浅淡盾构区间的结构设计
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。
区间盾构毕业设计
区间盾构毕业设计区间盾构是一种先进的地下隧道施工技术，它在城市地下空间的开发中起到了重要的作用。
作为一个毕业设计课题，研究区间盾构的设计与施工，对于提高工程质量和效率具有重要意义。
本文将从区间盾构的原理、设计要点和施工过程等方面进行探讨。
一、区间盾构的原理区间盾构是一种特殊的盾构技术，它主要用于地下隧道的施工。
与传统盾构相比，区间盾构具有更高的适应性和灵活性。
其原理是通过将隧道分为若干个区间，分别进行盾构施工。
每个区间都有自己的推进机和盾构机，可以独立进行施工。
这样不仅可以提高施工效率，还可以减少对周围环境的影响。
二、区间盾构的设计要点在进行区间盾构的设计时，需要考虑以下几个要点：1. 隧道设计：首先需要确定隧道的设计参数，包括隧道的长度、宽度和高度等。
这些参数将直接影响到盾构机的选择和施工工艺的确定。
2. 盾构机选择：根据隧道的设计参数和地质条件，选择合适的盾构机。
盾构机的选择要考虑到推进力、转弯半径和施工速度等因素。
3. 施工工艺：确定区间盾构的施工工艺，包括推进方式、注浆方式和支护方式等。
不同的施工工艺会对工程质量和施工效率产生重要影响。
4. 地质勘察：进行详细的地质勘察，获取地下隧道的地质信息。
地质勘察结果将为盾构施工提供重要参考，帮助确定施工工艺和支护措施。
三、区间盾构的施工过程区间盾构的施工过程主要包括以下几个步骤：1. 准备工作：包括场地平整、设备调试和施工人员培训等。
准备工作的完成将为后续的施工工作打下基础。
2. 推进工作：将盾构机放入隧道起点，通过推进机推动盾构机向前推进。
在推进过程中，需要根据地质条件进行注浆和支护。
3. 盾构机转场：当一个区间的施工完成后，需要将盾构机转移到下一个区间。
这个过程需要精确的计划和操作，以确保盾构机的安全转移。
4. 施工质量控制：在整个施工过程中，需要进行严格的质量控制。
包括地质勘察、注浆和支护等环节的质量检查，以确保工程质量符合要求。
四、区间盾构的应用与发展区间盾构技术在城市地下空间的开发中发挥着越来越重要的作用。
地铁区间隧道设计介绍
70° 70°
350
2、地铁区间施工方法及结构
3盾）盾构构法法施工是 一种利用盾构掘 进机在地面下进 行暗挖的一种施 工工艺，每挖一 环，拼装一环， 循环工作，直至 完成整条隧道。
始发井
51
接收井
2、地铁区间施工方法及结构
3）盾构法
适宜的盾构类型主要有泥水加压式盾构、土压平衡式盾构。
2、地铁区间施工方法及结构
度管片及复合防水封垫，单层钢筋混凝土管片组成的隧道衬砌可取得良好的防水效果，
350
不需要采用修筑内衬结构。
65°
20°70°6200550065°
无锡地铁区间隧道主要在市区及建筑物和交 通主干道下方，所穿越土层大部分为粘性土或含 水的粉砂、细砂层，自稳能力较差，地层中富含 地下水。在此种地质条件下施工，宜优先选用盾 构法进行施工。
当地层条件较差时， 可增加预注浆或旋喷加固地层、管棚超前支护、降水等工程 措施。尽可能限制围 岩的松弛变形，以保证洞壁稳定，从而达到控制地表沉降的目的。 矿山法施工的主要缺点是地表沉降较大且不易控制，对周边的建筑物的安全影响较大， 防水效果相对较差。
2、地铁区间施工方法及结构
2）矿山法
2、地铁区间施工方法及结构
地铁区间隧道设计
1 地铁区间隧道概况 2 盾构区间结构设计 3 盾构区间结构设计文件组成与接口
1、地铁区间施工方法及结构
1）明挖法
2、地铁区间施工方法及结构
2）矿山法 矿山法适宜在岩石地层或无地下水的松软地层中施工，是为适应城市浅埋暗挖
隧道的需要而发展起来的一 种施工方法，也称浅埋暗挖法。其断面根据地铁限界要求 一般设计为马蹄形断面，采用复合式衬砌。 对岩石地层采取分步或全断面开挖，喷锚 支护复合衬砌。在地质条件较差的Ⅳ、Ⅴ级围岩地层宜采取CD或CRD法，采用地层预 支护，格栅钢架+锚喷结构作初期支护，然后再施作二次衬砌。
地铁盾构区间结构设计方法研究
地铁盾构区间结构设计方法研究发表时间：2019-04-28T16:52:04.640Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：王璞[导读] 摘要：近年来，随着我国经济水平不断提高，地铁建设数量不断增多。
中铁二院华东勘察设计有限责任公司浙江杭州 526000摘要：近年来，随着我国经济水平不断提高，地铁建设数量不断增多。
地铁区间设计是城市地铁工程项目中的重要内容。
在设计内容中，对于所有工程设计参数如管片厚度、配筋率、混凝土强度、环宽等，需将设计模型和地区设计习惯相结合，进行合理的研究，才能实现对盾构区间设计的优化，使工程设计符合工程建设需求。
关键词：地铁盾构；修正惯用法；管片配筋引言近年来，城市地下工程的开发越发密集，许多大中城市都已开展轨道交通建设。
地铁区间隧道作为城市轨道交通的重要组成部分，施工过程中面临复杂的城市环境条件，地质条件和地下水条件，建设难度较大。
一般来说，盾构法修建地铁隧道具有对周围环境影响小、自动化程度高、修建快速、优质高效、安全环保等优点，尤其是随着近年国内盾构施工技术和盾构机国产化率提高，其优势愈发明显，应用定会越来越多。
1荷载计算方法盾构隧道荷载分类分为：永久荷载、可变荷载、偶然荷载 3 大类。
根据《建筑结构荷载规范》（GB500092012）各类荷载组合如下：（1）承载能力极限状态组合：1.35 永久荷载标准值 +1.4 可变荷载标准值。
（2）正常使用极限状态组合：永久荷载标准值 + 可变荷载标准值。
（3）偶然荷载组合：1.2 永久荷载标准值 +1.4 可变荷载标准值 +1.0 地震荷载标准值（或 1.0 人防荷载）。
盾构荷载按施加方向、形式和性质又分为：垂向荷载、水平向荷载、三角形荷载、基地反力荷载和管片自重。
盾构管片受力荷载模式。
盾构管片内力计算方法很多，具体根据围岩条件、管片结构、用途等确定。
其中，隧道所受的土压力计算方法如下：（1）竖向土压力计算：当隧道覆土 H ≤ 10m 时，按10m覆土柱计算顶部土压力；当隧道覆土10 ≤ H ≤ 2D（D 为隧道外径，余同）时，隧道拱顶土压力按全覆土进行计算。
盾构机的结构设计与优化
盾构机的结构设计与优化盾构机是一种用于地下工程中进行隧道掘进的设备。
它的结构设计和优化对于提高施工效率、保证工程质量具有关键作用。
本文将围绕盾构机的结构设计与优化展开，介绍其基本构成部分及优化方法。
一、盾构机的基本构成部分1. 推进系统：推进系统是盾构机的核心部分，用于推动盾构机前进并掘进地下隧道。
它通常包括主推进缸、伺服泵、液压站等。
主推进缸负责提供推力，伺服泵用于提供必要的液压动力，并通过液压站进行控制和管理。
2. 掘进系统：掘进系统是用于挖掘地下隧道的关键部分。
它通常由盾构刀盘、刀盘驱动系统和刀盘支撑系统等组成。
盾构刀盘上装有刀具，在推进过程中旋转切割地层。
刀盘驱动系统负责提供动力，使盾构刀盘能够旋转。
刀盘支撑系统用于支撑刀盘和控制盾构机的姿态。
3. 泥水处理系统：隧道掘进过程中，盾构机需要处理大量的泥浆和废水。
泥水处理系统包括泥浆循环系统和废水处理系统。
泥浆循环系统用于将泥浆回收、过滤和循环供给盾构机使用，以减少泥浆的消耗和净化排出的废水。
废水处理系统负责处理盾构机排出的废水，使其符合环保要求后排放。
4. 支护系统：由于地下隧道的土层和岩层不稳定，盾构机在掘进过程中需要进行支护。
支护系统包括隧道衬砌、预制片等。
隧道衬砌材料通常是混凝土或钢筋混凝土，用于加固和保护地下结构。
预制片则用于临时或永久性补充支护。
二、盾构机结构设计优化方法1. 结构强度优化：盾构机在掘进过程中需要承受来自地层的巨大压力和挤压力。
为保证其结构强度和稳定性，可采用有限元分析方法进行结构优化，提高材料的使用效率和盾构机整体性能。
同时，结合疲劳分析、振动分析等方法，完善结构设计，保证盾构机在长期使用过程中的安全可靠性。
2. 控制系统优化：盾构机的控制系统是保证其高效推进和掘进的关键。
优化控制系统可以提高盾构机的自动化水平，减少人为操作的失误和能耗。
采用先进的传感器技术、控制算法和通信技术，实现对盾构机推进速度、刀盘转速、切割力等参数的精确控制和调节，以适应不同地层条件。
区间盾构隧道结构设计
区间盾构隧道结构设计1）主要设计原则①盾构隧道衬砌结构应满足运营功能要求以及建筑限界、施工工艺、结构防水和城市规划等方面的要求。
结构安全等级为一级，按地震烈度为7度进行结构抗震设计，采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。
结构抗力应满足人防部门的要求，抗力级别为6级。
②结构类型和施工方法，应根据工程地质、水文地质和周围的环境条件，通过技术经济比选确定，并应按相关规范的规定进行结构设计计算。
③结构设计应符合强度、刚度、稳定性、抗浮和裂缝宽度验算的要求，并满足施工工艺的要求。
④对于钢筋混凝土结构应就其施工和正常使用阶段进行结构强度计算，必要时也应进行刚度和稳定性验算。
钢筋混凝土结构应进行裂缝宽度验算，其最大裂缝允许值为：明挖法和矿山法施工的结构为0.2～0.3mm；盾构法施工的结构为0.15～0.20mm。
结构进行抗浮验算时，其抗浮安全系数不得小于1.05，否则应采取抗浮处理措施。
⑤采用暗挖法施工时，区间隧道为平行的双洞单线隧道，两隧道的净距一般不宜小于1.0倍隧道洞径。
⑥所选择的盾构机型，必须对地层有较好的适应性，并同时依据盾构推进速度、周围环境状况、工期、造价等各方面进行技术经济比较后确定。
⑦严格控制工程施工引起的地面沉降量，其允许数值应根据地铁沿线的地面建筑及地下构筑物等实际情况确定，并因地制宜地采取措施。
⑧结构防水设计应根据工程地质、水文地质、地震烈度、环境条件、结构形式、施工工艺及材料来源等因素进行，并应遵循“以防为主、多道设防、刚柔结合、因地制宜、综合防治”的原则。
车站及出入口通道防水等级为一级；车站风道及区间隧道防水等级为二级。
2）盾构机类型的选择3）钢筋混凝土管片和特殊管片的设计（1）盾构隧道断面尺寸的拟定xx圆形区间隧道内径的确定是在建筑限界Φ5200mm的基础上考虑施工误差、测量误差、设计拟合误差、不均匀沉降等诸多因素确定的。
并根据《关于明确成都地铁一期工程试验段工程有关问题的会议纪要》（[2003]第一期）的精神，本次设计内径为5400mm（见图5.3.1）。
地铁盾构结构设计方法探讨
地铁盾构结构设计方法探讨地铁盾构结构设计方法探讨随着城市化进程的加快，地铁已成为现代城市交通建设的重要组成部分。
而地铁盾构是地铁建设中的核心技术之一。
本文将探讨地铁盾构结构的设计方法。
一、背景介绍盾构机是地下工程中的一种特殊施工设备，是地铁建设中最主流的施工方法之一。
盾构机的结构一般由掘进头、主机、支架、推进系统等部分组成。
设计盾构结构时需要考虑到地层情况、盾构机的稳定性、生产效率等多个方面。
二、盾构机的结构设计盾构机的结构设计需要考虑到以下因素：1. 地层情况地层情况对盾构机的设计有很大的影响。
不同的地层需要使用不同的盾构结构，例如软土层需要使用支撑力较强的结构，而岩石层的盾构结构则需要相对更加坚固的设计。
2. 盾构机的稳定性盾构机施工过程中需要面对各种不同的地质条件，设计稳定性良好的盾构机结构可以确保施工的安全。
盾构机在施工过程中会受到不同的地层力，需要通过设计支撑机器的部件来保持稳定性。
3. 生产效率盾构机的结构设计也需要考虑到生产效率。
不同的盾构结构可以对施工速度产生重大影响。
为了降低盾构施工的成本，提高效率，需要对盾构结构进行合理的设计和优化。
三、盾构机结构的发展历程盾构机结构的发展历程可以分为三个阶段：1. 传统盾构机结构传统盾构机结构设计为钢壳结构，其施工速度较慢，性能不够稳定。
2. 全球盾构机结构全球盾构机结构在传统盾构机结构的基础上进行改进，使用了更加稳定的结构材料和技术，性能得到了一定的提高。
3. 现代盾构机结构现代盾构机结构引入了超前支撑、混凝土喷射等高科技施工技术，性能达到了一个新的高度。
其施工速度更快，质量更稳定。
四、盾构机结构设计的未来发展趋势未来的盾构机结构设计趋势将会更加趋于智能化，设计更加符合城市化建设的需要。
同时，盾构机的结构设计还需更注重环保、能耗、安全、便利性等方面的平衡，以实现更加合理的设计效果。
区间盾构井结构设计力学分析
盾构 井 为工程 背 景 ， 区间 盾 构 井 主体 结 构 在 施 工 对 阶段 （ 吊装 、 出土 阶段 ） 和使 用 阶段 （ 常运 营阶段 ） 正 的受 力特 性进 行 了深 入分 析对 比。
的侧墙 位 置设 置 圈梁 ， 终 与 周 围侧 墙 围 成 一典 型 最
据 本 工程 地 勘 报 告分 析 ， 场 地 地基 土 主 要 由 本
的空间结构。同时 ， 盾构井结构各侧墙墙 体在转角 处存 在 明显 线位 移 和 角 位 移 ， 受 力 具 有 明 显 的空 其 问力学特性 ， 而传统的平 面简化模型将梁、 、 墙 柱结
本 区 段 地 下 水 类 型 为 第 四系 松 散 岩 类 孔 隙潜
水， 主要 赋存在 中粗 砂 、 砾砂 及 圆砾层 中。勘察 期 间
定 的不确 定性 。 因此 ， 了准 确 分 析盾 构井 结 构 为
各重 要 构件 的受 力 特 性 ， 证 盾 构井 结 构 在 施 工 和 保
使用阶段的安全 ， 本文建立空间模型 ， 对盾构井结构
荷 载 一结构 模 型 的计 算 方法认 为 地层 对结 构 的 作 用 只是产 生作 用 在 地 下结 构 上 的荷 载 （ 括 主动 包 地 层压 力 和 由于土 层约束 结 构变形 而 形成 的被 动地 层 抗力 ） 以 此 来 计 算 衬 砌 在 荷 载作 用 下 产 生 的 内 ， 力 和变 形 。其计 算 过程 中需 首先 确定 地层 压力 的分
受力计算分析 ， 并对其重要组成构件 ， 如框架梁、 、 墙 柱在Ｇ ＿和使 用阶段 的受力特性进行 深入 对比和分析 ， 出 了 ｖ － － 提
毕业设计 盾构区间隧道结构设计
本科生毕业设计（论文）中文题目：北京地铁六号线盾构区间隧道结构设计英文题目: The Tunnel Structure Design of Shield Interval of BeijingMetro Line 6姓名：学号：学院：专业：班级：指导教师：职称：完成日期： 2010 年 1 月 10 日1 工程概况北京地铁十号线二期工程17标盾构井～终点段工程分别采用矿山及明挖施工，采用明挖施工（含人防防护单元），长29.6m；部分采用矿山法施工，长约110m，终点25m暗挖段初支已施做，后采用盾构法施工。
由于本区间与10号线一期起点相接，导致区间工法比较复杂。
根据业主提供的资料，一期起点～巴沟站区间发生过变更，变更后的区间长度比原设计缩短了50m，在原设计中此50m范围内区间线路为直线段，双连拱结构，采用暗挖中洞法施工。
二期火器营站～终点区间应与变更后的一期区间起点相接，经调查，根据一期起点～万柳站（巴沟站）区间的施工资料得知：此段区间变更缩短的50m中导洞、中隔墙施工完毕，两侧洞亦施工32.2m。
若将10号线二期区间与一期起点相接，二期线路必须设计成半径R=300m的曲线，经限界专业核实，一期施工的部分结构已不满足二期曲线隧道限界要求，须将已施工的直线段结构断面扩大，而采用矿山法扩大既有结构断面，无论工程造价和施工风险都比较大，考虑到此段区间场地现状为大片空地，具备明挖条件，故将不满足限界的区段采用明挖施工，在基坑内凿除侵限结构后重新施做。
表1.1 工程概况明细表1.1 风险源分级1.1.1 自身风险工程1.1.2 环境风险工程1.2 工程地质与水文地质条件1.2.1 地质概况根据《北京地铁十号线二期工程火器营站～终点区间岩土工程详细勘察报告》，本场地除表层人工填土外，勘察深度范围内岩土以第四纪沉积物为主，根据钻探资料及室内土工试验结果，按地层沉积年代、成因类型，将本工程场地勘探范围内的上层划分为人工堆积层、新近沉积地层、第四纪全新世冲洪积层、第四纪晚更新世冲洪积层4个大层，按地层岩性及其物理力学性质进步划分为7个岩上分层，各上层的岩土工程特征描述见表1.2。
国内地铁盾构区间隧道管片结构设计的现状与发展
国内地铁盾构区间隧道管片结构设计的现状与发展摘要：近几年国内地铁区间盾构隧道的结构设计相对于早期的上海地铁一号线又有了一定的发展，随着盾构法普及后工程条件的变化出现了一些新的管片形式和结构分析方法，在借鉴国外经验的基础上将逐步做到与国际接轨。
关键词：地铁；隧道区间；隧道盾构法；管片衬砌；结构设计；综述1引言国内地铁区间隧道采用盾构法开始于世纪年代上海地铁一号线试验段，在其前后也有部分小型盾构隧道先后施工，内径以3～4m居多，主要用于引排水、人防及交通工程项目。
大型盾构隧道国内修建很少，主要为上海跨越黄浦江的两条公路隧道。
在国内大量修建的主要为地铁盾构区间隧道，上海地铁一、二号线暗挖区间都采用盾构法施工广州地铁一号线有两个区间、二号线有四个区间南京地铁一号线有六个区间，北京地铁五号线试验段以及深圳地铁部分区间都采用盾构法施工，即将开工的成都地铁试验段两个区间也将采用盾构法施工。
因此，盾构法在国内迎来了快速发展的时期。
管片结构设计主要包括两个方面：管片的构造设计、结构分析。
具体内容见表。
2 管片构造设计现状及发展趋势2.1单层、双层衬砌的选择国内地铁区间隧道很少采用双层衬砌，只在盾构法最初阶段，例如在上海地铁试验段一段区间隧道中采用了双层衬砌，以进行试验研究，其后皆采用单层衬砌。
根据国内的设计、施工经验和地铁区间的运营情况，单层柔性衬砌结构的受力性能和耐久性等均可控制在预期的要求内，能够满足地铁隧道的运营要求，且单层衬砌的施工工艺单一、工程实施周期短、投资省、防水效果从施工情况看优于矿山法区间隧道，因此单层衬砌占据主导地位。
但是由于国内盾构区间隧道的运营时间还不长，结构的抗震性能、防水性能以及结构的耐久性还有待时间来检验。
这方面只能结合国外经验进行比较：在欧美盾构隧道以单层衬砌为主，双层衬砌很少使用；在日本双层衬砌和单层衬砌都多有采用。
比较双方的差别，可能主要由于大的地质构造方面的差异，日本一直是一个地震高发带，而欧洲相对比较稳定。
城市地铁盾构法区间隧道的设计
城市地铁盾构法区间隧道的设计地铁盾构法是一种常用的地铁隧道施工方法，其设计是十分重要的。
设计的好坏直接关系到地铁线路的安全、顺利运行，下面将从设计意图、设计要求以及设计方法等方面进行详细阐述。
首先，地铁盾构法区间隧道的设计目的主要有以下几个方面。
1.保证地铁车辆的正常运行。
设计时需要考虑到隧道的纵横断面尺寸、弧线的半径、坡度等因素，以确保地铁车辆在隧道内能够顺畅运行，同时在设计时也要考虑到隧道的排水、通风系统，以保证车辆安全运行。
2.确保隧道的结构安全。
设计时需要考虑到隧道的地质条件，以及隧道所经过地下设施的影响。
合理选择隧道的结构形式和材料，使隧道具有足够的刚度和承载能力，同时对于可能出现的地质灾害情况要有相应的处理措施。
3.提高盾构施工的效率。
设计时要针对不同地质条件和施工情况，合理选择盾构机的类型和规格，以及刀盘的转速和刀盘的类型等，从而提高盾构工程的施工效率和质量。
其次，在设计地铁盾构法区间隧道时需要满足的基本要求有以下几个方面。
1.地质条件。
地质条件是地铁隧道设计的基础，需要对隧道所经过的地质情况进行详细的勘探和分析，包括土层的厚度、土壤的类型、地下水位、地下设施等情况，从而为隧道的设计提供可靠的依据。
2.盾构机选择和设计。
根据地质情况和施工要求，选择适合的盾构机类型和规格，并进行相应的设计。
盾构机的选择和设计需要综合考虑隧道的纵横断面尺寸、路线曲线的半径、坡度等因素，以及盾构机的施工工艺、可靠性和效率等因素。
3.结构设计。
隧道的结构设计需要考虑到地质条件和施工要求，选择合适的结构形式和材料。
同时需要对隧道的承载能力、防水性能、挠度控制等进行详细的计算和分析，确保隧道的结构安全和稳定性。
最后，在设计地铁盾构法区间隧道时可以采用以下几种设计方法。
1.直接切削法。
通过盾构机直接对地质进行切削，同时在切削过程中进行支护和封固，确保隧道的结构安全。
这种方法施工效率高，但对于地质条件要求较高。
2.预支护法。
盾构隧道的结构设计与优化分析
盾构隧道的结构设计与优化分析盾构隧道是一种广泛应用于城市地下工程建设中的隧道工程方法。
在盾构隧道的设计与建设过程中，结构设计和优化分析是非常重要的环节。
本文将对盾构隧道的结构设计与优化分析进行探讨，包括结构设计的原则、常用的结构形式以及优化分析的方法与过程。
一、结构设计的原则在进行盾构隧道的结构设计时，需要遵循以下几个原则：1. 安全性原则：盾构隧道的结构设计必须保证隧道的安全性，能够承受预期的荷载和地下水压力，并能满足施工和使用过程中的安全要求。
2. 效益性原则：结构设计应考虑建设和维护成本，尽量减少材料使用量和施工难度，提高结构的运营效益。
3. 可持续性原则：结构设计应具备良好的可持续性，包括对环境的保护、节约能源和资源等方面的考虑。
二、常用的结构形式在盾构隧道的结构设计过程中，常用的结构形式如下：1. 圆形结构：圆形结构是盾构隧道最常见的结构形式，其具有较好的力学性能和适应性。
圆形结构能够承受较大的地压力，具有较高的抗震性能。
2. 椭圆形结构：椭圆形结构相比于圆形结构具有更好的空间利用率，能够满足特定的工程需求。
椭圆形结构在地铁等地下交通工程中常被采用。
3. 矩形结构：矩形结构适用于某些特殊情况下的盾构隧道设计，如地下车库等。
矩形结构可以根据空间要求进行灵活布局，具有较好的适应性。
三、优化分析的方法与过程盾构隧道的结构优化分析是为了在满足设计要求的前提下，提高结构的经济性和施工效率。
常用的优化分析方法与过程如下：1. 结构力学分析：通过有限元分析等力学方法，对盾构隧道的结构进行模拟分析，了解结构的受力情况，包括应力、变形等参数，为后续的优化分析提供依据。
2. 材料选择与强度优化：在结构设计中，选择合适的材料可以有效提高结构的性能。
通过材料的强度优化分析，可以在满足设计要求的前提下减少材料的使用量，降低结构成本。
3. 施工工艺优化：结构设计应与盾构施工的工艺过程相结合，进行施工工艺的优化分析。
盾构隧道环片段的结构设计与分析
盾构隧道环片段的结构设计与分析盾构隧道是现代城市建设中用于地下交通和地下管网的重要基础设施，而环片段作为盾构隧道的主要组成部分之一，其结构设计和分析对于隧道的安全和稳定运行至关重要。
本文将重点探讨盾构隧道环片段的结构设计和分析的相关内容。
一、盾构隧道环片段的结构设计1. 环片段的材料选择：在盾构隧道环片段的结构设计中，首先需要选择合适的材料。
一般来说，混凝土是常用的材料之一，其具有较好的抗压强度和耐久性。
在具体选择时，还需要考虑环境条件、地下水位、地层特性等因素。
2. 环片段的几何形状设计：环片段的几何形状设计涉及到环片段的厚度、外形等参数。
通常情况下，根据隧道的使用要求和地质条件，可以选择圆形、椭圆形或矩形等形状。
同时，还需要考虑环片段的连接方式和接缝设计，以确保环片段的密封性和稳定性。
3. 环片段的加固设计：盾构隧道环片段在施工过程中可能受到各种载荷的作用，因此需要进行加固设计。
加固方式可以采用钢筋混凝土、预应力混凝土等，以增强环片段的强度和刚度。
此外，还可以考虑使用纤维增强材料等新型材料，提高环片段的抗裂性和耐久性。
二、盾构隧道环片段的结构分析1. 环片段的受力分析：盾构隧道环片段在使用过程中会受到地下水压力、地层变形等多种力的作用。
因此，需要进行受力分析，确定环片段在各种荷载下的受力状态。
通过有限元分析等方法，可以计算得出环片段的应力分布、变形情况和破坏机理，以评估其安全性。
2. 环片段的挠度分析：盾构隧道环片段在运行过程中会由于地层沉降和荷载作用而发生挠度。
通过挠度分析，可以评估环片段在使用寿命内的挠度变化情况，以确定环片段的稳定性和变形情况。
在设计过程中，应采取相应的措施，如设置足够的补偿装置、增加剪切强度等，以减小环片段的挠度。
3. 环片段的破坏分析：在盾构隧道环片段的使用过程中，可能会出现各种破坏模式，如环片段的开裂、脱落等。
通过破坏分析，可以确定环片段的破坏机理和破坏形式，并提出相应的预防和修复措施。
参考——区间隧道结构设计
地铁区间隧道结构设计计算书一、设计任务对某区间隧道进行结构检算，求出内力，并进行配筋计算。
具体设计基本资料如下：1.1 工程地质条件线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。
其主要物理力学指标如表1，本地区地震烈度为7度。
1.2 其他条件地下水位在地面以下4.2处；隧道顶板埋深10.7m；采用暗挖法施工，隧道断面型式为5心圆马蹄形结构。
二、设计过程2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋；可以采用《铁路隧道设计规范》推荐的方法，即有上式中s为围岩的级别；B为洞室的跨度；i为B每增加1m时的围岩压力增减率。
由于隧道拱顶埋深10.7m，位于粉土层、细砂层和圆砾土中，根据《地铁设计规范》10.1.2可知“暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规范》确定”。
围岩为Ⅵ级围岩。
则有因为埋深，可知该隧道为极浅埋。
2.2 计算作用在结构上的荷载；1 永久荷载A 顶板上永久荷载a. 顶板自重（可只考虑二衬）b. 地层竖向土压力由于拱顶埋深10.7m，则顶上土层有杂填土、粉土、细砂，且地下水埋深4.2m，应考虑土层压力和地下水压力的影响。
c. 地层竖向水压力B 底板上永久荷载a. 底板自重b. 水压力（向上）：C 侧墙上永久荷载地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑地下水的影响。
(为简化计算，按水土分算)a. 侧墙自重b. 对于隧道侧墙上部土压力：用朗肯主动土压力方法计算c. 对于隧道侧墙图层分界处土压力=d. 对于隧道圆心高度土压力=e. 对于隧道侧墙底部土压力f. 对于隧道侧墙水压力2 可变荷载A 顶板上可变荷载按《地铁设计规范》10.2.1中第三条规定：在道路下面的潜埋暗挖隧道，地面的车辆荷载按10KPa的均布荷载取值，并不计动力作用影响。
人行荷载可以不用考虑。
B 底板上可变荷载主要为列车车辆运行的可变荷载，一般取为C 侧墙上可变荷载由于到隧道上部地面车辆的运行，会导致侧向压力的增大：3 偶然荷载在本设计中，仅考虑比较简单的情况，偶然荷载可以不用计算。
地铁盾构区间结构设计方法研究 吴瑾
地铁盾构区间结构设计方法研究吴瑾发表时间：2019-05-15T16:00:08.363Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：吴瑾[导读] 地铁是城市化建设中重要的组成部分，在实际进行地铁结构的时候，耐久性是需要重点关注的内容。
中铁工程设计院（天津）有限公司天津 300000 摘要：随着经济和科技水平的快速发展，地铁结构设计耐久性指的是在项目中的混凝土结构设计过程，依照之前设计确定的环境作用、应用条件，保证地铁在设计所规定年限中的舒适度及安全性，进而保障地铁营运效益。
地铁工程属于城市建设中重要的公共交通轨道工程项目，具有总投资金额大、建设周期长、质量要求高等特点，在对项目的主体建设过程，考虑到百年的设计年限，因此需要关注结构耐久性问题。
地铁结构耐久性的具体设计上，受周边环境因素影响、电流腐蚀、地下污水侵蚀等因素影响，常引起耐久性问题，且随着时间的推移问题也愈加严重，这不但会影响地铁安全性、舒适性，还带来高额的经济损失。
为此，在现代城市建设中，对于地铁结构耐久性的设计上，需要相关人员加强重视，提高地铁结构设计质量。
盾构法是一种在地下挖掘隧道的施工方法，在城市的地下铁路、电力通讯、上下水道和市政设施等得到了广泛的使用，尤其在地铁的隧道中使用的非常频繁。
关键词：地铁结构；设计；方法研究引言地铁是城市化建设中重要的组成部分，在实际进行地铁结构的时候，耐久性是需要重点关注的内容。
地铁结构的耐久性设计可以保证地铁安全运行，让地铁的使用时间达到固定要求，保证地铁建设及运营企业的经济效果。
盾构技术随着地下空间的不断开发得到了越来越广泛的应用，在如今的地铁隧道、市政地上地下水道、通信管道等工程领域得到了普遍的施工，相关的技术人员与施工人员还要不断的完善与探索盾构施工的技术，尤其在对始发和到达的施工技术方面要投人更大的努力，保证可以更好的控制地表的沉降，让地铁隧道工程的质量朝着更加安全稳定的方向发展。
1地铁盾构始发技术的难点分析在工程初始阶段，需要将盾构机组进行组装调试，对于反力架的稳定性、端头加固的质量和地层地表的检测等多方面都要注意，其中存在着较多的施工难点。
盾构机结构设计与优化分析
盾构机结构设计与优化分析盾构机作为现代隧道掘进的主要设备，在地下工程中起着至关重要的作用。
盾构机的结构设计与优化分析对于提高施工效率、减少工程风险具有重要意义。
本文将从盾构机的结构设计和优化分析两个方面进行讨论。
一、盾构机的结构设计1. 盾构机主体结构设计：盾构机主体结构包括主梁、副梁、大门架、副门架等组成。
在设计过程中，需要结合工程要求和施工环境，确定主梁和副梁的材料、尺寸和连接方式，保证足够的刚度和强度。
2. 掘进机构设计：盾构机的掘进机构是实现施工的关键部分。
在设计过程中，需要考虑盾构机的直径、推力和刀盘转速等因素，并根据地质条件选择合适的刀盘形式和工具，以提高施工效率和掘进质量。
3. 支护系统设计：盾构机在掘进过程中需要不断进行地下支护，以保证隧道的稳定性和安全性。
设计支护系统时，需要考虑地质条件、地下水位等因素，选择合适的支护方式和材料，确保支护系统能够满足施工要求。
4. 液压系统设计：盾构机的液压系统是控制和驱动盾构机正常工作的关键部分。
在设计过程中，需要确定液压系统的工作参数、液压元件的选型和布置方式，保证盾构机的稳定性和可靠性。
二、盾构机的优化分析1. 结构强度优化：盾构机在掘进过程中承受巨大的地压力和水压力，对其结构强度提出了很高的要求。
通过优化盾构机的主体结构和加强关键部位的设计，可以提高盾构机的结构强度，降低断裂和变形的风险，保证施工的安全性和稳定性。
2. 控制系统优化：盾构机的控制系统是实现盾构机运行和施工的关键。
通过优化控制系统的设计，提高盾构机的自动化程度和控制精度，可以有效提高施工效率和掘进质量，减少人工干预，降低事故风险。
3. 刀盘设计优化：盾构机的刀盘是直接参与掘进工作的部件。
通过优化刀盘的设计，选择合适的刀具材料和刀具形状，可以提高刀盘的抗磨性和切削性能，延长刀具寿命，降低刀具更换频率，提高施工效率。
4. 施工参数优化：盾构机的施工参数包括刀盘转速、推进速度等。
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浅淡盾构区间的结构设计简介：本文以广州市轨道交通二、八号线广州新客站~石壁站盾构区间为例，总结了盾构区间隧道管片构造型式的选定以及管片结构分析，对类似工程的设计有一定的参考价值。
关键字：盾构隧道设计1、引言盾构工法自问世以业，由于在节约地下空间资源、减少对周边环境的影响、降低工程造价等方面的独到的优势而逐渐在地铁、市政等工程建设中得到广泛应用。
本文主要以广州轨道交通二、八号线广州新客站~石壁站盾构区间为工程背景，阐述盾构区间设计要点。
2、工程概况广州轨道交通广州新客站～石壁站区间左线全长728.862 m（含长链0.126）；右线全长728.41m；区间全采用盾构施工，其中在Z(Y)CK1+100处设一联络通道；最小曲线半径为1500m，最大纵坡为15.668‰，最大坡长为530m。
广州新客站~石壁站区间总平面图广州新客站~石壁站区间纵断面图3、主要设计原则及标准结构设计应满足施工、运营、城市规划、人防、防水、防火、防迷流的要求；结构应具有足够的强度和耐久性，以满足使用期的需要。
结构的设计使用年限为100年；结构的安全等级为一级；区间隧道结构防水等级为二级；盾构圆形隧道限界为5200mm。
4、工程地质与水文地质本工程盾构施工穿越的土层为：<3-2> 中粗砂、<4-1>粉质粘土、<5-2> 硬塑粉质粘土、<7>白垩系红层强风化带。
隧道覆土埋深5m~9m，5、管片构造设计１）隧道内径：地铁圆形隧道限界为φ5200mm的圆。
隧道内径的确定应综合考虑限界、施工误差、测量误差、线路拟合误差、不均匀沉降等因素。
结合广州地铁的成功经验，隧道的内径定为5400mm。
２）管片形式及厚度：根据广州、上海等地地铁盾构法区间隧道和国外类似工程的成功经验，表明采用具有一定刚度的单层柔性衬砌是合理的。
其衬砌的变形、接缝张开及混凝土裂缝开展等均能控制在预期的要求内，完全能满足地铁隧道的设计要求；且使用单层衬砌，施工工艺简单、工程实施周期短、投资省。
鉴于以上理由，盾构隧道采用单层装配式衬砌，管片形式选择当前常用的平板型钢筋混凝土管片。
考虑结构100年使用寿命及参照已有工程实例，钢筋砼衬砌的厚度采用300mm，采用C50混凝土管片。
３）管片的宽度及分块：衬砌环环宽越大，即管片宽度越宽，衬砌环节缝越少，因而漏水环节、螺栓数量越少，施工速度越快，费用越省。
但盾构机千斤顶的行程要大，施工难度亦有一定提高，在小半径曲线上，1.5m管片比1.2m、1.0m宽管片的设计拟合误差大，但本工程盾构隧道最小曲线半径为1500m，拟合误差很小。
与环宽1.2m的管片相比，采用环宽1.5m的管片有以下优点：一方面，减少了20%的环向接缝数量，降低了接缝漏水的几率，提高隧道防水质量；另一方面，降低了接缝止水材料和连接螺栓的使用量；此外还可减少20%的拼装时间，提高了施工速度。
根据目前广州的盾构机机械情况，综合考虑管片的制作、运输、拼装及曲线施工的需要，决定采用了 1.5m的环宽。
衬砌环的分块主要由管片制作、防水、运输、拼装、结构受力性能等因素确定。
地铁隧道管片常用分块数为六块和七块两种。
分六块和分七块在制作、运输、施工方面没有大的差别。
在国内上海地铁一号线、广州地铁一、二、三号线盾构区间隧道都采用六块方案。
根据隧道的实践经验，考虑到施工方便以及结构受力的需要，目前封顶块一般趋向于采用小封顶块形式。
封顶块的拼装形式有径向楔入、纵向插入等几种。
径向插入者其半径方向的两边边线必须呈内八字形或者平行，受荷后有向下滑动的趋势，受力不利。
采用纵向插入形式的封顶块受力情况较好，受荷后不易向内滑动，其缺点是需加长盾构千斤顶的行程。
本设计确定采用六块方案，一块封顶块，两块邻接块，三块标准块。
４）环、纵缝及连接构造：管片接缝构造包括密封垫槽、嵌缝槽及凹凸榫的设计，其中前者为通用的构造方式，而凹凸榫的设置与否在不同时期、不同区域的工程实践中有着不同的理解。
凹凸榫的设置有助于提高接缝刚度、控制不均匀沉降、改善接缝防水性能，也有利于管片拼装就位，但与此同时增加了管片制作、拼装的难度，是拼装和后期沉降过程中管片开裂的因素之一，客观上又削弱了管片防水性能。
根据本段地质情况同时考虑降低施工难度，环纵缝均不设凹凸榫。
管片环面外侧设有弹性密封垫槽，内侧设嵌缝槽。
环与环之间以10根M24的纵向螺栓连接，既能适应一定的变形，又能将隧道纵向变形控制在满足防水要求的范围内。
管片的块与块之间以12根M24的环向螺栓相连，能有效减小纵缝张开及结构变形。
管片之间及衬砌环间的连接方式，从力学特性来看，可分为柔性连接及刚性连接。
实践证明，刚性连接不仅拼装麻烦、造价高，而且会在衬砌环中产生较大的次应力，带来不良后果。
因此，目前较为通用的是柔性连接。
按螺栓连接形状又可分为弯螺栓连接、直螺栓连接、斜螺栓连接和榫槽加销轴等方式。
弯螺栓连接的接头具有一定的自由度，十分方便安装。
弯螺栓在德国、法国、英国、新加坡、丹麦等许多国家的地铁交通项目及国内地铁中广泛应用，这种接头系统都非常成功。
直螺栓和斜螺栓是近年来发展起来的管片连接形式，其手孔体积小，管片强度损失很小，而且容易实现机械快速安装，但安装难度较高，施工误差要求较小。
根据广州地铁一、二号线及三号线的成功经验，本设计管片块与块、环与环之间采用在广州应用比较成熟的弯螺栓连接。
５）肋、端肋的构造手孔形式设计时，为减少更多的手孔处削弱，考虑到环肋、端肋的设计需要，环肋、端肋的长度约为180mm。
６）衬砌环形式及拼装方式衬砌环形式：为了满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇行纠偏的需要，应设计楔形衬砌环。
目前国际上通常采用的衬砌环类型有三种。
A）楔形衬砌环与直线衬砌环的组合。
盾构隧道在曲线上是以若干段折线（最短折线长度为一环衬砌环宽）来拟合设计的光滑曲线。
设计和施工是采用楔形衬砌环与直线衬砌环的优选及组合进行线路拟合的。
根据线路转弯方向及施工纠偏的需要，设计左转弯、右转弯楔形衬砌环及直线衬砌环。
设计时根据线路条件进行全线衬砌环的排列，以使隧道设计拟合误差控制在允许范围之内。
盾构推进时，依据排列图及当前施工误差，确定下一环衬砌类型。
由于采用的衬砌环类型不完全确定，所以给管片供应带来一定难度。
B）通用型管片。
目前欧洲较为流行通用管片。
它只采用一种类型的楔形衬砌环，盾构掘进时通过盾构机内环向千斤顶的传感器的信息确定下环转动的角度，以使楔形量最大处置于千斤顶行程最长处，也就是说，管片衬砌环是可以360°旋转的。
深圳地铁首次采用通用管片。
由于它只需一种管片类型，可降低管模成本，不会因管片类型供应不上造成工程质量问题。
但是通用管片拼装难度较高，需要有经验的盾构机操作人员。
C）楔形衬砌环之间相互组合。
这种管片组合形式，国内目前只有在南京地铁施工中使用。
它采用几种类型的楔形衬砌环，设计和施工是采用楔形衬砌环与楔形衬砌环的优选及组合进行线路拟合的。
根据线路偏转方向及施工纠偏的需要，设计左转弯、右转弯楔形衬砌环，在直线段通过左转弯和右转弯衬砌环一一对应组合形成直线。
设计时根据线路条件进行全线衬砌环的排列，以使隧道设计拟合误差控制在允许范围之内。
盾构推进时，依据排列图及当前施工误差，确定下一环衬砌类型。
由于采用的衬砌环类型不完全确定，所以给管片供应带来一定难度。
结合广州的实际情况，采用标准环、左转弯环、右转弯环三种衬砌环形式，其中转弯环用于隧道纠偏。
７）管片拼装形式：衬砌环的拼装形式有错缝、通缝两种拼装形式。
错缝拼装能使圆环接缝刚度分布趋于均匀，减少结构变形，可取得较好的空间刚度，但衬砌环较通缝拼装内力大，且管片制作精度不够时容易在推进过程中被顶裂，甚至顶碎。
通缝拼装施工难度小，衬砌环内力较错缝衬砌环小，可减少管片配筋量，但衬砌空间刚度稍差。
根据广州地铁一、二及三号线的成功经验及现有的管片制作精度水平，本工程确定管片拼装方式采用错缝拼装。
８）管片标示每环管片分为六块，即三块标准块（A1、A2、A3），两块邻接块（B，C）和一块封顶块（K）。
衬砌环的种类有标准环（P）、左转弯（L）和右转弯楔形环（R）。
管片标示分为永久标示和临时标示。
永久标示在钢模制造时就镜像铸于钢模上的，主要反映管片环类型（标准环、左转弯环、右转弯环）、块类型（标准块、邻接块、封顶块）、管片端面对接标志及螺栓孔对接标志。
临时标示为管片脱模后喷涂的，主要标示管片流水号码、生产日期。
９）特殊管片设计紧急疏散联络通道及废水泵房通道与正线隧道相接处的管片，设计为可以在正线隧道内部拆除局部管片的特殊管片环。
特殊管片采用钢管片时，临时钢管片拆卸方便，但加工难度大，成本高；采用钢筋混凝土管片虽拆卸难度较高，但成本低，制作简单。
钢筋混凝土切割和植筋技术的发展已经非常普遍，建议采用钢筋混凝土特殊管片。
6、管片结构设计6.1计算原则１）砂性土中采用水土分算计算水土压力，粘性土中采用水土合算计算水土压力；２）竖直荷载考虑上覆土重。
地层反力与竖向水土压力、衬砌自重和地面超载相平衡；３）侧向荷载根据地层的侧压力系数或c、φ角计算；地面超载采用20KPa；４）地震作用与主要荷载组合进行结构验算，并提高接头的整体抗震能力；５）衬砌计算中考虑接头刚度的影响以及拼装应力、盾构千斤顶力的影响等施工荷载。
６）结构抗浮安全系数：考虑摩阻力时≥1.15，不考虑摩阻力时≥1.05７）管片裂缝宽度≤0.2mm。
6.2计算荷载盾构隧道结构设计主要考虑以下荷载：﹒地面超载（一般情况下按20kpa计）﹒结构自重G﹒垂直和水平土压力Q1、E1-E2﹒水压力﹒侧向地层抗力﹒地层反力﹒施工荷载（盾构千斤顶力）﹒结构内部荷载﹒特殊荷载（地震荷载、人防荷载）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。
但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）。
6.3计算简图计算断面采用YCK1+400处断面，埋深约9m，计算荷载采用标准值，计算结果见图4.1-2：图1计算模型6.4内力计算及分析弯矩图轴力图剪力图图2 计算结果配筋情况(每环)：环向钢筋：12φ18；纵向钢筋：18￠10。
具体配筋见下图：管片标准块配筋图7、结论1、盾构隧道采用单层衬砌柔性结构可以满足结构受力及变形等要求；2、管片配筋含钢量154.5kg/m3，即保证了结构承载要求，同时又具有一定的经济性。