元通～向兴路 区间设计说明

设计说明

1.设计原则、依据及标准

1.1设计原则

1）区间隧道线路设计应满足城市规划、地铁运营、施工工艺的要求，同时应尽可能减小对周边环境、地面交通的影响，减少建筑物的拆迁和管线的改移。

2）根据地质条件、区位环境、周边建筑及管线、道路交通等情况，合理选择施工方法和结构型式，尽量减少施工期间和建成后对环境造成的不利影响。

3）隧道施工引起的地面沉降和隆起均控制在环境条件允许的范围以内。依据周围环境、建筑物基础和地下管线对变形的敏感程度，采取稳妥可靠的措施。

4）盾构法施工的区间隧道覆土厚度和平行隧道间的净距，应根据工程地质条件、隧道断面尺寸、埋置深度、限界和线路要求确定，一般不宜小于隧道外轮廓直径，当因功能需要或其它原因不满足要求时，应在设计和施工中采取技术措施。

5）区间隧道内净空尺寸应满足地铁建筑限界、设备布置、施工工艺等要求，并应考虑施工误差、结构变形、拼装移位、测量误差等影响。

6）结构设计在满足强度、刚度和稳定性的前提下，还应同时满足防水、防腐蚀、防迷流等要求。

7）结构计算模式的确定，除符合结构的实际工作条件外，并能反映结构与周围地层的相互作用，并根据不同地段的工程地质和水文地质条件以及覆土厚度的变化，分段计算、综合处理、使设计系列化、规范化，以取得较好的技术、经济效益。

8）结构按抗震设防烈度7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。

9）结构防水应满足国家颁发的有关地下工程防水技术规范的规定，并充分考虑南京地区地下水位埋深浅、渗透性强的特点，采取综合防水措施。1.2设计依据

1）《南京地铁二号线一期工程可行性研究报告》及专家评审意见

2）《南京地铁二号线一期工程方案设计》及专家评审意见

3）《中国南京城市轨道交通线网规划图（主城）2005年》

4）《南京地铁二号线一期工程初步设计技术要求》(试行)

5）《南京地铁二号线一期工程初步设计文件组成内容与格式》

6）《南京地铁二号线一期工程设计概算、施工图预算编制办法》

7）《南京地铁二号线一期工程XK01标元通站—向兴路站区间岩土工程初步勘查报告》

8）《南京地铁二号线一期工程沿线建、构筑物调查报告》

9）相关技术工作联系单

10）国家和地区的现行规范与标准

建筑地基基础设计规范GB50007-2002

建筑结构荷载规范GB50009-2001

混凝土结构设计规范GB50010-2002

建筑抗震设计规范GB50011-2001

地下铁道设计规范GB50157-2003

人民防空工程设计规范GB50225-95

地下工程防水技术规范GB50108-2001

南京地区地基基础设计规范DB32/112-95

《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999

1.3设计标准

1）不可更换的结构设计使用年限为100年。

2）结构的安全等级为一级。

3）盾构圆形隧道限界为Ø5200mm。

4）结构设计时按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合的影响验算最大裂缝宽度不大于0.2mm。

5）隧道直径变形＜2%D（D为隧道外径）。

6）结构抗浮安全系数应≥1.05。

7）盾构区间隧道结构防水等级为二级。

8）结构按抗震设防烈度7度进行验算，并采取相应的构造措施。

9）人防设计按6级抗力等级人防荷载进行结构强度验算。

2.设计范围

本区间设计范围为：元通站—向兴路站区间（K4+722.863～K5+661.500），全长938.637双线米，包含盾构区间隧道主体部分、联络通道（泵站）结构及防排水设计、车站端头井地基加固等工程。

3.工程概况

南京地铁二号线为南京市快速轨道交通线网中一条东西向干线，一期工程西起河西地区汪家村站，经由中和村、元通、向兴路、所街、集庆门大街、茶亭、莫愁湖、汉中门、上海路、新街口、大行宫、逸仙桥、明故宫、苜蓿园、小卫街、孝陵卫、钟灵街，到达东部紫金山麓马群站，全长为25.145km，其中地下线20.390km，过渡段0.335km，地面线1.935km，高架线2.485km。车站19座，其中地下站16座，地面站2座，高架站1座，另外预留五棵松高架车站。

元通站—向兴路站区间西南起于经四路上双闸乡、沙洲乡，在建的Ⅰ号线元通站，沿经四路（江东南路）至向兴路站。根据区间隧道的埋深及软土地层情况，区间采用盾构法施工。

本区间属长江低漫滩地貌，一直在经四路下穿行，沿线地形较为平坦，周边无建筑物，现地面高程约在7.31~8.37m，原地面高程约在6.00m左右，人工堆填约2.00m左右。区间管线埋深较浅，一般在3m以内。

区间线路无曲线，线间距为15.2m。线路纵坡设计为“V”型坡，最大坡度为23‰，最小坡度为3‰。区间最大埋深为15.8m，最小埋深为8.6 m。

区间在最低点K5+177.5里程设置一个联络通道，与泵站合建，根据地层及周边环境情况，联络通道或泵站在地层加固后采取矿山法施工。4.工程地质及水文地质条件及评价

4.1工程地质

区间地貌单元属长江漫滩，根据区域地质资料，基岩面以上均为第四纪松散层，覆盖层厚度大，厚约50~60m，地质条件差。

场地抗震设防烈度为7度，土的类型按软弱土考虑，建筑的场地类别为Ⅲ类，属对建筑抗震不利地段，场地地基具轻微液化性。

区间隧道主要穿越地层为流塑淤泥质粉质粘土（②－2B4）和软塑的粉质粘土（②－3B3），局部穿越粉土（②－3C3）和粉细砂（②－3D2）。

区间地层分层如下：表4-1

4.2水文地质

根据元通站—向兴路站区间的地质勘探资料，结合区域地质条件，长江漫滩沉积物呈二元结构，上部主要以淤泥质粉质粘土为主，下部以砂性土为主，赋存于粘性土中的地下水类型属孔隙潜水，赋存于砂层中的地下水具微承压性，属微承压水。

地下水主要补给来源为大气降水及地表水体的入渗。深部承压含水层中地下水与长江及外秦淮河均有一定的水力联系。

勘察期间测得地下水初始水位埋深介于 1.50-3.40m，相对静止水位介于1.60~2.80m。

场地地下水对砼不具腐蚀性，对砼结构中钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

4.3地质条件评价

区间分布的②-2B4层及②-3B3层淤质软土，具高含水量、大孔隙比、高压缩性、低强度，易于产生触变和流变之特征，土层的蠕动流动易造成开挖面失稳。

4.4土层物理力学性质统计表

见表4-2

5.工程材料

混凝土工程：

预制钢筋混凝土管片：强度等级C50，抗渗等级S10

区间隧道洞门现浇混凝土：强度等级C40，抗渗等级S8

联络通道及泵站初期支护喷射混凝土：强度等级C20

联络通道及泵站现浇混凝土：强度等级C30，抗渗等级S8

钢筋工程：

HPB 235、HRB 335钢筋

防水材料：

EPDM、遇水膨胀橡胶、EVA等连接件：

预制钢筋混凝土管片连接螺栓强度等级：5.8级

特殊衬砌环连接螺栓：5.8级、8.8级

预埋件、特殊衬砌环管片及型钢：Q235

6.主要施工方法及沉降控制措施

由于区间隧道的地质条件较差，以淤泥质粘土或含水砂层为主，采用矿山法施工难度大，造价高，地层变形也难以控制。而且区间隧道的埋深较大，采用明挖法既不经济，而且对周边环境和交通影响很大。

根据国内及南京地铁一号线施工经验，区间隧道采用盾构法施工，不仅能够保证把对周边环境的影响控制在允许范围内，而且区间隧道的工程质量、防水效果也相对较好，工程造价也较低。因此本区间的施工方法采用盾构法。

对于左右线之间的联络通道或泵站，由于长度很短，并受盾构施工所限制，地层加固后采用矿山法施工。

6.1盾构机选型

根据南京、上海及国内大量盾构隧道工程实践表明：

在淤泥质粘土、砂土层中采用加泥式土压平衡盾构，正常施工情况下，通过盾构掘进参数控制和采用同步和二次注浆，可将盾构施工的地面变形（短期沉降量）控制在+10~-30mm范围内。

对于有特殊要求的地下构筑物，再通过地面跟踪注浆、搅拌桩或旋喷桩等加固措施后，可以将地下构筑物的短期沉降量控制在+10~-15mm范围内，长期沉降量控制在-50mm范围内，满足市区较高的环境保护要求。

另外由于采用宽度较大的管片，而且采用错缝拼装（千斤顶等长），盾构机较长，为增大盾构机的灵敏性、利于线路控制并减小对地层的扰动，根据国内工程的经验—采用宽于 1.2m的错缝拼装管片的区间一般采用铰接型盾构，盾构机宜采用铰接型盾构。

因此推荐采用铰接型加泥式土压平衡盾构。