【精品课件】地铁区间隧道的结构设计
[PPT]深圳地铁区间隧道工程策划_ppt
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绿化迁改
2、xx区间中间风井
施工围蔽范围内需迁移树 木约200棵，草皮6500㎡， 灌木约1000㎡ xx西路
绿化迁改
xx区间中间风井位于xx西路东侧，xx湾公园xx休闲带绿地当中，施工围挡占 地面积约7800平米，范围内共需迁移树木约200棵、草皮6500㎡、灌木1000 ㎡。目前正与绿化产权单位xx公园管理中心协调进场事宜。
一条DN300 给水管
管线迁改
4、xx区间中间风井改迁图 根据管线改迁设计，一条DN300给水管需改迁至围挡范围外侧，以避免对施 工造成影响。完成改迁后如下图。
完成改迁后的 给水管位置
第四部分 主体工期安排
区间工期安排
区间工期安排
区间工期安排
区间工期安排
区间工期安排
区间工期安排
第五部分 前期工作安排
盾构下穿平南铁路横断面图
地下构筑物与隧道位置关系
3）下穿隧道
盾构下穿隧道横断面图
第三部分 管线调查及征 拆、占地
绿化迁移
1、xx区间1#联络通道
施工围蔽范围内绿 化迁移范围
xx1#联络通道
交通疏解范围内绿 化迁移范围
绿化迁移
区间1#联络通道位于xx东路，xx球场东侧，施工围挡占地面积约4200平 米，范围内共需迁移树木41棵、草皮280㎡、灌木350㎡。交通疏解范围 内需迁移树木约252棵、小灌木230棵。目前已经开始进场施工。
地下构筑物与隧道位置关系
区间隧道与xx球场纵断面位置关
地下构筑物与隧道位置关系
3）区间隧道下穿1号、2号人行天桥 区间隧道在里程ZCK11+845与ZCK11+650处分别下穿1号行人天桥与2号行人天桥。 两座人行天桥桩基均为直径 1.3米的摩擦桩。其中左线隧道与1号行人天桥桩基的距 离为1.9米，2号行人天桥桩基与左右线的距离分别为3.9米，4米。
地铁区间隧道结构设计
地铁区间隧道结构设计一、设计任务对某区间隧道进行结构检算，求出力，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丁永定河冲、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。
表各层土的物理力学指标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》推荐的方法，即有上式中s为围岩的级另U; B为洞室的跨度；i为B每增加1m时的围岩压力增减率。
由丁隧道拱顶埋深10.7m,位丁粉土层、细砂层和圆砾土中，根据《地铁设计规》10.1.2可知“暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规》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. 地层竖向土压力由丁拱顶埋深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。
=4.2 XL6 +（5.9 一4.2）X（24 一10} + 3.2 X（26 一10）+ 1.6 X（27 一10）c. 地层竖向水压力tj 尸I F = = 10.7 X (10.7 — 4.2} = 6SKPaB底板上永久荷载a. 底板自重b. 水压力(向上)：q 代怎| =y w.h = 10K (107-42 + 6.63} = 1313KPaC 侧墙上永久荷载地层侧向压力按主动土压力的方法计算， 由丁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）侧墙自重对丁隧道侧墙上部土压力：用朗肯主动土压力方法计算=142 X 16 4 1JX (24 - 10)+ 3.2(26 - 10)+ 1.6 X f27 - 10)]Kac. 对丁隧道侧墙图层分界处土压力J 42 X 16-1- L7X (24- 10) + 3.2(26-10) = +4.9 X (27 一 10)[42X16+ 1.7 X (24 - 10)- 3.2(26 - 10)1” 〜 ……L+4.9 X (27 - 10)J4.2 X 16+ 1.7 X (24- 10)+ 3.2(26-10)+(4月一 (L7S )X (27 - 10)e.对丁隧道侧墙底部土压力4.2 X 16 + 1.7 X (24 - 10) + 3.2(26 一 10) +]a. b. Ka = tan气御一易=3印一刍=OKKa ± = W2SKPad. 对丁隧道圆心高度土压力K H = tan aST=tan 3(45。
隧道地铁PPT课件
最小长度，≥1D。这个主要基于下台阶的假想破裂面考虑
的，这个比较好理解。上台阶的土体作为荷载要置于下台阶
假想破裂面以外。
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正台阶环形开挖法
• 上台阶取一倍洞径 左右环形开挖，留 核心土，用系统小 导管超前支护、预 注浆稳定工作面， 用网构钢拱架做初 期支护；拱脚、墙 脚设置锁脚锚杆。
坍方过程一般为：开挖→围岩塑性变形→支护过大变形→支护 局部破坏→支护与围岩破坏失稳→坍方。
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2 浅埋暗挖法
地面沉降、塌方原因
自然因素
✓不利的地形、地貌因素如隧道穿过地面建筑物，而且埋深浅； ✓不良的地质条件如隧道穿过断层及其破碎带； ✓通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差。
合使用，一般采用人工开挖，人工和机械混合出碴。
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中隔墙法
2 浅埋暗挖法
• 适用于Ⅳ～Ⅴ级围岩的浅埋双线隧道。中隔墙开挖时， 应沿一侧自上而下分为二或三部进行，每开挖一步均应 及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁，中隔壁墙 依次分步联结而成，之后再开挖中隔墙的另一侧，其分 步次数及支护形式与先开挖的一侧相同；
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交通作为一个 城市功能实现的大动脉， 必须得到妥善解决，放眼世界，纽约、 伦敦、东京等各大城 市地铁纵横交错、 四通八达，几乎从根本上解决了城市 交通拥堵问题。地铁建设为一 个城市 的发展注入了新的活力，不仅促进周 边区域经济的发展，实现城市资源的 优化 配置，甚至可以改变一个城市的 发展布局。开发利用地下空间已经成 为各大城市的发 展新趋势，而地铁建 设程度更成为衡量一个城市现代化建 设的重要标志。
工程因素
地铁区间隧道常见结构的设计
地铁区ｌ 司隧道常见结构的设计
王忠岭
（ 哈 尔滨地铁 集团有 限公 司，黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要：随 着我 国社会 主义现代化 建设的不断发展 ，城 市化进程 的不断加 快 ，使得我 国各 个城 市的 交通建设也取得 了非常大的进 步 ，为 了缓解我 国交通的压力 ，方便广 大群 众 出行 ，城市轨道 交通 建设 的发展速度也有 了非常大的提升 ，现在我们可以看到越来 越 多的城 市将 交通 线路 的运 营作 为主要 的工作 ，而这其 中地 － ｇ交通铁路 系统的建设也成为 了当前城 市交通发展 的主要趋势。
参 考文献
… 陈 忠信 ， 唐 晓亮， 谢 娟． 基 于ｃ＃的地 铁 站 安 全 疏散 模 糊 综合 评 价 系统 的开发 与应用 ［ Ａ ］ ． 节能环保和谐发展——２ ０ ０ ７ 中国科协 年会论文集（ 四） ｆ Ｃ １ ． ２ ０ ０ ７ ． ［ ２ 】朱烨 中． 城 市轨 道 交通 中消防报 警 系统联 网技 术的应 用及
随着我国社会主义现代化建设的不断发展城市化进程的不断加快使得我国各个城市的交通建设也取得了非常大的进步为了缓解我国交通的压力方便广大群众出行城市轨道交通建设的发展速度也有了非常大的提升现在我们可以看到越来越多的城市将交通线路的运营作为主要的工作而这其中地下交通铁路系统的建设也成为了当前城市交通发展的主要趋势
的缺 点 主要 有 以下 几点 ：
首先 ，这一施工工 艺基本上都是 在地表进行工作的 ，这样 不仅会 给城市地面交通造成一定的影响 ，而且昼夜工作还会影 响到周围居 民的正常生活 ，最主要的是它会破坏掉施工周边地 区的环境 。 其次 ，这一施工 工艺 的运行 需要拆 除掉影响施 工的管线 ， 对地 表场地 的要求 相对较 高。 从上述几点我们可 以看 出 ，实施 这一施工 工艺的时候 ，为 了降低施 工的风险和工程造价的话 ，可以使用 ，但是对于那些 施 工场地周围有保 护区域的地方 ，我们还是要从长计议 。
地铁区间结构
区间隧道断面形状：通 常采用圆形或矩形断面， 圆形断面适用于小断面 隧道，矩形断面适用于 大断面隧道
区间隧道断面尺寸与行 车速度的关系：断面尺 寸越大，行车速度越高， 但也会增加工程量和投 资
区间隧道断面形状的选 择：根据地质条件、施 工方法、结构受力等因 素综合考虑
区间隧道材料选择
区间隧道材料类型：包括混凝土、钢筋混凝土、钢管等 材料选择原则：根据地质条件、施工方法、结构形式等因素综合考虑 混凝土材料：具有耐久性好、施工方便等优点，适用于一般地质条件 钢筋混凝土材料：具有强度高、抗震性能好等优点，适用于复杂地质条件 钢管材料：具有强度高、耐腐蚀性好等优点，适用于特殊地质条件
通风设施的结构组成：进风口、 排风口、通风道等添加标题添加标题Fra bibliotek添加标题
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通风设施的类型：机械通风、自 然通风等
通风设施的布置原则：根据地铁 区间长度、隧道断面大小等因素 进行合理布置
排水设施结构
排水系统组成：包括排水管道、 排水泵站、排水井等
排水管道材质：一般采用钢筋 混凝土管或钢管
排水泵站作用：将区间积水抽 排至城市排水系统
施工方法：采用机械化施工方法，如挖掘机、压路机等，确保路基施工质量和进度。
排水措施：设置排水沟、排水管等排水设施，确保路基不受水侵害。
防护措施：采用防护措施，如挡土墙、护坡等，防止路基受到外力破坏。
05
地铁区间桥梁结构
桥梁类型及特点
添加标题
区间桥梁的分类：根据结构形式和材料的不同，区间桥梁可以分为多种类型，如混凝土桥梁、 钢桥梁、混合桥梁等。
地铁区间结构
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汇报人：
目录
添加目录项标题 地铁区间隧道结构 地铁区间桥梁结构 地铁区间结构维护与管理
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 %°。
隧道工程隧道结构构造全解PPT课件
◆ 需要足够的拼装空间
◆ 制备构件尺寸上要求精度高
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三、锚喷支护
喷射混凝土加设锚杆和金属网构成的一种支护形式，简 称“喷锚支护”，是目前常用的一种围岩支护手段。
适应软弱和膨胀性地层隧道开挖及可用于整治坍方和隧 道衬砌的裂损。
1 作用原理
喷射混凝土充填裂隙、封闭围岩壁面，靠喷层与围岩的粘 结力及自身的抗剪能力组成一个新的承载结构体系 通过锚杆的悬吊效应、组合梁效应 、加固效应以发挥围 岩自承能力 形成一种柔性衬砌结构，与围岩合成一体，共同作用， 充分调动或发挥围岩的自稳能力
必须与周围岩体大面积地牢固接触，即保证支护一围 岩作为一个统一的支护体系而共同工作 。
要允许围岩及支护结构产生有限制的变形，以充分发 挥围岩的承载作用而减少支护结构的受力，但又必须保证 支护结构及时施作。
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六、衬砌结构一般规定
衬砌结构材料 隧道衬砌材料，应具有足够的强度和耐久性，在某
公
路
隧
道
C25素砼
隧线
级
道路 中中
围
线线
岩
复
合
衬
2%
路线设计标高
砌
隧底填充C10素砼
结
C25素砼
构
复合式衬砌结构图
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复 合 衬 砌 防 水 层
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衬砌结构受力状态：
➢ 外衬受力状态
◆ 保护围岩和加固围岩，促进围岩的应力调整，充分发挥围 岩的自承作用
➢内衬受力状态
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2 锚喷支护类型
◆ 锚杆支护 ◆喷射混凝土支护 ◆喷射混凝土锚杆联合支护 ◆喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护 ◆以上类型加设型钢支撑（或格栅）而成的联合支护
地铁区间隧道结构设计
地铁区间隧道结构设计前言一. 地下铁道的基本功能及特点地下铁道（metro subway）是指，在大城市下的地下修筑隧道、铺设轨道，以电动快速列车运送大量乘客的公共交通体系，简称地铁。
在城市郊区，地铁线路可延伸至地面或高架桥上。
地铁运输几乎不占街道面积，不干扰地面交通，有些国家称它为“街外运输”，或称为“有轨公共交通线”（mass transit railway）。
它是解决城市交通拥挤问题，并能大量快速、安全运送旅客的一种现代化交通工具。
随着国民经济的发展，城市人口的大量增加，机动车和非机动车数量迅速增长，市区的客运交通流量猛增，城市规模随之不断扩大，这样就使城市中空气污染、噪音、交通拥挤等影响城市居民生活的因素逐渐突出，于是居民区就需要向城市郊区扩展。
在上下班时和节假日，城市交通更显得拥挤混乱。
原有的城市道路面积和城市面积的比例（道路率）是受城市发展历史制约等，一般不容易改变，想通过拆迁改造城市交通状况是极其困难的，甚至是不可实现的。
如上海市人均道路面积仅为2.2m²，要增加道路面积非常困难。
因此，许多干道的交通堵塞状况日益严重。
目前很多城市道路交通的平均车速已下降至10km/h以下，很多路口交通负荷度已经很饱和。
根据国内、外的经验，建设大容量快速轨道交通包括地铁和轻轨运输是缓解交通紧张状况的有效途径。
尤其是在市内，建设地铁，向地下发展是今后城市发展的一种趋势。
地下铁道在城市客运交通中的主要作用有以下几个方面：1.能满足大客运量的需要。
一条低铁道单方向每小时的运送能力可达4～6万人次，为公共汽车的6倍至8倍，为轻轨交通的2倍多。
完善的地下铁道系统会成为城市公共交通系统的骨干，可担负起城市客客运量的一般左右（实例见下表）表0—1 地下铁道与公共电、汽车客运量比较表实例2.地铁列车以平均每小时35～40km的速度运行，且一般不存在堵车问题，所以省时、快速、方便，减少了乘客出行时间和体力消耗。
地铁区间结构
⒈明挖法修建的地铁区间隧道
⑴内部净空尺寸的确定 根据建筑接近限界曲线半径超高道床施工误差等因素确定 ⑵隧道结构断面厚度尺寸的拟定 根据设计经验或模拟法，进行试算，先假定截面尺寸，然 后进行计算，进行调整。
矿山法修建的地铁区间隧道
⒉矿山法修建的地铁区间隧道
⑴区间隧道衬砌横断面形状 ①用矿山法修建的区间隧道的界面尺寸应符合建筑限界要 求，还要考虑施工﹑测量误差以及结构固有的变形量，可 按工程模拟法确定，无资料时按下表所示； ②Ⅱ﹑Ⅲ级围岩变形量很小，设计时不考虑；曲线段时内 轮廓需加宽。 预留变形量(cm)
盾构法修建的地铁区间隧道结构形式
⑵双层衬砌
双层衬砌圆环构造图
盾构法修建的地铁区间隧道结构形式
⑶挤压混凝土整体式衬砌 ①挤压混凝土衬砌（Extrude Concrete Lining，简称 ECL）是随着盾构向前掘进，用一套衬砌施工设备 在盾尾同步灌注的混凝土或钢筋混凝土整体式衬 砌，因其灌注后即承受盾构千斤顶推力的挤压作 用，故有此名称； ②挤压混凝土衬砌可以是素混凝土的或钢筋混凝 土的，但应用最多的是钢纤维混凝土的；
盾构法修建的地铁区间隧道结构形式
单层装配式衬砌圆环的构造图
盾构法修建的地铁区间隧道结构形式
⑴装配式衬砌 ①预制装配式衬砌是用工厂预制的构件(称为管
片)，在盾构尾部拼装而成；
②管片种类按材料可分为钢筋混凝土、钢、铸铁
以及由几种材料组合而成的复合管片；
③钢和铸铁管片价格较贵，一般都采用钢筋混凝 土管片。
地铁区间隧道结构及施工
地铁区间隧道选型的原则 地铁区间隧道的结构形式 地铁区间隧道的截面设计与构造
地铁区间隧道结构设计方法
⑴区间隧道即连接两个车站之间的隧道；
第三章区间隧道衬砌结构设计
第三章区间隧道衬砌结构设计第3章区间隧道衬砌结构设计地下铁道线路上部建筑钢轨、联接零件、道床、轨枕、防爬设备及道岔共同组成地下铁道线路上部建筑。
地铁的特点有运量较大、快速迅捷、安全、准时、不污染环境，同时地铁可以修建在建筑物较多而且不便于发展地面交通的地方。
钢轨选定钢轨类型的主要因素是年通过量、速度、选定的轴负载、延长检修周期、检修工作量和振动噪声。
（1）钢轨类型综合国内外地铁钢轨类型和南昌轨道交通的实际情况，宜选用60kg/m的钢轨。
（2）钢轨铺设中山西路站至子固路站区间为直线段，在地下铁道内由于阳光不受影响，温度变化相对较小，铺设无缝线路。
对于无缝线路，采用换铺法进行施工，对于长轨条的焊接，采用基地焊接与工地焊接相结合的施工方式。
基地焊选用接触焊，工地焊可以选用铝热焊或移动式气压焊。
扣件地下铁道的钢轨扣件有刚性扣件及弹性扣件两种，考虑到中子区间地段线路采用整体式道床，因此扣件采用全弹性分开式扣件。
因为全弹性分开式扣件在垂直和横向均具有良好地弹性，相比而言更加适合整体式道床。
道床一般情况下有碎石道床和整体道床两种道床。
整体道床的类型较多，随着轨枕方式的不同，有短轨枕式整体道床、长枕式整体道床、纵向浮置板式整体道床等。
结合南昌铁路交通的实际情况，利用短轨枕整体道床设计区间，道床稳定、耐久性强、结构简单、造价低、施工简单。
钢筋混凝土短轨枕的预制混凝土采用C50，嵌入在混凝土道床，采用C30混凝土道床，布设中心沟，在单层钢筋网的内，钢筋网作为一个杂散电流排水加固。
道岔道岔有单开道岔和双开道岔等形式。
中山西路站至子固路站区间采用9号单开道岔。
地下铁道区间隧道限界与净空本设计线路采用2B 型接触网带电车辆通过这条线，每列车编排6辆，最高时速是80公里/小时。
2B 型车车辆长度为19m ，最大宽度为28m ，车辆定距为，车辆限界及设备限界详细参数参照《地铁设计规范》附录。
由于区间是一个圆形盾构隧道施工，无论是在直线或曲线段，只能使用相同直径的盾构，要在直线上或不同曲线半径地段采用不同半径的盾构来施工是不可能的。
隧道结构设计隧道工程结构构造设计课件PPT(共43页)
※ Ⅳ级及以下围岩或可能出现偏压时，应设置仰拱。
※ 仰拱的重要性
① 解决基础承载力不够，减少下沉：防止底鼓的隆起变形，调 整衬砌应力的作用；
② 封闭围岩，制止围岩过大的松弛变形，将围岩塑性变形和形 变压力控制在允许范围，提高结构的整体承载力；
偏压衬砌示意图
6、喇叭口隧道衬砌
在山区双线隧道， 可将一条双幅公路隧道 分建为二个单线隧道或 二条单线并建为一条双 幅的情况，衬砌产生了 一个过渡区段，这部分 隧道衬砌的断面及线间 距均有变化，相应成了 一个喇叭型，称为喇叭 口隧道衬砌。
嗽叭口隧道衬砌示意图
二、支护结构
初期支护 (一次支护)
支护 结构 永久支护(二
※ 采用就地整体模注现浇砼，适用较广，截面可以是等截面或 是变截面。
※ IV级以上围岩，地基松软，往往侧压力较大，故宜采用 曲墙带仰拱的衬砌。
设置 作用 仰拱
使结构及时封闭，提高整体承载力和侧墙抵抗侧 压力的能力
抵御结构下沉变形，调整围岩和衬砌的应力状态
※ 严寒地区隧道，不管围岩等级如何，只要有地下水存在， 衬砌型式仍应采用曲墙式衬砌，并在施工中根据情况设置伸 缩缝
※ 在层状围岩中，采用喷锚支护效果较好；
※ 喷锚支护作为柔性支护，变形量较大，其外轮廓线宜预留稍 大的空间（20cm）；
※ 为了使开挖时外轮廓线圆顺，尽可能减少围岩中的应力集中 锚喷衬砌的内轮廓线，宜采用曲墙式的断面形式；
※ 锚喷衬砌内表面不太平整顺直，美观性差，影响司机在行车 中视觉感观，应根据需要考虑内装。
③ 具有防水效果，且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝。
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
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一.盾构简介
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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。
midas GTS NX 地铁、隧道专题PPT幻灯片课件
轴力 2792KN
计算模型
工程说明： 某地铁工程，考虑地震动对
车站的影响，需要进行动力计算。 场地地震等级为E2，重现年期 475年，对应概率水准为50年超 越概率10%的设计地震动参数。
计算模型各土层所采用参数 参考相应勘察报告。计算采用三 维地层-结构动力相互作用模型， 计算模型的侧面人工边界距地下 结构的距离为64.35m，底面人 工边界宜取至结构底板以下15m， 上部边界取至地表。模型尺寸为： 250*150*45，模型边界为粘弹 性吸收边界，其计算模型及结果 如下。
35.27
11
1
3
32 3
3 1 fx
4
61
zc 7 1
71
6 61
7
zc
7
7 1 c
7
PBA工法结构断面及地层分布（单位：mm）
工程说明： 某地铁线区间为大跨段，采用PBA工法施工。大跨段
PBA工法结构断面如图2所示。区间结构埋深约7.6m， 开挖面净跨15.4m，高10.405m。两侧小导洞净跨 3.6m，小导洞内施作Φ1200@2000人工挖孔桩，拱顶 施作Φ159×10大管棚，分部开挖扣拱，下挖至底板后 由下而上顺作二衬。
地基的刚度。地基弹簧系数可使用地基基床系数(Modulus of Subgrade Reaction)乘以相应节点的从属面积(Tributary Area)计算而得，应该注意地基只能抵抗压力的作用。
城市轨道交通建设地下车站区间隧道PPT课件
车 站 明 挖 法
明挖法施工步骤示意图
三、土建工程主要施工方法介绍
❖（1） 地下车站明挖法关键所在：
– 车站基坑围护结构的选取：
• 一般有人工挖孔桩、钻孔灌注桩、连续墙、SMW桩、钢板桩、土钉墙、放坡等。 – 车站基坑围护结构支撑体系：
• 基坑内支撑一般采用组合钢支撑、锚杆、土钉等
– 主要控制条件：
主要用于地基 加固和止水帷幕
旋喷加固
主要用于地层 加固和止水
小导管注浆加固
主要用于地层 加固和止水 （WSS注浆）
北京机场线下穿机场高速公路隧道 （采用WSS注浆止水加固）
全断面深孔注浆加固
插板法
主要用于饱和 砂层加固和止水
冻结法
饱和粉细砂层 水平冻结管布设
冻结后的 粉砂地层
北京地铁复八线冻结法施工
分别于93年、97年、99年建成通车。
•
这个阶段为我国城市轨道交通建设打下了坚实的基础，积累了丰富
的经验，并锻炼了一批地铁建设管理、设计、施工及设备生产的技术人员与
队伍，同时也有太多的教训。
二、我国城市轨道交通现状与展望
• 1. 我国地铁建设历史回顾与现状
•
（3）第三阶段：是90年代末本世纪初，国家在政策上大力支持
上部车站施工
下部车辆通行
高架站施工
下部车辆通行
桥梁悬浇施工
高架桥施工
北京机场线采用整体运架的施工方法
四、城市轨道交通工程 ——建设管理模式
四、城市轨道交通建设管理模式
• 1、资金来源：
• 目前城市轨道交通建设资金来源主要为： • （1）国家财政投资 • （2）地方政府投资 • （3）地方专项税收 • （4）企业投资 • （5）银行贷款：国内银行和国际银行贷款
地铁隧道施工组织结构设计(ppt 60页)
二、区间隧道设计情况简述
• 设计思路及计算模型 • 主要设计依据 • 主要设计原则 • 工程地质
2.1 设计思路及计算模型
区间隧道的设计思路大致为：依据 《岩土工程勘察报告》和《地铁设计规范》 进行纵断面设计，再依据《地铁设计规范》 进行限界确定，选择断面形式。本区间采 用的是马蹄形断面，再进行围岩压力和衬 砌计算。最后进行防排水、通风等辅助设 计。对于地裂缝段采用的是加大断面尺寸 增加变形缝来处理的。
⑦ 地下铁道结构中露天或迎土面混凝土构件的 环境类别为二b类，内部混凝土构件的环境类别为一 类。
⑧ 钢筋混凝土结构的最大计算裂缝宽度允许值
应根据结构类型、使用要求、所处环境和防水措施 等因素确定。迎水面0.2mm，背水面0.3mm。
⑨某市地铁二号线区间隧道的二衬与限界之间 的预留量为100mm，初期支护的预留变形量为：单 线隧道50mm，双线隧道80mm,大跨隧道120mm， 地裂缝处理段的加高、加宽按地裂缝活动变形量预 留必要的空间并应同时考虑施工误差、测量误差和 ）按工 程类比法和相关规范初步拟定衬砌断面的几何 尺寸，（2）确定作用在衬砌结构上的荷载， （3）进行力学计算，求出衬砌截面的弯矩M和 轴向力N等内力，确定危险截面，（4）验算危 险截面。
计算模型为：由于该地铁区间处于饱和黄
土层中，地层相对衬砌结构的刚度较小，不足 以约束衬砌结构的变形，可以不考虑围岩对结 构的弹性反力，即采用主动荷载模型。
⑩区间结构防水应满足国家颁布的有关地下工
程防水技术规范的规定，防水设计应遵循“以防为 主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理” 的原则，防水等级为二级。
2.4 工程地质
• 水文地质
本段区间地下水位埋深为6.7～10.90米，地下水 位高程为401.35～405.28m米。地下水位处于区 间顶板以上。地下水主要赋存于中、上更新统黄 土、古土壤层中，含水层厚度20～70米。主要为 第四系孔隙潜水。
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⑶隧道衬砌以封闭式为佳，尽可能接近圆形，一 般都设置仰拱，以增强结构抵抗变形的能力和整 体稳定性； ⑷隧道衬砌应能分期施工，又能随时加强，可根 据施工量测信息，调整衬砌强度、刚度和施做时 机，以及仰拱闭和和后期支护的施工时间，以主 动“控制”围岩变形。
2)隧道衬砌结构类型与选择 a.拱形结构，基本断面形式为单拱双拱和多跨连 拱，见图4-9； b.前者多用于区间隧道或联络通道后者用于停车 线折返线或喇叭口岔线上； c.结合具体条件选择单层衬砌或双层衬砌。
图4-14 平板形管片
⑤箱形管片的纵向接缝（径向接缝）和横向接缝 （环向接缝）一般都是平面状的； ⑥平板形管片的接缝除可采用平面状外，为提高 装配式衬砌纵向刚度和拼装精度，也有采用样槽 式接缝的； ⑦衬砌环内管片间以及各衬砌环间的连接方式， 可分为柔性连接和刚性连接；
⑧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。
第三节 地铁区间隧道的结构设计
一、地铁区间隧道选型的原则和特点 二、 地铁区间隧道的结构形式 三、地铁区间隧道的截面设计与构造 四、地铁区间隧道结构的荷载内力计算
方法 五、地铁区间隧道结构设计
一﹑地铁区间隧道结构选型的原则和 特点
⒈原则
⑴区间隧道即连接两个车站之间的隧道； ⑵区间隧道的走向和埋深，受到工程地质和水文 地质条件、地面和地下环境影响，施工方法等因 素制约，直接关系到造价的高低和施工的难易；
⑵在无水的第四纪地层中，盾构法和新奥法各有 所长。前者虽然造价一般较高，但施工安全、进 度快，后者不需要大型施工机械，对隧道断面、 地质条件、线形、施工长度等适应性强。
பைடு நூலகம்
二﹑地铁区间隧道的结构形式
⒈明挖法修建的地铁区间隧道结构形式
1)整体式衬砌结构 分单跨﹑双跨等形式，整体性好，防水性能高，
施工工序多，速度慢。 2)装配式衬砌结构
图4-9 矿山法修建的衬砌结构形式
⑴衬砌的基本结构类 型——复合式衬砌
a.由初期支护﹑防水层 隔离和二次衬砌组成 （图4-10）。外层为初 期支护，喷锚支护；
b.内层为二次支护，模 筑混凝土；
c.一般用于土质隧道或 车站折返线等大跨度隧 道。
图4-10 复合式衬砌构造
①常用的锚杆型式有：全长粘结式﹑端头锚固型 和摩擦型等； ②喷射混凝土则有素混凝土和钢纤维混凝土； ③钢支撑常用型钢或旧钢轨，一般埋入喷射混凝 土内； ④二次衬砌主要是安全储备以及承受静水压力等； ⑤初期支护与二次衬砌间设防水隔离层。
图4-11 单层装配式衬砌圆环的构造图
图4-12 双层衬砌圆环构造图
⑴装配式衬砌 ①预制装配式衬砌是用工厂预制的构件(称为管 片)，在盾构尾部拼装而成； ②管片种类按材料可分为钢筋混凝土、钢、铸铁 以及由几种材料组合而成的复合管片； ③钢和铸铁管片价格较贵，一般都采用钢筋混凝 土管片。
④按管片螺栓手孔成型 大小，可将管片分为箱 形和平板形两类。
⑶地铁区间隧道结构包括：行车隧道、渡线、折 返线、地下存车线、联络线以及其它附属建筑物； ⑷地铁区间隧道衬砌结构与构造主要取决于隧道 的用途、沿线地形、地物、水文地质、工程地质、 施工方法、环境要求、维修管理、工期要求以及 投资高低等因素。
⒉矿山法隧道的特点
⑴大多埋置于第四系的疏散或含水地层中，在施 工过程中通常需要采取一定的辅助措施，地下水 是威胁隧道安全的主要因素；
因此，目前较为通用的是柔性连接，常用的有 以下几种形式：
a.单排螺栓连接 按螺栓形状又可分为弯螺栓连 接、直螺栓连接和斜螺栓连接三种；
b.销钉连接 销钉连接可用于纵向接缝，亦可用 于横向接缝；
c.无连接件 在稳定的不透水地层中，圆形衬砌 的径向接缝也可不用任何连接件连接。
⑵双层衬砌
①为防止隧道渗水和衬砌腐蚀，修正隧道施工误 差，减少噪声和振动以及作为内部装饰，可以在 装配式衬砌内部再做一层整体式混凝土或钢筋混 凝土内村；
a.箱形管片（图4-13） 是指因手孔较大而呈肋 板形结构。方便拼装， 便于运输和拼装，易开 裂。只有金属管片才采 用箱形结构。
图4-13 箱形管片
b.平板形管片（图4-14） 是指因螺栓手孔较小或 无手孔而呈曲板形结构 的管片。对盾构千斤顶 推力具有较大的抗力， 钢筋混凝土管片多采用 平板形结构。
⑵除稳定岩石地层中的区间隧道外，大多属于浅 埋隧道；
⑶环境保护要求高，必须严格控制隧道开挖引起 的地面沉降和爆破振动对地面建筑及居民生活的 影响；
⑷考虑地铁结构的耐久性要求，锚喷支护不宜作 为永久衬砌结构；
⑸监测控制是施工中不可缺少的环节。
⒊新奥法施工的地铁区间隧道的选择：
⑴第四系的疏散地层中修建的地铁区间隧道，当 不具备明挖条件或采用明挖法很不经济时，应进 行新奥法和盾构法的比选；
⑵其它方案
①在干燥无水的坚硬围岩中，区间隧道衬砌亦可 采用单层的喷锚支护；
②当岩层的整体性好、基本无地下水，防水要求 不高，可采用单层整体现浇混凝土衬砌或装配式 衬砌，不做初期支护和防水隔离层；
③为适应不同的围岩条件，整体式衬砌可做成等 截面直墙式和等截面或变截面曲墙式，前者适用 于坚硬围岩(Ⅲ级以上)，后者适用于软弱围岩；
④一般要求在衬砌做好后向衬砌背后注浆，充填 空隙，改善衬砌受力状态，减少围岩变形。同时 衬砌混凝土本身需要有较高的自防水性能。
⒊盾构法修建的地铁区间隧道结构形式
1)衬砌结构要求 能在较短时间内砌筑完毕，且能立刻承受围岩
压力和盾构千斤顶推力；
2)盾构隧道的类型与选择
a.预制装配式衬砌(图4-11) b.预制装配式衬砌与模注钢筋混凝土相结合的双 层衬砌(图4-12) c.挤压混凝土(ECL工法)整体式衬砌
接头构造，整体性差，慎用。 3)区间喇叭口隧道
岛式车站两侧行车道与正线区间隧道间设过渡 段
4)渡线隧道、折返线隧道 单渡线﹑交叉渡线
5)联络通道及其他附属结构 联络通道，安全﹑消防﹑维护等；排水站。
⒉矿山法修建的地铁区间隧道结构形式
1)衬砌结构要求 ⑴须能与围岩大面积牢固接触，保证衬砌与围岩 作为一个整体进行工作； ⑵允许围岩能产生有限制的变形，能在围岩中形 成卸载拱；