盾构区间设计说明

盾构法区间隧道设计总说明1. 工程概况介绍本区间隧道所在的地铁线路、相邻车站名称、施工方法（除盾构段区间外，是否有其它工法段区间）。

区间隧道所在地面道路情况（道路现状宽度、红线宽度、隧道穿越部位）、地下管线情况（管线种类、数量、与隧道相对位置关系、净距）、隧道穿越地面构筑物情况（构筑物数量、结构型式、层数、地下室层数、基础形式等）。

【例：本工程为北京地铁X号线XXX站～XXX站区间，采用盾构法施工。

区间线路主要在XXX大街下穿行，XXX大街现状道路宽度为X1～X2米，规划红线宽度为X3米，道路两侧建构筑物…，地下管线…。

】介绍区间线路设计参数（线路间距、坡度、隧道的覆土厚度范围），附属结构（如盾构工作井、区间风道、迂回风道、联络通道、排水泵站等）。

【例：本区为隧道为两条单洞单线圆形隧道，线路间距为X米，最小曲线半径为…；线路埋深…，线路自XXX站至XXX站为上(或下)坡，最大坡度为X‰，位于…附近。

整个区间隧道的覆土厚度为X1～X2米。

除正线隧道外，本区间内还有以下区间附属结构各1座：…（如盾构工作井、区间风道、区间迂回风道、区间联络通道、区间排水泵站等）。

】区间隧道相邻车站概况（车站工法、层数、端头井、盾构掘进方向等）【例：本区间相邻车站XXX站，为X层X式站台车站，采用X工法施工，在X站端设端头井。

本区间采用2台土压平衡盾构机施工，盾构机掘进方向为…，在XXX 站调头（或通过）。

】2. 设计范围区间设计范围（区间起止里程，长度，附属结构等）。

若区间设计图需分册提供，应说明各图册的具体设计范围。

【例：本设计的具体设计范围为XXX站～XXX站间正线区间隧道及其附属结构，设计起讫里程为KX+XXX.XXX～KX+XXX.XXX，右线全长XXX.XXX米。

本区间设计共分为四册，分别为区间平纵断面设计图册、管片模板图册管片配筋图及附属结构图册。

本图册为第一分册区间平纵断面设计图册，其它分册另详】3. 设计依据工程项目建议书设计任务委托书区间初步设计文件及评审意见岩土工程勘察报告相应设计阶段的总体技术要求相关地形图及管线测量资料总体院下发的区间通用图其他有关的文件及会议纪要4. 初步设计专家评审意见及执行情况逐条列出初步设计审查时专家对本区间提出的针对性意见，并对专家评审意见在施工设计时的执行情况进行说明。

【例：审查意见：建议对全线的盾构区间管片衬砌设计进行统一。

执行情况：本施工设计根据总体组下发的管片通用图设计。

】5. 主要设计原则及遵循的规范5.1 设计原则5.1.1 结构设计应保证隧道的内净空尺寸满足地铁建筑限界、盾构拼装和拆卸、盾构施工工艺等要求,并考虑一定的施工误差、结构变形和位移量、隧道沉降以及测量误差等影响。

5.1.2 结构设计应满足线路设计的要求，并应尽量减小施工时对地上地下构筑物、周围环境以及城市规划建设的影响。

5.13 严格控制工程施工引起的地面沉降量，其允许数值应根据场地的地面建筑及地下构筑物等的实际情况确定，并因地制宜地采取措施。

5.1.4 结构按规范规定的地震烈度进行抗震验算，并在结构设计时采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。

5.1.5 结构设计应采取防止杂散电流腐蚀的措施。

钢结构及钢连接件应进行防锈处理。

5.2 设计遵循的规范5.2.1《地铁设计规范》（GB50157-2003）5.2.2《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）5.2.3《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）5.2.4《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）5.2.5《钢结构设计规范》（GBJ17-2003）5.2.6《人民防空工程设计规范》（GB50225-2006）5.2.7《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）5.2.8 《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005、J449-2005）5.2.9《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）5.2.10《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）6. 主要设计标准6.1 区间主体结构构件的设计使用年限为X年。

6.2 区间结构的安全等级为X级，结构重要性系数为X。

6.3 地震设防烈度为X度，结构抗震等级为X级。

6.4 结构按X级人防等级设防。

6.5 隧道结构防水级为X级。

6.6 结构设计耐火等级为X级6.7 结构所处的环境类别为X类，结构构件允许裂缝宽度≤Xmm，耐侵蚀系数为X。

6.8 结构抗浮安全系数为X。

6.9 结构变形验算：直径变形≤2‰D（D为隧道外径）7. 工程地质及水文地质概况7.1 地形、地貌7.2 工程地质7.3 水文地质7.3.1 地下水位7.3.2 地下水的腐蚀性评价7.3.3 抗浮设防水位7.4 地震基本烈度与建筑场地类别7.5 岩土工程评价及建议8. 区间结构设计8.1 隧道净空尺寸的拟定【以单洞单线圆形区间隧道为例】根据车辆及隧道内设备布置需要，隧道的建筑限界为R＝X1mm。

考虑盾构隧道施工时将要发生的施工误差、结构变形、隧道沉降以及测量误差等，在隧道周边预留X2mm的裕量，即隧道管片内净空理论值为R内净空＝X1＋X2＋X2＝X3mm。

根据隧道的埋深、所处的地质及水文地质条件以及周围的环境情况，经计算分析及参考和借鉴其它工程的经验，确定管片的厚度为X4mm，采用等厚度的板式管片。

根据隧道建筑限界，则隧道管片的外径为R外径＝X3＋X4＋X4＝X5mm。

8.2 管片型式、构造及主要构件尺寸【以标准环平板型管片为例】隧道衬砌为预制钢筋混凝土平板型管片衬砌，管片环间为错缝拼装。

为适应曲线段施工及施工纠偏等需要，本工程管片有3种类型，即标准环、左转环和右转环。

楔形环（左、右转环）的楔形量按曲线半径为300m计算。

衬砌排版时，对不同半径的曲线均以标准环和楔形环按一定的比例组合来拟合。

一般竖曲线半径较大，施工时可采用增设管片间的垫片来解决，当竖曲线半径较小，也可采用楔形环来拟合。

管片环宽XX1mm，环向分6块，即3块标准块（中心角72°），2块邻接块（中心角64.5°），一块封顶块（中心角15°）。

管片之间采用弯螺栓连接，环向每接缝有2个螺栓，纵向共设16个螺栓（封顶块1个，其它管片每块3个）。

管片端面采用平面式，仅设置防水胶条处留有沟槽。

封顶块为纵向楔形块，在其它管片拼装完成后，将封顶块与邻接块沿纵向搭接1/3环宽，并推入到最终拼装位置。

管片衬砌环拼装采用错缝拼装方式。

】[以上内容一般按总体设计单位下发的盾构通用图执行，若通用图中根据隧道埋深的不同划分了不同的管片类型，如浅埋、中埋及深埋管片，则管片排版设计、结构计算、管片配筋时应参照通用图中的相关规定执行。

]8.4 衬砌结构设计计算8.4.1 计算理论及方法管片衬砌结构计算采用的计算理论、计算方法、计算程序等。

【例：衬砌结构设计采用修正惯用法的计算结果作为设计依据，并用梁弹簧元法作为校核。

计算中考虑了地层抗力对结构受力的影响。

修正惯用法采用SAP84程序（6.5版本）进行计算，梁弹簧元法采用同济曙光岩土及地下工程设计与分析软件盾构隧道内力分析模块进行计算。

管片设计中还对管片的变形、接头张开量、局部承压、螺栓强度等进行了计算，具体内容详见计算书】8.4.2 计算荷载及荷载组合计算荷载及荷载的组合计算中主要考虑的荷载有：结构设计时，分别就施工阶段、正常运行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。

特殊荷载阶段每次仅对一种特殊荷载进行组合；并考虑材料强度综合调整系数（不需验算裂缝宽度）。

9. 区间附属结构方案（可另组册）9.1 区间风井说明风井的中心里程、采用的工法、施工步序、与正线隧道接口设计、地层加固等内容。

[区间风井一般与联络通道或排水泵站合建，采用明挖（或矿山法）先期施工，盾构机掘进通过风井范围按过站方式考虑。

少数情况下，也可采用先通过盾构再开挖并施作风井结构方案。

明挖风井围护结构设计说明内容可参见《明挖基坑围护结构设计说明模板》]【例：本区间在里程KX+XXX.XXX处设区间风井1座，风井采用明挖法施工，基坑开挖深度X米，围护结构为钻孔桩+内支撑体系。

风井结构侧墙预留盾构机始发及接收洞门、风井内部净空尺寸需满足盾构机通过条件。

盾构掘进通过风井前，应按设计要求进行洞门外地层加固及洞门范围内围护桩的破除。

具体的施工步序及地层加固设计详见设计图纸】9.2 联络通道及排水泵站说明联络通道的中心里程，施工工法、衬砌形式、是否与排水泵站合建、特殊管片设计、地层加固设计等内容。

[ 联络通道间距不大于600米，一般与排水泵站合建。

应根据联络通道宽度尺寸确定特殊管片环数，不同地区可能采用不同的特殊管片，应调查当地的习惯做法。

有条件的情况下，地层加固方式优先采用地面加固。

]【例：本区间联络通道及排水泵房合建，设于区间线路最低点处（中心里程KX+X.XXX），采用矿山法施工。

联络通道内净空宽X1米，高X2米，通道中部设可双向开启的甲级防火门。

联络通道采用复合衬砌，结构设计在满足强度和刚度前提下应同时满足防水要求，排水泵站的容积按排水专业的要求确定。

联络通道处的区间隧道衬砌采用钢-混凝土复合管片衬砌，通缝拼装，区间与联络通道相连处钢管片可拆除并重复利用，钢管片拆除前应完成区间隧道开洞范围内的临时支撑的架设和联络通道范围内的地层的预加固。

通道所处地层为X层，地层自稳能力差，隧道围岩易坍塌，地下水…，因此，施工前应采取有效的地层加固和止水辅助工法，如旋喷注浆法、冻结法等，严防隧道掌子面上坍塌，同时应注意涌水、涌砂，加强施工监测，注意隧道施工对地面建筑物的影响。

】9.3 其它说明区间两端头井处盾构机始发及接收洞门设计（可含在相邻车站设计内）、迂回风道、人防扩大段（如果有）等。

10. 工程材料10.1 混凝土工程衬砌环预制钢筋混凝土管片混凝土强度等级为CX，混凝土抗渗等级为SX；钢筋保护层厚度：迎土侧Xmm，背土侧Xmm。

[一般情况下迎土侧40mm，背土侧30mm ]10.2 钢筋工程钢筋采用HPB235、HRB335。

管片连接螺栓强度等级为X.X级。

[一般采用4.8级或5.6级]钢制预埋件均采用QX钢。

[一般为Q235B级钢]所有外露铁件均需进行防腐处理。

10.3 结构耐久性保证措施（以二类环境为例）车站主体结构的设计使用年限为100年，所处的环境类别为二类(即与地下水和土壤直接接触的环境)，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），应采取的结构耐久性保证措施有：（1）严格控制混凝土的配合比，在满足强度、密实性、耐久性、抗渗等级的条件下，最大限度地控制混凝土的水泥用量，混凝土配合比的单位水泥用量不大于500kg/m3，坍落度控制在2～3cm。