大跨度地铁车站初支拱盖法支护参数研究

大跨度地铁车站初支拱盖法支护参数研究
0 引言
山地地区的地铁一般基岩分布较浅，部分地铁车站处于岩石地层中，大跨度暗挖地铁车站多采用拱盖法施工。

拱盖法是在明挖法、盖挖法和PBA(洞桩法)等工法基础上创建的适用于特殊地层的一种暗挖施工方法，如图1。

拱盖法一般可以分为二衬拱盖法与初支拱盖法2种。

二衬拱盖法即在上半断面开挖过程中将二次衬砌与初期支护一并施工完成，优点是安全有保证，缺点是拱盖基础处需向外扩挖较多，拱盖施工工序多，施工效率低，拱脚稳定及防水处理困难，一般用于上部覆土压力较大但拱盖基础地质条件尚可的地段；初支拱盖法即在上半断面施工过程中仅施作初期支护，二次衬砌待全断面开挖完成后施作，其优点是施工效率高，二次衬砌施工质量有保证，防水可靠，缺点是初期支护的稳定性需认真分析，以确保施工安全。

初支拱盖法先期仅施作拱部初期支护，拱腰设大拱脚以控制拱盖下沉变形，待全断面初期支护施作完成后再全断面一次性施作二次衬砌，因此，二次衬砌质量及防水的可靠性更高。

初支拱盖法又可分为双层初支拱盖法与单层初支拱盖法。

图1 拱盖法示意图
目前，拱盖法已在国内多座城市的暗挖大跨度地铁车站施工中成功应用，很多学者对拱盖法施工方法、工艺以及变形破坏机理等方面进行了深入研究，但对其支护结构设计理论与分析计算方法的研究还比较欠缺。

但是不同于祖母所代表的墨西哥传统女性，赛利亚意识到依靠男性并不能真正使自己摆脱困境，并鼓励女性实现自身价值，这是她不同于墨西哥传统女性的女性觉醒。

1 地铁车站荷载计算
目前，地铁车站支护结构的设计土压力荷载一般参照TB 10003-2016 《铁路隧道设计规范》的经验公式进行计算，但是该公式有明确应用条件：采用钻爆法开挖的隧道，高跨比＜1.7，不产生显著偏压及膨胀力的一般围岩，隧道开挖跨度小于 15 m。

同时，采用该公式计算的土压力荷载同一级别围岩为常数，而实际上同一级别围岩的稳定性差别很大，岩土压力差别也较大，大跨度隧道支护结构对荷载变化比较敏感。

因此，该规范公式对于开挖跨度达23～26 m 的地铁车站并
不适用。

为了充分反映围岩质量的差异，相对准确计算地铁车站岩土压力，合理确定支护参数，本文深埋车站采用普氏公式（1）计算岩土压力 Q深，浅埋车站岩土压力 Q浅采用谢家杰公式（2）计算。

式（1）、（2）中，B为洞室开挖跨度；H为开挖洞室高度；H 为拱顶覆岩层厚度；γ为岩体容重；Φ为计算摩擦角；λ为拱顶土层的侧压力系数；ƒ为普氏坚固系数；θ为破裂面摩擦角。

借鉴国外经验，我国在推进国内互联互通工程过程中，一是应加强天然气领域的立法工作。

明确监管机构和职责，增强依法监管能力建设，从顶层设计层面，以建设统一协调运行的天然气基础设施运营系统为着眼点，统一设计标准、建设标准和运营标准，减少互联互通的技术障碍，强制实施天然气基础设施设计、建设与互联互通同步进行，为推进全国一张网的互联互通工程奠定坚实基础。

重庆某地铁项目的12座暗挖车站均处于砂岩及砂质泥岩互层的地层中，埋置深度20～90 m不等，地下水不发育。

砂岩天然抗压强度为28～35 MPa，饱和抗压强度为20～25 MPa，砂质泥岩天然抗压强度为12～15 MPa，饱和抗压强度为7.5～10 MPa，完整系数均为0.71～0.76。

根据工程岩体质量分级标准，当地下水不发育、围岩处于干燥状态时，围岩质量指标BQ可取：砂岩350～380，砂质泥岩290～300；当有地下水活动、围岩处于潮湿状态时，围岩质量指标BQ可取：砂岩320～350，砂质泥岩280～290；当有地下水活动、围岩出现滴水时，围岩质量指标BQ可取：砂岩300～330，砂质泥岩260～280。

这些围岩分级均可达到Ⅳ级。

针对处于Ⅳ级围岩地层中的典型地铁车站（开挖跨度23 m，开挖高度19 m），按式（1）、式（2）分别对作用在支护结构之上的岩土
压力荷载进行计算。

表1给出了围岩质量指标BQ值取250～350时，车站深埋状态时的岩土压力。

表2给出了Ⅳ级围岩（围岩质量指标BQ 值取250～350）时，车站埋深（覆盖层厚度）与岩土压力的关系，表2分析如下。

大林鼻子一酸，感觉怀里的女儿像个受了惊吓的小动物似的。

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（1）当地质条件偏差（BQ值取250～275）时，最大岩土压力达558.9～644 kPa。

BQ值取250时，车站覆盖层厚度达到65 m以后，岩土压力达到车站深埋状态时的岩土压力；BQ值取275时，车站覆盖层厚度达到60 m以后，岩土压力达到车站深埋状态时的岩土压力。

（2）当地质条件中等（BQ值取300）时，最大岩土压力为455.4 kPa，车站覆盖层厚度达到50 m以后，岩土压力达到车站深埋状态时的岩土压力。

（3）当地质条件偏好（BQ值取325～350）时，最大岩土压力为315.1～388.7 kPa。

BQ值取325时，车站覆盖层厚度达到45 m 以后，岩土压力达到车站深埋状态时的岩土压力；BQ值取350时，车站覆盖层厚度达到35 m以后，岩土压力达到车站深埋状态时的岩土压力。

“此次堰塞湖的溃坝的具体时间难以预测，而往年金沙江汛期洪水是可以根据上游来水是可以根据上游来水进行提前判断和测量的。

”云南电网公司生技部主任姚婕说，此次洪峰事发突然，难以预测，而且传播的能量更大、速度更快、破坏力更强，要想跑赢洪峰，就不能打无准备的仗。

表1 车站深埋状态时岩土压力 kPa
围岩质量指标BQ250275300325350深埋岩土压力
372.6305.9253207167.9
表2 车站埋深（覆盖层厚度）与岩土压力关系 kPa
车站埋深/m岩体质量指标BQ 250275300325350 20453.1437407.1372.6315.1 25538.2503.7448.5388.7292.1 30598545.1455.4370.3225.4 35632.5558.9430.1315.1167.9 40644547.4374.9223.1 45630.2510.6285.2207 50593.4446.2253 55531.3356.5 60446.2305.9 65372.6
2 车站支护结构承载能力计算
对处于浅埋软弱围岩地段的大跨度暗挖地铁车站，支护结构对围岩的支撑作用比较明显，因此，一般应采用荷载－结构模型，应用弹性地基梁有限元程序进行结构内力分析，按相关规范进行强度校核。

对于大跨度地铁车站的支护结构计算，应通过确定隧道衬砌各部分结构在给定波动范围内物理力学参数条件下的承载能力，来校核支护结构在施工过程中的安全性及长期可靠性。

在计算承载能力时，永久工况重要性系数取1.1，且不考虑系统锚杆的承载能力。

施工工况各类结构的重要性系数均取0.9。

初支拱盖法施工的暗挖车站，初支拱盖采用30～50 cm厚C25喷射混凝土，内置4根Φ28 mm一榀的钢筋格栅，格栅间距为50 cm。

针对不同的围岩条件，选取围岩弹性抗力系数1～5、侧压力系数0.15～0.35进行组合，对初支拱盖的的承载能力进行计算，结果见表3～表5。

表3 30 cm厚初支拱盖永久承载能力 kPa
1.02.03.04.05.0 0.15118.5121.5117.4117.2117.1 0.20118.9122.3118.0117.8117.7 0.25119.3122.5118.4118.3118.3 0.30119.7119.1118.9118.7118.6 0.35120.1119.5122.7119.2119.1
表4 40 cm厚初支拱盖永久承载能力 kPa
1.02.03.04.05.0 0.15153.6 157.7 157.1 156.8 156.7 0.20154.1 158.2 157.7 157.4 157.2 0.25155.1 158.7 158.2 158.0 157.8 0.30156.4 159.3 158.8 158.5 158.4 0.35 156.9 159.8 159.3 159.1 159.0
表5 50 cm厚初支拱盖承载能力 kPa
1.02.03.04.05.0 0.15179.2189.5193.8195.4196.0
0.20178.5190.1194.3196.6197.2 0.25179.0190.6194.7196.9198.2 0.30180.5191.2195.1197.3198.6 0.35 182.5191.8195.6197.6198.9
二次衬砌拟采用60～80 cm厚、C40、P12钢筋混凝土结构，内外侧配筋均为Φ25 mm@150 mm，对二次衬砌的承载能力进行计算，结果见表6～表8。

3 拱盖法支护参数分析
根据大跨度隧道设计经验，对于处于Ⅳ级围岩地层的地铁车站而言，当采用双侧壁导坑法施工时，由于内撑在二次衬砌施作前才拆除，要求初期支护（含系统锚杆）在施工期间的承载能力应达到设计总荷载的30%～40%；当采用拱盖法施工时，由于下台阶开挖到二衬施工期间无内撑，对拱盖强度要求更高，要求初期支护在施工期间的承载能力应达到40%～50%。

为了保证结构永久安全，初期支护与二次衬砌的永久承载能力之和应大于设计总荷载。

如果隧道为浅埋，还应进一步提高初期支护的承载比例，以保施工安全。

表6 60 cm厚二次衬砌承载能力 kPa
1.02.03.04.05.0 0.15322.0397.3429.4445.9461.6 0.20333.3408.6436.0456.9470.6 0.25345.2417.7443.6466.3480.4 0.30356.9424.3456.9476.6490.1 0.35
370.9432.2467.2486.80501.0
表7 70 cm厚二次衬砌承载能力 kPa
1.02.03.04.05.0 0.15328.0413.9462.7 499.4 517.6 0.20341.9429.1479.2 509.8 524.2 0.25356.8444.8496.6 518.9 533.8 0.30372.5463.6506.4 528.3 543.7 0.35389.2482.7516.5 537.9 552.8
表8 80 cm厚二次衬砌承载能力 kPa
1.02.03.04.05.0 0.15330.9430.3486.7 528.9 559.8 0.20346.3448.1507.0 550.9 574.2 0.25363.0466.6530.4 566.9 584.1 0.30380.9485.8553.5 577.6 594.4 0.35400.2511.1565.2 588.5 604.9
3.1 车站处于深埋状态
根据前述车站土压力荷载分析计算，作用在车站支护结构之上的最大岩土压力（表2）为305.9～372.6 kPa（围岩偏好取低值，围岩偏差取高值）。

初期支护承载能力应达到最大岩土压力的40%～50%，即153～187 kPa。

根据计算，30 cm厚钢筋拱架喷射混凝土的承载能力（重要性系数取0.9）为143 kPa，考虑系统锚杆的承载能力为90 kPa，两者之和为233 kPa，大于要求的承载能力，是可行的。

二次衬砌采用60 cm厚钢筋混凝土时，二次衬砌的承载能力可达到417～456 kPa，可以承担全部的土压力，因此强度足够。

3.2 车站处于浅埋状态
作用在车站支护结构之上的土压力取值比较复杂，不仅与围岩质量好坏有关，而且与埋置深度有关。

选取埋深在20～35 m的某一浅埋车站作为分析对象，根据表2可查得此时作用在支护结构之上的最大岩土压力可取453.1～632.5 kPa，初期支护的承载能力应达到最大岩土压力的40%～50%，即227～316 kPa。

考虑系统锚杆的承载能力约为90 kPa，初支拱盖的承载能力应达到137～226 kPa（重要性系数取0.9）。

根据表3～表5，30 cm厚初支拱盖的承载能力为143 kPa，40 cm厚初期拱盖的承载能力为192 kPa，50 cm厚初支拱盖的承载能力为233 kPa。

因此，当设计的土压力荷载为453.1～538.2 kPa时，可采用40 cm厚拱盖；当设计的土压力荷载为538.2～632.5 kPa时，可采用50 cm厚的初支拱盖（双层）。

基于多能源站协调的区域电力-热力系统日前经济调度//王丹,智云强,贾宏杰,王伟亮,孟政吉,马莉//(13):59
对于二次衬砌，当车站埋深为20～25 m时，设计的土压力荷载为453.1～538.2 kPa，二次衬砌承载能力应达到360 kPa，需60 cm 厚钢筋混凝土；当埋深为25～35 m时，设计的土压力荷载为538.2～632.5 kPa，二次衬砌承载能力应达到435 kPa，需70 cm厚钢筋混凝土。

4 拱盖基础处理
拱盖法施工时，拱盖基础的稳定性至关重要，由于本项目大部分车站基本全部位于砂质泥岩地层，必须采取如下特殊加固措施（图2）。

图2 拱盖基础加固图
（1）拱盖基础采用预应力锚索悬吊，以减轻基础的压力。

11日下午，于晓明一行来到位于青岛市西海岸新区的人大代表所在企业考察调研。

在海尔集团中德产业园、互联工厂和澳柯玛智能工厂，于晓明向企业负责人和技术人员详细了解了产业升级和物联网发展情况。

（2）控制拱盖基底面方向角，基底面与边墙的夹角成100°～115°，既有利于爆破施工，又有利于基底岩体的稳定。

（3）保护基底下部边墙岩体，基底下部2～3 m内预留的20～
30 cm厚岩体采用人工凿除或机械切割，以最大限度保护岩体。

5 结论与建议
本文从大跨度地铁车站围岩压力荷载及支护结构计算方法入手，针对重庆地区特有的泥质砂岩地层，通过对不同厚度初支拱盖及二次衬砌的承载能力计算与分析，认为初支拱盖法可以适用于重庆地区大断面地铁车站的建造，并有较好的安全保障。

当地质条件较好且处于深埋状态时，可优先选择30～35 cm厚的单层初支拱盖，当地质条件较差或处于浅埋状态时，宜选择40～50 cm厚的初支拱盖。

12.3 采粉时白天还要加强通风，撤下遮阳网，盖上草帘遮荫70%，起到白天降温、夜里保温作用，利于灵芝多弹射孢子粉。

白天温度控制在24～30℃，湿度在50%～70%，每天早晨采集完孢子粉浇一遍水保湿。

拱盖承载能力的充分发挥还必须保证拱盖基础的稳定，对拱盖基础应采取锚杆甚至锚索加固，使之处于三向受力状态，以提高其承载能力；爆破开挖应采用预裂爆破，最后20～30 cm应采用人工凿除，以保证基底岩体的完整性不受破坏。

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