盾构法隧道设计
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技术方案地铁盾构法隧道施工技术方案1。
施工流程图１。
１盾构法隧道施工流程图图1盾构隧道施工流程图1．２盾构始发流程图图２ 始发流程图 2.盾构机下井盾构机从盾构工作井吊入,每台盾构机本身自重约20０t,分解为5 块，最大块重约60t.综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，安排1 台200t 和一台40ｔ 汽车吊机进行吊入任务。
盾构机下井拼装顺序见图３。
图３盾构机下井拼装示意图在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作:1．将测量控制点从地面引到井下底板上; 2。
铺设后续台车轨道；3.依次吊入后续台车并安放在轨道上;4。
安装始发推进反力架,盾构管片反力架示意图见图４; ５。
安装盾构机始发托架，盾构始发托架示意图见图5。
图4盾构管片反力架示意图掘进图５盾构始发托架示意图3。
盾构机安装调试3。
１盾构机的安装主要工作1.盾构机各组成块的连接；2。
盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接。
3。
盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装;４.台车顶部皮带机及风道管的连接；5。
刀盘上各种刀具的安装。
3．2盾构机的检测调试主要内容1。
刀盘转动情况：转速、正反转;２。
刀盘上刀具:安装牢固性、超挖刀伸缩；3。
铰接千斤顶的工作情况:左、右伸缩;4.推进千斤顶的工作情况：伸长和收缩；5。
管片安装器:转动、平移、伸缩;６。
保园器:平移、伸缩;７．油泵及油压管路;8。
润滑系统;9。
冷却系统;10。
过滤装置；1１。
配电系统;12。
操作控制盘上各项开关装置、各种显示仪表及各种故障显示灯的工作情况。
盾构机在完成了上述各项目的检测和调试后(具体应遵照盾构机制造厂家提供的操作手册进行)，即可判定该盾构机已具备工作能力。
4.盾构进洞1。
盾构进洞前50 环进行贯通测量,以确定盾构机的实际位置和姿态。
此后的掘进不允许有大的偏差发生,逐渐按偏差方位调整盾构机姿态和位置,满足盾构进洞尺寸要求。
这一调整应在盾构刀盘进入洞前加固土前完成，以避免盾构进洞发生意外.图6盾构进洞示意图2。
盾构法隧道管片设计建造与保护[详细]
![盾构法隧道管片设计建造与保护[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/ceeb7bc5f46527d3240ce0bd.png)
一、盾构法隧道管片设计
3、衬砌型式及厚度 (2)衬砌厚度选择
1)衬砌管片厚度取值4～6%D,地铁区间隧道一般为4.5～ 5.6%D;大直径隧道相对厚度较小,一般为4～5%D,个人认为从 目前运营的角度看,建议取厚点,管片刚度大, 也有个别隧道达到7%D(青草沙水源地输水隧道,外径6.4m)
2)二次衬砌厚度150mm～350mm, 衬砌厚度的选择与地质条件、荷载条件密切相关,但更多情 况下是经验取值,经计算确定,
盾构法隧道管片类型从材质来说：有铸铁的、钢的、
钢筋混凝土的、钢纤维混凝土的, 从结构形式来说：有箱型、平板型… 从曲线拟合来说： 有通用楔形、左右楔形、标准+左右
楔形 从使用螺栓来说：有直螺栓、斜螺栓、弯螺栓…
从形状来说：有圆形(大多数)、双圆、类矩形、马蹄 形….
目前国内用得比较多的是平板型钢筋混凝土管片,特殊 地段加钢纤维,大直径盾构隧道大多采用通用楔形环,联络通 道局部会用到钢管片,国内全铸铁等材质管片基本没有,
(2)内净空与限界之间的富裕量(软土径向一般预留15cm,最近也预留 到55cm,硬土卵石层等可预留小些) 1)施工误差：一般5cm,拟合5cm, 2)隧道衬砌变形:设计2~3D%,验收规范5~6D% 3)后期变形(沉降或隆起):以前软土预留不足 通常直径6m以下称为小盾构,6m-10m为中盾构,10-14m为大盾
C环 B环(目标环)
A环
接缝回转弹簧K1 径向剪切弹簧K2
切向剪切弹簧K3
M
Hale Waihona Puke 录一、盾构法隧道管片设计 二、盾构法隧道管片建造 三、盾构法隧道管片运营保护 四、管片的缺陷整治与修复 五、结束语
二、盾构法隧道管片建造
1、建立工艺流程布置合理,高效制作的管片厂 办公区外,要考虑： 砂、石料堆放、 钢筋堆放及加工区 钢筋笼制作区 混凝土拌合浇筑 钢模堆放区(与蒸养区一起) 水养池区 成品堆放区
盾构法隧道结构
B. 裂缝验算
根据《混凝土结构设计规范》规定了三种级别的裂缝验算标准： 严格要求不出现裂缝： ck pc 0
一般要求不出现裂缝： ck pc ftk
： 允许出现裂缝 max lim
盾构构件处于地下水的环境中，不允许出现裂缝，一般采用一或二级验算
标准。ftk 为混凝土轴心受拉强度标准值， pc 扣除全部预应力损失后抗裂验
施工阶段
1千斤顶推力
盾构千斤顶施加在环缝面上，特别是千斤顶顶力存在偏心状态 时，极易使管片开裂和顶碎。
衬砌环受力 P / K
F
2 壁后注浆压力
在向盾尾管片与围岩间隙注浆时，注浆压力在管片注浆孔周边 将形成一个临时作用的偏心荷载，在此荷载作用下容易使管片 发生变形甚至破坏。 施工时的注浆压力一般为0.1～0.3MPa。
断面内力系数表
荷重
截面 位置
M（α）
内力
N（α）
P
自重 0 ~ gRH2 1 0.5cos sina gRH sin 0.5cos
G
上荷
0~ 2
qRH2 0.193 0.106cos 0.5sin2
qRH sin2 0.106cos
第6章 盾构法隧道结构
衬砌形式和构造 衬砌圆环内力计算 盾构法隧道衬砌的结构设计 隧道防水及其综合处理 算例
盾 构 机
矩 形 盾 构 机
盾 构 进 洞
盾构衬砌
6.1 衬砌形式和构造
衬砌断面形式和构造
盾构隧道横断面一般由圆形、矩形、半圆形、马蹄形等，衬 砌最常用的断面形式为圆形与矩形。
错缝拼装弯矩传递及分配示意图
课堂练习题
第9章-盾构隧道结构
1986～1988年 复圆、多圆 断面盾构MF
1865年 圆形 挤压式盾构
1976年 铰接式盾构
1993年 球体盾构、 扩径盾构
3、盾构隧道的发展
国内盾构隧道走过的历程
上杨
海浦
上路 海南
地线 铁
延线
上一 海号
安 东
隧 道
双圆盾构
2003年
上路
地线 铁
1994年 泥水平衡式盾构
阜盾
海隧
新构
打道
Φ输
水
1、 隧道断面形式的选择，根据隧道的使用要求、施工技术 的可能、地层的特性、隧道受力等因素确定。
最常用的盾构隧道断面为圆形： (1)可以等同的承受各个方向
的外部压力，尤其是在饱和含水 的软土地层中修建地下隧道，由 于顶压和侧压较为接近，更可以 显示出圆形隧道断面的优越性；
(2)施工中易于盾构推进； (3)便于管片的制作与拼装； (4)盾构即使发生转动，对断 面的利用也无大碍。
1886年，Great在南伦敦铁路隧道中使用了盾构和压气组合 工法，为现在的盾构工法奠定了基础。
9
3、盾构隧道的发展
1825年 盾构机首次使用
1830年 使用气压的 半机械式盾构
1840年 能够壁后注浆的
机械式盾构
1966年 泥水加压盾构
1974年 土压平衡盾构EPB
1981年 压注混凝土 衬砌工法ECL
盾构法隧道有哪些优点呢？
（1）在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地 面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的 影响，能较经济合理地保证隧道安全施工；
（2）在盾 构的掩护下 进行开挖和 衬砌作业， 有足够的施 工安全性；
（3）盾构作业产生的 振动、噪声等环境危害 较小; 对地面建筑物及 地下管线的影响较小
地铁盾构法隧道管片设计的主要问题解析
地铁盾构法隧道管片设计的主要问题解析摘要：本文主要针对地铁盾构法隧道管片设计展开分析，思考了地铁盾构法隧道管片设计的关键性的问题，并对其问题的主要的解决方法进行了分析，希望可以为今后的设计工作带来参考。
关键词：地铁盾构法，隧道管片，设计，问题前言在地铁盾构法隧道管片设计的过程中，我们应该充分考虑到设计的重要性，对于设计的一些比较关键的地方进行重点关注，全盘考虑设计的所有问题，提高设计水平。
1、地铁盾构法隧道管片概述随着各大城市地铁交通的迅猛发展，造价低、机械化程度高的盾构法施工技术应用得越来越广泛，而标志隧道总体质量水平的管片使用数量也越来越多。
管片是隧道预制衬砌环的基本单元，管片的类型主要有钢筋混凝土管片、钢纤维混凝土管片、钢管片、铸铁管片、复合管片等。
管片按拼装成环后的隧道线形分为：直线段管片、曲线段管片及既能用于直线段又能用于曲线段的通用管片，其中曲线段管片又分为左转弯管片和右转弯管片。
盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。
盾构管片的质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能，对控制地铁隧道的质量，保持地铁隧道的线形和保证地铁隧道使用寿命起着关键作用。
2、管片结构形式目前我国地铁工程中，盾构管片主要采取两种形式。
一种为楔形环(也称通用环)形式，其主要特点是采用一环具有楔形的管片，施工时通过调整每环之间不同组合的各块环片相对位置，拼装出隧道线形需要的直线段与曲线段隧道。
因而理论上只需要一种管片(包括钢模)即可实现任何线形隧道的掘进施工。
另外一种是在直线段隧道使用无楔环管片拼装，曲线段隧道则是在无楔环的基础上，增加有楔环进行组合拼装的直、曲组合环(也称普通环)形式。
因此，一般情况下，直、曲组合环形式的盾构管片应需要两种以上的管片(钢模)才能完成曲线隧道的掘进施工。
目前国内几个大城市地铁隧道用的管片形式，上海、北京为直、曲组合环形式；广州、深圳、南京则两种管片形式都采用。
8、盾构法
8.1.2 盾构法的发展历史
最早是在1818年由英国工程师布鲁诺尔(M.I , Brunel)发明的， 他是从船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，并用它分泌的 粘液加固洞穴得到启发而研制出的，并于1825年开始用一 个宽11.58m、高6.7m的矩形盾构，在英国伦教的泰晤出河 下面修建世界第一条水底隧道。施工中遇到泥水涌入隧道 的极大困难，两次被淹，直至1835年对后构作了改良.用压 气辅助施工，才于1843年完工。隧道全长458m。
顶部垂直向下水压力底部垂直向上压力侧向水平水压力水压力的叠加衬砌自重0214610匀布底部竖向力平均后的拱被压力抵消后的平均水压力平均后的竖向土压力平均后的自重压力2施工阶段临时荷载自重引起的临时荷载临时荷载随盾构推进所产生一般来自千斤顶顶力和壁后注浆压力
8 盾构法隧道结构
主讲人：饶平平
8.1 概述
水压力: 顶部垂直向下水压力 底部垂直向上压力 侧向水平水压力
qw ' w H H (104 N )
qw'' w ( H 2RH ) H 2RH (104 N )
qw w [H (1 cos ) RH ](104 N )
水压力的叠加
衬砌自重
该盾构机对于途中存在障碍物、断面形状特殊及短距离等情 形均较适合。与封闭式盾构相比，价格便宜20～40%。上图示出是 掘进距离70m，有障碍物的人工式盾构工程的施工示意图。
手掘式盾构机
2.按掘削面的挡土形式分类
按掘削面的挡土形式，盾构可分为开放式、 部分开放式、封闭式三种。 ① 开放式：即掘削面敞开，并可直接看 到掘削面的掘削方式。 ② 部分开放式：即掘削面不完全敞开， 而是部分敞开的掘削方式。 ③ 封闭式：即掘削面封闭不能直接看到 掘削面，而是靠各种装置间接地掌握掘削面的 方式。
tbm盾构隧道施工方案
tbm盾构隧道施工方案一、工程概况与目标工程位置：本工程位于[具体地点]，隧道总长[具体长度]，预计穿越多种地层，包括[列举主要地层类型]。
工程目标：在确保安全、质量和工期的前提下，采用TBM盾构法完成隧道掘进，实现精准对接，确保隧道的顺利贯通和后期运营安全。
二、施工准备工作地质勘察：对隧道沿线进行详细的地质勘察，了解地层分布、岩石性质、地下水等情况，为TBM选型及掘进参数确定提供依据。
临时设施建设：建设满足施工需求的临时设施，包括施工便道、供水供电系统、通风排气系统等。
人员培训：对参与施工的人员进行TBM操作、安全施工、应急处理等方面的培训，确保人员具备相应的操作技能和安全意识。
三、TBM选择与配置根据地质勘察结果，选择适合的TBM型号，确保其适应性强、掘进效率高、可靠性高。
配置必要的辅助设备，如输送机、注浆系统、渣土处理设备等，确保掘进过程的连续性和高效性。
四、掘进与支护技术掘进参数：根据地质条件和TBM性能，设定合理的掘进参数，包括推进速度、刀盘转速、注浆压力等。
支护技术：根据隧道埋深、地层条件等因素，选择合适的支护方式，如管片支护、锚喷支护等，确保隧道稳定性。
五、渣土处理与运输渣土分类：根据掘进过程中产生的渣土类型和性质，进行分类处理。
渣土运输：配置合适的运输设备，如渣土车、输送带等，确保渣土及时、高效地运出隧道。
六、监测与安全管理监测项目：对掘进过程中的关键参数进行实时监测，如推力、扭矩、沉降量等，确保掘进过程的稳定性和安全性。
安全管理措施：制定详细的安全管理制度和操作规程，加强现场安全监管，确保施工人员的生命安全和工程设备的完好无损。
七、质量控制与验收质量标准：制定严格的隧道掘进质量标准和验收程序，确保隧道质量符合设计要求。
质量检测：对掘进过程中的关键环节进行质量检测，如管片安装质量、注浆效果等，确保施工质量达标。
八、应急预案与措施制定针对掘进过程中可能出现的突发事件的应急预案，如TBM故障、涌水涌砂等。
盾构法隧道衬砌结构设计
力法方程为：
δ11 X1 + Δ1 p = 0 δ 22 X 2 +Δ 2 p =0
1 π πr δ11 = ∫ M ds = rdα = 0 EI ∫0 EI s 1 π πr 3 2 2 δ 22 = ∫ M 2 ds = ∫0 (−r cos α ) rdα = EI 0 EI
s 2 1
1 π Δ1 p = ∫0 M p rdα EI −r 2 π Δ2 p = ∫0 M p rdα EI
盾构法公路隧道
外环沉管隧道
长江西路隧道 翔殷路隧道 崇明越江隧道
黄浦江越江公路隧道工程 军工路隧道 已建隧道：6 条 大连路隧道 在建隧道：3 条
延安东路隧道
将建隧道：5 条
新建路隧道
已建隧道
人民路隧道 在建隧道
复兴东路隧道
2010年，黄浦江越江通道 打浦路隧道 车道总数 车道总数 西藏南路隧道
上中路隧道 龙耀路隧道
−0.106 cos α − 0.5sin α )
2
pR RH (sin 2 α − sin α + 0.106 cos α )
两个基本要求：
满足施工及使用阶段结构强度、刚度的要 求，承受诸如水、土压力及一些特殊使用要 求的外荷载； 满足使用功能要求的环境条件，保持隧道内 部的干燥和洁净，特别是在饱和含水软土地 层中采用装配式钢筋混凝土管片结构时对衬 砌防水的措施。
2.1 钢筋混凝土管片的设计要求和方法
按照强度、变形、裂缝限制等需要分别验算。 确定衬砌结构的几个工作阶段——施工荷载阶 段，基本使用荷载阶段和特殊荷载阶段，提出 各个工作阶段的荷载和安全质量指标要求(衬砌裂
缝宽度，接缝变形和直径变形的允许量，隧道抗渗防漏指标，结 构安全度，衬砌内表面平整度要求等) ，进行各个工作阶
隧道盾构法施工技术
盾构操纵与纠偏
每推进一环的纠偏量应有限制，以免引起 衬砌拼装的困难以及对地层产生过大的扰动 导致偏离的因素
地质条件方面 土层不均匀，有孤石或障碍物 机械设备方面 千斤顶阻力不一 盾构壳体安装误差 设备中心偏 施工操作方面 千斤顶作用不均匀 挤压式盾构的上浮趋势 盾构下部土体流失
盾构操纵与纠偏
3、网格式盾构
网格式盾构是介于半挤压和手掘式盾构间的 盾构形式。 开挖面装有钢制的开口格栅，网格起挡土作 用，防止开挖面坍塌。 适用于软弱可塑粘性土层，挤土作用比挤压 式盾构小。 在含水地层中，需辅以降水、气压等措施。
挤压网格式盾构
4、机械式盾构
机械式盾构切口环处安装旋转大刀盘，全断 面开挖，连续掘进。适用于各类土层，尤其是极 易坍塌的砂性土层，可连续掘进挖土。 优点：作业环境好、省力、省时、省工、效 率高。 缺点：后续设备多、纠偏难、造价高。 机械式盾构又分为局部气压盾构、泥水加压 盾构、土压平衡盾构。
2. 3. 4. 5.
施工准备
盾构拼装井、拆卸井和调头井 盾构基座 用作安装和稳妥的搁臵盾构，并铺设导轨起 导向作用 采用钢砼或钢结构 承受盾构自重和纠偏时的集中荷载 3. 盾构进、出洞方法 4. 临时封门 5. 盾构后座 1. 2.
施工准备
1. 2. 3. 盾构拼装井、拆卸井和调头井 盾构基座 盾构进、出洞方法 临时基坑法：先挖后填，仅留垂直运输的进出口，没 有洞门拆除问题，适用于浅埋盾构始发端。 逐步掘进法：利用敞开段作后座，由浅入深掘进，造 价高。 工作井进出洞法
五、盾构法施工 盾构法施工的主要程序
1. 建造竖井或基坑，作为盾构施工的出发和接收 工作井或检修井 盾构进、出洞口土体加固处理 安装盾构掘进机 初推段盾构掘进施工，包括推进、出土、运土、 衬砌拼装、盾尾注浆、轴线测量 隧道连续掘进施工 盾构进入接收井
地铁盾构隧道设计ppt课件
– 钢管片 – 钢筋混凝土管片
——管片结构
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三.地铁盾构结构设计
• 衬砌环形式
– 普通环
• 左转弯环+直线环+右转弯环
– 通用环
• 一种楔形环管片的不同角度 的旋转拟合线路
——管片结构
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三.地铁盾构结构设计
• 管片拼装形式
– 通缝拼装
• 拼装难度小，衬砌空间刚度稍差。
– 错缝拼装
——盾构缺点
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一.盾构简介
——盾构组成
刀盘
前盾
盾体
后配套设备
中盾
尾盾
配套台车、管片运输设备、出土 设备、注浆系统、监控系统等。
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二.盾构机选型
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二.盾构机选型
• 盾构机的选型及设计
– 工程在前期准备时最重要的工作
• 盾构机选型考虑因素
– 地层土质条件 – 断面大小 – 线路周边环境 – 排土方式
– 因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证； – 穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围受施工影响小； – 对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全； – 在费用和技术难度上不受覆土深度影响。
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一.盾构简介
• 盾构施工缺点
– 一次性投入大，施工设备费用较高； – 覆土较浅时，地表沉降较难控制； – 用于施作小曲率半径(R＜20D)隧道时掘进较困难。
一.盾构简介 二.盾构机选型 三.地铁盾构结构设计 四.附属结构设计 五.盾构隧道防水设计 六.地铁盾构设计重难点
1
一.盾构简介
2
一.盾构简介
• 盾构法施工的概念
– 使用盾构机，一边保持开挖面及围岩稳定，一边进行隧道掘进、出渣，并在盾尾内 拼装管片形成衬砌，及时实施注浆，尽可能不扰动围岩条件下修建隧道的方法。
盾构法隧道主要设计原则
盾构法隧道主要设计原则
1）盾构区间结构净空尺寸应满足地铁建筑限界和其他使用及施工工艺等要求，并考虑施工误差、结构变形和位移的影响。
结构综合净空余量：按半径方向采用100mm。
2）盾构法施工的区间隧道的覆土厚度不宜小于一倍隧道外轮廓直径，如特
殊地段埋深较浅时，应采取相应保证措施。
3）盾构法施工的平行隧道间的净距，应根据工程地质条件、埋置深度、盾
构类型等因素确定，且不宜小于一倍隧道外轮廓直径。
当因功能需要或其它原因不能满足上述要求时，应在设计和施工中采取必要的措施。
4）盾构区间隧道所选择的盾构机，必须针对本地铁特殊的工程地质和水
文地质条件、管片厚度、管片长度、管片分块形式等有较好的适应性。
5）装配式管片的尺寸应考虑制作、吊装、运输以及施工的安全和方便。
接
头设计应满足受力、防水、耐久性要求。
城市地铁盾构法区间隧道的设计
第一章工程概况第二章工程地质和水文地质第三章隧道设计第1节主要设计标准第2节盾构隧道线路的拟合第3节管片构造形式第4节管片结构设计第5节管片防水设计第6节联络通道和洞门设计第四章结论与建议目录2...2.3..3..3..5..7..8..1..0...1..1.第一章工程概况越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。
工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。
区间全长3926 单线延米,曲线半径为600m 和400m 两种。
区间纵坡均为“ V”形坡，最大坡度为30 %。
，最小竖曲线半径为3000m。
线路沿线地形起伏较大隧道最小覆土厚度为9m ,最大覆土厚度为26m。
第二章工程地质和水文地质区间的地层岩性在上部为:人工填土层，流塑—软塑状淤积层，海陆交互淤积层，冲、洪积砂层，冲、洪积土层，残积土层。
下部为:全风化、强风化、中等风化和微风化带的泥质粉砂岩。
区间隧道穿越地层大部分是岩层，少部分为残积土层和断裂破碎带。
隧道所处的地层为上软下硬，软硬岩互层现象特征明显。
本段地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水两种。
第四系孔隙水主要赋存在淤泥质砂层和冲积—洪积砂层内。
基岩裂隙水多属承压水,但富水性较小,透水性多较弱。
第三章隧道设计第1节主要设计标准(1) 结构的安全等级为一级。
(2) 区间隧道的抗震按7 度设计,人防按6 级考虑。
(3) 防水标准:隧道整体为二级;隧道上半部A 级;隧道下半部、洞门及联络通道 B 级。
(4) 结构最大裂缝允许宽度: 管片内侧0. 3 mm , 外侧0. 2 mm。
(5) 地表沉隆控制标准：-30/+ 10mm;建筑物倾斜控制标准：框架结构2 %。
,砖混结构1.5 %°。
盾构土方工程方案
盾构土方工程方案一、项目概况本盾构土方工程位于城市中心区域，工程总面积约20000平方米，包括地铁隧道工程和地下综合管廊工程。
隧道为双线铁路隧道，总长度约2公里；管廊为地下综合管廊，总长度约1.5公里。
工程地质条件为软黏土层和泥岩层，地下水位深度约5米。
二、工程意义1. 改善城市交通状况，缓解交通拥堵；2. 提高城市综合管线布局效率，保障城市基础设施运行顺畅；3. 推动城市经济发展，提高城市形象和竞争力。
三、工程设计方案1. 盾构隧道设计方案（1）采用EPB盾构机施工，施工直径为8米，隧道布置双线，未来可根据需求扩建至四线；（2）隧道采用新型隧道衬砌设计，增加结构强度和承载能力；（3）采用智能监测系统，实时监测隧道变形和地下水位，确保隧道施工安全。
2. 地下综合管廊设计方案（1）采用盾构法施工地下综合管廊，管廊布置大口径排水管、电缆管、通信管等，满足城市各类管线布置需求；（2）管廊设计深度和宽度充足，并设置通风系统和安全出口，确保管廊使用安全；（3）管廊内设置智能监测系统，实时监测管线运行状态，减少因故障引起的损失。
四、施工方案1. 地下隧道施工（1）确定施工工序和管理体系，保障施工质量；（2）严格遵守施工安全标准，设立安全巡查和安全培训制度，确保施工过程中安全；（3）加强与周边民房和地下设施的协调，减少施工对周边环境的影响。
2. 地下综合管廊施工（1）采用盾构机施工，减少地面开挖和对周边居民的影响；（2）严格控制施工过程中的噪音和扬尘，保护周边环境和居民的生活质量；（3）遵守相关法规和规定，保障施工过程中所需土方的清理和处理。
五、环保与安全措施1. 施工过程中严格遵守环境保护法规和标准，通过减少土方堆放和管道破坏等措施，减少施工对环境的破坏；2. 设立专门的环保督查小组，对施工现场进行定期检查和整改；3. 加强施工现场安全管理，规范化施工操作流程，确保工人的安全。
六、质量管理1. 确保施工质量和工程进度，设立专门的质量管理小组，对每个施工环节进行监督和检查；2. 采用先进的施工技术和设备，提高工程施工效率和质量；3. 保障土方开挖和处理的质量和效率，减少土方带来的环境影响。
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用于中、大口径断面。 用于特殊部位。
截面变形量小，故止水性比 较好。
必须对钢板等采取防腐措施
加工场地较小、
材质均匀，成品可靠性 好
厚度受到限制、
制作精度依靠模板精度、
加工精度高、材质均匀，
养护时间长
成品可靠性好
混凝土必须有养护时间。
为了防止浇筑混凝土的变形， 必须设简易的构件。
对于千斤顶的推力强度 与刚度要求都比较小、 重量比较轻，不用担心 不易损伤、焊接性好， 破损，搬运及拼装容易。 现场维修及加固等容易。
管片种类及特点
按截面形式分类
✓ 箱型 ✓ 中子型 ✓ 平板型
曲线地段或修正蛇行施工时用到的管片为楔形管片，楔形管片是具有锥度的管 片环，当其宽度特别小呈窄板状时称为楔形垫板环。
种类 特征
特点 存在问题
实例 止水性 耐久性 加工制作性
施工性
接头形式 断面形式
钢铁管片
混凝土类管片
钢管片
重量轻、可以任意完整 加固材料、中小盾构使
盾构法隧道是1823年由布鲁诺尔首创于英国伦敦泰晤士河的水底隧道。经过近 二百年的发展，其施工机械和施工控制技术等越来越趋于成熟，已成为隧道建设 特别是城市隧道建设中的主要施工方法。
盾构类型
为保证围岩不发生坍塌失稳或控制施工引起的周围土体或建筑物的变形， 盾构法隧道施工过程中通过盾构机体主动控制围岩的应力释放和变形，根据 面板与前方土体的平衡形式的不同，可以分为不同平衡系统的盾构机。
各种类型盾构掘进的支护面板
盾构隧道断面形式
就断面型式而言，大部分盾构法隧道的断面型式为单圆形。 受城市既有地下构 筑物的限制及适应不同工程的需要，近年来出现了双圆、三圆、矩形等多种断面 型式，相应开发了双圆、三圆、矩形、球型盾构和子母盾构等。
第二节 盾构法隧道衬砌结构
盾构隧道衬砌是直接支撑地层，防止渗漏，同时又能承受施工荷载的结 构。
并设隧道的影响；临近施工的影 响；地基沉降的影响；其它荷载
的影响
设计时必须考虑的基本荷载
施工中或竣工后的荷载，根据隧道 用途、施工条件及周围环境考虑的
荷载
考虑地层条件和隧道用途特殊性的 荷载
垂直土压力
上覆土厚度小于隧道外径时，因地层无拱效应，垂直土压力为上覆土的水土重量。
用较多 容易变形、 耐腐蚀性差 用于小、中断面。 用于开口部位及小半径 曲线部位。
接合精度高，止水性好
必须对板等采取防腐措 施
球墨铸铁管片
强度好、耐久性好、制 作精度高、重量轻、可
用作特殊管片 成本较高、 焊接困难
用于中、大断面。 用于开口部位及小半径
曲线等特殊部位。 结合处加工精度高，止
水性好。
必须采取防腐措施当
✓ 横向双连形的MF盾构施工法 ✓ 竖向双连形的DOT施工法
第三节 盾构隧道的结构设计
一般原则
结构设计首先应确保隧道结构的安全性，即能够承受从开工到竣工后的长期使用 荷载（静、动荷载）的作用，在施工和正常使用阶段，进行结构强度的计算，对 于混凝土结构，应进行抗裂验算或裂缝宽度验算。
管片设计时可将其视为单纯承受弯矩、轴力及剪力的线性梁来处理。为了取得较 好的经济效益，在工程地质条件好、周围土层能提供一定抗力的前提下，衬砌结 构可设计得柔和一些，但圆衬砌环变形的大小对结构受力、接缝张角、接缝防水 和地表变形等均有影响，设计时需对衬砌结构的变形进行验算，作必要的控制。
一次衬砌
二次衬砌
预制装配式衬砌环的分块与拼装
衬砌环分块形式
衬砌环的拼装形式
✓ 错缝拼装 ✓ 通缝拼装
封顶块的拼装形式
✓ 径向插入型 ✓ 轴向插入型
管片间及环间的连接
✓ 柔性连接
相邻管片间产生微小的转动和压缩，使衬砌环能按内力分布状态产生相应的变 形，以改善衬砌环的受力状态。
✓ 刚性连接
通过增加连接螺栓的排数，力图在构造上使接缝处的刚度与管片的刚度相同。
结构设计应按照隧道的横断面及纵断面方向分别进行。通常情况下，按相对于横 断面方向的设计来决定管片的断面，根据地震及地基沉降的影响等来研究隧道纵 断面结构的合理性。
设计条件的设定
荷载的计算
截面内力的计算
弯矩及轴向力的单位应力的计算 剪应力的计算
no
单位应力的校核
ok
构件的设计计算
构件详图的设计
no
对于特殊荷载的设计
·接头的计算（螺栓、接头板、锚筋等） ·纵肋的计算
注入孔
·吊具 ·接头角度 ·锥形衬环
·地震的影响·地基沉降的
影响
·邻接施工的影响·对相邻建 （构）筑物的影响
荷载计算
荷载分类 主荷载 附加荷载 特殊荷载
主要荷载
备注
垂直和水平土压力；水压力；自 重；上覆荷载的影响；地基反力
内部荷载；施工荷载；地震影响
ok
绘图
管片的制作
隧道的线性·必要的内空断面 ·土质条件 管片的种类 管片的分块数
主要荷载计算 附加荷载的计算
荷载及结构模型的选定 ·惯用计算方法
·修正惯用计算方法 ·梁——弹性模型计算方法 ·部分地基弹簧模型，全周地基弹簧模型
·管片主断面的假定
·对于主要荷载的主断面的单位应力的
校核
对于主要荷载及附加荷载作用下的构件的设计计算
钢筋混凝土（RC）管片
平板形
中子 形
成本低、使用最多、耐 久性好、可构建实用、
无障碍物衬砌
厚度较大、重量大、易 损伤
Байду номын сангаас
用于中、大口径断面。
如果考虑到接头表面的 制作精度，则止水性好
虽有一定的耐久性（抗 腐蚀性、耐热性）
复合型管片
SC结构
SRC结构
混凝土和钢板有效复合构 造，与钢筋混凝土管片相
比厚度小
抗腐蚀性差、接头构造复杂
对于千斤顶的推力，因 有足够的断面在抵抗， 故易于确保承载力。
在搬运、拼装及推进时 转角处等有开裂或破损
等。
对于千斤顶的推力，有足够 的承载力。
由于采用钢管包覆，可以在 搬运、拼装时不易产生缺损
或损伤。
直螺栓
直螺栓
直螺栓\直螺栓，曲螺栓、 插头、铰接接头
直螺栓
箱型
箱型
箱型\平板型
平板型
双圆盾构隧道的衬砌结构
第七章 盾构法隧道设计
目录
第一节 盾构法隧道的基本原理 第二节 盾构法隧道衬砌结构 第三节 盾构隧道的结构设计 第四节 联络通道结构设计 第五节 平板形钢筋混凝土管片设计实例
盾构隧道的基本原理
盾构法（Shield）隧道，是指在地表以下土层或松软岩层中采用盾构机掘进施 工的隧道，主要用于当明挖隧道施工对城市生活干扰较大或隧道埋深、地质条件 不适合于用明挖法或其他方法建造隧道的情况，具有不影响地面交通、减少对附 近居民的噪声和振动影响、施工易于管理和施工不受风雨等气候条件影响等优点。