塔柱式车站设计交流-课件

1、汇报人：王星2013.07.29暗挖塔柱式地铁车站结构设计技术汇报主要内容四、经济及社会效益评价三、车站结构设计及重难点二、设计理念及创新点一、依托工程概况一、依托工程探索硬岩地层中地铁车站新型建筑及结构型式工程来源与探索青岛地铁一期工程3号线敦化路车站。二、设计理念及创新点塔柱式车站岩柱式小断面斯德哥尔摩地铁车站分离岛式1、设计理念 斯德哥尔摩最早的地铁开始于1950年，以车站的装饰闻名，号称世界上最长的艺术长廊。 瑞典人充分利用当地花岗岩的地质优势，在隧道结构，车站形式和装修艺术风格等方面独辟溪径，形成了世界上独一无二的地铁文化。在车站里走一遍，就像漫步在艺术馆里一样。 斯德哥尔摩地铁则突

2、出简单、粗放、实用的风格，是世界上造价最低的地铁系统。（1）斯德哥尔摩地铁2、国外塔柱式工程实例 斯德哥尔摩地铁站内的装修有三种手法。一种是在毛洞墙壁上做一些点缀，如，镶嵌彩带、饰物、人体朔像，头像等。第二种在墙壁前面安装装饰网或装饰板，画上各种图案。第三种是对墙面进行简单处理，布置一些鸟兽和花草等。 2、国外塔柱式工程实例（1）斯德哥尔摩地铁2、国外塔柱式工程实例（1）斯德哥尔摩地铁2、国外塔柱式工程实例（1）斯德哥尔摩地铁2、国外塔柱式工程实例（1）斯德哥尔摩地铁2、国外塔柱式工程实例（1）斯德哥尔摩地铁 斯德哥尔摩为花岗岩地质，岩石强度较高。地铁采用矿山法施工，爆破开挖。车站埋深约30-

3、40m。隧道结构为直墙拱形断面，车站有单拱大垮车站、塔柱式车站和明挖车站3种。以塔柱式车站居多。 塔柱式车站平面图 塔柱式车站纵断面图 2、国外塔柱式工程实例（1）斯德哥尔摩地铁塔柱式车站平剖面图2、国外塔柱式工程实例（1）斯德哥尔摩地铁 俄罗斯地铁是一直被公认为世界上最漂亮的地铁，享有“地下的艺术殿堂”之美称。地铁站的建筑造型各异、华丽典雅。并广泛采用大理石、马赛克、花岗石、陶瓷和五彩玻璃，装饰出具有不同艺术风格的大型壁画及各种浮雕、雕刻，再配以各种别致的灯饰，像富丽堂皇的宫殿，让人完全没有置身地下的感觉。 2、国外塔柱式工程实例（2）俄罗斯地铁二、设计理念及创新点3、本车站主要创新点创新一

4、：国内首次在硬岩地层中引入塔柱式结构型式的暗挖车站；创新二：锚喷永久支护体系应用于暗挖地铁车站结构；创新三：以岩代柱，摆脱车站内部传统梁柱结构体系；左右线双洞分离，可减小车站跨度；中间设联络通道，宽敞开阔，增强视觉效果。综合分析现场实验数值模拟理论分析资料调研研究方法二、设计理念及创新点4、科研、研究方法1号出入口2号出入口（远期预留）3号出入口4号出入口1号风亭2号风亭南京路延吉路青岛地铁敦化车站路为暗挖塔柱式，左右线主体为双洞分离岛式车站，站位于南京路下方，呈南北方向铺设。车站共设4个出入口，2 组风亭。车站总长度为145.55m，总宽33.9m,有效站台长度120m.敦化路站三、车站结构

5、设计-敦化路车站1、车站总平面布置 车站所处地段北高南低，地面高差较大，主体埋深在1521m之间，主体洞室整体处于微风化花岗岩，拱顶上方覆盖中微风化花岗岩较厚，表面有2m杂填土。地层特点：“上软下硬”。地下水为主要为基岩构造裂隙水，水量较贫。三、车站结构设计-敦化路车站2、车站地质纵剖面青岛市区域地质评价：（1）青岛市基岩为燕山晚期（53）花岗岩，中微风化花岗岩为硬质岩，岩体整体较完整，局部有少量裂隙。 （2）渗透性：中微风化花岗岩渗透系数0.06-0.5m/d,弱透水层。 （3）青岛市区抗震设防烈度为6度，基本地震加速度为0.05g;车站整体范围内无不良地质。三、车站结构设计-敦化路车站3、

6、站位区地质评价 车站结构型式为暗挖塔柱式，车站结构组成部分：南站厅、北站厅、左右线主体结构、南侧下行通道、北侧下行通道、左右线中间联络通道、1号风道、2号风道、外挂设备用房、出入口等。三、车站结构设计-敦化路车站车站三维模型组成4、结构设计站厅层结构平面站台层结构平面车站分层结构平面设计结构名称开挖宽x高衬砌厚度（m）埋深（m）暗挖工法1号风道宽15.9m、高20.3m0.657.2CRD南侧下行通道平直段宽11.0m、高6.1m0.609.0CRDA通道宽6.5m、高6.5m0.5019.2台阶法B通道宽8.3m、高5.6m0.15,单层锚喷衬砌19.3台阶法南端结构设计(含A、B联络通道)

7、北端结构设计（含C联络通道）结构名称开挖宽x高衬砌厚度（m）埋深（m）暗挖工法北站厅宽16.8m、高8.3m0.60约6.5中洞法北侧下行通道平直段宽8.0m、高5.45m0.50约8.5台阶法2号风道宽10.2m、高12.5m0.60约17.8CRDC通道宽8.3m、高5.6m0.15,单层锚喷衬砌约20.5台阶法初期支护设计参数项 目材料及规格结构尺寸支护锚杆25中空锚杆环纵1.5x1.5m钢筋网8200200局部布设喷射混凝土C25湿喷混凝土0. 25m主体复合式衬砌断面结构型式：单拱直墙结构主体左右线站台隧道断面设计位置：主体与风道交叉端部主体单层锚喷衬砌断面项 目材料及规格结构尺寸支

8、护锚杆22多重防腐锚杆拱墙局部钢筋网8200200拱墙局部喷射混凝土C35合成纤维混凝土0. 15m初期支护设计参数中空防腐锚杆主体左右线站台隧道断面设计主体单层锚喷衬砌加强段断面项 目材料及规格结构尺寸支护锚杆22多重防腐锚杆拱部，环纵1.5x1.5m钢筋网8200200拱墙布设喷射混凝土C35合成纤维混凝土0. 15m初期支护设计参数二衬预留：300mm结构型式：单拱直墙（单层衬砌）主体左右线站台隧道断面设计C35合成纤维高性能混凝土设计项目指标备注性能强度等级C3528dC351d7MPa(级围岩)10MPa(级围岩)黏结强度0.8 MPa抗渗标号P8耐久性指标抗氯盐侵蚀电通量1500C

9、56d氯离子扩散系数410-12m2/s28dC35喷射混凝土物理力学性质表合成纤维：聚丙烯腈 多重防腐锚杆设计施工工艺：先喷后锚主要设计参数：（1）套管直径：外径34mm，内径28mm（2）锚孔直径：外径50mm，内径42mm（3）注浆前锚固头抗拔力：大于70KN，试验（4）锚杆体抗拔力：大于210KN，试验（5）锚杆长度：3.0m（6）水灰比：0.38-0.42；注浆压力：0.3-0.8MPa（7）注浆囊：外露、防腐除锈处理左右线主体与联络通道设计（锚喷段） 车站左右线为双洞分离式结构，埋深18m20m，单洞净宽8.55m，开挖宽度9.75m，双洞净间距15.0m。5、设计重难点及措施-“

10、横洞”与“群洞”施工5.1 南端结构重难点：（1）自身开挖风险；（2）洞口交叉：南端结构施工存在九个洞口交叉； 群洞施工； 洞室近接施工；（1）加强超前措施: 管棚+小导管超前预支护横洞”与“群洞”施工-技术措施1号风道开马头门进洞措施（2）严控开挖变形，加强监控量测（3）所有洞口交叉范围增强初支刚度：三四榀钢架并立加强（4）先下洞，后上洞；严控开挖进尺；严控爆破振速；及时跟进二衬施作横洞”与“群洞”施工-技术措施5.2 北端结构5、设计重难点及措施-“横洞”与“群洞”施工重难点：（1）北站厅自身开挖风险；近距离下穿大直径1200mm给水管线（2）洞口交叉：北端结构施工存在三个洞口交叉；（3）

11、洞室近接施工：2号风道与北侧下行通道平直段最近距离2.8m横洞”与“群洞”施工-技术措施北端结构（1）加强超前措施: 管棚（35m）+小导管超前预支护（2）优化施工工法：中洞法、减跨施工、降低风险横洞”与“群洞”施工-技术措施北端结构（2）严控开挖变形，加强监控量测（3）洞口交叉处增强初支刚度（4）下洞二衬后，再上洞开挖（5）严格控制开挖进尺及爆破，必要时，采取静态爆破（6）及时跟进二衬施工横洞”与“群洞”施工-技术措施5.3 北站厅与风室交叉、风室与2号风道竖向交叉施工（1）站厅与风室交叉：拱部小导管超前0.3m（2）下方洞室二衬完成后，进行风室横向、竖向通道施工（4）竖向通道施工：周边预裂

12、、非爆破措施（3）上开口设井口圈梁，下设孔口周边环梁（5）洞下设竖向支撑，加强监控量测（6）优化施工工序主要技术措施如下：主体断面复合式衬砌防排水设计6、车站主体结构防排水设计设计原则：防、排、截、堵相结合；中心排水沟：玻璃钢管(直径300mm) 管壁设泄水孔半包限量排放：0.2m3/d.m主体断面锚喷段衬砌防排水设计四通接头示意局部裂隙股水引排6、车站主体结构防排水设计车站排水系统平面布置车站左右线主体内部纵向排水盲管、中心水沟设置检查井，便于维修。纵向排水盲管：左右线单洞侧墙各设1个检查井，位于中心里程。中心排水沟：左右线单洞设三个检查井，间距30-40m。6、车站主体结构防排水设计轨行外

13、侧及中心水沟检查井剖面位置轨行外侧检查井：800 x1000mm中心水沟检查井：800 x1200mm6、车站主体结构防排水设计7、车站施工组织设计施工组织流程示意NS8、现场施工情况主体结构锚喷段光面爆破照片2号风道交叉口施工照片CRD施工8、现场施工情况管棚施工照片局部锚喷支护四、经济和社会效益分析（1）工程量减少主要项目对比塔柱式车站主体标准岛式车站主体开挖量(m3)31977.0848279初期支护混凝土(m3)16942697二次衬砌混凝土(m3)43907278.04钢筋(t)7941110 在同样采用外挂设备用房时，车站主体采用塔柱式车站，将大跨车站分成多个小跨结构，站厅与站台分离设计，与传统大跨相比，塔柱式车站不管是开挖方量、支护结构混凝土、钢筋量都减少很多，既节约了工程材料，又降低工程造价。（2）加快施工工期 在硬岩中采用塔柱式车站结构型式，大大减小了车站主体工程量，结构采用喷锚支护，不设二次衬砌，同时初期支护采用高性能耐腐蚀湿喷混凝土和多重防腐锚杆，大大加快了施工进度，节省施工工期。由于单洞断面是大跨隧道的1/3左右，大大减少了车站主隧道施工风险。另外可以增加工作面，缩短车站主体及端厅的总体施工进度。（3）节能环保 采用喷锚