地铁车站设计说明-大学论文

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1、合肥市轨道交通3号线工程初步设计 清溪路站 目 录 1 1 概述11.1工程概况11.2设计范围、依据及规范11.3 设计原则及标准21.4总体设计审查意见及执行情况42 地质概况42.1 地形地貌42.2沿线地层特性42.3 地质构造及地震烈度62.4 工程地质及水文地质概况62.5 地层物理力学指标82.6 工程地质条件评价及注意事项103 施工方法比选与论证104 结构方案及比选114.1 围护结构的选择114.2主体结构设计194.3 车站附属结构的选择255 施工组织及主要工程技术措施265.1 施工方法及主要施工步骤265.2 指导性施工组织及进度安排265.3 施工场地布置及交通

2、疏解方案265.4 地下和地面管线改移及防护措施275.5 与邻近工程的关系及处理方案285.6 与区间隧道工程接口处理285.7 降水、防洪295.8 施工监控量测295.9 基坑膨胀土处治措施316结构防水316.1防水设计原则及标准316.2防水方案327 工程材料及耐久性设计337.1 主要工程材料337.2结构耐久性设计348 风险工程识别一览表369 环境保护措施3610 有关问题说明及下阶段工作注意事项37附件：381、车站工程数量表382、有关协议、纪要及公文493、附图491 概述1.1工程概况本站为合肥市轨道交通3号线的第15个车站，车站有效站台中心里程为右CK16+546

3、.000。车站起点里程为右CK16+429.018，车站终点里程为CK16+625.218。该站位于清溪路与潜山北路交叉口西南侧，沿东北西南向敷设于潜山北路。车站总建筑面积为13845.35m2；车站主体总长196.2m，标准段总宽度20.9m，标准段基坑平均深度18.11m（大里程盾构井段20.71m，小里程盾构井段18.175m），覆土厚度2.264.95m，地面设计标高约19.3522.09m。车站共设4个出入口。车站主体为地下双层双跨岛式站台车站。车站两端头设置盾构工作井，大里程端为盾构接收井，小里程端为盾构始发井。车站结构采用明挖法施工。围护结构采用钻孔桩内支撑支护体系。主体结构采用

4、钢筋混凝土箱形框架结构，纵向标准柱跨为9m。主体结构外侧设全外包防水层。出入口、风道（风亭）等附属结构采用明挖法施工，其围护结构采用钻孔灌注桩+内支撑支护体系，主体结构采用箱形框架结构，结构外侧设全外包防水层。1.2设计范围、依据及规范（1）设计范围本站的设计里程范围为右CK16+429.018至右CK16+625.218。包括车站范围内车站主体工程及车站附属工程（含通道、风道、出入口、风亭等）的结构设计和防水设计。（2）设计依据1）合肥市轨道交通3号线工程可行性研究报告及专家评审意见（中铁第四勘察设计院集团有限公司 2014年11月）2）合肥市轨道交通3号线工程总体设计及专家评审意见（中铁第

5、四勘察设计院集团有限公司 2014年10月）3）合肥市轨道交通3号线工程初步设计技术要求（中铁第四勘察设计院集团有限公司 2014年11月）4）合肥市轨道交通3号线工程初步设计文件组成与内容（中铁第四勘察设计院集团有限公司 2014年11月）5）合肥市轨道交通3号线工程初步设计机电对土建要求（中铁第四勘察设计院集团有限公司 2014年11月）6）合肥市轨道交通3号线工程初步设计文件编制统一规定（中铁第四勘察设计院集团有限公司 2014年11月）7）合肥市轨道交通3号线工程场地地震安全性评价报告（中国地震局地壳应力研究所 2014年3月）8）合肥轨道交通3号线工程地质灾害危险性评估报告（安徽省地

6、质调查院 2014年3月）9）合肥市轨道交通3号线工程安全预评价报告（中国安全生产科学研究院 2014年12月）10）合肥市轨道交通3号线工程沿线规划道路红线、管线、地形、建（构）筑物等相关资料11）合肥市轨道交通3号线工程初步勘察阶段岩土工程勘察报告第二册方兴大道站（含）繁华大道站（不含）（YCK0+100YCK4+743）（中铁第四勘察设计院集团有限公司 2014年11月）12）初步设计阶段的会议纪要、互提资料等（3）设计规范1）地铁设计规范(GB50157-2013)2）城市轨道交通技术规范（GB50490-2009）3）建筑结构荷载规范(GB50009-2012)4）建筑结构可靠度设计

7、统一标准（GB50068-2001）5）混凝土结构设计规范(GB50010-2010)6）建筑抗震设计规范(GB50011-2010)7）铁路工程抗震设计规范 GB50111-2006（2009年版）8）建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）9）钢结构设计规范(GB50017-2003)10）人民防空工程设计规范(GB50225-2005)11）轨道交通工程人民防空设计规范（RFJ02-2009）12）建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012)13）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）14）建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2014）15）混凝土结构耐久性设计规范（GB

8、50476-2008）16）地铁杂散电流腐蚀防护技术规程（CJJ49-99）17）混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204-2002)（2011年版）18）钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2002）19）地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)（2003年版）20）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）21）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）22）城市轨道交通工程监测技术规范（GB50911-2013）23）膨胀土地区建筑技术规范（GB50112-2013）24）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）25）地下防水工程质量验收规

9、范（GB50208-2011）26）地下工程防水技术规范（GB50108-2008）27）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2001）28）其它相关规范、规程及标准1.3 设计原则及标准（1)主要设计原则1）结构设计以“以人为本”、“满足功能要求”为原则，同时满足城市规划、行车运营、环境保护、抗震、防护、防水、防火、防腐蚀及施工等方面的要求，做到结构安全可靠、技术先进、经济合理。2）结构在施工及使用期间具有足够的强度、刚度、稳定性及耐久性。根据构件特点进行必要的强度、刚度（包括失稳）、倾覆、滑移、疲劳、变形、抗裂等验算，满足结构的耐久性。3）结构的净空尺寸满足地铁建筑限界及各种设备

10、使用功能的要求、施工工艺的要求，并考虑施工误差、结构变形和位移等因素给出必要的富余量。4）结构设计尽量减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，并考虑城市规划引起周围环境的改变（包括未来地铁线的实施）对地铁结构的影响。5）地下结构施工方法根据结构所在地段的工程地质及水文地质条件、周边环境、道路交通、场地条件、施工难度、工期和土建造价等多种因素经综合比较后确定，并应充分考虑并尽量减小施工期间对地面交通、房屋拆迁、管线改移的不利影响。6）结构设计根据施工方法、结构或构件类型、使用条件及荷载特性等，选用与其特点相近的结构设计规范和设计方法，结合工程监测逐步采用信息化设计。7）明挖结构按极限状态法设计，

11、执行以国标建筑结构可靠度设计统一标准为基础编制的相关规范；进行稳定性检算时，采用总安全系数法。8）结构防水设计中遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”以及“防水与结构设计并重和统一考虑”的原则。（2)主要技术标准1）合肥轨道交通地铁3号线的地下结构按设计使用年限100年的要求进行耐久性设计。在设计使用年限内、在正常使用和维护的条件下，主要结构构件应不需要进行大修加固仍能保持使用功能；次要构件在维修后保持其使用功能。A、主要构件包括：主体结构板、墙、梁、柱、基础结构，车站内部墙、梁、柱、楼梯、站台板、轨顶（底）风道等，设计使用年限为100年。B、次要构件包括：内部砌体墙、构造柱

12、、圈梁、门窗开洞过梁等设计使用年限为50年。2）地下结构的桩墙式围护结构及初期支护按临时构件进行设计，不考虑其与永久结构的共同受力。3）地下结构中主要构件的安全等级为一级。按荷载效应基本组合进行承载能力计算时重要性系数取0=1.1，其他构件取0=1.0。按荷载效应的偶然组合进行承载能力计算时，结构重要性系数取0=1.0。4）地铁结构抗震设防烈度按7度进行抗震设计，并根据地震安全性评价报告选择相应的设计基本地震加速度值；地铁车站的抗震设防分类为乙类，地下结构按8度采取抗震措施，以提高结构的整体抗震能力；地下结构抗震等级为二级，对于非承重构件（装饰构件、管道安装等）也应采取必要的抗震措施。5）钢筋

13、混凝土结构的最大裂缝宽度允许值应根据结构类型、使用要求、所处环境条件等因素确定。结构设计时，按荷载效应准永久组合并考虑长期效应组合的影响的最大裂缝宽度允许值应符合如下规定：对迎水面取0.2mm；背水面取0.3mm。6）本工程人防等级为6级，防化等级为丁级，防护单元内的使用要求为“一般人防工程且有密闭或防水要求”，同时地下结构须做好平战转换功能。与规划线路连通时，尚应保证不降低各自的防护能力。7）地下车站主体和人行通道的防水等级为一级，风道、风井的机电设备集中区段防水等级为一级，其他区段为二级。8）结构应按最不利荷载情况进行抗浮稳定验算。在不考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.05。当计

14、及侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.15。当结构抗浮不能满足要求时，应采取相应的结构抗浮措施。9）地下结构主要构件的耐火等级为一级，其他构件应满足相应的室内建筑防火规范的要求。10）支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平和竖向变形的影响，并应符合下列规定：A、支护结构的水平变形限值，最大水平变形应满足正常使用的要求，且基坑变形控制保护等级为一级时最大水平变形不大于0.0015h，且30mm；二级时不大于0.004h，且50mm；三级时不大于0.008h，且50mm。B、应按邻近建筑结构形式及其状况控制周边地面最大沉降，且基坑变形控制保护等级为一级时不大于0.001

15、5h，二级时不大于0.003h，三级时不大于0.006h。C、当邻近有重要管线或支护结构作为永久性结构时，其水平变形和竖向变形应按满足其正常工作的要求控制。D、对支护结构安全等级为一级或对构件质量有怀疑的安全等级为二级或三级的支护结构应进行质量检测。1.4总体设计审查意见及执行情况（1）设计原则中应补充地下车站设缝的原则，包括车站主体及主体与附属结构之间是否设置诱导缝或变形缝。并结合1、2号线实施的情况，对差异沉降可能较大的地方，车站主体与附属之间、附属与地块开发之间等考虑是否需通过设置桩基来控制沉降。回复：执行专家意见，补充地下车站设缝原则；根据规范以及已建地下车站经验，车站主体结构一般不设

16、置变形缝，设诱导缝，诱导缝间距根据温度应力、工程地质、车站孔洞布置等综合考虑确定；对主体与附属差异沉降较大的地方，需根据引起差异沉降原因、量值大小等因素，综合考虑确定是否采取设置变形缝的柔性结构，还是采取设置桩基或加大附属底板（或顶板）刚度的刚性结构。（2）设计原则中应补充地下车站结构全包防水的内容。回复：执行专家意见。（3）车站结构设计原则应根据基坑支护等有关规范，结合周边环境条件确定基坑变形的保护等级和基坑安全等级。回复：执行专家意见。（4）设计标准中第7)条不够完整，除明确采用一级防水等级范围外，应补充二级防水等级的结构范围。回复：执行专家意见，补充地下车站的风道、风井等结构防水等级为二

17、级。（5）地下二层单柱双跨车站底板厚度一般取为900,部分车站采用1000，由于车站抗浮要求较高，控制的地下水位为地下1m，从结构整体稳定角度分析，建议底板厚度统一为1000。回复：执行专家意见。（6）地下二层单柱双跨中板纵梁高度一般为1000，建议适当增加至1200，中板厚度一般取为400，建议复核其安全性和经济性或增加至450.回复：执行专家意见。（7）车站结构顶板纵梁尽可能不上翻，底板纵梁尽可能不下翻，以确保结构防水性能和防水效果。回复：执行专家意见。2 地质概况2.1 地形地貌地处江淮丘陵，江淮分水岭横贯东西，形成较低缓的鱼背状地带。总趋势是西南、东南和北面高，中南部低。境内地形较平缓

18、。本车站所处地段为一级阶地，地形平坦开阔，两侧向河流方向微倾，坡度为24，地面标高约为19.124.2m。车站周围包括城市交通主要干道、污水处理厂、工地及居民住宅区。由于长期城市建设和改造，原地貌不复存在。2.2沿线地层特性结合区域地质资料，根据沿线勘察揭露的地层的成因类型、岩性特征，将本勘察单元范围内的岩土层划分为4个单元层和9个亚层，各岩土层工程特征分述如下：（1）人工填土层（Q4ml）杂填土（0）1层：杂色，松散，稍湿，以建筑垃圾为主，表层为混凝土或沥青路面，含大量渣土，块石。素填土（0）2层：褐灰色、灰黄色，松散，软塑，潮湿，以粉质黏土为主，加少量灰渣土，碎石。该层分布于整条线路地段，

19、层底标高7.6341.64m。（2）第四系全新统冲积层（Q4al-pl）粉质黏土（1）1层：夹黏土，灰褐色灰黄色，软塑可塑，局部有不厚的淤泥质粉质黏土。层底标高3.8114.53m。粉砂（1）1-1层：灰黄色，稍密中密，饱和，夹少量粉质黏土、细砂，砂的主要矿物成分石英，长石等，颗粒级配一般。该层主要以夹层或透镜体形式分布于（1）1层中。该层主要分布于在清溪路站临泉西路站（S19、Q18、S18、Q17、S17）之间。 (3)第四系上更新统冲积层（Q3al）：黏土（2）1层：夹粉质黏土，青灰色黄灰色，可塑硬塑，夹少量铁锰结核氧化物及灰白色高岭土，局部夹较多高岭土及粗颗粒，呈低塑性。切面稍光滑，稍

20、有光泽，干强度及韧性中等，无摇振反应。层底标高1.3235.53m。该层主要分布于在清溪路站临泉西路站（S19、Q18、S18、Q17、S17）之间。粉砂（2）2-1层：黄灰色黄褐色，中密，局部密实，饱和，夹少量锰质结核氧化物及灰白色黏土矿物高岭土，局部夹粉质黏土及中砂，土质不匀，底部夹少量钙质结核及风化岩屑。砂的主要矿物成分石英，长石等，颗粒级配一般良好。该层主要以夹层或透镜体形式分布于（2）层中。该层主要分布于在清溪路站蒙城路站（不含）（S19、Q18、S18、Q17、S17、Q16、S16、Q15）。 （4）侏罗系上统周公山组（J3Z）：泥质砂岩（7）1层：红棕色紫红色，全风化，岩石结构

21、已大部分破坏，但尚可辨认，风化剧烈呈黏土状，夹泥岩，局部夹少量高岭土及中风化岩块，岩芯用手可捻碎，碎后呈砂土状，局部夹中风化岩块，泥岩遇水易软化，失水后开裂特征明显。层底标高-3.6524.87m。泥质砂岩（7）2层：红棕色紫红色、灰黄色夹青灰色，强风化，风化强烈碎块状，夹泥岩，原岩结构大部分被破坏，但尚可辨认，中厚层状构造，粉粒结构，泥钙质胶结，风化裂隙发育，岩芯呈碎块状，岩质较硬，锤击声响，不易碎，遇水易软化。层底标高-6.5924.07m。泥质砂岩（7）3层：红棕色紫红色、灰黄色夹青灰色，中等风化，岩体较完整，原岩结构部分被破坏，中厚层状构造，粉粒结构，钙质胶结，裂隙较发育，岩芯呈短柱状

22、、柱状，夹薄层泥岩，岩芯一般节长为1020cm，最长的4080cm，岩质较硬为较硬岩。锤击声脆，不易碎。层未穿。该层主要分布于在史河路站（部分）蒙城路站（不含）（S20、Q19、S19、Q18、S18、Q17、S17、Q16、S16、Q15）之间。 各岩土层及亚层代号及特性汇总表 表2.2-1序号地层时代地层代号地层名称说明1Q4ml（0）1杂填土夹建筑垃圾Q4ml（0）2素填土夹少量植物根系2Q4al-pl（1）1黏土灰褐色灰黄色，软可塑Q4al-pl（1）1-1粉砂灰黄色，稍密，饱和3Q3al（2）1黏土、粉质黏土灰黄色青灰色，可塑硬塑Q3al（2）2-1粉砂灰黄色青灰色，中密，饱和4J3

23、z（7）1泥质砂岩紫红色，全风化J3z（7）2泥质砂岩紫红色，强风化J3z（7）3泥质砂岩紫红色，中等风化有关各岩土层的分布及各层土的物理力学性质详见工程地质纵断面图、工程地质柱状图、附表3岩土物理力学性质汇总统计表、附表5岩石试验汇总统计表和附表7特殊试验汇总统计表。2. 3 地质构造及地震烈度按照2001年8月1日实施的中华人民共和国国家标准中国地震动参数区划图（GB18306-2001）（2008年修改稿）中的地震动峰值加速度分区标准，场地内地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应抗震设防烈度值为度，设计地震分组为第一组。根据国标建筑工程抗震设防分类标准（GB

24、 50223-2008）中第3.0.2条之规定，本工程抗震设防类别为乙类。按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）第5.7.11条文说明，按抗震设防烈度7度考虑，当等效剪切波速Vse大于90m/s或承载力特征值fak大于80kPa时，可不考虑震陷影响。根据本次初勘地质勘察资料，拟建工程区无软土分布，故不考虑软土震陷的影响。2.4 工程地质及水文地质概况2.4.1 工程地质场区在区域地质构造属于扬子准地台江淮台隆所属的合肥断陷盆地，区域上位于华北地台的南端，燕山期活动强烈，形成平缓开阔的合肥断陷盆地，合肥盆地（断陷）是安徽省最大的中新代盆地，属中朝准地台淮阳古陆与扬子准地台

25、的边缘地带。合肥盆地（断陷）可分为肥北断坳、肥中断隆、肥南断坳和肥东断坳四个二级构造分区，拟建工程线路属肥中断隆和肥东断坳。合肥市区内断裂构造较为发育，多为隐伏断裂。按断裂方向可分为近东西向、北东向、北西-北北西向等断裂系统。其中近东西向断裂和北东向的郯庐断裂为区域性大断裂，形成时间较早，且具有多期活动性。 岩层总体呈单斜状，地质构造简单。通过场区的主要断层有北东向断裂：大蜀山-吴山口断裂（F2）、乌云山-合肥断裂（F3）、桑涧子-广寒桥断裂（F4）；近东西向断裂：六安-合肥断裂（F7）；北西向断裂：大蜀山-长临河断裂（F9）、桥头集-东关断裂（F10）、肥东-缅山断裂（F12）；近南北向断裂

26、：朱港-七里塘断裂（F11）。2.4.2 地表水的赋存情况据合肥市轨道交通3号线河流防洪报分析，合肥市属长江流域，区内水系分为南淝河水系和十五里河水系，经巢湖流入长江。南淝河主要支流有四里河、板桥河、二十埠河，十五里河无支流。1、南淝河古称施水、金斗河，是巢湖的一大支流，发源于肥西县将军岭东侧，经合肥市区到施口入巢湖。河床较平坦，河道宽3080m。南淝河洪、枯水位变幅46m，汛期易受巢湖水位顶托。据双岗水文站观测资料，南淝河最高月平均水位发生在8月，为9.99m，最低月平均水位发生在12月，为7.48m，极端最高水位为10.19m（1954年7月），极端最低水位发生在1978年11月，河床干涸

27、。每年的7-9月为丰水期，12-2月为枯水期，年径流量为1.20-1.93亿方，一般只在5-9月才有水流，其它时期，基本处于静止状态，平均流量14-15m3/s，最大流量195m3/s，平均水深2.5m左右。测区内主要的河流为南淝河及四里河。南淝河的源头为在合肥市西偏北部的董铺水库和大房郢水库。合肥市内的河流均有一定程度的污染，属污染较严重严重区。当雨水集中时易形成内涝灾害。（1） 南淝河南淝河古称施水，源于江淮分水岭大潜山余脉长岗（地面高程72米）南麓。东南流向，至夏大郢进入董铺水库，于大杨店南出库后，穿亳州路桥，经合肥市区左纳四里河、板桥河来水，穿屯溪路桥至和尚口左纳二十埠河来水，至三汊河

28、左纳店埠河来水，折西南流，于施口注入巢湖，全长70公里。其支流众多，流域总面积1640平方公里。勘察段拟建线路约在里程YCK17100 YCK17156附近穿越南淝河，穿越处南淝河的长度约为56m，穿越处河道较为弯曲，下游河道呈“S”形。穿越处右岸为湿地公园，公园后有沿河路，路面高程约为14.80m，左岸有沿河西路路面高程约为14.66m，两岸岸坡为土坡，已进行整修，无护砌。根据河道实测断面，测时水位11.65m，水面宽约26.8m，最大水深1.88m，河底高程最低9.7m， 勘探期间水深约为2.0m。（2） 四里河四里河，又名三岔河，发源于长丰县土山乡(现在岗集镇卧龙山社居委)青峰岭，南流至

29、大杨镇照山村进入合肥市庐阳区，最后注入南淝河。是合肥南淝河的最大支流之一。本勘察段拟建线路在里程YCK18690 YCK18713附近穿越四里河，穿越处河道已经过初步整治，河道微弯，断面形状较规则，呈U形断面。现状河道岸坡采用自然植物护坡，边坡比约1：3，在两岸标高约11.511.8m处建有约3.0m宽亲水平台，平台以下为自嵌式挡墙。穿越处上下游右岸修建有宽约8.5m沿河路，高程约16.916.6m。左岸为四泉小区。河道断面呈U形，实测断面时河道水位10.05m，水面宽约21.3m，最大水深1.77m，河底高程最低8.28m。勘探期间水深约为1.5m。2.4.3 地下水类型、埋藏情况及其变化特

30、征（1）地下水分布概况拟建工程区内地下水主要为第四系孔隙水、承压水及基岩裂隙水。第四系浅层孔隙含水层组主要由第四系全新统粉土、粉砂组成，多为潜水或上层滞水，厚度一般在3-8m，沿南淝河两侧分布，第四系孔隙水主要赋存于人工填土中，以上层滞水为主，水量微弱。黏土层分布广泛，埋深浅，成层性较好，含水量较小。黏性土透水性和富水性均较弱。根据钻探揭露显示，测得地下水位埋深0.44.8m，含水微弱，地下水类型为包气带水,主要赋存在黏性土的膨胀裂隙中，水量较乏，局部地段为上层滞水，单井涌水量一般小于10m3/d，水质多为HCO3CaMg型，主要接受大气降水、灌溉水、河流流水、生活废水、雨水、污水等地下管线漏

31、水垂直渗漏补给。排泄方式为蒸发、向下补给潜水和人工抽降地下水。水位受季节及气候条件等影响，潜水位年动态变幅一般在35m左右。水资源较贫乏，单井出水量一般50-100m3/d；规划区广泛出露的上更新统粘性土层局部也含少量孔隙水，水量极贫乏，单孔出水量一般小于10m3/d。软弱黏性土层与砂性土层之间的渗透性差异较大，因此，第四系全新统（1）1-1粉砂层微具承压性，隔水顶板为渗透性弱的（1）1层黏性土，隔水底板为（2）2、1层黏性土；（1）1-1粉砂层层顶埋深为8.911.3m，厚度1.41.5m，含水层厚度较小，承压水水位比稳定略低，承压水水位为2.53.1m；承压孔隙含水层组主要由第四系中下更新

32、统粉砂、粉土组成，承压水含水层包括（2）2-1、2砂土层，隔水顶板为渗透性弱的第四系中下更新统（2）1、2层黏性土，隔水底板为下伏岩层，（2）2-1、2层层顶埋深为9.626.6m，厚度0.75.5m，由于野外钻探时间较短，（2）2-1、2层埋深较大，本次初勘未能量测到承压水位（在详勘一定注意）。钻孔中揭露的承压水含水层主要分布在南淝河河漫滩冲积平原及四里河一级阶地地貌单元，在二级阶地中局部分布（2）2-1层薄层粉砂。合肥地区承压孔隙含水层组主要由第四系中下更新统粉砂、粉土组成，沿南淝河古河道分布，隔水顶板为渗透性弱的黏性土，隔水底板为下蜀组黏性土或下伏基岩。含水层性质一般属于第四系松散岩层孔

33、隙性含水，具承压性，为微承压水，承压水位标高10m，单孔出水量一般30-300m3/d。含水层多为软可塑粉土类透镜状细砂层，钻孔中揭露的承压水含水层主要分布于南淝河河漫滩冲积平原地貌单元。基岩裂隙水含水层主要为第三系-白垩系砂砾岩、砂岩（红层），为裂隙孔隙承压水，单井涌水量一般为50-200m3/d，张性断裂带附近富水性好，单井涌水量可达200-600m3/d，水质为HCO3-Na、HCO3-Ca、SO4-NaMg型等，溶解性总固体一般小于1.0g/l。基岩裂隙水主要赋存于岩石强、中等风化带中，隧道顶板埋深一般在618m。基岩的含水性、透水性受岩体的结构、构造、裂隙发育程度等的控制，由于岩体的

34、各向异性，加之局部岩体破碎、节理裂隙发育，导致岩体富水程度与渗透性也不尽相同。砂岩总体富水性为中等至贫乏，单井涌水量一般50200m3/d，泥岩富水性为贫乏至极贫乏，单井涌水量小于10m3/d，张性断裂带附近富水性较好，单井涌水量最高可达200-600m3/d。水质类型为HCO3CaMg型。 拟建工程区内均为泥岩、泥质砂岩，富水性及透水性均较弱，基岩裂隙水总体贫乏，地下水总体不发育。岩体的破碎带，地下水相对富集，透水性也相对较好，详勘时应进一步查明史河路站附近基岩破碎带的大小、范围，查明基岩破碎带中的富水量、出水量及承压水位测试数据。（2）地下水动态变化规律地表水、松散岩类孔隙水相互间的水力联

35、系较为密切，相互补给，同时还受大气降水、蒸发、植物蒸腾的影响。通常在每年58月降水充沛的丰水期，一般是地表水补给地下水，相反，在降水稀少的枯水期，地下水补给地表水。地下水的径流形式主要为孔隙间渗流。黏土层富水性及透水性较差，连通性差，因此，地下水途径一般较短，地下水渗流方向为水头相对较高处流向水头相对较低处，地形平坦，地下水位线较平缓。2.5 地层物理力学指标地层物理力学特性指标详见表2.5-1。 9 合肥市轨道交通3号线工程初勘阶段岩土物理力学参数建议值表 表2.5-1地 层 代 号岩土名称时代与成因重度比重天然含水 量孔 隙 比无侧限抗压强度抗剪强度 （直接剪切）抗剪强度 （固结剪切） 综

36、合内摩擦角压缩 系数压缩模量 变形模量弹性模量基床系数（MPa/m）承载力特征值钻、冲孔桩侧土极限侧阻力标准值桩端土极限端阻力标准值qpk凝聚力内摩 擦角凝聚力内摩 擦角GswequCCa0.10.2ES0.10.2E0E水平 垂直 fakqsik10l1515l3030l（kN/m3）(%)kPakPakPaMPa-1MPaMPaMPaKhKvkPakPakPakPakPa(0)2素填土Q4ml19.50 20.00 5 7101010820 (1)1黏土Q4al-pl19.90 2.72 22.64 0.682 89.2 35.00 13.68 30.0 15.60 13.50.21 77

37、.5201512045(1)1-1粉砂Q4al-pl2067151510035(2)-1黏土Q3al 20.00 2.72 21.93 0.659 40.00 12.98 35.0 14.67 120.16 89262516055500600700(2)-2-1粉砂Q3al 20.60 2.65 17.80 0.53 16.72 17.70 21.7 21.00 250.18 810252513045500650750（7）1泥质砂岩J3Z20.10 2.69 17.20 0.60 98.455.0 14.5 400.18 12163940250901400（7）2泥质砂岩J3Z4520301

38、401604001602000（7）3泥质砂岩J3Z32505.68200220600/2.6 工程地质条件评价及注意事项拟建场地地貌为二级、一级阶地及河漫滩，四里河两侧局部为一级阶地，南淝河两侧为河漫滩，地形平坦开阔，场区内及其附近目前不存在对工程安全有影响的滑坡、泥石流、岩溶、崩塌、地下洞穴、地面塌陷和地裂缝等不良地质作用。根据合肥市轨道交通3号线工程地质灾害危险性评估报告（2014年3月）结论，膨胀性岩土为本工程的主要特殊岩土，膨胀土变形危险性等级为小级，基坑崩塌、地面变形灾害危险性等级为中级，其变形结果可能导致建筑物的不均匀沉降、建筑物结构开裂、基坑边坡失稳等工程地质问题，这些问题可以

39、通过选用合理的加固措施来预防和解决。根据区域地质资料及合肥市轨道交通3号线工程场地地震安全性评价报告（2014年3月），场地内地质构造条件简单，未发现有活动断裂通过的证据，无动力地质作用的破坏影响，环境工程条件较简单，场地稳定性较好。另根据所收集的区域地质资料、本地区的建筑施工经验分析，不存在直接影响拟建工程施工及运营的潜在地质灾害和不良地质作用，拟建场地适宜本工程建设。拟建工程为地下工程，建筑物荷载较小，基坑开挖深度大，场地地下水位埋深浅，孔隙潜水一般在地面下0.404.8m。由于地下工程埋深大，地下水位高，浮力较大，应考虑结构抗浮设计。根据合肥市地下建（构）筑物抗浮设防管理规定合建2011

40、18号文中第六条之相关规定，合肥市基坑抗浮设防水位建议取值如下：a当建设场地地势较低且较平坦时，可取室外设计地坪下0.50m作为抗浮设防水位；b当建设场地地势较高且较平坦时，可取室外设计地坪下1.00m作为抗浮设防水位；c当建设场地地势显著高于周边，地表水、地下水径流条件较好时，可结合场地情况确定抗浮设防水位；经综合分析，故本报告建议抗浮设计水位取值：位于一级阶地与河漫滩地段，按取室外设计地坪高程-0.50m，供设计参考。根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版），本工程区环境类型属类，地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具微弱腐蚀性（除Jz-14-Q17-

41、57（YCK 18+731.4193附近）氯离子浓度为134.37mg/L，大于100 mg/L，对混凝土结构中的钢筋在干湿交替环境中有弱腐蚀性），其它环境对混凝土结构具有微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。3 施工方法比选与论证车站的施工方法应具有适应施工环境、技术上可行、满足工期要求、造价较低的特点。应根据车站的地理位置、与周围建筑物的关系、车站埋深、规模、建筑特点、工程地质、水文地质，在施工期间对地面交通和环境的影响、施工技术、施工工期、工程经济指标等方面进行综合分析而确定，尤其要重视施工期间占用地面道路时间长、范围大、限制要求高的区段，在进行施工方法的比较时，还应当充分结合地面

42、交通的具体要求，进行交通疏解的研究，选择合理可行的方案。地下车站的施工方法主要可以概括为：明挖法、盖挖法、暗挖法三种。这三种施工方法各有其适用条件和优缺点，主要根据车站的结构型式而定，施工方法比选表如下：施工方法比较表 表3-1暗挖法明挖法盖挖法对交通的影响不占道，不影响交通占道面积大、影响时间长占道面积较小，影响时间较短对地下管线的影响不影响管线车站范围管线拆迁量大车站范围管线拆迁量大对周围建筑的影响施工对居民的干扰和对建筑物影响小施工对居民的干扰和对建筑物的影响大施工对居民的干扰和对建筑物的影响较小防水质量较差最好较好施工难度难度大施工技术成熟，难度小难度较大。施工速度慢快较慢根据比较，车

43、站在外部条件许可的情况下，从施工难度、工程质量、工程造价的角度说应选择的施工方法依次为：明挖法盖挖法暗挖法。本站位于清溪路与潜山北路交叉口，沿西南向布设于潜山北路中。车站周边场地空旷，地下管线经迁改后可保证明挖施工场地，通过造价、交通影响、施工工期、风险等各方便综合比较，本车站主体和附属结构可采用明挖法施工。4 结构方案及比选4.1 围护结构的选择围护结构型式的确定除受周围环境和施工方法的影响外，主要由地质与水文状况和基坑深度决定。主体围护常用的型式有：地下连续墙、钻孔灌注桩、钻孔咬合桩等。经过对地下连续墙、钻孔灌注桩、套筒咬合桩等围护结构的技术经济比较，结合本车站的基坑深度、地质状况和明挖施

44、工等因素，优先采用钻孔灌注桩作为车站主体围护结构；由于基坑开挖影响范围内地层以粘土层为主，含水量小，地层渗透系数小，地下水不发育，地下水主要补给来源于大气降水，在基坑周边采用地面硬化措施和地面排水措施后，可隔断大气降水对地下水的补给，同时参考合肥市轨道交通1号线和2号线的设计施工经验，桩间取消止水帷幕，桩间设置网喷砼封闭基坑。考虑本站周边环境、风险特点、周边重要构（建）筑物及管线等影响确定基坑安全等级为一级。围护结构型式的确定除受周围环境和施工方法的影响外，主要由地质与水文状况和基坑深度决定。主体围护常用的型式有：地下连续墙、钻孔灌注桩、钻孔咬合桩等。 主体围护方案比选一览表 表4.1-1围护

45、结构型式优点缺点地下连续墙a技术相对成熟；b适用于各种地层，复杂周边环境工程；特别是止水要求严格的基坑支护。a施工机具要求较高；b施工技术要求高；c施工机具占用场地较大；d废弃泥浆等对环境有污染；钻孔灌注桩a技术相对成熟，工艺相对简单；b适用于各种地层，受地质条件的限制较小。a在含水地层使用还需配以止水措施，工程投资综合较高；b对环境有一定影响；钻孔咬合桩a技术相对成熟，综合造价低；b适用于强风化、全风化及各类土层；c 适宜地层中单桩成孔时间短，施工进度快；d不需另外设置止水桩。a需动用钻孔机具及套筒工具，施工工序较复杂；b在中、微风化及大粒卵石等地层施工困难；c混凝土配比技术要求高；d 成桩

46、精度要求高（特别是垂直度）；本站主体结构标准段基坑开挖平均深度约18.11m，围护结构采用钻孔灌注桩+内支撑的支护形式；附属结构采用钻孔灌注桩+内支撑的支护形式。围护结构作为基坑开挖及主体结构回筑期间的支挡结构，承受全部的水土压力及附加活载产生的侧压力，应根据开挖工况和施工顺序逐阶段计算其内力及变形，支护体系应满足整体稳定、抗倾覆、抗隆起等要求。经计算并结合工程类比情况，本站主体围护结构支护参数拟定如下：围护结构采用10001300钻孔灌注桩；支撑体系根据基坑深度的变化分别采用三道内支撑，第一道为800X800砼支撑，其余为16厚609钢支撑。本站附属围护结构支护参数拟定如下：围护结构采用80

47、01200钻孔灌注桩；支撑体系采用两道16厚609钢支撑。4.1.1计算图式与荷载计算（1）围护结构按临时结构考虑，不进行裂缝验算。（2）支护型式为多支点灌注桩结构，采用启明星深基坑软件进行内力变形及稳定性验算。（3）围护结构的计算，应根据施工中开挖、架撑、浇注混凝土、拆撑等过程，分阶段进行内力分析。施工阶段，围护桩内力按“增量法”计算，须计入结构的先期位移值以及支撑的变形，按先变形后支撑的原则进行结构分析。截面设计按内力包络图进行，支撑轴力取各阶段计算的最大值。（4）通过支撑对围护桩施加预应力时，一般钢支撑宜控制在设计轴力的40%60%。（5）围护结构计算所用C、值应根据剪切试验得到，剪切试

48、验可根据设计需要或工程经验选择静三轴压缩试验或直接剪切试验，宜采用固结不排水剪或固结快剪指标。（6）施工阶段水土压力计算时，采用朗肯理论主动土压力，粘性土水土合算，砂性土水土分算。计算时考虑地面超载20kPa，盾构始发井周围地面超载30 kPa。计算简图如图4.1-1所示。（7）本车站明挖基坑宽度约20.9m，深度约18.1820.71m。根据基坑规模与周边环境条件，按照合肥市轨道交通3线工程初步设计技术要求本车站主体基坑保护等级为一级，基坑变形控制标准为地面最大沉降量0.15%H，支护结构最大水平位移0.15%H，且均30mm，H为基坑深度。本车站基坑侧壁安全等级为一级，其重要性系数为1.1

49、。4.1.2 围护结构计算(1）计算模式主体围护结构按平面问题进行分析，取“荷载-结构”模式，采用“增量法”原理进行开挖与回筑阶段各工况进行结构计算。围护结构按K法进行内力和位移的计算：在施工阶段，按施工过程进行受力计算，开挖期间围护结构作为支挡结构，承受全部的水土压力及地面荷载。其受力分析模拟了施工过程，遵循“先变位，后支撑”的原则，在计算中计入结构的先期位移值及支撑变形。本车站采用明挖法施工，各施工阶段结构荷载工况示意如下图（计算简图）：图4.1-1 结构荷载工况示意图 (2）围护结构入土深度的确定钻孔桩进入基坑底面以下的深度，以地基土压力小于被动土压力及地基土不发生挤出破坏为原则，入土深

50、度根据计算结果确定。(3）计算结果及分析1）左侧盾构井计算 工程概况2-2轴线处的基坑开挖深度为20.61m，采用10001300灌注桩围护结构，桩顶设置挡土墙，桩长为23.96m，桩顶标高为-3.65m。计算时考虑地面超载30kPa。 图4.1-2 左侧盾构井计算简图共设4道支撑，见下表。 支撑属性表 表 4.1-2中心标高（m）刚度（MN/m2）预加轴力（kN/m）-4.05307.70-10.05175.0200-14.44175.0300-17.44175.0300 计算图4.1-3 整体稳定验算滑弧：圆心(4.16m,-0.00m)，半径：27.92m， 起点(-23.76m,0.0

51、0m)， 终点(23.00m,20.61m)， 拱高比0.652；下滑力：5021.04kN/m；土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：9075.28kN/m；土钉/锚杆抗滑力：0.00kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.81，。图4.1-4 计算内力、变形包络图2）右侧盾构井计算 工程概况24-24轴线处的基坑开挖深度为20.61m，采用10001300灌注桩围护结构，桩顶设置挡土墙，桩长为23.96m，桩顶标高为-3.65m。计算时考虑地面超载30kPa。图4.1-5 右侧盾构井处计算简图共设3道支撑，见下表。 支撑属性表 表 4.1-3中心标高（m）刚度（MN/

52、m2）预加轴力（kN/m）-4.05307.70-10.05175.0200-15.44175.0300 计算 图4.1-6整体稳定性验算滑弧：圆心(4.18m,-0.00m)，半径：27.92m， 起点(-23.74m,0.00m)， 终点(23.02m,20.61m)， 拱高比0.652；下滑力：5020.79kN/m；土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：9074.80kN/m；土钉/锚杆抗滑力：0.00kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.81。图4.1-7 计算内力、变形包络图3）埋深4.8m的标准段剖面计算 工程概况基坑开挖深度为18.96m，采用F1000

53、1300灌注桩围护结构，桩长为21.36m，桩顶标高为-3.6m。计算时考虑地面超载20kPa。共设3道支撑，见下表。 支撑属性表 表4.1-4中心标高（m）刚度（MN/m2）预加轴力（kN/m）-4.00238.80-10.00207.6200-15.00207.6300 图4.1-8 标准段剖面计算简图 计算结果 图4.1-9 整体稳定验算滑弧：圆心(3.74m,-0.34m)，半径：25.57m， 起点(-21.82m,0.00m)， 终点(20.52m,18.96m)， 拱高比0.639；下滑力：4082.03kN/m；土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：7779.17kN/m

54、；土钉/锚杆抗滑力：0.00kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.91。图4.1-10 计算内力、变形包络图4）埋深3.5m的标准段剖面计算 工程概况基坑开挖深度为17.66m，采用F10001300灌注桩围护结构，桩长为21.36m，桩顶标高为-2.3m。计算时考虑地面超载20kPa。 图4.1-11 标准段计算简图 共设3道支撑，见下表。 支撑属性表 表4.1-5中心标高（m）刚度（MN/m2）预加轴力（kN/m）-2.70238.80-8.70207.6200-13.70207.6300 计算结果图4.1-12 整体稳定验算滑弧：圆心(3.54m,-0.75m)，半径：

55、24.67m， 起点(-21.11m,0.00m)， 终点(19.96m,17.66m)， 拱高比0.637；下滑力：3683.22kN/m；土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力：7300.93kN/m；土钉/锚杆抗滑力：0.00kN/m；桩墙的抗滑力：0.00kN/m；安全系数：1.98。图4.1-13 内力包络图4.2主体结构设计4.2.1 主体结构尺寸拟定结构尺寸根据计算结果结合工程类比拟定，车站主体(标准段)主要构件的结构尺寸拟定如下表： 车站（标准段）主要构件尺寸表 表4.2-1主体结构尺寸3号线清溪路站顶板（单位：m）0.9中板（单位：m）0.45底板（单位：m）1.0顶纵梁

56、（单位：m）1.22.0中纵梁（单位：m）1.01.2底纵梁（单位：m）1.22.4中柱（单位：m）双柱（0.7*1.1）、单柱（0.8*1.4）、侧墙（单位：m）0.8站台板（单位：m）0.24.2.2 荷载与组合 (1）荷载分类地车站结构的设计荷载类型及名称如下表所示： 设计荷载类型 表4.2-2永久荷载结构自重地层压力结构上部和受影响范围内的设施及建筑物压力水压力及浮力混凝土收缩及徐变作用预加应力设备重量设备基础、建筑做法、建筑隔墙等引起的结构附加荷载地基下沉影响力可变荷载基本可变荷载地面车辆荷载及其冲击力地面车辆荷载引起的侧向土压力地下铁道车辆荷载及其冲击力人群荷载其他可变荷载温度变化影响力施工荷载偶然荷载地震荷载人防荷载(2）荷载计算1）结构自重：钢筋混凝土容重=25kN/m3。2）地层压力：覆土容重取=20kN/m3，竖向压力按全部土柱重量计算；水平压力按静止土压力和主动土压力对结构产生的不利工况计算；侧向压力采用水土分算，且按静止土压力计算。3）水压力及浮力：水容重为10kN/m3。4）混凝土收缩作用：假定降低温度10。5）路面活载：按q=20kN/m2取用。6）人群荷载：取q=4kN/m2，另需计及在