盾构毕业设计

1、燕山大学本科生毕业设计PAGE IVPAGE II PAGE 18目 录 TOC o 1-2 h z t 标题 3,3 HYPERLINK l _Toc328412942 摘要 PAGEREF _Toc328412942 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412943 Abstract PAGEREF _Toc328412943 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412944 第1章 绪论 PAGEREF _Toc328412944 h 6 HYPERLINK l _Toc328412945 1.1 设计概况 PAGEREF _Toc32

2、8412945 h 6 HYPERLINK l _Toc328412946 1.1.1 设计依据 PAGEREF _Toc328412946 h 6 HYPERLINK l _Toc328412947 1.1.2 设计范围 PAGEREF _Toc328412947 h 6 HYPERLINK l _Toc328412948 1.1.3 主要设计原则及标准 PAGEREF _Toc328412948 h 6 HYPERLINK l _Toc328412949 1.2 沈阳地铁工程地质及水文地质 PAGEREF _Toc328412949 h 8 HYPERLINK l _Toc32841295

3、0 第2章 施工方案选择 PAGEREF _Toc328412950 h 11 HYPERLINK l _Toc328412951 2.1 明挖法 PAGEREF _Toc328412951 h 11 HYPERLINK l _Toc328412952 2.2 矿山法 PAGEREF _Toc328412952 h 11 HYPERLINK l _Toc328412953 2.3 盾构法 PAGEREF _Toc328412953 h 12 HYPERLINK l _Toc328412954 第3章 盾构机类型的选择 PAGEREF _Toc328412954 h 32 HYPERLINK l

4、 _Toc328412955 3.1 工程对盾构机的要求 PAGEREF _Toc328412955 h 33 HYPERLINK l _Toc328412956 3.2 泥水加压式盾构与土压平衡式盾构的特点 PAGEREF _Toc328412956 h 34 HYPERLINK l _Toc328412957 3.3 盾构机选型结论 PAGEREF _Toc328412957 h 36 HYPERLINK l _Toc328412958 第4章 管片选型与几何设计 PAGEREF _Toc328412958 h 14 HYPERLINK l _Toc328412959 4.1 盾构隧道断面

5、尺寸的拟定 PAGEREF _Toc328412959 h 14 HYPERLINK l _Toc328412960 4.2 管片衬砌选择 PAGEREF _Toc328412960 h 14 HYPERLINK l _Toc328412961 4.3 管片参数 PAGEREF _Toc328412961 h 16 HYPERLINK l _Toc328412962 4.3.1 管片厚度 PAGEREF _Toc328412962 h 16 HYPERLINK l _Toc328412963 4.3.2 管片幅宽 PAGEREF _Toc328412963 h 16 HYPERLINK l _

6、Toc328412964 4.3.3 衬砌环组成 PAGEREF _Toc328412964 h 16 HYPERLINK l _Toc328412965 4.3.4 管片拼装方式 PAGEREF _Toc328412965 h 16 HYPERLINK l _Toc328412966 4.3.5 管片连接 PAGEREF _Toc328412966 h 17 HYPERLINK l _Toc328412967 第5章 管片内力计算（手写） PAGEREF _Toc328412967 h 18 HYPERLINK l _Toc328412968 5.1 围岩压力计算 PAGEREF _Toc3

7、28412968 h 错误!未定义书签。ANSYS验算 HYPERLINK l _Toc328412969 PAGEREF _Toc328412969 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412970 PAGEREF _Toc328412970 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412971 HYPERLINK l _Toc328413013 第6章 竖井结构及联络通道设计 PAGEREF _Toc328413013 h 19 HYPERLINK l _Toc328413014 6.1 盾构竖井结构设计 PAGEREF _Toc328413

8、014 h 19 HYPERLINK l _Toc328413015 6.2 联络通道及泵房设计 PAGEREF _Toc328413015 h 19 HYPERLINK l _Toc328413016 6.2.1 开挖方式 PAGEREF _Toc328413016 h 20 HYPERLINK l _Toc328413017 6.2.2 支护方式 PAGEREF _Toc328413017 h 20 HYPERLINK l _Toc328413018 6.3 防水施工 PAGEREF _Toc328413018 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413019 6

9、.3.1 隧道防水处理 PAGEREF _Toc328413019 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413020 6.3.2 洞门防水处理 PAGEREF _Toc328413020 h 错误!未定义书签。 PAGEREF _Toc328412971 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412972 PAGEREF _Toc328412972 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412973 PAGEREF _Toc328412973 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412980 第

10、7章 隧道防水、通风、照明设计（手写） PAGEREF _Toc328412980 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412981 PAGEREF _Toc328412981 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412982 第8章 隧道施工准备 PAGEREF _Toc328412982 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412983 8.1.2施工技术准备 PAGEREF _Toc328412983 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412984 8.1.3 PAGEREF _To

11、c328412984 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412985 8.1.4 PAGEREF _Toc328412985 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412986 8.1.5 PAGEREF _Toc328412986 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412987 8.2施工现场准备 PAGEREF _Toc328412987 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412988 8.2.1 PAGEREF _Toc328412988 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK

12、 l _Toc328412989 8.2.2 PAGEREF _Toc328412989 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412990 8.2.3 PAGEREF _Toc328412990 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412991 8.2.4 PAGEREF _Toc328412991 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412992 8.2.5 PAGEREF _Toc328412992 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412993 8.3施工物资准备 PAGEREF _

13、Toc328412993 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412994 8.3.1 PAGEREF _Toc328412994 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412995 8.3.2 PAGEREF _Toc328412995 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412996 8.3.3 PAGEREF _Toc328412996 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328412997 6.3.4 PAGEREF _Toc328412997 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l

14、 _Toc328412998 8.3.5 PAGEREF _Toc328412998 h 错误!未定义书签。8.4施工现场总平面布置 HYPERLINK l _Toc328413002 PAGEREF _Toc328413002 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413003 PAGEREF _Toc328413003 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413004 PAGEREF _Toc328413004 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413005 PAGEREF _Toc328413005 h 错误!

15、未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413013 PAGEREF _Toc328413013 h 19 HYPERLINK l _Toc328413014 PAGEREF _Toc328413014 h 19 HYPERLINK l _Toc328413015 PAGEREF _Toc328413015 h 19 HYPERLINK l _Toc328413016 PAGEREF _Toc328413016 h 20 HYPERLINK l _Toc328413017 PAGEREF _Toc328413017 h 20 HYPERLINK l _Toc328413018 PA

16、GEREF _Toc328413018 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413019 PAGEREF _Toc328413019 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413020 PAGEREF _Toc328413020 h 错误!未定义书签。第9章 施工组织 HYPERLINK l _Toc328413021 PAGEREF _Toc328413021 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413022 PAGEREF _Toc328413022 h 错误!未定义书签。第10章施工技术主要技术措施 HYPERL

17、INK l _Toc328413023 PAGEREF _Toc328413023 h 错误!未定义书签。第11章 监控测量施工方案 HYPERLINK l _Toc328413024 PAGEREF _Toc328413024 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413025 PAGEREF _Toc328413025 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413026 PAGEREF _Toc328413026 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413027 PAGEREF _Toc328413027 h 错误!

18、未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413028 PAGEREF _Toc328413028 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413029 PAGEREF _Toc328413029 h 错误!未定义书签。 HYPERLINK l _Toc328413033 致谢 PAGEREF _Toc328413033 h 63第1章 绪论1.1 设计概况1.1.1 设计依据1 西安市地铁三号线初步设计和施工图设计合同2 西安市快速轨道交通建设规划及批复意见3 西安市快速轨道交通线网规划4 现场详细调查所掌握的周边环境 5 国家及陕西省或西安市人民政府颁布的有

19、关法律法规）6 西安市地铁一号线桥三站施工设计图7西安地铁三号线初步设计怀远门站-中街站区间8西安市地铁三号线沿线1:500电子地形图9 西安市地铁三号线沿线1:500地下管线图10西安地铁三号线环境影响评估报告（张士黎明文化宫）11 西安市地铁三号线沿线主要建（构）筑物调查报告图纸部分（一、二）1.1.2 设计范围1 鱼化寨丈八北路的地铁土建工程。2 区间隧道范围的联络通道，废水泵房土建工程。1.1.3 主要设计原则及标准1 主要设计原则(1) 结构设计应满足城市规划、运营、施工、防水、防腐蚀的要求，保证结构在施工及使用期间具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 (2) 隧道结构设计应根据所

20、在地段的工程地质和水文地质条件，线路埋置深度，地面建筑及地下结构物的现状，道路交通情况，结合城市整体规划的要求，进行技术、经济、工期、环境影响等方面的综合比较，选择合适的施工方法和结构型式。(3) 区间隧道的净空尺寸应满足地下铁道的建筑限界、使用功能、施工工艺等要求，并考虑施工误差、测量误差、结构变形和后期沉降的影响。(4) 结构设计应尽量减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，并应考虑城市规划引起周围环境的改变时对地下结构的影响。(5) 结构设计应根据结构类型，使用条件及荷载特点等，选用与其特点相适应的结构设计规范和设计方法。(6) 结构的计算模式应符合结构的实际工作条件，并反映结构和周围地

21、层的相互作用关系，避免对周围环境产生过大的影响。 (7) 结构设计应采取防止杂散电流腐蚀的措施，钢结构及钢连接件应进行防锈处理。(8) 隧道施工时引起的地面变形和沉降应控制在设计范围以内；设计中必须依周围环境、建筑物基础情况、地下管线对变形的敏感程度，采取稳妥可靠的措施和设计。暗挖法施工的地面变形沉降量一般控制在30mm以内，隆起量控制在10mm以内；穿越主要建筑物或地下管线时，应按实际情况确定；在空旷地区可适当放宽。(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，并充分考虑沈阳地下水位埋藏较浅、地层渗透性强、结构施工方法多的特点。结构设计中应遵照防水与结构设计并重和统一考虑的

22、原则。 (10) 两条单线隧道之间宜设联络通道，通道应设双向开启的防火门。 (11) 区间隧道内排水泵站宜结合通道设计。 (12) 区间隧道衬砌宜采用具有一定刚度的柔性结构，应限制其变形和接头张开量，满足结构受力和防水要求。 (13) 区间隧道在结构、地基、基础或荷载发生显著变化的部位，或因抗震要求必须设置变形缝时，应采取可靠的工程技术措施，确保变形缝两边的结构不产生影响正常行车的差异和轨道的曲率变化。变形缝的形式、宽度和间距应根据允许纵向沉降曲率、沉降差、防水和抗震要求等确定。 2 设计标准(1) 结构设计保证结构有足够的耐久性，结构的使用寿命为100年，结构的安全等级为一级。(2) 区间隧

23、道结构防水等级为二级。(3) 盾构圆形隧道限界为5200mm。(4) 隧道混凝土结构允许裂缝开展，最大计算裂缝宽度允许值为0.3mm，迎土（水）面为0.2mm；钢筋混凝土管片最大计算裂缝宽度允许值为0.2mm。(5) 地震基本烈度为度，本工程结构按8度采取抗震措施，主体结构抗震等级为三级。(6) 结构按6级抗力人防荷载进行结构强度验算。3 参考规范(1) 地铁设计规范(GB50157-2003)(2) 地下铁道工程施工及验收规范(2003年版)(3) 建筑结构荷载规范(GB50009-2010) (4) 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(5) 地下工程防水技术规范(GB50108

24、-2008)(6) 建筑抗震设计规范(GB50011-2010)(7) 钢筋机械连接通用技术规程(JGJ107-2010)(8) 钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)(9) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)(10) 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2010)(11) 人民防空工程设计规范(GB50108-2005)(12) 盾构法隧道工程施工及验收规范(GB50446-2008)(13) 地下防水工程施工及验收规范(GB50208-2002)1.2 西安地铁三号线工程地质及水文地质1.2.1、地形地貌工程场地貌单元属皂河一级阶地，地质情况较其他

25、地方较为复杂，地面标高介于400.64404.45m。地表主要为富裕路，富裕路为西安市的东、西向交通大动脉，人口密集，交通流量大。1.2.2、地层本施工地段地层为：底层内主要为第四系堆积物，即由全新统人工填土（Q4ml）、冲积（Q4al）黄土状土、细砂、中砂、粗砂夹薄层粉质粘土和上层更新冲积（Q3al）中砂夹粉质粘土等组成。场地地层从上到下共划分10个工程地质层，其特征描述见表2.1。1.2.3、地下水2011年4月7月勘察时钻探揭露，场地内地下潜水稳定水位埋深5.306.20m之间，相应高程为396.34397.30m。根据西安长期水位观测资料，勘察时接近低水位期。地下水年变幅2m左右。拟建

26、场地地下水主要赋存于上更新统黄土、古土壤、粉质黏土层及其中的砂夹层中，含水层的厚度大于50m。砂土夹层透水性良好，本车站揭露的砂层主要为细砂、中砂层，本次钻探细砂最大揭露厚度4.50m，最浅埋深24.80m，最高标高375.69m，中砂最大揭露厚度0.70m，最浅埋深21.40m，最高标高380.84。拟建场地的地下水主要接受大气降水及侧向地下水径流补给。潜水排泄方式主要为侧向径流排泄。地下水流向北北西。1.2.4、场地湿陷性评价根据场地探井和钻孔取样结果，地基土的自重湿陷系数 均小于0.015，一句GB 50025-2004规范第4.4.3条判定：拟建工场地为非自重湿陷性黄土场地。地基湿陷等

27、级为级（轻微）。隧道洞身覆土深度为13.40m，因而可不考虑湿陷影响。1.2.5、地裂缝该地段内无地裂缝分布。1.2.6、地基土物理力学性质所需岩土参数建议取值如下：1-2层：C=14KPa，=12.0，=19.6KN/m3；2-1层：C=38KPa，=23.0，=18.8KN/m3；2-2层：C=32KPa，=20.0，=20.5KN/m3；2-4层：C=0KPa，=30.0，=18.2KN/m3；2-5-1层：C=0KPa, =31.0, =20.0KN/m3；2-5-2层：C=0KPa,=30.0，=19.3KN/m3；2-6层：C=0KPa, =32.0, =20.0KN/m3；3-4

28、层：C=35KPa, =20.0, =20.5KN/m3；3-7层：C=0KPa, =35.0, =20.9KN/m3；工程地质层特征描述表2.1：层号名称描 述层底深度(m)厚度（m）1-1杂填土主要以粘性土夹较多砖瓦碎片组成，道路中部主要为混凝土路面，岩性不均。 0.703.200.703.20 1-2素填土主要以粘性土含少量植物根系为主，现状道路主要为路基垫层，岩性不均。1.804.001.102.302-1黄土状土孔隙发育，个别虫孔被褐色粘性土团块充填。含铁锰质、云母片等。具湿陷性。局部夹薄层中砂。11.8018.7010.6016.002-2粉质粘土Q4all针状孔隙发育，含铁锰质、

29、云母片等。呈薄层或透镜体分布。属中压缩性土。/0.903.402-4细砂Q4al4稍湿，砂质纯净，级配不良。主要成分为石英、长石及少量暗色矿物。厚度较薄。13.3018.600.403.402-5-1中砂Q4al5稍湿，砂质纯净，级配不良。主要成分为石英、长石及少量暗色矿物。厚度较薄。/0.502.502-5-2中砂Q4al5稍湿，砂质纯净，级配不良。主要成分为石英、长石及少量暗色矿物。局部含510%的圆砾。20.5023.402.908.502-6粗砂Q4al5稍湿，砂质纯净，级配不良。主要成分为石英、长石及少量暗色矿物。局部含58%的圆砾、卵石。地下水位于该层。30.2032.508.90

30、11.303-4粉质粘土Q3al1针状孔隙发育，含铁锰质、云母片等。呈薄层或透镜体分布。属中压缩性土。33.5037.101.304.803-7中砂Q3al5饱和，质纯净，颗粒均匀，级配一般。主要成分为石英、长石、云母及少量暗色矿物。局部为粗砂，夹薄层粉质粘土。揭露最厚50.00揭露最厚14.20第2章 施工方案选择施工方法对结构型式的确定和地铁土建工程造价有决定性影响。施工方法的选定，受沿线工程地质条件、水文地质条件和环境条件（地面建筑物和地下构筑物的现状、道路宽度、交通状况）等多种因素的制约，同时也会对工程的难易程度、工期、造价，运营效果等产生直接的影响。常见的施工方法有明挖法、矿山法和盾

31、构法。2.1 明挖法明挖法施工的特点适用于各种不同的地质情况，减少线路埋深，降低运营成本，施工工艺简单，技术成熟。但由于沈阳地铁一号线怀远门站到中街站处于房屋集中、地面交通繁忙的闹市区，若采用明挖法施工势必对城市主干道的交通、商业的正常运营造成巨大的影响。因此，本区间段范围内隧道不宜采用明挖法施工。2.2 矿山法地铁区间隧道采用矿山法施工，是近年来为适应城市浅埋隧道的需要而发展起来的一种施工方法，也称浅埋暗挖法。目前在我国地铁区间隧道建设中已被广泛采用。浅埋暗挖法施工工艺简单、灵活，并可根据施工监控量测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺，以达到安全与经济的目的。 采用矿山法施工必须在整个施工

32、过程中实施降水，降水影响范围很大，虽然降水时注意井管缠丝间距、井管周围的填砾厚度、填砾滤料的级配，可减少或消除因潜蚀或管涌而产生的地面变形。但由于在粘性土之下或卵石土层中存在饱和状的稍密松散状态的砂、粉细砂土，因此施工降水引起的上覆土层的固结沉降对两侧浅基础房屋和地下管线将会带来一定的影响。由于一号线上覆地层第四系全新统冲洪积层为松散、胶结及自稳能力较差的地层，因此暗挖法施工通过建筑下方时，除要保建筑物基础与隧道顶部之间有一定的距离外，最主要的是采取有效措施减少围岩变形，将其沉降量控制在不影响地面建筑物的安全和正常使用范围内。由此可见，地铁一号线怀远门站中街站区间段隧道不宜采用矿山法施工。2.

33、3 盾构法1 、盾构法基本概念盾构法是在地面下暗挖隧道的一种施工方法。当代城市建筑、公用设施和各种交通日益繁杂，市区明挖隧道施工，对城市生活的干扰问题日趋严重，特别在市区中心遇到隧道埋深较大，地质复杂的情况，若用明挖法建造隧道则很难实现。在这种条件下采用盾构法对城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道建设具有明显优点。此外，在建造穿越水域、沼泽地和山地的公路和铁路隧道或水工隧道中，盾构法也往往因它在特定条件下的经济合理性及技术方面的优势而得到采用。2 、盾构法的主要优点盾构法施工目前只要在软弱地层中采用，其最大的特点是不影响或较小影响地面建筑物和环境。在现阶段，特别是在闹市区软

34、弱地层中是修建地下工程最好的施工方法，加之近年来盾构机械设备和施工工艺的不断发展，适应大范围的工程地质和水文地质条件的能力大为提高，尤其是泥水式、土压平衡式盾构的开发，使之在松散的含水砂层、高水压地层等所有地层中进行开挖成为可能，所以当工程地质条件差、周围环境复杂难以采用矿山法和明挖法施工时，盾构法时较好的选择。综上所述，纵观沈阳地铁一号线怀远门站至中街站区间的地质情况、周围环境条件，区间隧道应主要采用盾构法施工，联络通道可采用矿山法施工，盾构工作井段采用明挖法施工。第3章 管片选型与几何设计3.1 盾构隧道断面尺寸的拟定本区间段双圆区间隧道内径的确定式是由地铁限界标准在圆形建筑界限5200m

35、m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、设备安装等诸多因素确定的，根据技术要求，只要在施工过程中的控制措施得当，在圆形建筑限界5200mm的基础上再留有100mm的富余量，就能满足要求，故选用的隧道内径为5500mm。 REF MTUpdateHome h 图4.1隧道建筑限界3.2 管片衬砌选择管片制造费用在盾构隧道工程总投资中所占比重较大，在地铁工程中约为45%，因此合理地选择管片的形式是十分必要的。盾构隧道中，管片衬砌的作用可以总结为：A. 足够安全地承受作用于隧道上的荷载；B. 具有适应于隧道使用目的的功能；C. 具有适合于隧道施工条件的结构形式。为满足上述管片衬砌

36、的作用，使得隧道能很好地满足其功能要求。必须合理、科学地选择管片衬砌。管片衬砌的选择包括材料选择和形式选择两方面内容。1.衬砌材料盾构隧道管片衬砌按其制作材料主要可分为铸铁管片、钢管片、钢筋混凝土管片、钢混凝土复合管片等几类。铸铁管片强度高，耐蚀性、延性和防水性能比较好，但耗费金属，机械加工量大，造价高，铸铁本身具有脆性破坏的特性，承受冲击荷载的性能差，目前应用较少。钢管片强度高、延性好，运输和安装都比较方便制作精度容易保证，但其刚度很难保证，耐锈蚀性差，成本非常高。目前一般仅作为局部加强的衬砌使用。与其它管片相比，钢筋混凝土管片具有能满足结构受力的要求，加工制作比较容易，耐腐蚀，造价低、刚度

37、大，由其组成的衬砌防水性能有保证等一系列优点，故本隧道采用钢筋混凝土管片。2.衬砌形式盾构法隧道衬砌主要有：预制装配式衬砌、模注钢筋混凝土整体衬砌相结合的双层衬砌 、挤压混凝土整体式衬砌三大类。预制装配式衬砌与其它两种衬砌相比较具有以下优点：管片在工厂预制，质量易于保证；安装后能立刻承受地层荷载；施工易于机械化。且随着防水、截水材料质量和施工工艺的提高，采用单层衬砌即可满足强度、刚度及功能的需要。依据国外一些超大断面盾构隧道及国内盾构隧道的成功经验，本隧道采用预制装配式衬砌。按管片的截面形状钢筋混凝土管片又可分为箱形和板形两类。箱形钢筋混凝土管片存在以下的缺点：在千斤顶推力的作用下易开裂，通风

38、阻力大，不利于隧道通风，浪费了本已构筑好的地下空间。而板形管片则能很好地满足千斤顶顶推力的要求，同时对已构筑的地下空间无浪费。综合以上分析，本铁路隧道采用单层装配式板形钢筋混凝土管片衬砌的结构形式。3.3 管片参数3.3.1 管片厚度管片的厚度与隧道断面大小的比，取决于地层条件和隧道埋深等，最主要式取决于荷载条件。一般情况下，管片厚度为管片外径的4左右，我国的地铁单线圆形区间隧道多采用350mm和300mm两种。根据沈阳地区的工程地质条件及地下水埋深情况，并参照类似的地铁盾构隧道工程，参照其工程并结合后续的结构计算分析，确定管片厚度为350mm，则得管片外径为5500+700=6200mm。3

39、.3.2 管片幅宽目前，我国地铁盾构隧道设计中多采用幅宽1200mm和1500mm两种。依据类似的地铁盾构工程，同时从考虑运输、吊装、装配等方面进行综合分析比较，且线路曲线半径较小，施工控制不易于保证，最终确定管片的幅宽为1200mm。3.3.3 衬砌环组成本次设计，采用不对称双圆衬砌结构。衬砌环宽幅1200mm，由6块管片组成，其中3个为标准块，2个相邻块，1个封顶块。单块管片间由环向螺栓连接，环间则由纵向螺栓连接。3.3.4 管片拼装方式拼装方式有错缝拼装和通缝拼装两种。所有衬砌的纵缝成一直线的情况称之为通缝拼装；相邻两环间纵缝互相错开的情况称之为错缝拼装。错缝拼装有如下优点：能够使圆环接

40、缝刚度分布均匀，提高了管片衬砌的纵向刚度，减小接缝以及整个结构的变形；同时在接缝防水方面，错缝拼装方式纵、环缝相交处有三缝相交，相比通缝拼装时纵、环缝成十字形相交较容易处理。同时错缝拼装下接缝变形也较小，也有利于结构的防水。因此，本设计采用错缝拼装。3.3.5 管片连接环向螺栓和纵向螺栓均采用短直螺栓，另外，在管片的环、纵缝侧面上设置凹凸榫槽，除了能保证在管片拼装过程中起到正确定位的作用外，更重要的是，在环缝中设置榫槽可以为软土地层中的地铁区间隧道可能出现的不对称沉降提供更大的抗剪能力。图4.2 衬砌环拼装示意图图4.3衬砌圆环布置展开图第4章 管片内力计算公司工艺工法汇编 盾构法区间隧道的工

41、艺流程成都中铁隆工程公司 工程管理部第5章 竖井结构及联络通道设计5.1 盾构竖井结构设计根据全线工程筹划和现场具体的场地条件，本区间段以车站端部（即区间尾部）加宽加深作为盾构竖井。盾构竖井端头加固：为了保证隧道进出洞的安全，通常需要在靠近出发口处设置密封圈或浇注洞口混凝土，同时在盾构始发或到达的端头部位进行加固或地基改良，加固或地基改良的范围主要从保证盾构进、出洞时的围岩强度与止水要求两方面考虑，目的主要有：防止设置盾构竖井（车站端头井）施工时造成的围岩松动影响；防止拆除盾构竖井围护结构时的振动影响；在盾构机贯入开挖面前或拉入竖井前能使围岩自稳及防止地下水流入；降低对入口填塞物的压力；防止因

42、开挖面压力不足引起的开挖面坍塌；防止对地面沉陷或对埋设物的影响。由于盾构始发和到达时竖井及地层的稳定性是修建区间盾构隧道的关键因素之一，能否保证盾构始发和到达时的竖井端头部位的安全，必须予以足够的重视。端头加固的一般原则是：满足在拆除临时墙时能够保证地层稳定，防止地下水流入以及作业面压力不足所引起的掌子面坍塌。拟选用如下两种方案作为端头地层加固方案：1 、当车站端头围护结构采用盾构可切割的玻璃纤维筋时，不需要先由人工切除竖井围护结构，盾构机直接切割围护结构便可进出洞，因而盾构大刀盘在进出洞一直与围护结构、地层处于密实状态。在降水条件下，地层稳定性是十分理想的。2 、当车站端头围护结构采用的是盾

43、构不可切割的钢筋时，根据地质情况需要在原围护结构外设置13排人工挖孔桩，桩体为素混凝土，同样可以起到(1)方案中达到的地层稳定的效果。此时，盾构机在进、出洞前由人工凿除原围护结构后盾构机再行施工。本区间段建议采用1方案。5.2 联络通道及泵房设计在左线处有联络通道及泵房设计施工。根据工程地质条件及其它施工条件，确定采用“矿山法暗挖构筑”的施工方案，开挖方向为隧道到泵房，这主要考虑从泵房侧开挖难以保证对准钢管片位置，可能造成结构无法接口。开挖的顺序是先开挖位于下方的上行线通道，待上行线旁通道构筑完成后，再开挖位于上方的下行线通道。开挖构筑的主要施工工艺及顺序见图：施工准备隧道支护探孔试挖开钢管片

44、开挖、临时支护结构层及防水层施工壁后注浆土层注浆充填利用在泵站附近处搭设的工作平台，将隧道作为排渣及材料运输通道。经探挖试挖确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，然后根据“新奥法”的基本原理，进行暗挖法施工。5.2.1 开挖方式开挖掘进采用短段短砌技术，开挖步距一般控制在0.30.5m，喇叭口处断面较大，为减轻开挖对隧道变形的影响，开挖步距可缩减为0.3m。采用风镐进行掘进。为了提高掘进效率，加快施工进度，缩短土体暴露时间，风镐尖需做特殊处理，并要求每个掘进班配备56把风镐，以避免不能正常工作而影响施工进度。在掘进施工中根据暴露土体的加固效果，以及监控监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安

45、全施工。5.2.2 支护方式采用两次支护方式。第一次支护（临时支护）采用钢支架加背板。第二次支护（永久支护）采用现浇钢筋混凝土。1 临时支护旁通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的土体帷幕上，当土体帷幕墙所承受的压力超过土体强度时，土体帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，土体开挖后就要及时对土体进行及时的支护，所以旁通道的临时支护即作为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分，是支护工艺中较为关键的一步。将土体帷幕简化为弹性材料制成的厚壁筒

46、，假定厚壁筒处于静水压力状态，根据变形协调方程经过力学计算分析，确定旁通道临时支护的结构形式。临时支护采用18#工字钢加工成的直腿拱形支架和矩形支架。钢拱架为封闭形式通道内的临时支护，为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，拱形支架的间排距与通道的开挖步距相对应为0.30.5m，相邻支架间加有纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。矩形钢支架用于集水井，支护间距为0.5m，上下两排支架间由8根拉杆相互连接，必要时增加纵横向支撑，以增加支架整体的稳定性及抗变形的能力。为了控制支架间土体的变形，所有钢支撑架后用木背板密背，背板必须同土体紧贴，尽量减少支护间隙，木背板不能松动，当支护间隙

47、较大时，可增加背板厚度和木橛子，以提高支护效果。2 永久支护永久支护为结构设计中的钢筋砼结构，为减少砼施工接缝，旁通道开挖及临时支护完成后，一次连续进行浇筑。由于这种结构的特殊性，通道顶板内的砼浇筑较为困难，为提高砼施工质量，可采取分段浇筑的施工方式，必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。第6章 隧道防水、照明、通风设计6.1 衬砌外防水涂层施工6.1.1 衬砌防水施工准备1、材料准备衬砌外防水涂料按设计规定选购后，经过对质量保证书和合格证的检查、涂料实物验收后贮存于专用材料库中。涂料包装应可靠。易燃及有毒类涂料贮存时应密封，并放在阴凉、干燥处。2、施工工具准备。人工涂刷：铁桶、手提式电动搅拌

48、机、毛毡滚动刷、小毛刷、油灰刀。机械喷涂：喷涂机、压缩机、油灰刀、吹气除灰刀、手提式电动搅拌机。3、施工作业准备。管片拱形（背部朝上）放置或竖式放置，以方便作业。管片结束水池养护或蒸汽养护后晾干，使其表面湿度满足施工要求。6.1.2 衬砌防水操作顺序1、对已干燥的管片背部上的空穴和缺损用107胶水或YJ302粘结剂拌和水泥填平。同时用油灰刀铲除基面上的突起物，再用钢丝刷清除管片外背面的浮灰和浮砂。2、按涂料规定的配比要求，将涂料混合搅拌均匀。3、按规定的要求涂刷冷底子或直接涂刷底涂料。4、涂刷时要均匀一致，不得过厚或过薄。为确保涂料厚度，用单位面积涂布量和测厚仪两种手段控制。5、通常在第一度涂

49、后24h刮涂第二度涂层，涂刷的方向必须和第一度的涂刮方向垂直。重涂时间的间隔于涂料的品种有很大关系。如果面层与底层分别采用两类涂料，则按各自不同的工艺条件实施，同时必须注意两层之间的结合。6、施工中使用有机溶剂时，应注意防火。施工人员应采取防护措施，戴手套、口罩、眼镜等，施工温度宜在0 QUOTE 错误!未找到引用源。以上。6.2 衬砌接缝防水施工冬季框形密封条整形后，密封垫会应堆放时的绕曲而走形，需先经烘房恒温。涂胶与粘结。管片混凝土面与橡胶面分别涂胶；涂胶时密封垫要满涂，软木橡胶用“四边加斜十字涂”，相应混凝土亦同。若胶粘剂开封后溶剂挥发变稠，可用溶剂边加入边搅拌稀释。采用单面涂胶的直接粘

50、结法：即混凝土单面涂胶，凉置一段时间。一般1015min，随气温、湿度而异，以接触不粘为宜。粘合前再次检查是否所有粘结面已均匀涂胶，如漏涂则要补涂，粘贴时注意四个角部密封垫位置不可耸肩或塌肩，整个密封垫表面应在同一平面上，谨防歪斜或扭曲；套框和粘结时，一旦粘合就不可重行揭开，以免粘结强度受影响，故检查平整后应一次就位。由于实际加工的密封垫纵向、环向长度比管片上设置的密封垫沟槽短，为粘贴就位时恰到好处，应先正确定位，粘合四个角部后再粘合中间；粘合后用小木锤扣压，凡露肩或稍有隆起处要叩击密贴。粘合后应养护24h后方可运往井下拼装。如为遇水膨胀橡胶，还应加涂缓膨胀剂于橡胶密封垫表面。传力衬垫粘结在管

51、片上后不得有脱胶、翘边、歪斜现象。传力衬砌粘合在管片纵肋面时，应注意螺孔位置，为此需事先在螺孔位置的衬垫板上开设大于螺孔的孔洞，并正确就位。为加强T字缝和十字缝接头的防水，宜在管片密封垫的角部位置，加贴自粘性腻子薄片。加贴时应注意正确排布，以满足角部每条缝中有一层薄片，从而起到填平密封作用。下井前应再次检查几种防水材料粘结是否良好，有无脱翘处，若有则再补粘。6.3 衬砌接缝嵌缝防水施工嵌缝作业应在盾构千斤顶顶力影响范围外进行，还应考虑隧道的稳定性、隧道挖进等作业影响。其具体数值视管片结构形式、拼装方式及盾构设备的类型而定，通常在60m200m以外。此外隧道的稳定性还受地面建筑加载、隧道的其它挖

52、掘的影响，故在满足工期的前提下，应尽量在隧道趋于稳定后施工6.3.1 未定形密封材料嵌缝作业顺序如嵌填水膨胀腻子、密封胶类材料、外封聚合物水泥、合成纤维水泥类加固材料，应先嵌填密封料，不得外溢或翘露。若有控制膨胀材料，也阴天同样填塞密实。若单用密封胶，则应两面粘结。外封加固材料可以直接填塞于嵌缝槽面层，也可加封于嵌缝槽两侧。未提高它与管片混凝土基面的粘结力，宜于结合面先涂刷混凝土界面处理剂处理。YJ302型界面处理剂涂刷后24h内，应做外封加固材料。若已超过时间，则应重抹。外封加固材料应严格按设计要求的外形和尺寸施工，以利于密封和防裂。拱顶部的外封加固材料应能速凝，以免坠落。直接用外封加固材料

53、做嵌缝密封材料时，亦可参考上述作业方式。应保证十字接头处密封材料的紧密结合，保持防水的连续性和整体性。外封加固材料中较常采用的是氯丁胶乳水泥砂浆。6.3.2 定型密封材料嵌缝作业顺序将预制成型的橡胶和塑料密封条嵌入嵌缝槽，正确安贴就位。通常用木锤击入，使之紧密贴合；密封条在环缝嵌缝槽内宜无接头，或仅有一个接头，纵缝与环缝的密封条段与段的结合应尽量紧贴，必要时用特殊十字接头密封件解决此处密封问题；在预制成型密封件靠扩张材料与嵌缝槽紧密封时，扩张材料的设置要正确充分，尤其应针对接缝张开程度相应地扩张；采用泄水型的嵌缝方式时，要求将接头设在排水沟附近。如用密封胶类材料嵌填，应先涂冷底子，再自下而上填

54、塞密封胶，使之密实平整。6.4 洞门防水处理1 拆除管片前，将从相邻管片的中间也注浆以减少渗水。2 拆除管片后，对渗水部位仍要进行注浆封堵或预留引水导管，以确保施工面的干燥。3 对施工接缝要进行凿毛处理，对止水条的基面要清理干净并保持平整和干燥。4 遇水膨胀止水条要与基面密贴牢靠，搭接足够，并涂上缓膨剂。5 布置钢筋时不要触碰止水条，封闭模板前要仔细检查止水条的牢靠性。6 浇筑混凝土时要避免振捣棒碰到止水条，振捣要均匀到们。7 浇完混凝土后要及时养护14 天，在达到规定强度前不得拆除模板，以免出现渗水裂缝。8 对拆模后的渗水部位要及时进行注浆处理，并以环氧水泥砂浆拌平注:第7章 隧道施工准备7

55、.1技术准备 7.1.1 技术管理体系在盾构施工前，对参加施工的全体人员按阶段进行详细的技术交底，按工作进行岗位培训，考核合格后方可上岗操作。7.1.2 测量管理1、建立完善的施工放样测量复核制度，并对测量成果进行技术交底，未经复核和交底的测量成果不予使用。 2、测量仪器按计量部门规定，定期进行检修、鉴定，在使用前进行严格的检查，确保其精度满足测量要求。仪器由专人操作、保养和保管。7.1.3 试验管理1、进货检验严把进货关，加强对厂家资质、保证体系的审查和材料合格证、各种检验资料的验收工作。2、过程检验和试验执行试验抽检见证制度，由检测单位和监理工程师对现场的各种材料进行抽样。委托检测单位对砂

56、、石、水泥、喷射混凝土试件、钢筋等材料进行检验试验。执行试验工程师签字制度，进场材料未经工程师签字不得使用。7.1.4 施工管理1、开工前工程部施工技术人员认真熟悉相关的施工技术规范、质量评定表格、各分部工程的技术参数，编制技术交底文件。2、对各工序的作业人员，定期进行技术培训，并进行考核，合格后方能上岗，特殊工种（起重、爆破、喷射手等）要经过专业培训，持证上岗。7.2 施工现场准备7.2.1 施工道路施工现场的道路是组织物质运输的动脉。在开工前，必须按照施工总平面图的要求，合理利用原有道路。施工现场内便道采用钢筋混泥土结构，宽5.0m以上，厚0.2m，并将路面与明沟筑成一体。7.2.2 施工

57、给水利用由结构施工时总体申请的供水系统，引至盾构施工场地的总水管处，通过管路将水供至盾构施工各用水点，建立临时供水系统。施工设施和生活设施用水根据设施的落实情况与用水量需求，敷设适当通径的给水支管路。7.2.3 排水为确保工地环境整洁，达到文明标化要求，在工地上建立有效的排水系统，并与地区的排水系统沟通。施工现场设置以明沟、集水池为主的临时排水系统，施工污水经明沟引流、集水池沉淀滤清后，间接排入下水道。排水明沟应宽于30cm，深度不小于40cm，明沟内壁须用水泥抹光或用砖块制作。同时落实“防台”、“防汛”和“雨季防涝”措施，配备“三防”器材和值班人员，做好“三防”工作。7.2.4 施工用电在结

58、构施工时一并考虑申请。施工时，从施工现场预留授电点，进行施工用电设计，合理对总耗电量、办公用和施工生产用的各部分耗电量、电源选择、供电系统电压、变电所容量及安装等进行设计。电力传输线和配电设施严格按照中国及上海市关于电力安装、使用、维修和管理的有关规定执行。井下准备工作 （1）盾构基座为钢结构预制成榀，盾构基座位置按设计轴线准确放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位焊接。两根轨道中心线与基座上的盾构必须对准洞门中心且与隧道设计轴线反向延长线基本一致，并对基座加设支撑加固。（详见附图10 盾构基座图） （2）盾构吊装就位、调试验收 盾构分段吊入井下后，在井下重新组装，并在盾构基座上正确就位

59、，由专业技术人员调试验收。 （3）盾构后座拼装、盾构进入出洞状态 工作井平面尺寸为23.912.5m，盾构后座由12环负环管片拼装而成，考虑到电瓶车长度及吊运土箱、管片的需要，其中设开口1m管片 10环和闭口1.2m管片2环。开口环后部结构同管片中存在的间隙，用高标号砂浆进行充填，使混凝土管片受力均匀，环面平整。闭口环支撑采用4根609钢管传递轴向力。（详见附图11后盾支撑布置图） （4）洞门的密封装置安装 由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定的间隙，为了防止盾构出洞时及施工期间土体从该间隙中流失，在洞圈周围安装橡胶帘布带、环板、铰链板、弧型插板等组成的密封装置，并设置注浆孔，以备以后洞圈注浆

60、。（详见附图12 出洞防水装置图）7.3 施工物资的准备物资的准备遵循原则：根据单项施工技术要求和施工作业条件确定设备选型；按照施工进度计划指标配备设备台数，生产能力留有余地。 表2-1 盾构推进设备一览序号设备名称及规格数量用途16340土压平衡盾构1台区间隧道推进232T行车2台垂直运输35T行车2台管片驳运414T电瓶车6辆水平运输5充电机4套电瓶充电6电瓶8箱电瓶车动力7平板车8节水平运输88m3土箱8只隧道内出土9全站仪1台测量10水准仪2台测量11经纬仪2台测量12电焊机4台13风机2台隧道通风14泵20只抽水15出土车10辆土方外运16挖机1台出土17空压机4台18照明电箱6只1