常用的 模型和计算方法，选择两种模型进行分析：日本修正惯用设计法和梁一弹簧 模型法。其中修正惯用设计法国内经验成熟，其结果作为结构设计依据；梁 弹簧模型法模型符合实际情况，其结果作为参考补充。1）日本修正惯用设计法将

30、衬砌圆环考虑为弹性匀质圆环，用小于1的刚度折减系数来体现管片 接头的影响，不具体考虑接头的位置，用曲梁单元模拟刚度折减后的衬砌圆 环，按三角形抗力模拟结构与地层间的相互作用，取单环管片进行计算，计 算结构内力M、N,然后考虑错缝拼装后的整体补强效果，进行弯矩分配：管片内力：计算的弯矩为（1+2） M,轴力为N；接头内力：计算的弯矩为（1-2） M,轴力为N；C为弯矩增大系数。日本修正惯用设计法计算模型XM2/2MaM2/2M二M1+M2、M2/2MM2/2隧 道 纵 向2）梁一弹簧模型法在一衬砌圆环内，具体考虑管片接头的位置和接头的刚度，用曲梁单元模 拟管片的实际状况，用接头抗弯刚度K0来体现

31、纵向接头的实际抗弯刚度。错 缝式拼装时，因纵向接头错位将引起衬砌圆环间的相互咬合作用，此时除考8.3 计算结果及分析15.8m覆土（每米）10m覆土（每米虑计算的衬砌圆环外，将对其有影响的前后的衬砌圆环也作为对象，采用空 间结构进行计算，并用圆环径向抗剪刚度Kr和切向抗剪刚度Kt来体现管片 环间的传力效果。结构与地层间的相互作用按全周弹簧模型模拟（受拉弹簧 自动取消）。8.2 荷载与组合荷载分为永久荷载、活载、施工荷载和特殊荷载等四种。永久荷载 结构自重、水土压力、建筑物基础产生的荷载。活载 地面活载一般按20kN/m2计算；结构内部荷载（车辆荷载及固定设 施自重等）施工荷载盾构千斤顶推力，不

32、均匀注浆压力，相邻隧道施工影响等。特殊荷载 地震力-按抗震基本烈度为7度计算，人防荷载按六级人防计 算，按动载化为静载计算。结构设计时，分别就施工阶段、正常运行阶段和特殊阶段可能出现的最不 利荷载组合进行结构强度、刚度和裂缝宽度验算。但特殊荷载阶段每次仅对 一种特殊荷载进行组合（无需验算裂缝宽度）。荷 载永久荷载水土压力、结构自重、地面建筑物附加荷载活载地面活载：按20KN/m2计算；结构内部荷载附加荷载盾构千斤顶推力，不均匀注浆压力，相邻隧道施工影响特殊荷载7地震力、六级人防荷载附：水土压力计算：粘性土地段采取水土合算；砂层地段采取水土分算荷载 组合组合一重要性系数1.1X （荷载系数1.4

33、X活载+荷载系数1.35X永久荷载）组合二重要性系数1.0X荷载系数1.0X （永久荷载+种特殊荷载）组合三重要性系数1.0X荷载系数1.0X施工荷载根据经验和计算分析，荷载组合二、组合三皆不控制结构设计，基本组合 （荷载组合一）控制结构的设计参数。根据结构所处工程地质和水文地质条件、埋置深度、结构特点、施工条件、 相邻隧道影响等因素，区间隧道结构进行分段处理，按埋深W10m、10mV埋 深W 15.8m两种工况进行计算分析。1）日本修正惯用设计法：作为设计依据2）梁一弹簧模型法：（作为设计参考补充，仅计算15.8m覆土工况）8.4 计算结果复核15.8m覆土：管片配筋6020+2022/环，

34、环、纵向连接采用5.8级的M30 螺栓；10m覆土：管片配筋5 016+3 020/环，环、纵向连接采用5.8级的M30 螺栓；9. 横通道、排水泵站设计为了满足区间防灾和排水的要求，区间在K5+177.5设置一个联络通道（与 泵站合建）。1）施工方法地铁联络通道、泵站施工是软土隧道设计、施工的难点，也是影响工程工 期的关键节点之一。国内联络通道一般采用地层加固后矿山法施工，在上海地铁2号线陆家嘴 至东昌路区间隧道联络通道采用矩形顶管机钢管节顶进后浇筑混凝土的施工 方法，国外也采用过扁平箱涵顶进的方法。在软土地层中，后两种方法施工 的安全性较好，但造价高，施工复杂，灵活性差，必须从区间隧道内施

35、工。本区间联络通道（兼泵站）位于宽阔的经四路中，通道上方为淤泥质粉质 粘土（一2B4、流塑）和粉质粘土（一3B3、软塑，局部流塑）。从交通 上考虑，具备疏解条件，可从地面进行加固，加固方法采用搅拌桩，然后采 用矿山法施工。矿山法施工应遵循“管超前、严注浆、短开挖、快封闭、勤量测”的原则。2）支护参数250mm厚C20喷射混凝土作为初期支护；二次衬砌采用400mm厚C30 模筑防水混凝土3）地基加固（1）地基加固范围区间左右线隧道中心线以内，隧道顶以上3m，泵站底下3m范围内均须 进行地基加固。（2）地基加固要求为保证横通道、排水泵站施工的安全、迅捷、减少对区间隧道的影响，经 加固后的土体要有良

36、好的自立性，密封性及必要的强度，其无侧限抗压强度 qu$0.8Mpa （桩间交接处无侧限抗压强度qu$0.5Mpa,达不到者应予补浆）， 土体渗透系数W1x10-8cm/sec。4）施工步骤（1）盾构推进至拟建横通道、泵站处应一一对应拼装特殊衬砌环管片。（2）横通道将施工时，按设计要求，先在特殊衬砌环中不开口部位安装 临时支撑，支承板等，以控制施工时衬砌环变形。（3）拆除特殊衬砌环管片中的开口部分钢管片。（4）分段、分区施工临时支护（由钢拱架和钢筋网、喷射砼或插入的背 板构成）。(5) 分段现浇钢筋碇内衬。(6) 采用分段向下挖土，先架设临时支撑，然后现浇内衬结构的方法施 工排水泵站。5) 施

37、工中结构变形控制标准(1) 区间隧道的径向变形v20mm。(2) 区间隧道的水平、垂直位移lOmmo6) 特殊衬砌环设计横通道处特殊管片，由二环钢管片、钢筋碇复合的衬砌环构成。环宽取为I. 2m,每环中四块为钢筋碇分块，两块为钢管片分块。其中钢筋碇分块形式 及螺栓孔位均与普通衬砌环的分块相同，钢管片分块由两块不拆除的工”型 钢管片及需拆除的几个小块拼装而成，其外形尺寸及螺栓孔位均与普通衬砌 环的分块 对应。10. 洞门构造洞门设计首先考虑施工时避免破除已做管片及洞门突出车站端墙。为此， 通过设置合适的反力架和后盾管片，并结合区间的管片排版情况，控制第一 环管片的位置，使洞门厚度在40cm 80

38、cm之间调节。具体施作：首先盾构进、出洞前在车站衬砌与区间隧道连接处预埋钢环， 盾构区间进、出洞时设置特殊的进出洞环，其靠近车站端墙的端面上预埋有 钢板。在整个区间盾构段施工完毕后，进行洞门结构施工。由于车站结构与 区间隧道结构刚度上存在较大的差异，需在洞口周围进行土体加固以尽可能 避免产生不均匀沉降，同时由密到疏设置变形缝以最大限度消除不均匀沉降 带来的对结构和防水的不良影响。洞门结构设计为钢筋混凝土，混凝土的强度等级为C40,抗渗等级为S10。 通过部分结构配筋将二衬预埋钢环与管片上的预埋钢板焊接起来，使车站结 构和隧道结构连为一体，以增加洞门结构的整体性。II. 盾构进出洞地基加固因盾构

39、进出洞洞门外土体多为软弱含水的土层，若不提前加固处理极易坍方或流失，造成地面塌陷，甚至使盾构失去控制，为确保施工安全，必须对 洞门外土体进行加固处理。1）地基加固方法元通站北端头地层为软塑或流塑的淤泥质粉质粘土，采用深层搅拌桩进行 加固。向兴路站南端头地层上部为淤泥质粉质粘土，下部为粉土或粉细砂，采取 高压旋喷桩进彳丁加固。加固后的土体，应有良好的均匀性、自立性、止水性，其无侧限抗压强度 qu 为 0. 50.8MPa,渗透系数.0xl0-8cm/sceo2）地基加固范围经计算和地铁施工经验，加固范围为：盾构始发：加固长度一般为6m,加固宽度为盾构外径两侧和底部2m。盾构到达：加固长度一般为3

40、m,加固宽度为盾构外径两侧和底部2m。12. 结构防水12.1防水原则以防为主，多道设防，综合治理。以采用高精度管片为前提，混凝土自身防水为根本，管片接缝防水，区间 隧道与工作井、联络通道接头防水为重点，确保区间隧道整体防水性能。12.2防水标准盾构法区间隧道防水等级为二级，结构不允许漏水，结构表面可有少量的 湿渍，总湿渍面积不大于总防水面积的6 / 1000,任意100 m2防水面积上的 湿渍不超过4处，每个湿渍的最大面积不超过0.2 m2。12.3防水技术要求1）管片混凝土抗渗等级为S10。2）管片裂缝应不大于0.2mm。3）地下水对混凝土有腐蚀时，要求混凝土的抗侵蚀系数大于0.8。4）接

41、缝弹性密封垫在错位10mm,且环纵缝张开6mm （其中包括弹性密 封垫沟槽制作误差、拼装误差、后期接缝变化）时，能长期抗18MPa的水压 不漏水。12.4主要防水措施1）衬砌外注浆防水因盾构施工的特点，在衬砌管片与天然土体之间存在环形空隙，通过同步 注浆与二次注浆充填空隙，形成一道外围防水层，有利于区间隧道的防水。2）衬砌混凝土自防水在管片生产中，通过合理的配合比设计、规范的材料选购、严格的生产控 制和检测等措施来确保管片的抗渗性能。3）管片接缝防水为了满足接缝防水要求，在管片接缝处设置了框形弹性密封垫和嵌缝两道 防水措施，并以弹性密封垫为主要防水措施。 弹性密封垫防水密封垫采用三元乙丙橡胶，

42、下部开有多个孔槽，可改善应力一应变特性， 使接缝张开一定范围时，密封垫接触面的压应力变化较小，在满足水密要求 的前提下减小拼应力。变形缝处在密封垫外增设遇水膨胀橡胶，进一步加强变形缝处防水能力。 嵌缝防水嵌缝槽密封材料采用聚合物水泥（如氯丁胶乳水泥砂浆），材料与混凝土 结合面用界面处理剂进行处理。嵌缝范围：洞门段30m、联络通道两侧各810m处等变形量大的衬砌环 段进行整环嵌填，其余区段则在拱顶40范围和拱底90范围内嵌填的。4）螺栓孔及吊装孔（注浆孔）的防水螺栓孔防水：采用遇水膨胀橡胶密封圈作为螺栓孔密封圈，利用压密和膨 胀双重作用加强防水，而且材料到期可以更换。吊装孔（注浆孔）防水：当吊装

43、孔和注浆孔结合使用时，为减少注浆孔作 为隧道渗水的薄弱环节，在吊装孔的管片外侧留50毫米的素碇，当需要进行衬砌背后二次注浆时，将吊装孔素碇破开，作为注浆孔使用。注浆孔设置一 道水膨胀螺孔密封圈加强防水。5）盾构进出洞时的防水盾构进出洞时，由于推力减小，管片弹性密封垫难以压紧，施工中应采取 管片拉紧措施，并加强注浆防水。6）防腐蚀对衬砌螺栓、其它金属连接件和外露件必须作热浸锌或锌基鎔酸盐涂层处 理。13. 工程筹划13.1工程特点及施工总体安排根据盾构施工的特点和二号线一期工程的总体筹划，本区间与向新路站 所街站区间采用一台盾构机施工，盾构在所街站南端盾构井始发，右线掘进 至向新路站过站，再掘进

44、至元通站调头，反向掘进至所街站拆机吊出。13.2施工场地施工场地设在所街站南端，位于经四路东侧，该处地面空旷，场地条件好， 盾构施工需要场地4500m2o13.3交通组织盾构施工场地为空地，不需要单独进行交通组织。13.4主要进度指标盾构机具设计6个月（号线已有盾构机不需此时间）盾构机具制造11个月（号线已有盾构机不需此时间）盾构女装调试23个月盾构下井拼装2个月正常日进尺8m/天台盾构过站1个月盾构井下调头1个月盾构转场与维修2个月13.5工期安排根据总体筹划安排，区间工期如下：盾构所 街下井元通站向兴路站所街站 2X (939+1184)盾构 解体要求各站开工时间所街站元通站向兴路站05.

45、6 05.7区间掘进及过站、调头 共22个月，05.807.607.6 07.704.10 开工，05.6提供下井条件05.11 开工，06.6提供北端调头井分别于05.12和06.11两次过站注：向兴路站已经建成，并预留了过站条件。14. 土建及主要工程数量汇总表见右表14-1项目类型单位数量备注开挖软土立方米60391.7管片混凝土C50立方米12075.4管片钢筋HPE235、 HRB335t1887.3预埋件Q235t87.6连接件螺栓、螺母、垫 圈套43803.11根螺栓、两个螺母和两 个垫圈为一套吊装孔高分子材料个9386.4同步注浆水泥砂浆立方米7431.0二次注浆水泥砂浆立方米

46、100. 0区间邻近建筑物、桩基；联络 诵道（泵站）外8环管片手孔封堵微膨胀水泥砂浆个87606.1每环56个复合管片钢筋混凝土、Q235环4防水弹性密封垫EPDM83040.883637. 7水膨胀垫圈水膨胀橡胶96992.597690管片嵌缝氯丁胶乳砂浆16580.416693. 8聚硫密封胶345.6345. 6接缝衬垫环缝软木2101.02116. 1纵缝丁孰软木橡胶2271.52287. 8联络通道 （兼泵站）开挖土168.316& 3喷碇C20喷碇41.941.9钢筋网8, 150X150HPB2351.81.8钢架HPE235、 HRB3354.94.9注浆加固4）32X3. 2

47、5 普 通钢管，L=3m291.0291.0水泥一水玻璃双 液浆19.419.4模筑C30模筑碇59.459.4钢筋HPE235、 HRB3359.59. 5600搅拌桩加固不喷浆搅拌11685.011685.0喷浆搅拌11590.011590.0防水EVA+无纺布137.3137. 3中埋式止水带6&26& 2盾构始发 地层加固 1000旋喷桩加固空钻669.4669.4含两次始发地层加固旋喷桩956.3956. 3600搅拌桩加固不喷浆搅拌2754.02754. 0喷浆搅拌3825.03825. 0盾构到达 地层加固 1000旋喷桩加固空钻334.7334. 7含两次到达地层加固旋喷桩478.147& 1600搅拌桩加固不喷浆搅拌1377.01377. 0喷浆搅拌1912.51912.5洞门4.04.0含钢筋混凝土圈、预埋钢 环、始发放水装置等15. 存在的问题与下阶段的注意事项1）区间的管线资料现阶段尚不全面，下一步应进一步收集相关资料，以 完善联络通道或泵站的选址及地层加固等相关设计。2）区间沿线为城市待开发地区，下一步应密切关注周边的规划和建设， 以避免对地铁区间造成不利影响。