地铁区间隧道的结构设计
北京地铁矿山法区间隧道结构设计指南
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地铁暗挖隧道方案（王恒）
地铁暗挖隧道⽅案（王恒）暗挖隧道初⽀施⼯⽅法及地表沉降原因分析、控制措施中铁七局三公司王恒⼀、⼯程概况1、地质概况区间沿线范围内上覆第四系全新统⼈⼯堆积层（Q4ml）、海积层（Q4m）、冲积层（Q4m+al）、花岗岩残积层（Q el），下伏燕⼭期花岗岩（γ53）。
区间隧道洞⾝处于地下⽔⽔位以下，主要从砾质粘性⼟、全、强、中、微风化岩⽯中通过。
隧道结构拱顶覆⼟10.5～15.34m。
其埋深位于地下⽔位以下，地下⽔⽔压⼒对隧道施⼯及衬砌结构有较⼤影响。
2、⽔⽂地质地下⽔按赋存条件主要分为孔隙⽔及基岩裂隙⽔。
孔隙⽔主要赋存在第四系砂层、粘性⼟及残积层中。
基岩裂隙⽔主要赋存在花岗岩强～中等风化层中，略具承压性。
地下⽔位埋深0.6～3.2m。
⼆、⼯程控制重点地表沉降的控制地铁区间多沿城市主要街道的地下穿过，两侧多为住宅楼及商⽤楼，必须控制好区间隧道施⼯产⽣的地表沉降，以最⼤程度减少对周边建筑安全的影响。
应对措施：加强隧道初期⽀护施⼯质量的控制，严格按照新奥法的施⼯做好监控量测、光⾯爆破、锚喷⽀护。
隧道开挖中减少对围岩的扰动，采取短进尺、弱爆破原则组织施⼯。
对围岩软硬不均，尤其是下部微风化且岩层较硬，上部全风化或⼟层地段必须先对上部全风化岩层或者⼟层采取预注浆加固再进⾏开挖，确保⼟体开挖的稳定。
三、暗挖隧道施⼯⼯艺及⽅法1、区间隧道⽀护参数区间隧道初期⽀护分为A、B两种类型。
初期⽀护采⽤⼩导管超前注浆、砂浆锚杆、钢筋⽹、格栅钢架及喷射砼组成联合⽀护体系，⼆衬为模筑钢筋砼。
Ⅳ、Ⅴ级围岩时，应采⽤B型断⾯⽀护形式。
Ⅵ级围岩时，应采⽤A 型断⾯⽀护形式。
表1 暗挖隧道衬砌⽀护参数表隧道断⾯如图3-1、3-2。
图3-1区间A型断⾯⽀护形式图图3-2区间B型断⾯⽀护形式图2、区间暗挖隧道施⼯原则区间暗挖隧道采⽤新奥法施⼯。
在隧道施⼯中开挖、⽀护遵循“管超前、严注浆、短开挖、强⽀护、早封闭、勤量测”原则。
（1）管超前：采⽤注浆⼩导管加固前⽅围岩。
轨道交通区间隧道施工方法
轨道交通区间隧道施工方法城市轨道交通隧道是指修建在地下或水下，连接地下铁道车站并敷设轨道供车辆通行的建筑设施，其结构类型和施工方法应根据区间隧道及车站的规模、工程地质及水文地质条件和周围环境条件进行技术经济比较确定。
区间隧道的施工方法主要包括明挖法、暗挖法、盖挖法和特殊施工方法四类。
本节主要介绍明挖法盾构法、矿山法和沉管法等常见的区间隧道施工方法。
一、明挖法明挖法是指在进行地下车站、隧道施工时，由地面向下开挖土石方至设计标高，然后自基底向上进行隧道主体结构施工，最后回填基坑并恢复地面的施工方法。
明挖法具有作业技术简单、施工覆盖面大、速度快、工程造价较低、容易保证工程质量等优点，城市轨道交通工程发展初期将其作为首选开挖技术；但其缺点也非常明显，施工在时间和空间上对施工区域周边的交通环境影响较大；此外，噪声、振动与扬尘等对周边环境也有较大的影响。
二、盖挖法在城市交通繁忙地段修建城市轨道交通地下车站时，如果采用明挖法施工，往往会占用道路，影响交通。
当需要保证施工地段的道路畅通时，地下车站的施工可选用盖挖法。
盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，恢复地面，而整个下部工程施工在封闭的空间内进行的施工方法。
在城市繁忙地带修建城市轨道交通车站时，往往占用道路，影响交通运行。
当城市轨道交通车站设在主干道上，且交通不能中断时，可选用盖挖法。
盖挖法将城市轨道交通土建设施对周边交通、环境的影响限制在一定的时间和空间范围内，相对明挖法具有一定的优越性。
三、暗挖法当埋深超过一定限度后，明挖法不再适用，而要改用暗挖法，即在特定条件下，不开挖地面，在地下进行所有开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。
目前隧道施工普遍采用暗挖法。
暗挖法将城市轨道交通建设对城市交通、环境的影响降低到最低限度，但其造价昂贵。
城市轨道交通暗挖法施工包括盾构法、矿山法、钻爆法等。
以下介绍盾构法和矿山法。
（一）盾构法盾构法是采用盾构隧道掘进机在地面以下进行隧道开挖的一种施工方法。
青岛地铁4号线设计评审汇报-人民会堂站~青医附院站~江苏路站~泰山路站~昌乐路站~内蒙古路站区间
天后宫
军事区别墅
区间在YCK0+780～855 下穿3栋军事管理区的 2层别墅房屋，隧道埋 深约28米。
3号线隧道
青医附院 基督教堂
区间在ZCK1+576～665下穿5栋1～3层居 民楼，包括萧军萧红舒群故居，根据调 查资料，其基础为柱下独立基础，隧道 埋深约45米。
房屋及商铺
区间在YCK2+690～765下穿7栋2～6层商 铺，隧道埋深约40.1米。
八 存在问题及建议
1）该段区间下穿建筑物较多，且穿越断层较多，需要根据详勘报告，并结合青岛地铁2号线TBM施 工经验，制定更完善的措施；
2）该段TBM区段运距较长，且大部分采用二衬过站方式通过相关暗挖车站，初步考虑昌乐路站大 里程段配线段设置交叉道岔，保证TBM进管片、出渣顺利。
3）人民会线路半径，其中人青区间最小为320m，设 计拟采用宽度1.2m的管片，并进行一定程度的扩挖，对掘进精度及拼装质量要求较高。
五 区间设计重难点 穿越断层
人民会堂站~内蒙古路站地质纵断面 人民会堂站～江苏路站区间分布有F1～F5、 F18～F20断层（其影响宽度为9～83m），江苏路站～内蒙古路站分布有 F6～ F11断层（其影响宽度为30～150m）。区间通过时存在拱顶下沉及TBM机械卡机的危险。采取措施： 1）在区间过破碎带范围时，掘进过程中，适当减小TBM推力，控制掘进速度，掘进通过后，及时施工衬砌。 2）通过超前地质钻孔进行预判，对破碎带发育段，提前进行地面注浆加固。
二 线路纵断面概况 江泰区间
胶宁高架路 中风化煌斑岩
御苑山水
TBM法
1号线江苏路站
微风化花岗岩
矿山法
1）区间最大线路纵坡25‰，最小纵坡为0‰ ，轨面埋深25.4m～43.7m。 2）洞身穿越地层主要为微风化花岗岩，局部穿越断层（共3条）。 3）本区间地下水对混凝土结构具有微～弱腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替下具有弱～中腐蚀性，在长期浸水下具有 微腐蚀性。
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
添加标题
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
南宁2号线江南客运站～白沙大道站～石柱岭站区间初步设计汇报
江南客运站～石柱岭站 区间设计
中交第二公路勘察设计研究院有限公司 二○一三年四月
汇报提纲
一、概述 二、区间隧道设计 三、附属结构设计
四、建（构）筑物保护
五、工程筹划
六、存在的问题及建议
南宁市轨道交通2号线工程
-2-
中交第二公路勘察设计研究院有限公司
一、概述
2、白沙大道站~石柱岭站区间
可以选择的工法有矿山法、明挖法和盾构法。 星光大道大道为南宁市主干道，交通繁忙，地下管线众多，故本区间不宜采用明挖法； 间推荐采用盾构法施工；..\区间方案比选\白石区间方案说明.doc
本区间盾构法、矿山法均有条件实施，但结合车站站位、线路、工筹、工期等具体情况，本区
南宁市轨道交通2号线工程
地下水腐蚀性：根据北京城建勘察设计研究院有限责任公司提供的《南宁市轨道交通二号线C标段正线
不良地质：本次勘察未发现明显的不良地质作用及地质灾害现象，沿线场区发生滑坡、泥石流等地质
灾害的可能很小；
南宁市轨道交通2号线工程
-9-
中交第二公路勘察设计研究院有限公司
一、概述—工可及总体审查意见及落实情况
工可意见：无
中交第二公路勘察设计研究院有限公司
一、概述—区间沿线建筑
江南客运站
C匝道 B匝道
白沙大道站
盾构推进方向 星光大道
下穿B匝道箱涵通道
白沙星光立交桥
联络通道 白 沙 大 道 雨污合流箱涵
下穿C匝道箱涵通道
白沙星光立交现场照片
南宁市轨道交通2号线工程
-6-
中交第二公路勘察设计研究院有限公司
一、概述—区间沿线建筑
南宁市轨道交通2号线工程
单线地铁区间盾构隧道管片结构设计
国内大 多数 地铁 盾 构 隧道采 用 标准 环 ＋左转 环 ＋
右转 环三 种 管片 拟合 线 路 ， 广 州 地 铁 、 京 地 铁 、 如 南 上
海 地 铁等 ； 有采 用 左 转 ＋右 转 的 ， 北 京 地 铁 ， 且 也 如 而 都 能 满足 设 计要 求 ； 深 圳地 铁 一期 工程 隧 道 衬 砌 类 型 。
１ １ 管 片 ．
楔形 环管 片来 拟合 地铁 线 路 ， 为 通 用 环 管 片 。它 可 称
用 在 直线 段 和 曲线 段 （ 图 １ 。 见 ）
直线段 曲线段
管片是 预 制装 配 式 衬 砌 ， 材 料 可 分 为 钢 筋 混 凝 按 土、 、 铁、 钢 铸 钢纤维 管 片 以及 由几 种 材 料 组 合 而 成 的
产 时不 用考 虑其 左转 环 、 转环 或标 准环 的数量 ， 高 右 提
了管模 的利 用率 。通 用 环 管 片 的 基 本 拼装 方 法 是 ： 在
减 少 噪声和 振动 以及作 为 内部 装 饰 ， 以在 装 配 式 衬 可 砌 内部 再做 一层 整体 式 混凝 土或 钢筋 混凝 土 内衬 。根 据 需要 可在 装配 式衬 砌 与 内层 间 敷设 防水 隔离 层 。
为有 螺栓 和无 螺栓 两种 。螺 栓包 括 直螺栓 、 螺栓 、 斜 弯
螺栓 。无 螺栓 包括榫 接 头 、 销钉 接头 。
１２ 双 层 和 Ｅ ． ＣＬ 衬 砌
通用 管 片 由于 其 管 片 种 类 只 有 一 种 ， 在 管 片 生 故
为防止 隧 道渗水 和 衬砌 腐蚀 、 正隧 道施 工误 差 、 修
基 金 项 目 ： 州 省优 秀 青年 科 技 人 才 培 养 计 划 项 目（０７７ 。 贵 ２０ ０ ） 作 者 简 介 ： 围 （９９ ）男 ， 州 德 江 人 ， 教 授 ， 士 。 李 １７ 一 ， 贵 副 博
地铁区间隧道侧穿铁路桥梁桩基设计
地铁区间隧道侧穿铁路桥梁桩基设计随着城市交通的不断发展，地铁交通作为城市轨道交通的重要组成部分，得到了广泛的应用。
在建设过程中，地铁隧道往往需要穿越铁路桥梁，这就需要设计合理的桩基结构，确保隧道和桥梁的安全运行。
本文将对地铁区间隧道侧穿铁路桥梁桩基设计进行探讨，从设计原则、方法、技术要点等方面展开讨论。
一、设计原则1.1 安全性原则地铁区间隧道侧穿铁路桥梁桩基设计首要考虑安全性原则，确保隧道和桥梁的结构安全稳定。
在桩基设计过程中应考虑土壤、地质条件，合理确定桩基的承载力和变形特性，以保证承载能力和变形要求。
1.2 经济性原则桥梁和隧道的建设成本较高，因此在设计桩基时应考虑经济性原则，合理利用地下空间，尽可能减少工程量和造价。
1.3 可行性原则地铁区间隧道侧穿铁路桥梁桩基设计需考虑可行性原则，充分考虑地下管线、地下障碍物等因素，在保证结构安全的前提下，合理布置桩基，减少对地下设施的影响。
二、设计方法2.1 地质勘察在进行地铁区间隧道侧穿铁路桥梁桩基设计之前，需进行详细的地质勘察，了解地下土层、地下水情况等，为后续设计提供依据。
2.2 地下隧道设计根据地质勘察结果，进行地下隧道设计，确定隧道的位置、长度、深度等参数，为桩基设计提供空间位置。
2.3 桩基类型选择根据地质条件和承载要求，选择合适的桩基类型，包括钻孔桩、灌注桩、预应力桩等，确保桩基的承载性能和变形特性符合设计要求。
2.4 桩基布置根据地下隧道位置和桩基类型，合理布置桩基，确保隧道和桥梁的稳定性和安全性。
2.5 桩基加固在桩基设计中，需考虑桩基的加固措施，包括增加桩径、加固土体、预应力加固等，以提高桩基的承载力和稳定性。
2.6 环境保护在桩基设计过程中，应充分考虑环境保护因素，采取合适的工程措施，减少对地下水、地质环境的影响，保护周围自然环境。
三、技术要点3.1 地下水处理技术地铁区间隧道侧穿铁路桥梁桩基设计中需注意地下水处理技术，采取降水、排水等措施，确保隧道施工和桩基施工的安全进行。
北京地铁5号线某站、某区间工程施工组织设计(含图表)
北京地铁5号线某站、某区间工程施工组织设计第一章编制说明 (1)1.编制依据 (5)2.编制原则 (7)3.编制范围 (7)第二章工程概况 (8)1.工程规模及工程环境 (8)2.设计概况 (10)3.工程地质及水文地质特征 (18)4. 主要工程量 (20)第三章工程特点、重点、技术难点及对策 (22)第四章总体施工部 (23)1.总体目标 (23)2.总体施工组织及流程 (24)3.总体施工部署 (25)4.施工方法 (26)第五章施工总平面布置 (28)第六章施工降水 (29)1某车站 (29)2某～某区间 (37)3降水工程的辅助措施和补救措施 (41)第七章竖井施工 (44)1.竖井施工原则及步骤 (44)2.竖井施工方法 (44)3. 竖井施工技术措施 (48)第八章车站暗挖施工 (49)1.车站总体施工原则及区段划分 (49)2.临时施工通道（通风道）施工方案 (51)3.车站主体施工方案 (54)4.出入口施工方案 (59)5.换乘通道施工方案 (61)6.特殊部位施工技术措施 (64)7.暗挖隧道初期支护施工方法及技术措施 (67)8.二衬结构施工方法及技术措施 (73)第九章区间暗挖隧道施工 (81)1.区间暗挖隧道总体施工原则及施工段划分 (81)2.区间隧道施工方法及技术措施 (82)3.竖井转入横通道、横通道转入暗挖正洞施工方法及技术措施 (91)4.迂回风道、联络通道施工方法及技术措施 (91)5.隔断门防护段施工 (92)6.施工通道的封堵 (92)7.区间暗挖隧道施工运输 (93)第十章出入口明挖段施工 (95)1.车站出入口明挖工程总体施工安排 (95)2.主要项目施工方案 (97)第十一章防水工程 (112)1.防水工程设计要求及技术标准 (112)2.车站与区间暗挖隧道防水层施工 (115)3.车站明挖隧道防水层施工 (116)4.结构施工缝、变形缝防水处理 (117)5.防水结构施工 (119)6. 明挖与暗挖接口防水处理 (120)7.风井与暗挖隧道交接马头门处防水处理 (120)8.区间暗挖隧道与车站接口处防水处理 (121)9.换乘通道与既有环线站台底板交接处防水处理 (121)10. 穿墙管、穿墙螺栓孔防水处理 (122)第十二章施工监测和施工测量控制 (123)1.施工监测的目的 (123)2.施工监测设计 (123)3. 监测方法及数据处理 (126)4.资料整理和分析反馈 (128)5.信息化监测 (129)6.监测质量控制 (129)7.控制地面下沉、防止管线及构筑物下沉开裂措施 (129)8.施工测量 (130)第十三章季节性施工措施 (133)1.雨期施工措施 (133)2.冬季施工措施 (134)第十四章施工进度计划安排及计划管理 (136)1合同工期与目标工期 (136)2 目标工期保证措施 (138)第十五章工期及质量保证措 (141)1.工期、质量保证组织管理机构及责任 (141)2.工期保证措施 (144)2.质量保证体系及措施 (147)第十六章职业健康安全体系及措施 (158)1.职业健康与安全生产保证体系及总目标 (158)2.安全防范重点 (164)3.主要项目安全措施 (164)4.突发事故的防范措施 (167)第十七章环境保护管理措施 (170)1.加强施工管理，强化环境保护意识 (170)2.实行封闭、半封闭管理，减少对周边环境的影响 (170)3.加强废水、废气、废渣的管理 (170)4.加强监控量测，确保环境安全 (171)5.环境保护具体措施 (171)6.地下文物的保护 (172)7.粉尘与有害气体的综合防治 (172)第十八章文明施工保证措施 (174)1.文明施工的组织管理 (174)2.现场平面布置 (175)3.现场管理措施 (176)第一章编制说明1.编制依据1.1 招标文件及相关资料1.1.1 地铁5号线某站、某区间工程初步设计图纸；1.1.2 地铁5号线某站、某区间工程配套设计说明文件；1.1.3地铁5号线某站、某区间工程招标文件及招标补遗书；1.1.4 工地现场考察所获取的资料。
地铁区间隧道常见结构的设计
工场地外 ， 对地面交通 、 管线等干扰较少 ， 对周 边环境影 响较
小； 废弃土石方量少 ； 不 同的地 质情 况及周 边环 境采 用不 对 同的工程措施及施工 方法 ， 针对性 强 ； 软硬不均地 层 ， 以 对 可 采用不 同的开挖 方式 进行处理 ， 处理 方便 容易 。 矿 山法也有 自身 的弱 点 ： 在施 工 中容 易引 起 地 下水 流 失， 从而引起地面沉 降或 隆起 ， 重要管 线和 房屋 周边需 采 在 取切实 可行 的保 护措施 ； 施工 中处理 不 当 ， 在 容易 引起地 面 坍塌 ， 从而造成对周边环境 的影响 和引发事故 。在施工 过程 中需严格按施工工艺 和要 求进行施工 ， 并加强 施工 中的监控 量测工作 。跨度 大时 ， 需分 多步 进行 开挖施 工 ， 工序 之 间干 扰大 ， 施工组织麻 烦 ， 施工 中存在 一定 的风 险 。在设 计及 施
Ｑ
佃Ⅲ圈Ⅲ皿
图 １ 初 期 支护 与 复 合衬 砌 计 算 简 图
地铁区间隧道采用矿 山法施工 ， 是为适 应城 市浅埋隧道 的需要而发展起来 的施工方法 ， 也称 浅埋 暗挖 法。在我 国地
铁 区间隧道建设 中已广 泛采用 。它是 采用 信息 化设计 和施
工 ， 以根据施工监测 的信 息反 馈来 验证 或修改设计 和施工 可 工艺 ， 具有适应城市地下工 程周 围环境 复杂 、 质条件 较差 、 地 埋 深浅 、 地面沉降控制严格及结 构防水要求高等特点 。
高； 防水 处 理 容 易 。 但 施 工 对 城 市 地 面 交 通 和 居 民 的 正 常 生 活 也 有 一 定 影 响 ， 施 工 期 间 对 周 边 环 境 有 一 定 的破 坏 ； 在
隧道工程(第六讲-隧道支护结构设计)
要点一
BIM技术
要点二
设计与管理
BIM（建筑信息模型）技术能够实现隧道支护结构的数字化 建模、分析和优化，提高设计效率与准确性。
基于BIM技术的隧道支护结构设计能够实现协同设计、优 化方案、减少错漏碰缺等问题；同时，在施工过程中，通 过BIM模型的管理与更新，实现施工进度、质量、成本的 实时监控与控制。
力学解析设计法
总结词
基于力学原理，通过分析支护结构的受力状态进行设计的方法。
详细描述
力学解析设计法基于力学原理，通过分析隧道支护结构的受力状态进行设计。 这种方法考虑了支护结构的实际受力情况，具有较高的理论依据，但计算过程 较为复杂，需要较高的力学理论基础。
数值模拟设计法
总结词
利用数值计算方法模拟支护结构的受力状态和变形过程进行设计的方法。
支护结构设计应考虑施工可行性，确保设 计方案的实施方便、快捷，同时应考虑环 境保护和水土保持要求。
02
隧道支护结构类型
初期支护
定义
初期支护是隧道施工中的临时支 护措施，主要用于控制围岩变形 和稳定性，通常在开挖后立即进
行。
主要结构
初期支护通常包括喷射混凝土、锚 杆、钢支撑等结构，这些结构可以 组合使用，以达到最佳的支护效果。
新型支护材料
随着科技的发展，新型支护材料如高 强度混凝土、纤维增强复合材料等不 断涌现，具有更高的强度和耐久性， 能够提高隧道支护结构的稳定性。
应用领域
新型支护材料广泛应用于公路、铁路 、地铁等隧道工程领域，尤其在复杂 地质条件和环境保护要求高的地区， 显示出其优越性。
智能化监测与预警系统在隧道支护结构设计中的应用
隧道支护结构设计的基本原则
安全性
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。
[建筑土木]北京地铁矿山法区间隧道结构设计指南-061007计算部分
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北京地铁矿山法区间隧道 结构设计指南二○○六年十月前言根据北京城市轨道交通矿山法修建区间隧道的地层、地面环境和埋深等实际条件，以及多年的设计施工经验，针对矿山法区间隧道设计检算中有关地层压力、计算模型、计算参数等不统一或不明确状况，在《地铁设计规范》（GB50157-2003）基础上，吸纳“北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法”研究成果，编制了《北京地铁矿山法区间隧道设计指南》，供北京轨道交通设计人员参考。
本指南主要起草人：罗富荣、朱永全、陈曦、张成满、王占生、宋玉香、贾晓云、李宏建等。
编者 2006年10月目录1 总则 (1)2设计技术指标 (2)3 隧道结构 (4)4 设计荷载 (7)5 初期支护设计计算 (16)6 二次衬砌设计计算 (21)附录标准断面设计参考图 (25)条文说明 (30)1 总则1.0.1 地下铁道区间主要构件设计使用年限为100年。
根据承载能力和正常使用要求，采取有效措施，保证结构强度、刚度，满足结构耐久性要求。
1.0.2 根据工程地质和水文地质条件及城市规划要求，结合周围地面建筑物、地下构筑物、管线和公交状况，通过对技术、经济、环保及使用功能的综合比较，合理选择结构形式。
1.0.3结构设计应满足施工、运营、城市规划、环境保护、防水、防火、防迷流、防腐蚀和人民防空的要求。
1.0.4 结构的净空尺寸除应满足建筑限界要求外，尚应考虑施工误差、测量误差、结构变形和沉陷等因素。
1.0.5 断面形状和衬砌形式应根据工程地质及水文地质、埋深、施工方法等条件，从地层稳定、结构受力合理和环境保护等方面综合确定。
结构断面轴线力求圆顺，避免出现突变或棱角形式。
1.0.6矿山法区间隧道结构按结构“破损阶段”法，以材料极限强度进行设计。
1.0.7 施工引起的地层沉降应控制在环境条件允许的范围内。
根据周围环境、地面建筑物和地下管线对施工变形的敏感程度，采取稳妥可靠的预测预报措施。
1.0.8 隧道建设应尽量考虑减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，并考虑市政规划建设引起周围环境的改变对地铁结构的影响。
城市轨道交通车站结构及施工
洪湖北街站 之工程概况
于洪区 中医院
解放商用汽 车服务中心
西南风道 3号出入口
2号出入口
1安停车场
东北风道
洪湖北街站 之施工步序
军用梁路面
土方开挖方向
土方开挖方向
结 构
● 基坑开挖顺序：地面以下2m范围，与军用梁安装同步进行；地面以下2～ 5.5m范围，由车站两端向车站中心采用挖掘机开挖；地面以下5.5～ 16．8m范围开挖由车站中心向车站两端分三层，利用第二阶段的路面运土。
适用于两条或多条平行线路、岛式站台 站台直接换乘的换乘线路最短，换乘高度最小， 没有高度损失，因此对乘客来说比较方便，并节 省了换乘时间。换乘设施工程量少，比较经济。
双层水平换乘
单层双站台平面换乘 图3-8 地铁车站两线换乘模式
2、上下平行站台换乘 • 同线路同站台 • 同方向同站台 • 异方向同站台
2、换乘站的方式及如何选择条件
（2）平行换乘：
平行双岛换乘方式
2、换乘站的方式及如何选择条件
（2）平行换乘：
三线平行换乘，其中2线上下平行换乘——上海R4线徐家汇投标
2、换乘站的方式及如何选择条件 2）站厅与站厅之间的换乘
2、换乘站的方式及如何选择条件
3）通道的换乘：
（1）方式：是指换乘的两条线路其车站结构完全脱开，用通道将两条线的车站连接起来，供 乘客换乘。
2、换乘站的方式及如何选择条件
3）通道的换乘：原则上同一票制必须是付费区至付费区的换乘；不同票制采 用非付费区换乘的方式
（2）适用范围：适用与两线之间两线分期实施年限相差很远，且远期线路的站点设置情况不 明的情况；或者两线之间其中一条线的车站如果与另外一条线车站由于出入口、风亭设置困 难无法按最理想的状况选择换乘方式的情况下。通道宽度按换乘客流量计算确定，换乘通道 的宽度按4000~5000人/m考虑
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 %°。
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第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
1.区间隧道衬砌结构静力计算
地 （1）结构与地层共同作用的处理方法 铁 ① 主动荷载模型
与
轻
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
② 主动荷载加地层弹性约束模型
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
③ 地层实地量测荷载模型
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
体高度相关，具体可参阅《铁路隧道设计 与 规范》（TB 10003-2005）中的计算方法。
轻
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（2）地层压力计算方法
地 • 2）土质隧道 铁 • 竖向压力：
与 • 侧向压力：
轻
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
弹性介质中全支承 圆环；Muir Wood 法、Curtis法或假定
弹性介质中全支承 圆环；Muir Wood 法、Curtis法或假定
箱形框架 弯矩分配
隧道变形法
隧道变形法
轻
弹性地基圆环；
奥地利
弹性地基圆环 FEM；收敛约束法
经验方法
弹性地基 框架
轨
德国
覆盖<2D，顶部无
支承的弹性地基圆 环(部分弹簧模型)；
• 按考虑侧向水平弹性抗力法分析衬砌内力 地 时，衬砌环中各截面的弯矩M和轴力N仅需
在自由变形弹性匀质圆环法的基础上叠加 铁 表中所示的值。
与
轻
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计 3）弹性地基梁法或弹性支承链杆法 地 所用假定与有关公式和暗挖马蹄形衬砌的相同。 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
近似解。数值法以有限元法为主。
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 用于设计的模型：
铁
以工程类比法为依据的经验设计法
与
轻 以现场量测和室内试验为主的实用设计法， 如以隧道洞周围岩变形量测为依据的约束
轨 与收敛法。
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
1.作用在地下铁道结构上的荷载
地
• 采用荷载-结构模型进行地下铁道结构静、 铁 动力计算时，首先要确定作用在结构上荷
铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
② 弹性支承链杆模型
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（1）将折线拱的全部杆件均视为普通等直梁单元。
地 （2）将脱离区以外的分布的弹性抗力用一些离散的弹性
支承链杆来代替，并作用在折线的节点处。其方向为沿结
铁
构轴线的法向，如需考虑切向弹性抗力，还应在节点处设 置切向弹性支承链杆。采用矩阵位移法时，弹性支承链杆
递时，假定荷载板的边缘垂直呈α角度扩散， 铁 且认为压力均匀分布在该面积上。
与
轻
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（3）克格勃法，假定荷载板下的压力强度是 地 均匀的，而其在外扩散角β的范围内，直线地
逐渐减为0。
铁
与
轻
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
覆盖<3D，全支承 的弹性地基圆环(全 周弹簧模型)；FEM
覆盖<2D，顶部无 支承的弹性地基圆
环； 覆盖<3D，全支承 的弹性地基圆环；
FEM
全支承的弹性地基 圆环；FEM；连续 介质或收敛－约束
法
弹性地基 框架(底 压力颁布 简化)
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
续上表
地
国家
盾构开挖的软土隧 道
铁
与
因切向弹性抗力仅与轴力和轴向位移有关，因此 只要对前述公式中有关轴力和轴向位移项进行以
轻 下修正即可：
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（4）将分布荷载按静力等效的原则离散为等效节 地 点力。
（5）按直接刚度法原理组装结构体系的总体刚度 铁 矩阵和荷载列阵，形成结构体系的刚度方程：
与
轻
（6）对刚度方程引入必要的位移约束条件。对于 弹性地基上的平面框架，可假设其底板中点的水
载的量值及分布规律。
与
轻 • 地铁设计规范中按荷载作用状况将其分为 永久荷载、可变荷载和偶然荷载3大类。
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（1）荷载分类
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
➢结构的计算荷载应根据上述3类荷载同时 地 存在的可能性进行最不利组合。
的原则离散为等效的节点力；
轻
（3）除了假设底板中点水平位移为0外，
轨
还需要增加边墙中点的竖向约束。
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（3）矿山法隧道衬砌结构计算
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
1）初期支护受力 地 ① 弹性地基梁模型
地 • 土压力计算时对水压力的不同计算方法
铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（2）路面活荷载计算方法
地
（1）弹性力学解法
铁
与
轻
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（2）根据马斯顿（Marston）及波士顿规范（ 地 Boston Code）法分析的方法，活荷载向下传
侧墙底部压力：地Βιβλιοθήκη 铁土压力与
水压力
轻
人防荷载
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
底板所承受荷载：
地
铁
底板自重
与
顶板传递荷载
轻
侧墙传递荷载
轨
顶板纵梁传递荷载
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
轻
对不直接加于地基上而作用在楼板上的列车荷载， 则应计算在内。在车站结构内的中间2层楼乘降
轨
站台等的人群荷载，一般按5~6kPa左右计算。关 于机械荷载，希望尽可能采取实际重量。
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（5）作用在结构底面的荷载
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
锚喷、钢拱支护的 软土隧道
明挖施工 中硬石质深埋隧道 的框架结
构
铁
初期支护：FEM； 初期支护：经验法
中国
弹性地基圆环；经 验法
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 用于理论计算的力学模型：
作用与反作用模型：
铁
亦可称为荷载——结构模型。或简称为结构力学方法。如
与 弹性地基框架、全部支承或部分支承弹性地基圆环等。
连续介质模型：
轻 这种类型亦可称为地层与结构模型。或简称为连续介质力 轨 学方法。包括解析法和数值法。解析法又可分为封闭解和
国内外隧道结构设计模型
地
国家
盾构开挖的软土隧 道
锚喷、钢拱支护的 软土隧道
明挖施工 中硬石质深埋隧道 的框架结
构
铁
弹性介质中全支承 初期支护；Proctor- 初期支护：Proctor圆环(全周弹簧模型)；white法；二次支护； white法；二次支护；
与
澳大利 亚
Muir Wood法、 Curtis法或假定隧道 变形法
铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 ② 基底竖向反力按均布考虑，并根据静力 平衡条件计算其值。
铁 ③ 在装配式衬砌中，若接头刚度较小，则
与
衬砌的整体刚度也将有所减弱，有助于 发挥地层的承载力，改善结构受力状态
轻
。为了使设计经济、合理，在进行结构
内力分析时应考虑接头对刚度的影响，
轨
目前较适用的方法是：
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
2）考虑侧向水平弹性抗力法
地 处于能够提供侧向弹性抗力的地层，如硬粘土、
砂性土中的整体式或装配式圆形衬砌均可采用
铁
此方法。在此方法中的假定
与 ① 作用方向与分布：
轻
轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
其余任一点的侧向水平弹性抗力均为最大 地 值的函数，即
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
（3）自重计算方法
地 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
地 1）侧墙自重计算：
① 梗肋部分的重量不考虑；
铁
② 侧墙高度采用计算轴线长度； ③ 侧墙厚度采用节点的中心厚度。
与 2）侧墙自重计算：
① 梗肋部分的重量不考虑；
轻 ② 顶板或中间楼板的纵梁作为柱的自重考虑；
与 （2）假设结构为温克勒地基上的框架结构，根据地
基变形运用公式（10.11）计算基底每一点的反力 轻。
轨
若采用矩阵位移法分析框架结构内力，这两种 计算基底反力的方法可以用同一的程序解决。
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计 （1）将框架的上部划分为普通等截面直梁单元， 地 将框架底板划分为弹性地基上等截面直梁单元。 铁 与 轻 轨
第四章 地铁与轻轨交通的结构设计
顶板荷载：
地
路面荷载
铁