荷载-结构模型和地层结构模型计算实例北京地铁十号线八达岭高速站明挖、暗挖结构设计
北京地铁浅埋暗挖双层风道设计
． 属 于 Ⅵ级 围 岩 ； 构 顶 板 穿 过 的 岩 土层 为 粉 细 砂 ③一 、 质 粘 土 ４ ２ 主要 荷栽取 值 结 粉 层 １结构 自重 ， ） 钢筋混 凝土重度 ｙ ５ｋ ｍ３ ） ：２ Ｎ／ 。２ 地层竖 向压 ④层 、 粉土③层 ， 属Ｖ级围岩 ， 易发生坍落现象 ， 稳定性 低， 无法形成
２ 锁脚锚杆。根 据开挖跨 度的大小 ， ） 设置 ３ｍ左右 长度的锁 脚锚杆并注浆 ， 以有效 地保 证支 护结 构 不产 生过 度 的整体 下 可
３ 初 期支护 参数
初支采用 Ｃ ０早 强 根 ｍ）
１ 工程概 况
１基本组合构件 强度计 算 ； ） 期效应组 合构 件抗裂计 算 ； ） ２短
） ４人 北京地铁四号线 新街 口站东南 风道位 于登 禹路 和西 直 门内 ３ 抗震偶然组合构件强度 ； ） 防偶然组合构件强度验算 。 经 过试算 ， 地震荷载 和人 防荷载作用下的结构产生 的内力对 大街交 口， 面交 通路 况 繁忙 。地下 市政 管线 众 多 ， 污水 、 地 有 上 水、 市政管线 等 ， 因此风道采用矿 山法施工 ， 设计为双层拱顶直墙 结 构断面配筋不起 控制作 用。这样 地震与 人防设计 的重 点是采 结构 。风道埋深最 深处 约 ６ｍ。风道结 构底 板穿 过粉 土⑥一 ， ， 层
本隧道覆土厚度为 ６ｍ， 为浅埋暗 挖隧道 ， 因此按计算 截面 以 自然应力拱。风道结构边 墙穿过的岩土层 为粉质粘土⑥ 层、 卵石 力 ： 地 采 施工 圆砾⑤层 、 中粗砂④． 、 ４ 粉细砂④一 、 层 ３ 粉质粉土③一 ， 层 边墙下部 上全部 土柱 重量 考虑 ； 层水 平压力 ： 用朗肯土压力理论 ， 层 以砂土和碎石土为主 ， 围岩土体的 自稳能力差 ， 易发生坍塌现象 。 阶段外侧取 主动 土压力 ， 使用 阶段取 静止 土压力 。３ 活载 ： ） 地面
几种地铁隧道土压力计算方法的对比分析
几种地铁隧道土压力计算方法的对比分析摘要：地铁隧道结构设计一般采用“荷载-结构”模型，而地铁隧道上覆土压力的计算和分布形式是合理化及精细化设计的关键。
本文依托北京地铁3号线某暗挖区间，探讨各类土压力在不同地层中计算结果与埋深的关系，对比分析的计算结果可供同类工程参考。
关键词：地铁隧道；竖向土压力；对比分析1 引言地铁隧道结构设计一般采用“荷载-结构”模型，而地铁隧道上覆土压力的计算和分布形式是合理化及精细化设计的关键。
竖向土压力计算理论及公式，包括普氏理论、太沙基理论、谢家杰公式、比尔鲍曼公式、铁路隧道设计规范公式等。
近年来，国内外学者对竖向土压力的计算做了探讨及深入研究。
宋玉香等[1]根据北京地铁所处地层，结合北京地铁四、五和十号线的暗挖隧道标准断面安全度的试算分析，提出了北京地铁隧道竖向土压力荷载计算方法，即《北京地铁矿山法区间隧道结构设计指南》推荐公式（以下简称“设计指南推荐公式”或“推荐公式”）；李文博[2]分析各种土压力的计算结果与埋深的关系，并基于修正后的太沙基公式，提出了无经验参数的竖向土压力计算公式；张丽[3]等基于沈阳地铁下穿浑河的盾构隧道，提出实用的深埋隧道土压力计算方法；国斌[4]等依据工程计算经验，提出软岩浅埋隧道荷载计算的变通做法。
本文依托北京地铁3号线某暗挖区间，就普氏理论、太沙基理论、铁路隧道规范公式、设计指南推荐公式等几种计算竖向土压力的公式，探讨在不同地层中竖向土压力计算结果随埋深的变化关系，其对比分析的结果可供同类工程参考。
2 几种常用竖向土压力计算方法及公式2.5 深浅埋隧道界限的划分1、《城市轨道交通工程设计规范》（DB11/995-2013）11.3.3款条文说明中，建议隧道深、浅埋的限值（即临界覆土厚度）按2D（D为隧道开挖宽度）考虑；2、《铁路隧道设计规范》（TB10003-2016）5.1.6条规定，当H＜2.5ha时，按浅埋隧道设计，其中，H为隧道拱顶以上覆盖层厚度，ha为深埋隧道垂直荷载计算高度。
北京地铁10号线二期 玉泉营站 主体围护结构计算书
北京地铁10号线二期玉泉营站主体围护结构计算书计算书目录1.计算模式 (1)2.荷载组合及分项系数 (2)3.围护结构断面计算 (2)3.1.西盾构段基坑断面计算（取CJL15钻孔） (2)3.2.东盾构段基坑断面计算（取XYQS22钻孔） (9)3.3.标准段基坑断面计算（取X-YQS21钻孔） (16)3.4.钢支撑计算 (24)3.5.冠梁配筋计算 (28)3.7挡土墙配筋计算 (30)3.8腰梁计算 (31)3.9围护桩配筋计算 (32)4车站抗浮计算 (35)4.1西盾构井处抗浮验算 (35)4.23-7轴结构抗浮计算 (37)4.37-26轴结构抗浮计算 (38)4.4东盾构段结构抗浮计算 (41)1. 计算模式围护结构按平面问题进行分析，取“荷载-结构”模式，采用弹性有限元法进行结构计算。
本设计按“增量法”原理模拟施工开挖、支撑和回筑的全过程进行计算，计入了“先变形、后支撑”对围护结构内力的影响；安装钢支撑时施加预加力按钢支撑设置轴力的40%～60％计；地层与围护结构的共同作用采用水土压力及一系列不能受拉的弹簧进行模拟，如该弹簧的抗力大于被动土压力，则将应力超量向下层土体转移。
计算计算采用同济启明星深基坑分析计算软件FRWS 4.0。
由于车站主体所处地质条件相差不大，因此计算主要选取前泥洼站基坑深度不同处及支护结构不同处的典型断面分别进行计算。
本站抗浮设防水位按照39.0m 计算围护结构的弯矩设计值M 、剪力设计值V 及轴力设计值N 按下列公式计算：k M M ηγ025.1=；kV V 025.1γ=；kN N 025.1γ= (其中0γ取1.1)2.荷载组合及分项系数2.1.1.永久荷载1、结构自重：钢筋混凝土结构重度γ=25kN/m3。
2、地层压力：竖向压力按计算截面以上全部土柱重量计算；施工期间作用在围护结构上的主动区土压力按朗金公式的主动土压力计算。
3、水压力：施工期间最不利水位按基坑底面下1.0m计算。
北京地铁十号线某标工程结构防水施工方案
北京地铁十号线某标工程结构防水施工方案北京地铁十号线某标工程结构防水施工方案内容介绍
本标段地层富含地下水，且补给来源充足。
暗挖区间结构底板位于潜水位以下，部分区间顶板结构也位于潜水位以下，地下管线渗漏水威胁较大，结构防水施工至关重要。
13.1防水设计原则及标准
13.1.1设计原则
1、结构防水设计遵循以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理的原则；其中区间防水只有在漏水量小于设计要求，疏排水不会引起周围地层下降的前提下，才允许疏排。
2、用钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为主，施工缝、变形缝等接缝防水为重点，辅以柔性全包防水层，防水层兼做隔离层。
13.1.2结构防水标准：
1、明挖车站及过街通道的防水等级为一级，车站和通道结构不允许出现渗水部位，结构表面不得有湿渍。
车站的风道、风井等附属结构防水等级均为二级。
2、区间明、暗挖隧道和辅助线隧道及联络通道的结构防水等级为二级，结构不允许漏水，隧道顶部不允许滴水，侧墙表面允许少量、偶见的湿渍，总湿渍面积不大于总防水面积的6/1000，单个湿渍最大面积不大于0.2平方米。
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隧道土层压力荷载计算(地下铁道)
5.1 工程概况地铁二号线汽车东站站采用明挖法施工，结构为框架结构。
车站中心里程顶板覆土厚度3.5米，地下水位距地面3.5米，纵向柱子间距为8.4米，隧道顶板覆土为素填土，其天然重度为318/kN m γ=，路面荷载为320/kN m ，路面荷载超载系数取1.1。
地层弹性反力系数为320/MPa m ，钢筋混凝土重度325/c kN m γ=，不考虑人防荷载，车站结构断面尺寸如图5-1所示。
图 5-1车站横断面示意图拟定车站主体结构相关构件的断面尺寸与工程材料如下表所示：表 5-1 主体结构尺寸与工程材料表 类别尺寸（m ）混凝土强度等级 主体结构顶板 0.8 C35、P8混凝土 中板 0.4 C35混凝土 底板0.8 C35、P8混凝土 顶纵梁 0.9×1.8 C35、P8混凝土 中纵梁 0.9×0.95 C35混凝土 底纵梁 0.9×2.0 C35、P8混凝土 中柱0.8×1.2C50、P8混凝土5.2 荷载类型与组合5.2.1 荷载类型结构设计所考虑的计算荷载主要有：偶然荷载，可变荷载和永久荷载，详见表5-2。
表 5-2地下结构荷载分类表5.2.2 荷载组合荷载的分项系数与组合系数按《建筑结构荷载规》取值，取值如表5-3。
表5-3 地铁车站结构计算荷载组合表5.3 主要计算参数因为车站所处位置地层较多，为了使计算简便，将物理力学指标相近的地层通过加权平均合并为一层，经合并后，共有三个地层。
各土层具体信息如下表5-4：表5-4 标准断面处从地面至车站底板土层信息表荷载取值如下：1、设备荷载：一般按8KPa计算，超过8KPa按设备实际重量计算。
2、人群荷载：4kPa。
3、路面荷载：20kPa（超载系数取1.0）。
4、水压力: 按全水头考虑。
5、车辆荷载：由于有利于抗浮，不考虑。
5.4.1 垂直荷载1、顶板垂直荷载顶板垂直荷载由路面活载与垂直土压力组成，方向竖直向下。
北京地铁车站明挖法施工
北京地铁车站明挖法施工摘要：本文以北京地铁十号线二期成寿寺站明挖施工为例，筒述明挖地铁车站施工工艺。
同时，本文论述了全钢大模板单侧支模技术，在地铁外墙施工积累了一定的经验,为外墙单侧支模技术在北京市地铁车站施工的推广和发展提供了一些有益的探索。
关键词：北京地铁；明挖法；单侧支模；支撑计算1、工程概况成寿寺站为地下二层双柱三垮箱型框架结构，岛式车站，明挖顺做法施工。
车站位于规划石榴庄路下，长度204.8m，宽度20.9m，站台有效长度113m，站台宽度为12m，总建筑面积11456m2，主体建筑面积为8695m2。
土层分布较为稳定，自上而下依次为人工填土、第四纪全新世冲洪积地层、第四纪晚更新世冲洪积地层。
车站及区间隧道穿越地层主要为粉质粘土、粉细砂、粉质粘土、砂卵层。
潜水含水层为粉细砂④3层。
该层地下水以大气降水入渗补给方式为主，主要以人工开采方式排泄，地下水流向自西向东偏北，具体为：上层滞水（一）、潜水（二）、层间潜水（三）。
2、基坑开挖及支护施工方法基坑围护结构采用φ800@1400mm钻孔灌注桩+桩间网喷混凝土方案，围护桩锚固长度为5m，其中盾构井范围围护桩加密、加深，间距变为1200mm，锚固长度变为7m。
基坑内侧横向设置三道钢管支撑，钢支撑采用t=12，φ630的钢管。
第一道钢支撑设在围护桩顶部的冠梁位置，钢支撑水平间距 6.0m；第二道、第三道钢支撑分别设在现况地面下8m和13m位置，钢支撑水平间距3.0m。
基坑标准段内采用对撑，在端部与角部采用斜撑。
施工程序：施工准备→挖探坑→施做围护桩→施做冠梁→土方开挖→施做桩间土喷锚护壁→架设支撑→土方开挖→施做桩间土喷锚护壁→架设支撑。
2.1灌注桩施工要点⑴每棵灌注桩施工工艺分为钻进成孔和灌注成桩两阶段，各棵流水作业。
⑵人工开挖探孔，探明桩位处有无地下物后，开始成孔作业。
⑶桩位适当外放，控制成孔精度，避免孔壁坍塌，确保桩体不侵限。
⑷加强清孔、水下混凝土施工、钢筋笼加工的工序管理，控制沉渣厚度、混凝土保护层厚度，保证桩体质量。
一个地铁车站工程的计算例子
1计算荷载、计算模型及计算内容计算荷载1.结构自重：按结构的实际重量计，钢筋混凝土容重取25kN/m3，装修层容重取22kN/m3；在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑；2.顶板覆土荷载：覆土厚度按实计算，根据路面标高情况分3.8m和3.5m两种厚度，容重取20kN/m3，在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑；3.顶板地面超载20kN/m，盾构吊出段30kN/m；在进行荷载基本组合时作为活荷载考虑并考虑超载引起的附加土压力；4.公共区活载标准值按4kPa计，楼梯活载标准值按4kPa计，设备区恒载按8kPa计；5.侧向水压力具体的计算方法及数值见各个断面的计算简图；在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑；6.侧向土压力作用在地下连续墙上，具体的计算方法及数值见各个断面的计算简图；在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑；7.底板水压力荷载，具体的计算方法及数值见各个断面的计算简图；在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑；由于底板上的其他行人荷载对底板受力有利，同时这些荷载不起主要作用，因此不予考虑。
8.人防荷载及地震荷载：按规范要求取。
根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）、《轨道交通工程人民防空设计规范》（RFJ02-2009）和《地下铁道设计规范》（GB 50157-2003）的规定，按结构在施工阶段和使用阶段可能出现的最不利情况进行荷载组合。
各种荷载组合及分项系数见下表。
组合类型永久荷载可变荷载人防荷载地震荷载1基本组合（0）002准永久组合（0）003人防组合004地震组合00注：括号内数值为抗浮工况在对主体结构进行承载力验算时，采用基本组合结果进行验算；对结构进行裂缝验算时，采用准永久组合进行验算。
计算模型本计算书采用通用空间有限元分析软件MIDAS进行计算分析。
1.沿车站纵向取一米，按平面框架结构进行计算，荷载作用于框架构件轴线；2.考虑围护结构与主体结构的共同作用，两者之间用只承受压力的连杆相连，当连杆受拉则自动失效；3.按实际情况考虑施工阶段与正常使用阶段两种工况。
(整理)北京某地铁车站明挖结构模板方案单侧模板计算书.doc
一、编制依据1.1施工图纸1、北京地铁9号线工程怡海花园站（现改名为“科怡路站”）主体结构施工图1.2施工图集1、《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（06G101）2、《建筑构造通用图集》（88J1系列）1.3主要规程、规范1、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）2、《混凝土结构工程施工质量验收规程》（DB01-82-2005）3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）4、《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）5、《北京市建筑安装工程分项施工工艺规程》（DBJ/T01-26-2003）1.4主要标准1、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）2、《轨道交通车站工程施工质量验收标准》（QGD-006-2005）3、《混凝土质量控制标准》（GB50164-92）4、《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107-87）5、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）1.5其它1、北京地铁九号线工程科怡路站施工组织设计2、北京地铁九号线工程科怡路站施工现场平面布置3、《建筑施工手册（第四版）》4、《建筑工程模板施工手册（第二版）》5、绿色施工管理规程及图例二、工程概况2.1工程简介科怡路站位于南四环北侧万寿路南延路下，呈南北向布置，车站为地下两层双柱三跨框架结构，岛式站台。
车站有效站台中心里程为K2+507.614，起止里程为K2+396.414～K2+578.864，车站主体总长182.45m，车站标准段宽度为19.7m，端头盾构井段宽度为23.4m。
车站设东南、东北2个风道以及东南、东北、西南和西北共4个出入口等附属结构，车站主体及附属结构均采用明挖法施工。
2.2主体结构概况车站主体结构的相关情况如下表所示。
详见《图2-1科怡路站主体结构平面图》、《图2-2科怡路站主体结构纵剖面图》、《图2-3科怡路站主体结构横剖面图》。
北京地铁十号线光华路站开挖群洞效应的数值模拟研究
对五种方案进行模拟计算后 ,经分析比较 ,最终 推荐先侧洞后中洞开挖的开挖顺序 ,即方案 Ⅱ. 因
图 3 监测点布设示意图
此 ,首先对方案 Ⅱ在开挖过程中车站周围土体位移 变化规律和车站本身结构在开挖完成后的应力分布 情况作详细分析 ,然后再对其他方案的不同之处作 简要分析. 211 方案 Ⅱ模拟结果分析
(2) 车站分步开挖时顶板中点位移变化情况分 析
车站顶板中点跟踪点位移变化趋势与对应地表 跟踪点基本相同 ,不同的是顶板中点比对应地表点 位移变化量大 ,在此不再重复.
图 6 整体开挖后的地表位移
(3) 车站分步开挖时底板中点位移变化情况分 洞底板中点在洞室开挖过程中上升明显 ,尽管在中
析
洞第四部分土体开挖后马上施做洞底的二次衬砌 ,
表1土体物理力学计算参数指标人工填土粉粘土与粉细砂土中粗砂与圆砺粘土与卵石层管棚支护与注浆层初期支护参数二次衬砌参数容重kn?m31615191820151915201827102715粘聚力kpa10102011331953181419231828116内摩擦角1215261529123510221228103110弹性模量mpa2010261335114716291237101141165000130000泊松比0135013001300132012501230123113计算方案在开挖过程中通常在地下结构中初衬分担70因土体开挖所产生的应力二衬承担30而由于侧洞跨度较小净宽只有9m实际施工中考虑到安全与高效并重的原则常加强初衬强度
模拟按开挖顺序的不同分为五种方案 : (1) 按照左洞 、右洞 、中洞的顺序依次开挖 ,即 方案 Ⅰ. (2) 先两侧洞同时开挖 ,然后中洞开挖 ,即方案 Ⅱ. (3) 按照左洞 、中洞 、右洞的顺序依次开挖 ,即 方案 Ⅲ. (4) 先中洞开挖 ,然后两侧洞同时开挖 ,即方案 Ⅵ.
内力图地铁盾构计算书
1． 设计荷载计算1.1 结构尺寸及地层示意图2q=20kN/mh =灰1.2 隧道外围荷载标准值计算（1） 自重 2/75.835.025m kN g h =⨯==δγ（2）竖向土压 若按一般公式：21/95.44688.485.37.80.11.90.185.018q m KN h ni i i =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ由于h=1.5+1.0+3.5+43.8=48.8m>D=6.55m ，属深埋隧道。
应按照太沙基公式或普氏公式计算竖向土压：a 太沙基公式：)tan ()tan (0010]1[tan )/(p ϕϕϕγB hB he q e B c B --⋅+--=其中：m R B c 83.6)4/7.75.22tan(/1.3)4/5.22tan(/0000=+=+=ϕ（加权平均值0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕ） 则：2)9.8tan 83.68.48()9.8tan 83.68.48(11/02.18920]1[9.8tan )83.6/2.128(83.6p m KN e e =⋅+--=-- b 普氏公式：20012/73.2699.8tan 92.7832tan 32p m KN B =⨯⨯==ϕγ2（3） （4） γϕc =2q e（5） 水压力按静水压考虑：a 竖向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =p m KN γ b 侧向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =q m KN γ2w2w w2/532.14=5.5)(48.8×9.8=H =q m KN +γ（6） 侧向土壤抗力 衬砌圆环侧向地层（弹性） 压缩量：)R 0.0454k EI 24()]R q (q -)q (q -)p [2(p =4c 4cw2e2w1e1w1e1⋅+⋅+++ηδ 其中：衬砌圆环抗弯刚度取2376.123265120.35×0.1103.45EI m KN ⋅=⨯⨯=衬砌圆环抗弯刚度折减系数取7.0=η；则：m 34410617.057.366600811.2261)925.2200000.04546.232651.70(24925.2)]14.325(154.06-)24.784(139.19-)24.78402.189([2=-⨯==⨯⨯+⨯⨯⨯+++⨯δ2-3r /35.1210617.000002=y k =q m KN =⨯⨯⋅（7） 拱底反力 w c c 1R R 2π -0.2146R +πg +p =P γγe其中：21/02.189p mKN e =2/75.8m kN g = 3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ，与拱背土压对应 则：2R /91.17410 955.2 2π-6.7955.20.2146+75.8π+189.02=P m KN =⨯⨯⨯⨯⨯。
北京地铁浅埋暗挖双连拱隧道设计
地鉄浅理睛挖双连拱隧道设廿摘要:地铁十号线安定路站一北士城东站区间穿趟安定路, 由于路面下管线密布故采用矿山法施工,设廿为双连挟结构。
文章介绍地鉄双连拱结构的设it员施工方法。
关鍵词:地下铁道矿山法双连挟结构o前言双连挟隧道在公路、鉄路隧道中已有较多的应用，但在地铁隧道中的应用并不多见，而且地铁的双连挟隧道设廿和施工与以岩石为主的公路、鉄路隧道有明显不同。
下面将结合地铁设廿实例对双连拱隧道的设廿进行探讥1工程欄况地鉄十号线安定路站一北士城东站区间在靠近安定路站处，由于区间穿越安定路,安定路车流量比较大，并且路下管线密布，因此该段区间采用矿山法施L设廿为双连拱结构。
隧道埋深大约9m,Bi面尺寸如图1所示。
隧道穿越的士层为粉质粘士④层和粉士⑥2层。
根据地勘报告，结构已进人潜水位, 施工前需人工降水。
根据本区间的水文地质情况，采用大口井“抽渗结合"的方法降水，将潜水位降低到结构底板以下约1m处。
2施工方法双连挟隧道常用的施工方法为中导洞法,即先施工中导洞，然后浇筑中隔墙，在中隔墙形成承载能力后，再进行侧洞开挖，最后施作侧洞科砌以形成双连挟结构。
根据本段隧道的情况,要求先将中导洞贯通，然后再开挖两侧洞，这样既可以通过中导洞了解该隧道的士层地质状况,2能更好保证两侧洞施工安全。
其施工步骤如下:1）打超前小导管对挟顶士层预支护。
2）上、下台阶法开挖中导洞，并施作初期支护。
3）肺设航水层浇筑中隔墙。
4）上、下台阶法分别开挖左右两侧洞，并施作初期支护。
5）分段拆除内部临时支护,施作陆水层，浇筑二次衬砌，完成结构施工。
3初衬支护参数初衬采用C20喷射混凝士,小导管①42300,L二3500mm, 外倾角5°,纵向间距为1500mm。
鋼格柵由4根①25钢筋焊接而成，每媪格柵间距500mm, i筋网①6200mm×200mm,双侧布置。
格柵纵向拉结筋22,坏向间距500mm,单侧布置。
复杂交通环境下大跨度的地铁暗挖技术研究
复杂交通环境下大跨度的地铁暗挖技术研究摘要：北京地铁十号线二期工程穿越成寿寺路，即成寿寺站~宋家庄站区间结构为马蹄形断面，初期支护和二次衬砌组成复合式衬砌。
本文在交代了此工程的施工准备及工序后，对于复杂交通环境下大跨度的地铁的暗挖技术所存在的问题进行了重点的论述，具体包括超前小导管、支护回填注浆、U形减压槽以及锁脚锚管作业、带水作业五大问题。
关键词：大跨度；浅埋暗挖法；常见问题北京十号线二期工程穿越车流量特别大的成寿寺路时，使用的浅埋暗挖法具有不影响交通、不拆迁、综合造价低、不破坏环境、隧道的支护结构强以及灵活多变的优点，不仅在本工程内变断面暗挖段使用，还广泛的应用于四号线、五号线、六号线及七号线。
特别是在时代快速发展的环境下，我国的交通行业也要不断的向着高标准、高技术的发展方向努力。
复杂交通环境下大跨度的地铁暗挖技术与传统的施工技术相比，在施工方法、参数设定以及支护结构等方面都有着更为严格的要求，因此对于此问题的论述有着极大的现实意义。
1.大跨度地铁浅埋暗挖法施工简述1.1大跨度地铁浅埋暗挖施工准备（1）技术准备：仔细研究施工图纸，精确放样隧道中心线及控制标高，并做好标记，制定详细的浅埋暗挖施工方案，逐级审批论证，并按方案编制各施工工序技术交底和作业指导书；（2）机具准备：开挖过程中使用的风镐、锹、空压机、挖掘机、搅拌机、喷浆机、通风机、电焊机、运输车等施工机械均已准备到位并经验收合格，特殊设备必须经相关部门验收，并取得许可证，做好台账登记，安排专人维养。
（3）材料准备：原材料进场首先按照批次检测，合格后使用，支护所需要的锚管、小导管、钢筋网片、钢格栅等材料在制定的加工场加工制作完成，通过项目部质检部门组织的验收后方可使用。
（4）现场准备一定数量的应急抢险物资，如沙袋、钢支撑、木料等，现场施工人员已就位，并经过项目部的培训，考试合格具备上岗资格。
计划左右线隧道各设2个班组，根据需要可增加班组数。
暗挖地铁车站结构计算书
大坪站台板计算 一，站台层板计算荷载（10米站台） 永久荷载：（1） 站台层面层装修荷载：0.10x20=2.0KN/m2 可变荷载：（1） 人群荷载：4 KN//m2 （2） 设备区荷载8 KN//m2二，站台设备区楼板26．1 基本资料26．1．1 工程名称：大坪站台层26．1．2 结构构件的重要性系数 γo ＝ 1.1 考虑活荷不利组合 考虑受压纵向钢筋26．1．3 混凝土容重 γc ＝ 26kN/m 箍筋间距 Sv ＝ 100mm26．1．4 可变荷载的分项系数 γQ ＝ 1.4 可变荷载的组合值系数 ψc ＝ 0.7 可变荷载的准永久值系数 ψq ＝ 0.626．1．5 C30 混凝土强度： fc ＝ 14.3N/mm ft ＝ 1.43N/mm ftk ＝ 2.01N/mm Ec ＝ 29791N/mm26．1．6 钢筋强度设计值： fy ＝ 300N/mm fy' ＝ 300N/mm fyv ＝ 210N/mm Es ＝ 200000N/mm26．1．7 纵筋合力点至近边距离 as ＝ 35mm 受拉钢筋最小配筋率 ρmin ＝ 0.21%26．2 几何信息最左端支座：铰支 i ———跨号 Li ———第 i 跨跨度（mm ） b ———截面宽度（mm ） h ———截面高度（mm ） bf'———上翼缘高度（mm ） hf'———上翼缘高度（mm ） bf ———下翼缘高度（mm ） hf ———下翼缘高度（mm ）-------------------------------------------------------------------------- i Li 截面 b h bf' hf' bf hf 右节点-------------------------------------------------------------------------- 1 5200 矩形 1000 200 铰支 2 5200 矩形 1000 200 铰支 --------------------------------------------------------------------------26．3 荷载信息i 、j ———跨号、节点号 P 、P1———单位：kN/m 、kN M —————单位：kN ·M X 、X1———单位：mm26．3．1 跨中荷载------------------------------------------------------------------- i 恒、活荷 荷载类型 P 或 M P1 X X1 ------------------------------------------------------------------- 1 活荷 均布荷载 8.00 1 恒荷 均布荷载 2.00 2 恒荷 均布荷载 2.00 2 活荷 均布荷载 8.00 梁自重 ----------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 5.20 2 恒荷 均布荷载 5.20-------------------------------------------------------------------26．4 计算结果26．4．1 梁内力设计值及配筋V ——剪力（kN ），以绕截面顺时针为正； M ——弯矩（kN ·M ），以下侧受拉为正； As ———纵筋面积（mm ）； Asv ———箍筋面积（mm ）----------------------------------------------------------------------- i I 2 4 6 J ----------------------------------------------------------------------- 1 M － 0.0 0.0 0.0 -14.2 -67.1 As 面 筋 0 281 317 341 1686 As / bho 0.00% 0.17% 0.19% 0.21% 1.02% x / ho 0.000 0.000 0.000 0.030 0.150 裂缝宽度 0.000 0.000 0.000 0.110 0.234 实配面筋 0 281 317 341 1686M ＋ 0.0 38.3 43.0 14.2 0.0 As 底 筋 0 937 1057 341 506 As / bho 0.00% 0.57% 0.64% 0.21% 0.31% x / ho 0.000 0.083 0.094 0.030 0.000 裂缝宽度 0.000 0.234 0.233 0.110 0.000 实配底筋 0 937 1057 341 506V 42.3 16.5 -12.9 -38.7 -64.5 Asv 14 14 14 14 14 构造配筋 As,min ＝ 430 Asv,min ＝ 14 Dmin ＝φ6 Smax ＝ 200 挠度验算 截面 4 ： f ＝ -24.7 f / Li ＝ 1/211....................................................................... 2 M － -67.1 -14.2 0.0 0.0 0.0 As 面 筋 1686 341 317 281 0 As / bho 1.02% 0.21% 0.19% 0.17% 0.00% x / ho 0.150 0.030 0.000 0.000 0.000 裂缝宽度 0.234 0.110 0.000 0.000 0.000 实配面筋 1686 341 317 281 0M ＋ 0.0 14.2 43.0 38.3 0.0 As 底 筋 506 341 1057 937 0 As / bho 0.31% 0.21% 0.64% 0.57% 0.00% x / ho 0.000 0.030 0.094 0.083 0.000 裂缝宽度 0.000 0.110 0.233 0.234 0.000 实配底筋 506 341 1057 937 0V 64.5 38.7 12.9 -16.5 -42.3 Asv 14 14 14 14 14 构造配筋 As,min ＝ 430 Asv,min ＝ 14 Dmin ＝φ6 Smax ＝ 200 挠度验算 截面 4 ： f ＝ -24.7 f / Li ＝ 1/211三，站台非设备区楼板26．1 基本资料26．1．1 工程名称：大坪站台层26．1．2 结构构件的重要性系数 γo ＝ 1.1 考虑活荷不利组合 考虑受压纵向钢筋26．1．3 混凝土容重 γc ＝ 26kN/m 箍筋间距 Sv ＝ 100mm26．1．4 可变荷载的分项系数 γQ ＝ 1.4 可变荷载的组合值系数 ψc ＝ 0.7 可变荷载的准永久值系数 ψq ＝ 0.626．1．5 C30 混凝土强度： fc ＝ 14.3N/mm ft ＝ 1.43N/mm ftk ＝ 2.01N/mm Ec ＝ 29791N/mm26．1．6 钢筋强度设计值： fy ＝ 300N/mm fy' ＝ 300N/mm fyv ＝ 210N/mm Es ＝ 200000N/mm26．1．7 纵筋合力点至近边距离 as ＝ 35mm 受拉钢筋最小配筋率 ρmin ＝ 0.21%26．2 几何信息最左端支座：铰支 i ———跨号 Li ———第 i 跨跨度（mm ） b ———截面宽度（mm ） h ———截面高度（mm ） bf'———上翼缘高度（mm ） hf'———上翼缘高度（mm ） bf ———下翼缘高度（mm ） hf ———下翼缘高度（mm ）-------------------------------------------------------------------------- i Li 截面 b h bf' hf' bf hf 右节点 -------------------------------------------------------------------------- 1 5200 矩形 1000 200 铰支 2 5200 矩形 1000 200 铰支 --------------------------------------------------------------------------26．3 荷载信息i 、j ———跨号、节点号 P 、P1———单位：kN/m 、kN M —————单位：kN ·M X 、X1———单位：mm26．3．1 跨中荷载------------------------------------------------------------------- i 恒、活荷 荷载类型 P 或 M P1 X X1 ------------------------------------------------------------------- 1 活荷 均布荷载 4.00 1 恒荷 均布荷载 2.00 2 恒荷 均布荷载 2.00 2 活荷 均布荷载 4.00 梁自重 ----------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 5.20 2 恒荷 均布荷载 5.20-------------------------------------------------------------------26．4 计算结果26．4．1 梁内力设计值及配筋V ——剪力（kN ），以绕截面顺时针为正； M ——弯矩（kN ·M ），以下侧受拉为正； As ———纵筋面积（mm ）； Asv ———箍筋面积（mm ）----------------------------------------------------------------------- i I 2 4 6 J ----------------------------------------------------------------------- 1 M － 0.0 0.0 0.0 -7.1 -48.1 As 面筋 0 192 210 169 1189 As / bho 0.00% 0.12% 0.13% 0.10% 0.72% x / ho 0.000 0.000 0.000 0.015 0.106 裂缝宽度 0.000 0.000 0.000 0.036 0.257实配面筋 0 192 210 169 1189M ＋ 0.0 26.4 28.8 7.1 0.0 As 底筋 0 641 700 169 357 As / bho 0.00% 0.39% 0.42% 0.10% 0.22% x / ho 0.000 0.057 0.062 0.015 0.000 裂缝宽度 0.000 0.253 0.248 0.036 0.000实配底筋 0 641 700 169 357V 29.6 11.1 -9.3 -27.8 -46.3 Asv 14 14 14 14 14 构造配筋 As,min ＝ 430 Asv,min ＝ 14 Dmin ＝φ6 Smax ＝ 200挠度验算截面 4 ： f ＝ -23.5 f / Li ＝ 1/222.......................................................................2 M － -48.1 -7.1 0.0 0.0 0.0 As 面筋 1189 169 210 192 0 As / bho 0.72% 0.10% 0.13% 0.12% 0.00% x / ho 0.106 0.015 0.000 0.000 0.000 裂缝宽度 0.257 0.036 0.000 0.000 0.000实配面筋 1189 169 210 192 0M ＋ 0.0 7.1 28.8 26.4 0.0 As 底筋 357 169 700 641 0 As / bho 0.22% 0.10% 0.42% 0.39% 0.00% x / ho 0.000 0.015 0.062 0.057 0.000 裂缝宽度 0.000 0.036 0.248 0.253 0.000实配底筋 357 169 700 641 0V 46.3 27.8 9.3 -11.1 -29.6 Asv 14 14 14 14 14 构造配筋 As,min ＝ 430 Asv,min ＝ 14 Dmin ＝φ6 Smax ＝ 200挠度验算截面 4 ： f ＝ -23.5 f / Li ＝ 1/222。
载荷-结构模型—地层-结构模型
两种计算模型比较
荷载—结构模型（松散荷载理论）
地层—结构模型（岩承理论）
围岩具有一定的承载能力，但极有可 围岩虽然可能产生松弛破坏而失稳，但在松弛的过程中
认识
能因松弛的发展而导致失稳，结果是 围岩仍有一定的承载能力，对其承载能力不仅要尽可能 对支护结构产生荷载作用，即视围岩 地利用，而且应当保护和增强，即视围岩为承载的主体，
学性质 度还影响围岩失稳破坏形态，强度低的硬岩多表现为脆性破坏，在隧道中可能发现
岩爆。而在强度低的软岩中，则以塑性变形为主，流变现象较为明显。
围岩的初 始应力场
围岩初始应力场是隧道围岩变形、破坏的根本作用力。初始应力的大小和方向决定 隧道围岩的应力状态。当工程活动导致局部的地质环境发生改变时，隧道围岩的初 始应力场会进行相应的调整。
为荷载的来源
具有三位一体特性
1、土力学，视围岩为散粒体，计算其 弹塑性力学及岩体力学，视围岩为应力岩体，分析计算
对支撑结构产生的荷载大小和分布 应力、应变状态及变化过程，并视支护为应力岩体的边
2、结构力学，视支撑和衬砌力为承载 界条件，起控制围岩的应力、应变作用，检验作用的效 力 学 结构，检算其内力并使之合理，建立 果并使之优化建立的是“围岩-支护”力学体系，以实际
性质和空 坑道的稳定性。只有当结构面与隧道轴线相互关系不利或者出现两组或两组以上
间组合 的结构面时，才能并不影响坑道的稳定性。特别是当分离岩块的尺寸小于隧道洞跨
自然 因素
岩石的力
径时，就有可能向洞内产生滑移，造成局部失稳。 控制围岩稳定性的主要因素是岩石的力学性质，尤其是岩石的强度。一般来说，完 整岩体是均值的连续介质，隧道开挖后，岩石强度越高坑道越稳定。此外，岩石强
北京地铁浅埋暗挖折返线工程结构设计与施工
收稿日期 : 2009 - 08- 06 作者简介 : 王海祥 , 1972年出生 , 男 , 高级工程师。
92
铁
道
工
程
学
报
2010 年 4 月
本文对地铁折返线暗挖工程的设计及施工中重、 难点问题进行分析研究 , 提出此类工程中结构设计、 降 水方式、 过渡段施工、 建 ( 构 ) 筑物保护等关键问题的 解决方法 , 为城市浅埋暗挖复杂结构工程修建起到一 定借鉴作用。
1 工程概况
北京地铁 10 号线劲松站至终点折返线区间位于
图 1 结构平面布置图 ( 单 位 : mm )
区间结构位于永定河冲积扇的中下部, ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ层以第 四纪冲积、 洪积土层为主。隧道洞身主要通过地层为
1
3 结构设计重点问题
3 . 1 断面内轮廓的制定 ( 1) 结构的内轮廓应满足建筑限界及设备限界的 要求 , 并考虑施工误差、 结构变形、 位移及后期沉降的 影响并预留适当的余量, 同时应结合折返线线路曲线 要素、 水沟、 道岔、 转辙机等限制条件综合考虑。暗挖 单线区间内净空在建筑限界基础上外放 100 mm。 ( 2) 为保证断面圆顺过渡及施工中尽可能节省施 工模板的浪费 , 单洞断面侧墙采用同一曲率 , 仅在拱部 以堵头墙形式连接。 ( 3) 为尽量节省土建工程量 , 隧道底部以最小轨 道建筑高度为最小控制开挖以确定仰拱参数 , 占全区 间比例很大的存车线段断面以停车检修坑道边墙侧角 点作为控制点确定仰拱参数 , 仰拱曲率采用 1 /12 ,在 满足使用功能前提下使工程量达到最小。 3 . 2 结构参数确定 初期支护按照北京地铁类似工程支护情况进行类 比, 并进行施工过程模 拟计算确定, 对 一些特殊地段 ( 两临近洞室地段、 临近地上、 地下重要 ( 建 ) 构筑物地 段 )采取较强的初期支护措施以控制沉降、 确保安全。 考虑目前广泛引起重视的地下结构耐久性原因 , 二次衬砌单独承受全部水土压力。计算时按荷载的短 期效应组合, 并考虑长期效应组合的影响求出最大裂 缝宽度进 行裂缝宽 度验算 , 并按迎 水面其允 许值为 0 . 2 mm, 背水面其允许值为 0 . 3 mm 验算 结构配筋。 最终结构参数如表 1 、 图 2 、 图 3 所示。
地铁明挖标准站结构计算(改)
一、标准段横断面结构计算
荷载及荷载组合
3、荷载组合
荷载组合
计算目标
1 基本组合 强度验算 2 准永久组合 裂缝及挠度验算 3 偶然组合1 抗震验算 4 偶然组合2 人防验算
永久荷载
1.35 1.0 1.2 1.2
可变荷载
1.4×1.1×0.7 0.6 0 0
偶然荷载
地震荷载 0 0
1.3 0
人防荷载 0 0 0 1.0
二、盾构端头井板墙结构计算
顶 板 纵 断 面 方 向
双跨顶板三边固支Ⅱ纵断面方向弯矩图
二、盾构端头井板墙结构计算
横断面方向弯矩统计表
构件
跨中
端部支座
纵梁支座
数值 百分比 数值 百分比 数值 百分比
三维计算结果 断面计算结果 单跨顶板固支 双跨顶板固支 双跨顶板三边固支Ⅰ 双跨顶板三边固支Ⅱ 单跨顶板四边固支（理正） 双跨顶板三边固支Ⅰ（理正）
722856267228二盾构端头井板墙结构计算全水位工况弯矩图纵断面方向零水位工况弯矩图纵断面方向二盾构端头井板墙结构计算单侧顶板四边固支纵断面方向弯矩图顶板纵断面方向二盾构端头井板墙结构计算双跨顶板四边固支纵断面方向弯矩图顶板纵断面方向二盾构端头井板墙结构计算双跨顶板三边固支纵断面方向弯矩图顶板纵断面方向二盾构端头井板墙结构计算双跨顶板三边固支纵断面方向弯矩图顶板纵断面方向二盾构端头井板墙结构计算横断面方向弯矩统计表1056102751318665864328双跨顶板三边固支81479161207916703525单跨顶板四边固支理正9693371419337876441双跨顶板三边固支理正109105931499849958482双跨顶板三边固支96193541177727723625双跨顶板固支788766511676657273657单跨顶板固支147143091197906138696断面计算结果972966215033三维计算结果百分比数值百分比数值百分比数值纵梁支座端部支座跨中构件二盾构端头井板墙结构计算纵断面方向弯矩统计表130707372112405双跨顶板三边固支136736548183双跨顶板三边固支理正12768836432145双跨顶板三边固支12768998562855双跨顶板固支131711807269单跨顶板固支理正12668138392799单跨顶板固支54243335三维计算结果百分比数值百分比数值端部支座跨中构件二盾构端头井板墙结构计算结论
荷载-结构模型和地层结构模型计算实例：北京地铁十号线八达岭高速站明挖、暗挖结构设计
1.3 结构统一技术要求1.3.1.地下铁道结构中主要构件的设计使用年限为100年，主要构件是指结构的主体结构（梁、板、墙、柱）及基础结构。
相应结构可靠度理论的设计基准期均采用50年。
取1.1；1.3.2.地下铁道结构中永久构件的安全等级为一级，相应的结构构件重要性系数γ取0.9；在人防荷载或地震荷载临时构件的安全等级为三级，相应的结构构件重要性系数γ组合下，相应的结构构件重要性系数γ取1.0。
1.3.3. 地下铁道结构的地震作用按8度设防，地下结构框架柱的抗震等级暂按三级，梁、板、墙等构件暂按四级。
待“北京地铁十号线场地地震安全评估报告”完成后，依其为设计依据。
1.3.4.地下结构中露天或与无侵蚀性的水或土壤直接接触的迎土面混凝土构件的环境类别为二类，非迎土面及内部混凝土构件的环境类别为一类，两者均视为一般环境条件。
1.3.5. 结构构件在永久荷载和基本荷载组合作用下，应按荷载短期效应组合并考虑长期效应组合的影响进行结构构件裂缝验算。
二类环境混凝土构件的裂缝宽度（迎土面）应不大于0.2mm，一类环境（非迎土面及内部混凝土构件）混凝土构件的裂缝宽度均应不大于0.3mm，混凝土管片内外侧的裂缝宽度应不大于0.2mm。
当计及地震、人防或其他偶然荷载作用时，可不验算结构的裂缝宽度。
1.3.6. 地下铁道结构中主要构件的耐火等级为一级。
1.3.7. 在规定的设防部位，地下结构按5级人防的抗力标准进行验算。
1.3.8.当地下结构处于有侵蚀地段时，应采取抗侵蚀措施，混凝土抗侵蚀系数不得低于0.8。
2.工程概况八达岭高速站结构设计形式为两端明挖、中间暗挖车站，其中两端明挖部分为地下双层三跨岛式车站，车站中部过健德桥部分采用分离暗挖单洞通过，车站主体、风道基坑围护结构均采用钻孔灌注桩，基坑内设置横向钢支撑，出入口明挖部分采用型钢围檩，内设钢支撑，车站主体、风道、出入口的明挖部分采用现浇钢筋混凝土箱形框架结构，东北、西北两出入口跨路部分采用暗挖法施工。
明挖地铁车站荷载计算
课程名称：地铁与轻轨设计题目：院系：明挖地铁车站荷载计算土木工程系专业：城市轨道交通与地下工程年级：姓名：学号：指导教师：成绩：课程设计任务书专业姓名学号开题日期：2014年5月完成日期：2014年6月题目明挖地铁车站结构荷载计算一、设计的目的掌握明挖地铁车站荷载计算的方法。
二、设计的内容及要求根据提供的车站尺寸及地质资料，进行车站结构荷载（竖向和水平）计算。
三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日1.已知条件1.1 荷载条件学号 地层 施工方法 站台形式 立柱纵向间距 衬砌材料地面均布荷载人群荷载设备荷载水容重20128103 软土明挖岛式8mC3520.3kPa 4.03kPa 8.03kPa 9.8kN/m 3C352.0=μ 3/25m kN =γ相应的车站横断面示意图如下：图1.1 车站横断面示意图（单位：cm ）1.2围岩条件表1.2 各层土的物理力学参数名 称 天然容重3m / kN 饱和容重 3m / kN 含水率 （%） 孔隙比 凝聚力m / MPa 内摩擦角 （ ） 围岩① 19.8 20.5 25.4 0.748 33 13.3 围岩② 18.7 19.7 26.5 0.756 17 10 围岩③ 19.0 20.1 27.5 0.778 25 8.0 围岩④ 17.219.025.20.7218.46.31.3荷载组合2.荷载计算取纵向长度1m 的结构来进行计算，并将该车站结构简化到各自中心线上，具体过程如下。
2.1垂直荷载竖向压力一般应按计算截面以上全部土柱重力计算。
车站顶部覆土竖向均布荷载q 按下式计算：i i h q ∑=γ对于本车站所处地层地下水埋深7.103m ，覆土层厚度4.503m 。
2.1.1 顶板垂直荷载顶板垂直荷载由路面活载及垂直土压力组成。
(1) 路面均布荷载：kPa q 3.20=路(2) 顶板上部土体垂直土压力：kPa h q i i 5284.96)703.27.188.18.19(12.1=⨯+⨯⨯==∑γα土 注：α-土压力系数，本设计取1.12. (3)顶板自重：kPa q 20258.0=⨯=顶自因此，顶板竖向荷载为：kPa 51.150)200.15284.960.13.200.1(1.1)(221=⨯+⨯+⨯⨯=++=顶自土路顶q q q q αααβ荷载方向竖直向下。
6.3.2 明挖箱形结构计算实例
5.车站标准断面控制内力
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6.车站结构标准断面配筋及裂缝验算 l 计算中采用承载能力极限状态下的结构内力值计算配筋，
采用正常使用极限状态下的结构内力值验算裂缝宽度。 l （具体过程略）
18
7.车站纵梁内力计算
l 图6.3.6 采用荷载基本组合时纵梁内力计算模型
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4. 内力计算 l1）计算模型
l地铁车站是通过顶板将竖向荷载和集中荷载转化为 线荷载传递给纵梁，通过纵梁再把线荷载转化为集中 荷载和弯矩传递给柱，再由柱将荷载传递给底板纵梁， 进而转化为底板的面荷载传递给地基，完成竖向荷载 的传递。 l地铁车站一般为长通道结构，其横向尺寸远小于纵 向尺寸，一般简化为平面问题求解。目前通常刚度等 效法。
12
2）步骤： ① 框架结构沿纵向取一延米进行计算 ② 中立柱按照刚度等效的原则换算为“中隔墙”进行计算。 ③ 以等效的墙厚代替柱来进行平面框架有限元计算，所求的“墙
”内力即为中柱的内力，并以此进行配筋及强度检算。 ④ 对板、墙直接以计算所得的内力值进行配筋，而对中柱则将中
柱的计算内力值乘力计算过程
l图6.3.1 采用荷载基本组合时主体结构标准断面计算模型
14
l图6.3.2 采用荷载基本组合时车站标准断面内力计算图示
15
l图6.3.3 轴力图（单位：N ） l图6.3.4剪力图（单位：N ）
l图6.3.5 弯矩图（单位：N ）
16 西南交通大学土木工
6.3 明挖箱型结构静力计算
1
6.3.2 明挖箱形结构计算实例 l 1.工程概况 l 某地铁车站采用明挖法施工，结构为矩形框架结构，结构尺寸参数
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1.3 结构统一技术要求1.3.1.地下铁道结构中主要构件的设计使用年限为100年，主要构件是指结构的主体结构（梁、板、墙、柱）及基础结构。
相应结构可靠度理论的设计基准期均采用50年。
取1.1；1.3.2.地下铁道结构中永久构件的安全等级为一级，相应的结构构件重要性系数γ取0.9；在人防荷载或地震荷载临时构件的安全等级为三级，相应的结构构件重要性系数γ组合下，相应的结构构件重要性系数γ取1.0。
1.3.3. 地下铁道结构的地震作用按8度设防，地下结构框架柱的抗震等级暂按三级，梁、板、墙等构件暂按四级。
待“北京地铁十号线场地地震安全评估报告”完成后，依其为设计依据。
1.3.4.地下结构中露天或与无侵蚀性的水或土壤直接接触的迎土面混凝土构件的环境类别为二类，非迎土面及内部混凝土构件的环境类别为一类，两者均视为一般环境条件。
1.3.5. 结构构件在永久荷载和基本荷载组合作用下，应按荷载短期效应组合并考虑长期效应组合的影响进行结构构件裂缝验算。
二类环境混凝土构件的裂缝宽度（迎土面）应不大于0.2mm，一类环境（非迎土面及内部混凝土构件）混凝土构件的裂缝宽度均应不大于0.3mm，混凝土管片内外侧的裂缝宽度应不大于0.2mm。
当计及地震、人防或其他偶然荷载作用时，可不验算结构的裂缝宽度。
1.3.6. 地下铁道结构中主要构件的耐火等级为一级。
1.3.7. 在规定的设防部位，地下结构按5级人防的抗力标准进行验算。
1.3.8.当地下结构处于有侵蚀地段时，应采取抗侵蚀措施，混凝土抗侵蚀系数不得低于0.8。
2.工程概况八达岭高速站结构设计形式为两端明挖、中间暗挖车站，其中两端明挖部分为地下双层三跨岛式车站，车站中部过健德桥部分采用分离暗挖单洞通过，车站主体、风道基坑围护结构均采用钻孔灌注桩，基坑内设置横向钢支撑，出入口明挖部分采用型钢围檩，内设钢支撑，车站主体、风道、出入口的明挖部分采用现浇钢筋混凝土箱形框架结构，东北、西北两出入口跨路部分采用暗挖法施工。
4.施工方法的论证及方案比选6.1结构型式暗挖部分采用分离式单洞马蹄形断面，复合衬砌；车站明挖部分采用双层三跨两柱矩形断面。
暗挖风道及通道采用割圆拱直墙断面，复合衬砌明挖通道及风道采用矩形断面。
6.2车站纵向柱距的选择明挖部分纵向柱距选择主要为8m。
暗挖单洞不设柱。
6.3 围护结构与支撑体系的设计本站明挖段基坑深度17m。
基坑采用φ800，间距1.2m钻孔桩，桩长21m，基坑下部设置3道水平内支撑，水平支撑采用直径600mm、800mm的钢管，基坑纵向每3m设置一道，以H型钢作为腰梁，并辅以其他加固措施。
I456.4 明挖段初期支护与二次衬砌的连接形式从结构受力的角度来看，初支与二衬做成叠合板，围护桩与二衬做成叠合墙，结构可以做到最经济，但是防水问题却难以解决，若在二者之间铺设防水板，则可达到较好的防水效果，因此，初期支护与二次衬砌的连接采用重合式。
6.5结构尺寸拟定6.5.1.车站双层明挖段主要构件截面尺寸如下：（mm）表2.6.56.5.2.暗挖单层段主体结构主要构件截面尺寸如下：（mm）⑴初期支护暗挖部分方案中采用大管棚超前支护、小导管注浆预加固地层、超前支护。
喷层厚度30cm，主体1榀/0.5米格栅。
⑵二次衬砌和内部结构拱部和边墙厚度40cm，仰拱厚度为变厚度50~100cm。
7 变形缝的设置车站主体东西端明挖段与中部暗挖段结构相接部位各设一道变形缝，主体与东南风道、西南风道相接部位各设一道变形缝，车站主体与四个出入口通道相接部位设变形缝。
9 工程材料9.1边桩及围护桩采用混凝土强度等级为C30，抗渗等级为S8。
9.2二次衬砌顶板、底板、边墙混凝土强度等级为C30，混凝土抗渗等级为S8。
中板、站台板混凝土强度等级为C30。
钢管柱混凝土强度等级为C40。
9.3初期支护：C20早强网喷混凝土9.4钢筋：初期支护格栅：HRB335、HPB235钢筋网：HPB235钢结构构件及预埋铁件：A3钢纵向连接筋： HRB335模筑衬砌钢筋：HRB335、HPB2359.5防水层：土工布+防水板10 明挖结构设计10.1基坑围护结构计算10.1.1围护结构及支撑形式的比选从表中分析并结合本工程特点，本方案围护结构推荐钻孔灌注桩，本站明挖段基坑深度17m。
基坑采用φ800，间距1.2m钻孔桩，桩长21m，基坑下部设置3道水平内支撑，水H型钢作为腰梁，并平支撑采用直径600mm、800mm的钢管，基坑纵向每3m设置一道，以I45辅以其他加固措施。
10.1.2荷载与组合(1) 荷载结构设计的荷载按《地铁设计规范》（GB50157-2003）中有关荷载的规定进行取值，并考虑施工过程中发生的变化。
计算时对结构整体或构件可能出现的最不利荷载进行组合计算。
地下结构的结构设计荷载类型及名称按表2.10.2.1采用。
其中：人群荷载：站台、站厅、楼梯、车站管理人员用房等部位的人群荷载按4kPa的活荷载标准值计，另需计及在300×300mm范围内的20kN的集中荷载；设备荷载：设备区一般可按8kPa进行设计，但对重型设备需依据设备的实际重量、动力影响、安装运输途径等确定其大小与范围，进行结构计算。
结构自重：钢筋混凝土重度γ=25kN/m3。
覆土荷载：覆土重度γ=20kN/m3。
浮力：按抗浮设防水位的水浮力计，设防水位高程为50m。
侧向水土荷载：采用朗肯土压力理论，施工阶段外侧取主动土压力，使用阶段取静止土压力。
可变荷载：地面超载：按汽-超20计算。
挂-120验算。
施工超载：q=20kN/m2。
车辆荷载：轴重141kN。
地震荷载：按8度地震力计算。
人防荷载：按5级抗力地面空气冲击波超压△pm=0.1Mpa(2) 荷载组合工况1)恒载+活载2)恒载+部分活载+地震荷载3)恒载+部分活载+人防荷载荷载组合表表2.10.2.2组合情况荷载1 2 3 4自重 1 1.35 1.2 1.2 覆土 1 1.35 1.2 1.2 侧土压力 1 1.35 1.2 1.2 侧水压力 1 1.35 1.2 1.2 浮力 1 1.35 1.2 1.2 设备荷载 1 1.35 1.2 1.2 人群荷载 1 1.4地面超载 1 1.4地震力 1人防荷载 1备注用于结构构件抗裂检算用于结构构件强度验算用于结构构件强度验算用于结构构件强度验算10.1.3计算模型与计算简图⑴施工阶段计算程序采用同济大学曙光计算程序，计算模式及结果如下：1）八达岭站车站主体基坑计算基坑开挖深度为15.31m，采用800@1200灌注桩围护结构，桩长为20.31m，桩顶标高为0m。
计算时考虑地面超载56kPa，如图2.10.1.3－1。
灌注桩图2.10.1.3－1共设3道支撑，见表2.10.1.3－12）地质条件场地地质条件和计算参数见表1。
地下水位标高为-15.31m 。
表2.10.1.3－2 ()3）工况工况简图如下：工况 10工况 27工况 36.5工况 411.5工况 511工况 615.314）计算安全系数 K=1.42 ,圆心 O( 5.28 , 0 )Prandtl: K=7.17Terzaghi: K=8.92墙底抗隆起验算坑底抗隆起验算 K=2.23Kc=2.83抗倾覆验算(水土合算)包络图 (水土分算, 矩形荷载)40200-20-40 0246810121416182022深度(m)水平位移(mm)Max: 29.410005000-500-1000 0246810121416182022深度(m)弯矩(kN*m)-349.5 ~ 656.44002000-200-400 0246810121416182022深度(m)剪力(kN)-281 ~ 259（2）使用阶段经计算，迎水面裂缝宽度≤0.2mm，背水面裂缝宽度≤0.3mm，结构构件内力分布合理。
（3）地基承载力验算本车站结构底板位于坚实土层上，经检算在正常使用阶段基底最大应力小于设计地基承载力（经修正后），满足要求。
（4）结构抗浮验算结构抗浮验算计入结构自重和覆土重量，在不考虑结构侧壁与周围土体的摩阻力，明挖标准段抗浮安全系数Kf=1.1＞1.05，满足抗浮要求。
11 暗挖结构设计11.2初期支护结构设计11.2.1.初期支护设计参数与辅助施工措施初期支护采用φ108大管棚护顶，φ32小导管注浆加固地层通过健德桥桩，初期支护厚度0.3m，格栅间距1榀／0.5m。
11.2.2.荷载确定及组合(1) 荷载初期支护结构设计的荷载按《地铁设计规范》（GB50157-2003）中有关荷载的规定进行取值，并考虑施工过程中发生的变化。
暗挖段的结构设计荷载类型及名称按表2.10.2.1采用。
地下结构荷载分类表表2.11.2.1其中：结构自重：钢筋混凝土重度γ=25kN/m3。
覆土荷载：覆土重度γ=20kN/m3。
浮力：按抗浮设防水位的水浮力计，设防水位高程为50m。
侧向水土荷载：采用朗肯土压力理论，施工阶段外侧取主动土压力，使用阶段取静止土压力。
可变荷载：地面超载：按汽-超20计算。
挂-120验算。
施工超载：q=20kN/m2。
(2) 荷载组合工况1)恒载+活载荷载组合表表2.11.2.211.2.3.计算模式与计算简图计算程序采用同济大学曙光计算程序，计算内容包括地面沉降、地层应力，支护结构内力等。
计算模式及计算结果见图2.11.2.3-1、2.11.2.3-2、2.11.2.3-2施工阶段计算模型 图2.11.2.3-1施工阶段结构、地层应力 图2.11.2.3-2施工阶段地面沉降 图2.11.2.3-2地面沉降曲线降沉面地地面位置(m)由计算可知：地面沉降最大值为17mm，支护参数、施工步序选择合理。
11.3 二次衬砌结构设计11.3.1.结构尺寸的拟定二次衬砌采用五心圆，拱顶和边墙断面厚度0.4m，仰拱厚度0.5m。
11.3.2.荷载确定及组合(1) 荷载结构设计的荷载按《地铁设计规范》（GB50157-2003）中有关荷载的规定进行取值，并考虑施工过程中发生的变化。
计算时对结构整体或构件可能出现的最不利荷载进行组合计算。
地下结构的结构设计荷载类型及名称按表2.10.2.1采用。
地下结构荷载分类表表2.11.3.1其中：人群荷载：站台、站厅、楼梯、车站管理人员用房等部位的人群荷载按4kPa的活荷载标准值计，另需计及在300×300mm范围内的20kN的集中荷载；设备荷载：设备区一般可按8kPa进行设计，但对重型设备需依据设备的实际重量、动力影响、安装运输途径等确定其大小与范围，进行结构计算。
结构自重：钢筋混凝土重度γ=25kN/m3。
覆土荷载：覆土重度γ=20kN/m3。
浮力：按抗浮设防水位的水浮力计，设防水位高程为50m。