重庆市轨道交通一号线(朝天门-大学城)工程可行性研究报告

第十二章结构工程重庆市轨道交通一号线（朝天门—大学城）工程可行性研究报告重庆市轨道交通一号线（朝天门—大学城）工程可行性研究报告第十二章结构工程2006年12月12-PAGE34北京城建设计研究总院有限责任公司北京城建设计研究总院有限责任公司12-PAGE352006年12月结构工程地下结构设计依据设计依据文件⑴《重庆市轨道交通一号线工程可行性研究报告》（北京城建设计研究总院有限责任公司重庆市轨道交通总公司2005.1）⑵《重庆轨道交通1号线可行性研究工程地质勘察报告》（重庆市勘测院，2004年2月）⑶《地铁一号线人防干道测量技术总结》（重庆市勘测院，2006年3月）设计依据规范⑴《地铁设计规范》（GB50157-2003）⑵《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-2003）；⑶《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）⑷《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）⑸《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；⑹《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；⑺《重庆市建筑地基基础设计规范》（DB50/5001-1997）⑻《铁路隧道设计规范》（TB10003－2005）；⑼《铁路工程喷锚构筑技术规范》（GB50086－2001）；⑽《铁路工程抗震设计规范》（GBJ111-87）；⑾《人民防空工程设计规范》（GB50225-95）⑿《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）⒀《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）⒁《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）⒂《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）⒃《锚杆喷射混凝土支护规范》（GB50086-2001）⒄《建筑边坡工程技术规范》（GB0330-2002）⒅《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）；主要设计原则⑴结构设计应，满足城市规划、行车运营、环境保护、抗震、防护、防水、防火、防腐蚀及施工等对结构的要求，同时做到结构安全、技术先进、经济合理。⑵结构在施工及使用期间应具有足够的强度、刚度、稳定性及耐久性。应按施工阶段和正常使用阶段进行结构强度、刚度和稳定性计算。对于钢筋混凝土结构，应进行裂缝宽度验算。⑶结构的净空尺寸应满足地下铁道建筑限界及各种设备使用功能的要求、施工工艺的要求，并考虑施工误差、结构变形和位移等因素给出必要的富裕量。⑷结构设计应减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，应考虑城市规划要求（包括未来地铁线的实施）对地铁结构的作用。⑸换乘车站分期修建时，近期车站设计应统筹考虑两站施工方法协调、结构连接、预留接口及措施等，尽量作到远期施工简便、综合工程投资节省，将远期车站的施工风险和对既有地铁正常运营影响减到最小。⑹选择车站施工方法时应充分考虑并尽量减小施工期间对地面交通、房屋拆迁、管线改移的不利影响。⑺结构设计应根据施工方法、结构或构件类型、使用环境条件及荷载特性等，选用与其特点相适应的结构设计规范和设计方法。结合工程监测进行信息化设计。⑻结构设计时应根据沿线不同建（构）筑物（含地下管线）的变形允许数值和基坑安全等级，确定基坑的变形控制等级及最大允许变形量，提出安全、经济、技术合理的基坑支护措施，严格控制基坑开挖引起的地表沉降等变形，预防地面变形对周围建（构）筑物造成的危害。⑼结构计算模式应符合结构的实际工作状况与边界条件、反映结构与地层的相互作用关系，应考虑将支护结构作为永久结构的一部分。⑽应根据现行《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》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。⑾地下结构设计中应包括对环境保护的设计，应充分考虑施工及运营过程中对周围环境（重要建筑物、城市交通干道及地下管线、地下水流网）的影响。设计标准⑴车站主要结构构件的设计使用年限为100年。⑵车站结构主要构件的安全等级为一级。⑶地下结构抗震设防分类为乙类，隧道结构按6度地震烈度进行抗震验算，按7度地震烈度采取抗震构造措施，抗震等级为三级。⑷地下结构须具有战时防护功能及平战转换功能。在规定的设防部位，结构设计按6级人防的抗力标准进行验算，并设置相应的防护设施。⑸地下结构设计按最不利情况进行抗浮稳定验算。在不考虑侧壁摩阻力时，抗浮安全系数Kf≥1.05；当考虑侧壁摩阻力时，抗浮安全系数Kf≥1.15。⑹钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度允许值应根据结构类型、使用要求、所处环境条件等因素确定。结构设计时，按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合影响的最大裂缝宽度允许值：结构背水面≤0.3mm；结构迎水面≤0.2mm。地质条件与隧道埋深工程地质及水文地质概述重庆地区80%以上的地貌形态为构造剥蚀丘陵区（84%），其它少数地区为河谷侵蚀、堆积阶地区(占1%)和构造剥蚀、溶蚀低山区（占15%），地形、地势变化频繁，地面坡度大。轨道交通一号线沿线基岩大片出露，第四系覆盖层厚度小，覆盖少，一般在3～10m左右。沿线的岩层以砂岩和泥岩为主，约占岩层的93%；白云岩和灰岩为辅，约占岩层的7%。岩体的完整性好，构造影响轻微，节理裂隙不发育，围岩类别为Ⅴ类（长石砂岩）或Ⅳ类（砂质泥岩）。第四系覆盖层厚度小，含水微弱，广泛分布的泥岩为相对隔水层，故地下水较贫乏。详细的工程地质及水文地质说明详见第三章—工程地质及水文地质。关于围岩分级《重庆轨道交通一号线可行性研究工程地质勘察报告》沿用的是1985年发布的旧版《铁路隧道设计规范》的“围岩分类”的概念。自国标《工程岩体分级标准》GB50218-94从1995年7月1日实行以后，《铁路隧道设计规范》历经多次修订，已不再沿用“围岩分类”的概念，取而代之的与国标保持一致的“围岩级别”的概念，将原Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ类围岩分别修改为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩，新旧版规范间的对应关系如下表：新旧版规范围岩分级的对应关系表1《工程岩体分级标准》94版ⅠⅡⅢⅣⅤ—《铁路隧道设计规范》2002版ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ《铁路隧道设计规范》85版ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ隧道埋深一号线沿线地面海拔高程分布范围在200～500m左右，相对高差达300m。地铁线路受车站分布及线路坡度限制，车站及区间隧道的埋深及埋深的变化也较大。地下车站的埋深直接关系到车站的服务水平、客流吸引、运营成本和结构设计的荷载取值，并影响施工方法和支护形式。地铁隧道的埋深可分为深埋和浅埋两种，深埋和浅埋具有各自的优缺点。浅埋车站隧道埋深小，方便乘客进出站，利于吸引客流。同时，浅埋车站的自动扶梯数量、提升高度以及通风竖井的深度也不大，土建工程量和自动扶梯购置量相应较低。由于自动扶梯的数量及提升高度小，大大降低了车站的动力消耗。通风竖井深度较小，使风道的通风阻力下降，减小电能消耗，从而可以降低工程运营费用；但浅埋隧道围岩条件复杂，隧道承受的荷载增加，给结构设计、安全施工和地面建筑的稳定带来许多难题。深埋车站可以简化支护结构，增加施工安全度，减少衬砌厚度，降低工程造价，隧道施工对周边环境影响小；其缺点是不便于乘客进出站，运营费用较高。根据本线具体的地形和地质特点，车站埋深的确定原则为，在基本满足深埋隧道的前提下（覆跨比大于0.5～1.0），在有条件的地方尽可能使车站埋深变浅，以获得从功能、经济、施工、造价等各方面均较优的车站方案。如大坪站、石油路站、歇台子站、烈士墓站和沙坪坝站，车站埋深为10～23m左右在地形高差变化较大的地方，受线路最大纵坡的限制，车站埋深较大，无法进行一步提高。如鹅岭站、七星岗站、高庙村站和马家岩站，车站埋深为32～40m左右地下车站施工方法与结构型式地下车站是整个地铁系统的重要组成部分，车站施工方法的选择，受沿线工程地质、水文地质条件以及所处环境、地面建筑物、地下构筑物、河道交通、道路交通等因素的影响和制约，方案的选择不仅要满足地铁工程本身的使用功能，同时也要满足合理开发利用地上、地下有效空间的要求，并考虑由于施工给周围环境带来的不良影响。对应不同的施工方法，结构型式往往不同。轨道交通一号线东起朝天门，向西至大学城，线路全长36.09km，共设23座车站，其中地下车站共15座，地下车站采用的施工方法主要有明挖法和明挖法明挖法一般适用于地面覆土浅、有条件敞口开挖，且有足够施工场地的情况。当车站站位设在现状道路范围外，或站位设在现状道路内，但交通允许暂时中断或有条件临时改道，使地面交通客流有条件疏散，就可考虑采用明挖法进行车站施工。明挖法是地下车站诸多施工方法中较为经济，且技术安全可靠的一种施工方法。在条件允许的情况下，应优先选用明挖法施工。明挖法主要施工步序为：施作基坑围护结构，由上向下开挖基坑，待开挖至基坑底设计标高后，再由下向上浇筑主体与内部结构，然后回填土方，恢复路面。明挖法施工具有以下优点：⑴土建造价相对较低、施工快捷；⑵适合多种不同的地质条件，可以有效的减少线路的埋深；⑶施工工艺简单、技术成熟、施工安全、工期短、施工质量易保证；⑷防水方法简单、质量可靠。明挖法的缺点：⑴施工时对周边环境和交通影响大。⑵引起大量拆迁。⑶工程综合造价较深埋条件下矿山法高。矿山法在地面无条件明挖或车站埋置深度较大的情况下，可采用矿山法。矿山法施工全部作业均在地下进行，因此对地面交通和人员出行影响较小，但与明挖法相比，施工难度较大，工期较长。在重庆的岩石地层中，暗挖地下结构一般采用钻爆法进行开挖。钻爆法的基本工序为：钻孔、装药、放炮散烟、出碴、初期支护、施做二衬。隧道的开挖方法一般有全断面法和分步开挖法。分步开挖法又分为台阶法、导洞法、CD法、CRD法和双侧壁法等。隧道开挖方法应根据具体的围岩条件、断面大小、支护方法等综合确定。对于围岩级别为I～Ⅲ级小断面隧道(如出入口隧道、单洞单线隧道，开挖跨度在7m以内)，可采用全断面开挖；对于中等断面隧道（如单洞双线隧道、分离岛式车站隧道等）以及围岩分级为Ⅲ级以上的小断面隧道，可采用上下台阶分部开挖；当地质条件复杂，或隧道断面较大时（如暗挖车站隧道、区间喇叭口隧道等），可采用导洞法分部开挖（如弧形导洞法、品形导洞法等），即先掘进一定深度的小断面导洞，然后进行开帮或挑顶，再采用光面爆破，将断面扩大至设计断面。这样，可以减少超挖，断面较圆滑规则，易于安装锚杆和钢丝网，减少喷射混凝土数量和围岩的松动。具体操作时应选择合理的装药结构、装药量和爆破方式，保护好围岩。当车站隧道处于浅埋状态，周边建构筑物保护等级较高时，也可采用双侧壁法进行断面开挖及支护，地下车站为大跨度、大空间地下结构，应采用分步开挖形成隧道及初期支护和二次衬砌。根据地质条件的好坏、断面的大小等因素，分别选用不同的分步开挖方法，以控制地面沉降，保证施工安全。（1）上导坑先拱后墙法对于单层暗挖车站及埋深较深、围岩较好的双层暗挖车站，由于覆跨比相对较大，暗挖施工条件较好，推荐采用上导坑先拱后墙法施工。其施工步序如下：a、开挖隧道上半断面中心导坑，并施作初期支护；b、开挖隧道上半断面两侧导坑，并施作初期支护；c、上半断面形成后，浇注拱部二次衬砌；d、开挖隧道下半断面中心导坑；e、跳槽开挖隧道下半断面两侧导坑，并施作边墙初期支护；f、浇注底板混凝土；g、浇注边墙混凝土；h、施作内部结构。该工法在重庆以往类似隧道有较多应用，对于围岩较好的隧道来说，施工作业空间较开阔，施工进度快，而且只要合理控制施工步长，并对拱脚处采取针对性的防水加强措施，施工质量有保证。但对于埋深较浅、围岩条件较差的隧道，施工时可能会出现拱脚下沉而造成拱部开裂、以及围岩变形和地表下沉不易控制等情况，这时应考虑采取其它施工方法。（2）下导坑“品”字形开挖先墙后拱法该工法施工步序如下：a、开挖隧道底部双侧导洞，施作初期支护，敷设侧墙防水层并浇注边墙二次衬砌；b、开挖隧道顶部导洞，施作拱顶部分的初期支护，在顶、底导洞之间设溜渣井；c、将拱部向两侧扩挖至设计轮廓，施作初期支护，敷设拱部防水层并浇注其余二次衬砌；d、在二次衬砌保护下分步开挖核心部分；e、浇注底板混凝土；f、施作内部结构。这一方法的主要优点是：a、施工安全可靠，对地层变化的适应性强，施工步序容易调整。如遇围岩软弱或不稳定地层时，拱部可改为跳槽开挖，分段提前施作二次衬砌，以充分利用围岩及衬砌的空间支承效应。b、能有效控制围岩变形及地表下沉，尤其对于埋深较浅的地段更为有效。c、混凝土的浇注为顺作，质量容易保证，同时拱部整浇混凝土不易下沉造成开裂。d、由下导洞可提前预知围岩状况，供拱部支护参考。（3）双侧壁导坑法对于浅埋、大跨度暗挖车站，若围岩自身承载力差，施工中应采用以控制隧道拱部下沉为主的开挖方案，可采用双侧壁导坑法，其施工步序如下：a、开挖隧道左右两侧壁导坑，导坑采用正台阶法分步开挖，并施作初期支护；b、开挖中间部分顶部土体并及时施作初期支护；c、分段拆除中隔壁的初期支护，敷设拱、墙部防水层并施做二次衬砌；d、在拱、墙部二次衬砌保护下分步开挖中隔壁下部核心土；e、浇注底板混凝土；f、施作内部结构。施工方法的比选由于一号线沿线地面高程起伏大，受线路纵坡限制，本线地下车站多数埋深较深，顶部覆土10m以上，最大达40m，而且穿越稳定性、整体性好的岩石地层，因此适合采用矿山法少数车站埋深浅，且地面场地具备明挖施工条件，这种情况下，采用明挖法无论从施工难度、施工工期、结构防水质量及土建工程造价等方面均较矿山法有优势，故采用明挖法较为经济合理。采用明挖法施工的车站有：较场口站、两路口站、石桥铺站和烈士墓站。在矿山法施工的车站中，对于围岩好的深埋车站，可采用施工相对简单的上导坑先拱后墙法，以节约造价，缩短工期；对于围岩条件稍差，埋深中等的暗挖车站，宜采用较为安全可靠的下导坑“品”字形开挖先墙后拱法施工；对于围岩条件复杂的浅埋车站，周边环境保护要求较高时，宜采用更先进可靠的双侧壁导坑法施工。地下车站结构型式车站结构型式与所采用的施工方法相适应，同时需要多方案比较、综合考虑，既要满足使用功能的要求，又要结构合理，方便施工。车站结构型式的选择是否合理，对线路埋深、工期及土建工程造价和环境等具有较大的影响。（1）明挖法车站采用明挖法施工的地下车站，结构型式为地下双层或三层、三跨或多跨钢筋混凝土箱形框架结构。主体结构受力体系由侧墙、立柱、梁和顶板、楼板、底板等构件组成。车站结构采用纵梁体系，为增加板刚度并改善板的受力条件，在板与墙、梁相交的节点处设置受力斜托。根据底板下围岩级别、有无地下水及断面跨度的不同，底板采用钢筋混凝土板或条形嵌岩基础及混凝土铺底。（2）矿山法车站采用矿山法施工的地下车站，车站埋深均较大，车站隧道位于Ⅲ级～Ⅳ级围岩中，结构形式一般为双层单拱形复合衬砌结构（小龙坎车站除外）。中楼板为双跨或多跨单向板结构，两端简支在边拱结构上。根据底板下围岩级别、有无地下水及断面跨度的不同，采用钢筋混凝土平板或混凝土铺底。为加强复合衬砌的防水效果，同时防止二次衬砌在初期支护的约束下产生裂缝，在初期支护与二次衬砌间铺设了连续封闭的夹层防水层。明挖车站基坑支护型式的选择本线明挖车站共有4座，基坑深15～25m，局部深30m，地层为整体性较好的泥质砂岩，地表填土层薄，约2～3m。根据重庆市岩石地层特点及相关基坑工程经验，在这种情况下，可采用锚杆混凝土板挡墙护壁。具体作法是边开挖基坑，边对两侧基坑土（岩）体壁面设钢筋网，喷混凝土，设置锚杆（全长粘结型或自钻式锚杆），锚杆通过滑裂面将坑周土（岩）体加固，约束土（岩）体变形，保持基坑稳定。该法充分利用围岩的自稳能力，施工简单，不用横撑，施工空间大，开挖速度快，费用较低。在基坑不太深、岩体较稳定的情况下，可垂直开挖护壁。在基坑较深的情况下，可以小角度放坡开挖护壁。喷射混凝土板还可以加设纵横向的肋梁以增大刚度。内部结构形式暗挖双层单拱车站的楼板体系由板、梁、柱及柱下基础组成，楼板两端简支于主体结构拱腰处的牛腿上，为双跨或三跨结构板；在有效站台区范围内设单排圆柱，设备用房区为双排方柱。站台板及楼梯各自形成独立的结构体系，为钢筋混凝土结构或预制构件。附属结构的施工方法与结构型式风道和出入口结构一般布置在主体结构的两侧，风道及出入口隧道独立设置。明挖法车站的风道和出入口隧道，在地面具备明挖条件时，可与车站主体结构一同采用明挖法施工，不具备明挖条件时，采用矿山法施工。矿山法车站由于覆盖层厚度较大，风道及出入口结构均采用矿山法施工。风道结构一般宜布置为双层，以减小洞室开挖宽度。风道及出入口隧道的结构断面根据围岩级别的不同，可采用马蹄形断面或直墙拱形断面复合式衬砌。暗挖风井隧道深度较大时，采用圆形断面。明挖出入口断面形式为箱形或槽形，暗挖出入口断面为马蹄形断面或直墙拱形。沿线各地下车站结构方案设计一号线共设15座地下车站和一座半地面半高架站（朝天门站），现将各车站的结构方案分述如下：朝天门站朝天门站位于重庆港侯船厅后的信义街上，偏道路东侧设置，为一座半高架、半地面岛式车站，是一号线的起点。车站地下部分穿越第四系覆盖土层，以人工填土、卵石土和粉质粘土为主。由于围岩为松散土层，且埋深浅，所以适合采用明挖法施工，基坑围护结构可采用土钉墙或锚杆混凝土板挡墙。地下部分车站采用U形槽基础，上部结构为单层或双层框架体系。小什字站小什字站位于民族路和打铜街以南，新华路以西，是商业、交通的集散点。车站西侧是万吉广场和高层住宅，东侧是农行大厦和民生大厦。小什字站为地下双层岛式车站，顶部覆土10～25m，采用矿山法施工，结构型式为单拱双层型式。围岩为泥岩和泥质砂岩，围岩级别Ⅱ～Ⅲ级。该站为在既有人防隧道基础上扩建而成，为配合车站上方地面楼房的开发，土建结构大部分已经完成。该站拟与规划6号线车站通道换乘，本站在上，6号线车站在下，为侧式车站。较场口站较场口站位于和平路、中兴路、新华路和民权路四条交通要道交汇路口以西道路北侧，与地面开发项目“鼎好·世纪星城”相结合车站为地下四层，局部五层的地下站，覆土1.5m至5m，整个车站位于砂岩层和泥岩层，围岩级别为Ⅱ～Ⅲ级。根据车站与地面开发相结合的方式不同，有以下两个方案：方案一：高层商务开发区与地铁车站间不设变形缝。优点：使用较方便，高层商务开发区的地下部分侧向约束较好。缺点：⑴结构受力及计算分析较复杂。⑵根据国家规范，重庆地区地震设防烈度为6度，当高层商务区属于超高超限结构体系时，车站主体结构有可能将随高层商务区报超高超限审查。⑶车站的抗震等级有可能不低于高层的抗震设防等级，造成车站结构构件尺寸加大，含钢量增高。方案二：高层商务开发区与地铁车站设变形缝。优点：⑴高商务开发区与地铁车站形成两个独立的结构体系，车站的抗震等级将低于高层商务区；⑵便于高商务开发区与地铁车站分期施工；⑶车站可避免受超高超限审查。缺点：高层结构侧限较差。共同点：高层商务开发区靠近地铁车站一侧，应采用桩基础。桩基础深度应超过地铁车站底板，否则高层结构荷载将传至地铁车站主体结构上，增加主体结构的结构构件截面尺寸，影响车站的使用功能。方案推荐：鉴于“方案二”受力简单明确，车站结构造价低，受高层商务开发区约束较小，特推荐“方案二”为本次设计的首选方案。该站与已建轻轨2号线车站通道换乘，本站在下，2号线车站在上，车站采用明挖法施工，底板埋深25～31m，基坑可采用锚杆混凝土板挡墙护壁，结构型式为地下四层三跨矩形框架结构，局部钢筋混凝土剪力墙。基础采用嵌固于岩层的刚性条基（墙基）和刚性独立基础（柱基）。七星岗站七星岗站位于兴隆街北侧，为双层岛式车站，利用既有人防洞扩建。车站埋深较深，顶部覆土46m，主体部分穿越泥岩及砂岩地层，围岩完整，围岩级别为Ⅲ该站与规划4号线车站通道换乘，本站在上，4号线车站在下，为侧式车站。两路口站两路口站位于长江路北侧重庆教委院内的高坎上，为五层岛式车站，拟与地面开发相结合，地铁结构上部有地面高层建筑与之连接。车站穿越残坡积土层和泥岩层，围岩级别为Ⅳ～Ⅴ级。规划拟将站场范围内东西两端地面标高的连线以上山包破除，由此车站底板埋深13～18m，采用明挖法施工，切坡可采用垂直边坡锚杆混凝土板挡墙护壁。结构型式为三层三跨或多跨箱形框架结构，基础采用嵌固于岩层的刚性条基（墙基）和刚性独立基础（柱基）。该站与规划3号线车站“L”型厅-厅换乘，本站在上，3号线车站在下，为侧式车站。目前一号线两路口车站已与3号线车站同期设计，正在进行初步设计。鹅岭站鹅岭站位于鹅岭正街西端，鹅岭公园与佛图关公园南侧，与长江一路的交叉口，为地下单拱双层岛式车站，地面无大型建筑。车站埋深较深，顶部覆土34～38m，适合采用矿山法施工。结构穿越厚层泥岩和砂岩，围岩位于风化轻微带中，完整性较好，围岩级别为Ⅲ级。推荐采用上导坑先拱后墙法施工。本站西端上方有“十三军滑坡”，现已稳定，对车站结构无影响。大坪站大坪站位于长江路和大石路相交的路口北侧，为双层岛式车站。车站底板埋深32～34m，顶部覆土18～20m，可采用矿山法施工。结构穿越泥岩和砂岩地层，拱顶上覆中风化岩层厚，围岩级别为Ⅲ级。推荐采用下导坑“品”字形开挖先墙后拱法或双侧壁导坑法施工，结构型式为单拱双层型式。该站与已建2号线通道换乘，本站在上，2号线车站在下，为侧式车站。石油路站石油路站车站位于渝州路—石油路口和医学院路两个路口中间，附近为重庆交通大学和渝州新都。车站底板埋深29～31m，顶部覆土14～18m，可采用矿山法施工。结构穿越泥岩和砂岩地层，围岩级别为Ⅲ级，推荐采用下导坑“品”字形开挖先墙后拱法或双侧壁导坑法施工，车站断面为单拱双层型式。歇台子站歇台子站位于科园六路东侧的渝洲路下方，为双层岛式车站。车站底板埋深27～29m，顶部覆土13～15m，可采用矿山法施工。结构穿越泥岩和砂岩地层，围岩级别为Ⅲ级，推荐采用上导坑先拱后墙法施工，车站断面为单拱双层型式。石桥铺站石桥铺站位于科园一路与渝州路交叉口的东南侧，为地下三层岛式车站，与规划5号线形成同站台同方向换乘。车站主要穿越砂质泥岩层，围岩级别为Ⅲ级。车站底板埋深20～21m左右，顶覆土2.6～3.6m。本站位于道路南侧的绿化带内，采用明挖法施工，基坑可采用垂直边坡锚杆混凝土板挡墙护壁。结构型式为三层三跨框架结构。高庙村站高庙村站位于高九路—石小路路口下方，为双层岛式车站。车站埋深较深，顶部覆土32～37m，适合采用矿山法施工。结构穿越厚层泥岩，夹砂岩，围岩位于风化轻微带中，完整性较好，围岩级别为Ⅲ级，推荐采用上导坑先拱后墙法施工，结构型式为单拱双层型式。马家岩站马家岩站位于石小路东侧的平顶山下，为双层岛式车站。车站埋深很深，顶部覆土35～40m，适合采用矿山法施工。结构穿越厚层泥岩，夹不稳定的薄层砂岩透镜体，围岩位于风化轻微带中，完整性较好，围岩级别为Ⅲ级，推荐采用上导坑先拱后墙法施工，结构型式为单拱双层型式。小龙坎站小龙坎站位于小龙坎的北侧，沙坪坝区中医院下方。由于车站位于梨～菜铁路隧道下方，隧道间最近处距离5m，为保证铁路隧道的安全，地铁隧道分为两条单线单洞，同时将车站布置为分离岛式站台车站，线间距25m。车站主体为两条单层或双层单洞隧道，通过通道与上方横向地下通道连通，再由出入口通往地面。车站顶部覆土15～27m，适合采用矿山法施工。结构穿越厚层泥岩，夹不稳定的薄层砂岩透镜体，围岩级别为Ⅲ级。推荐采用台阶法或中隔墙法施工，结构型式为单拱双层型式。沙坪坝站沙坪坝站位于沙坪坝区三峡广场、雕塑广场和天陈路之间的楼房下，为双层岛式车站。车站顶部覆土16～23m，可采用矿山法施工。结构穿越厚层砂岩和泥岩，拱部位于风化轻微带中，完整性较好，围岩级别为Ⅲ级。车站开挖断面大，埋深较浅，而且地表环境复杂，建筑物密集，为确保安全，推荐采用下导坑“品”字形开挖先墙后拱法或双侧壁导坑法施工，结构型式为单拱双层型式。杨公桥站杨公桥站位于渝长高速公路和杨双路之间的高坎上，为地下双层岛式车站。车站顶部覆土7～13m，可采用矿山法施工。结构拱部为中风化砂岩和泥岩，完整性较好，围岩级别为Ⅲ级。本站开挖断面大，埋深较浅，而且地表环境复杂，为确保安全，推荐采用双侧壁导坑法施工，结构型式为单拱双层型式。烈士墓站烈士墓站位于西南政法大学操场和杨双路之间的绿化带下，偏置于道路一侧，可采用明挖施工。车站主要穿越砂质泥岩层，围岩级别为Ⅲ级。车站底板埋深14～17左右，顶覆土1.7～4.3m

地下车站施工方法与结构型式汇总见下表。一号线工程地下车站施工方法及结构型式一览表表1序号车站名称车站形式施工方法结构型式覆土厚度(m)围岩及级别备注1朝天门站9m岛式半高架半地面站地下部分采用明挖法单层双跨矩形框架3.8人工填土、卵石土，Ⅴ级2小什字站10m岛式双层矿山法（上导坑先拱后墙法）单拱双层复合式衬砌10～25泥岩、泥质砂岩；Ⅱ～Ⅲ级在既有人防洞基础上扩建，主体已部分建成，需根据新站位继续扩建3较场口站12m岛式四层明挖法地下四层三跨矩形框架底板埋深25～31泥岩、砂岩；Ⅱ～Ⅲ级需改造既有人防洞，并与地面开发结合4七星岗站10m岛式双层矿山法（上导坑先拱后墙法）单拱双层复合式衬砌46泥岩、砂岩；Ⅲ级需在既有人防洞基础上扩挖车站5两路口站14m岛式三层明挖法三层三跨、五跨框架结构底板埋深13～18残坡积土层、泥岩；Ⅳ～Ⅴ级与三号线车站合建，已完成初设6鹅岭站10m岛式双层矿山法（上导坑先拱后墙法）单拱双层复合式衬砌34～38泥岩、砂岩；Ⅲ级7大坪站1岛式双层矿山法（下导坑“品”字形开挖先墙后拱法或双侧壁导坑法）单拱双层复合式衬砌18～20泥岩、砂岩；Ⅲ级8石油路站10m岛式双层矿山法（下导坑“品”字形开挖先墙后拱法或双侧壁导坑法）单拱双层复合式衬砌14～18泥岩、砂岩；Ⅲ级9歇台子站10m岛式双层矿山法（下导坑“品”字形开挖先墙后拱法或双侧壁导坑法）单拱双层复合式衬砌13～15泥岩、砂岩；Ⅲ级10石桥铺站12岛式三层明挖法三层三跨矩形框架2.6～3.6泥岩、砂岩；Ⅲ级与5号线实现同站台换乘（线路自身重叠）11高庙村站10m岛式双层矿山法（上导坑先拱后墙法）单拱双层复合式衬砌32～37泥岩；Ⅲ级12马家岩站10m岛式双层矿山法（上导坑先拱后墙法）单拱双层复合式衬砌35～40泥岩；Ⅲ级13小龙坎站线间距25中隔壁法单层马蹄形复合式衬砌（双洞）15～27泥岩；Ⅲ级受区间下穿铁路隧道限制，线间距较大14沙坪坝站12矿山法（下导坑“品”字形开挖先墙后拱法或双侧壁导坑法）单拱双层复合式衬砌16～23砂岩、泥岩；Ⅲ级15杨公桥站10m岛式双层矿山法（双侧壁导坑法）单拱双层复合式衬砌7～13砂岩、泥岩；Ⅲ级16烈士墓站10m岛式三层明挖法双层三跨矩形框架1.7～4.3泥岩、砂岩；Ⅲ级由上表可以看出，全线15座地下车站中（未含朝天门站），有5座明挖车站，10座暗挖车站。地下车站结构设计地下车站结构设计⑴岩性地层隧道设计应根据沿线的地形、地质条件，以及相邻建构筑物、地下人防洞室、地下管网等情况，运用“新奥法”原理进行结构设计，并在施工过程中运用信息化手段进行动态调整。⑵岩性地层中的暗挖隧道一般采用钻爆法施工，在隧道设计与施工过程中应最大限界地保护好围岩，充分利用围岩的自稳能力，形成压力拱，以减少衬砌厚度，降低造价。⑶钻爆法施工的车站隧道，其上的岩性覆盖层厚度一般不小于0.5～1.0倍隧道开挖宽度（围岩质量好时取小值，差时取大值），两相邻隧道间的净距不宜小于隧道开挖宽度。当功能需要或客观条件限制不能满足上述要求时，应在设计和施工中采取必要的辅助措施。⑷钻爆法施工的隧道，当隧道顶岩性覆盖层厚度小于下表的均按浅埋隧道设计。浅埋隧道覆盖层厚度表表12.1.围岩级别覆盖层厚度Ⅲ级≤0.5～1倍洞跨Ⅳ级≤1～2倍洞跨Ⅴ级≤2～3倍洞跨⑸计算垂直围岩压力时，浅埋隧道应按隧顶全部土柱重量计算；深埋隧道可根据《铁路隧道设计规范》，采用松弛围岩压力公式计算。水平压力取为垂直压力与侧压力系数的乘积。⑹钻爆法施工的隧道，其断面形状一般多采用内轮廓圆顺的马蹄形断面。当围岩条件好时，也可采用直墙拱形断面；当围岩条件差时，应增设仰拱。⑺钻爆法施工的隧道，其内部净空的富裕量一般为每侧100mm。明挖法施工的隧道，其内部净空的富裕量一般为每侧50⑻隧道洞口应设置洞门，洞门结构可按挡土墙设计，洞门设计应能满足洞口结构及围岩的稳定，并与周围建筑物及城市景观相协调。⑼隧道施工引起的地面沉降量一般应控制在10～30mm以内（岩性地层取小值，松散地层取大值）。当隧道邻近或穿越重要建构筑物及地下管线时，应根据实际情况确定相应的变形控制指标。⑽钻爆法施工的隧道，应采用光面或预裂控制爆破开挖技术，以减小超挖及对围岩的扰动，充分发挥围岩的承载能力。衬砌计算时，应考虑围岩与结构的共同作用。⑾为把钻爆施工对环境的影响限制在最小程度，最大爆破震动速度一般应控制在2cm/s复合式衬砌设计钻爆法施工的隧道，一般采用复合衬砌，即初期支护及二次衬砌。初期支护必须紧跟开挖工作面进行，以限制围岩变形的增长，并避免围护产生有害松弛。1.初期支护初期支护由锚杆、喷射混凝土、钢筋网组成，必要时也可设置格栅钢架或型钢钢架。初期支护的结构设计，应根据围岩类别，埋置深度，隧道宽度和开挖方法及步序等，合理选定喷混凝土、锚杆、钢筋网和格栅钢架等支护构件及参数。初期支护的设计参数，一般通过工程类比、理论计算并参照有关的标准设计或图集初步确定。在施工过程中，应结合监控量测数据，对设计进行确认或修正，以获得更经济合理的最终设计。2.二次衬砌二次衬砌为现浇混凝土，用以增加初期支护的安全度，提高其耐久性和防水性能。在地质条件差时，二次衬砌与初期支护共同承担外界水土压力。二次衬砌的形式及设计参数确定时，除应考虑围岩类别，埋置深度、地下水头等因素外，还应充分考虑初期支护的受力条件、二衬施作时间等因素。结构计算方法复合衬砌设计以工程类比法为主，但对于大跨度隧道或浅埋隧道还应辅以理论计算分析。1.地层—结构模型对于深埋条件下的车站主体隧道等大断面隧道，宜采用地层—结构模型的平面有限元法，计算毛洞状态下围岩的应力、应变及地面沉降量，并结合初衬后的状态进行分析，从而对围岩的稳定性及初期支护的参数做出评价。计算时应考虑不同的开挖及衬砌步序对围岩变形及衬砌稳定性的影响。2.荷载—结构法模型荷载—结构法模型是将结构模拟为杆单元或板壳单，并将结构所受荷载进行计算并作用于模型上，以确定结构的受力及变形情况，主要用于下列情形：⑴松散地层中的初期支护及二次衬砌的受力计算；⑵二次衬砌需按承载结构设计时，如浅埋隧道、承受地下水头的隧道等；⑶结构形式复杂、空间受力作用明显的形式，如车站与出入口、风道结构相接处的马头门等处；⑷采用明挖法施工的结构。地下区间施工方法选择根据线路埋深、工程地质、水文地质条件及线路所经过地区的环境条件，全线区间隧道的施工方法可基本分为暗挖法和明挖法。暗挖法当隧道埋置较深，沿线地面又没有足够的施工场地，或受地下构筑物的制约不具备明挖法施工条件的情况下，则应该采用暗挖法施工区间隧道。暗挖区间隧道，可针对不同地段的地质条件、地表环境、工期要求等分别采用矿山法和TBM法施工。由于重庆市地面高差起伏大的特点，并受线路纵坡的最大坡度限制，全线地下线绝大部分埋深很深，结构顶覆土约30～250m，穿越完整性较好的岩层；少数部分线路埋深稍浅，结构顶覆土约8～20m，穿越地表沉积土层或岩层表面风化带。因此全线地下线部分除特殊部位外，均适宜采用暗挖法施工。另外，沿线地面建筑群密集，道路狭窄，线路部分在现状道路或建筑物下方通过，采用暗挖法施工，可以不必拆迁地面建筑，对城市交通影响小。1.矿山法矿山法(或钻爆法)适用于结构埋置较深、处于具有一定自稳能力岩层中的隧道的开挖，尤其适用深埋于坚硬或较坚硬的岩体中的隧道的开挖。其基本工序为：钻孔，装药，放炮散烟，出碴，初期支护，二次衬砌。对小断面区间隧道可采用全断面开挖；对断面较大的可采用上下台阶分部开挖；当地质条件复杂，工程断面大时，可采用导洞分部开挖施工法，即先掘进一定深度的小断面巷道，然后开帮挑顶，采用光面爆破，将断面扩大至设计断面。重庆市特殊的地质状况—基岩埋深浅且整体性好，为地下工程采用矿山法施工创造了很好的条件。相对于其他城市而言，在重庆采用矿山法施工难度小，造价相对低，且不干扰交通，是地铁工程首选的施工方法。其缺点是工作面相对较窄，钻爆对周围环境有一定不利影响。当区间隧道埋置深度较浅，穿越松散不稳定的土层和破碎岩层时，由于围岩条件较差，采用矿山法施工应强调地层的预支护和预加固，并且要尽量减小开挖面，以保证洞室的稳定。此时支护衬砌的结构刚度比较大，初期支护允许变形量较小。当隧道通过浅埋土体时，可利用小导管超前注浆，固结拱部土层，形成具有一定支撑能力的土拱结构，为开挖、支护提供安全、稳定的地下开挖条件；当隧道通过浅埋硬质完整性较差岩体时，可超前斜插中、小预应力锚杆，使拱部形成具有相当自承能力的岩体锚杆拱结构，为下半台阶开挖、支护提供安全、稳定的条件。一号线大部分区间埋深较深，穿越强度较高的泥岩和砂岩地层，围岩完整性好，地下水贫乏，且无大断层、岩爆等不良地质现象，比较适宜采用矿山法施工，光面爆破，全断面开挖，喷锚支护，复合式衬砌，不设仰拱。对于少数埋深稍浅、开挖断面较大，且穿越地表沉积土层或岩层表面风化带的区间，适宜采取一定的预支护和预加固措施，分步开挖，初期喷锚或钢格栅喷射混凝土支护，二次模筑混凝土衬砌。根据本线的实际情况，除个别特殊情况外，全线地下线均适宜采用矿山法（局部浅埋暗挖法）施工。区间隧道的型式，可分为单线单洞隧道、双线单洞隧道及喇叭口隧道等型式，具体详见区间结构附图。2.TBM法全断面隧道掘进机（TBM）一般用于岩石地层，是在盾壳的保护下，依靠其前部的刀盘破碎、开挖岩层，利用撑靴撑在岩壁上或靠千斤顶推进时的反作用力向前掘进，一般不需土压、泥水压等维护掌子面。TBM法的优点为：⑴掘进效率高。掘进机开挖时，可以实现连续作业，从而可以实现破岩、出喳、支护一条龙作业。⑵掘进机开挖施工质量好，且超挖量少。掘进机开挖的隧道内壁光滑，不存在凹凸现象，从而可以减少支护工程量，降低工程费用。⑶对岩石的扰动小。掘进机开挖施工可以大大改善开挖面的施工条件，而且周围岩层稳定性较好，从而保证了施工人员的健康和安全。⑷施工安全，近期的ＴＢＭ可在防护棚内进行刀具的更换，密闭式操控室和高性能使安全性和作业环境有了较大的改善。TBM法的缺点为：⑴掘进机对多变的地质条件（断层、破碎带、挤压带、涌水及坚硬岩石等）的适应性差。⑵由于掘进机结构复杂，对材料、零部件的耐久性要求高，故其设备价格较高。在施工前需要花大量资金购买部件和制造机器，致使工程建设投资高，不适用于短隧道。⑶施工中不能改变开挖直径及形状，在应用上受到一定的制约。从以上的描述中可以看出，TBM法最大特点是机械化程度高，施工速度快。在相同的条件下，其掘进速度约为常规钻爆法的4～10倍。此外，还具有振动小、噪音低、作业安全可靠，对沿线居民生活、地下地面构筑物或建筑物影响小等优点。根据一般经验，当隧道的连贯长度大于6kmTBM技术在国内已有一些工程中采用过，如铁道部秦岭Ⅰ号隧道，“引大入秦”水利工程30A隧道、山西万家寨引黄工程引入隧道等，效果较好，已积累了一定的工程经验。另外，2003年中国二重集团与美国Robbins公司合作生产了一台ø3.65m双护盾掘进机，用于昆明掌鸠河一条22km长的引水隧洞的施工，这表明国内已初步具备该机械的生产能力。对于重庆的泥岩、砂岩地层，基岩完整性好、强度适中，并且无不良地质现象，这种情况下，区间隧道采用TBM法施工在技术上是可行且比较适合的。但考虑到一号线线路埋深较大，大部分车站均采用矿山法暗挖施工，若区间隧道采用TBM法，以目前常用的工程筹划方式，TBM机械进出场地受到较大限制，区间掘进与暗挖车站工期相互制约，TBM法的优势无法充分发挥。区间隧道断面有单线单洞及双线单洞两种基本形式，给TBM选型造成困难。若要充分发挥TBM的优势，需对全线的线路方案及工程筹划方案进行较大的调整。若多数车站采用岛式站台，则区间采用两条单线单洞隧道，两台小直径TBM从明挖车站下井，以连续掘进方式通过多个区间，从另一端的明挖车站解体吊出或继续掘进。暗挖车站可在TBM隧道(喷锚支护)的基础上扩挖形成（与小什字车站类似），TBM隧道还可用作暗挖车站的出碴通道。若多数车站采用侧式站台（如法国巴黎14号线等），则区间采用一条双线单洞隧道，一台大直径TBM从明挖车站下井，以连续掘进方式通过多个区间，从另一端的明挖车站解体吊出或继续掘进。总之，若采用TBM法，应避免在区间设置喇叭口隧道，通过将多个明挖车站（方便TBM机进出场）、暗挖车站（TBM先期过站）及区间隧道施工统筹安排，最大限度地发挥TBM法的速度优势，并可适当降低TBM法的平均造价，避免钻爆施工对环境的影响。在4.35km明挖法明挖法区间隧道适用于结构埋深较浅，施工场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区，该法施工速度快，造价较低，结构型式一般为整体浇注钢筋混凝土矩形框架结构，可设中墙或根据线路要求采用单跨结构。从朝天门车站向南，线路逐渐由半高架半地面形式转入地下，区间为超浅埋段隧道，地面为朝小路，具备临时疏导条件，拟采用明挖法施工。为配合石桥铺车站同站台、同方向换乘方案，线路在石桥铺站两端呈上下重叠设置。车站东侧区间范围内还设有联络线，故区间结构断面比较复杂。同时，此段区间位于现状渝州路南侧绿地下，埋深较浅，因此宜采用明挖法施工。根据第四纪覆盖层厚度的不同，明挖基坑可采用土钉墙支护和锚杆混凝土板挡墙支护，结构断面型式为逐渐变化的矩形框架。地下区间区间结构方案单线单洞隧道与双线单洞隧道方案比较本线地下车站均为岛式站台型式，相应暗挖区间型式可以是两个单线单洞隧道，也可以是一个双线单洞隧道+喇叭口隧道过渡段。这两种型式各有特点，现比较如下。单线单洞隧道与双线单洞隧道比较表12.1.9比较项目单线单洞隧道双线单洞隧道线路特点线路顺直，弯道少线路不顺直，区间两端设喇叭口，增加了4个弯道断面种类一种断面型式多种断面型式环境协调体量小，灵活性大，对周围建筑物影响较小体量较大，灵活性较小，对周围建筑物影响较大防灾疏散两条独立隧洞，防灾效果理想在两线间设中墙，防灾效果亦可隧道施工施工作业面狭窄，效率不高施工作业面宽敞，效率高土建造价5.8万元/双线延米5.3万元/双线延米经计算两种型式的区间造价差别不大，而且在重庆的地质条件下，这两种型式的区间在施工的安全和质量上都比较可靠，因此从造价和工程实施难度方面，两种型式不存在比较。具体到本工程：朝天门站～小什字站区间：长664m，且两端含折返线和停车线，中间不宜再将线路并起，宜采用单线单洞隧道型式。小什字站～两路口站区间：利用既有人防洞2.87km，为双线单洞隧道型式。两路口站～歇台子站区间：考虑到该区间矿山法隧道大部分在现状道路下通过，道路交通繁忙，两侧建筑物密集，地面施工场地受到限制，地下施工作业量大，选用大断面型式有利于使用机具和出土进料，提高工作效率，缩短工期。因此推荐采用双线单洞隧道型式。歇台子站～石桥铺站区间：石桥铺站为同线路自身重叠同站台换乘站，区间隧道由上下重叠隧道逐渐过渡为平行隧道，为简化隧道断面，推荐在重叠隧道范围内处的部分，采用单线单洞隧道型式。石桥铺站～高庙村站区间：该区间也存在重叠隧道，且矿山法隧道偏离道路，从诸多建筑物下方穿过，尽管线路埋深较深，为安全起见，推荐采用单线单洞隧道型式。高庙村站～马家岩站区间：该区间两端设两条单线出入线与马家岩车场相连，为了使结构型式尽量简单，推荐采用单线单洞隧道型式。马家岩站～小龙坎站区间：该区间从梨～菜铁路正线隧道下方穿过，两结构净距5m，为保证施工安全，减小对铁路隧道的影响，推荐采用单线单洞隧道型式。小龙坎站～沙坪坝站区间：该区间线路偏离道路，从诸多建筑物下方穿过，采用小断面隧道方案较为安全。而且该区间长度较短，采用两线单洞型式比双线单洞型式从使用、造价等方面都更具有优势，因此推荐采用单线单洞隧道型式。沙坪坝站～杨公桥站区间：该区间线路偏离道路，从诸多建筑物下方穿过，采用小断面隧道方案较为安全。杨公桥站～烈士墓站区间：该区间矿山法隧道大部分在现状道路下通过，选用大断面型式有利于使用机具和出土进料，提高工作效率，缩短工期。因此推荐采用双线单洞隧道型式。烈士墓站～磁器口站区间：该区间线路连接一座岛式车站和一座侧式车站，线间距由宽变窄，故该区间由单线单洞隧道型式变为双线单洞隧道型式。线路出洞后，以高架型式进入磁器口站。双碑北站～赖家桥站区间中的短隧道：线路以高架型式出双碑北站（高架），行进约380m后遇到一高坎，穿越约240m后复以高架型式行出。这一小段区间结构顶覆土6～7m左右，穿越较稳定的砂质泥岩地层，地表填土厚约3.7m，推荐采用矿山法施工，双线单洞隧道型式。双碑北站～赖家桥站区间中的长隧道：该隧道穿越中梁山，长约4km。考虑到施工方便，推荐采用双线单洞隧道断面，后砌筑中隔墙的方案。由于该段隧道埋置深（顶覆土约35～200m），围岩完整，强度高，可采用一般山岭隧道的施工方法—矿山法施工，全断面一次性开挖。也可考虑TBM法施工。区间隧道净空尺寸的确定结构的净空尺寸应满足地下铁道建筑限界及各种设备使用功能的要求、施工工艺的要求，并考虑施工误差、结构变形和位移等因素给出必要的富裕量。单线单洞暗挖隧道周边径向裕量为50mm；双线（或双线以上）单洞暗挖隧道周边径向裕量为100隧道断面设计采用暗挖法施工的区间隧道，断面形式分为三类：⑴拱墙呈圆滑的三心圆断面，不设仰拱；⑵直墙割圆拱断面，隧道矢跨比控制在0.3左右，不设仰拱；⑶全周呈圆滑的五心圆断面（带仰拱）。断面形式按以下原则确定：⑴对于Ⅳ级～Ⅵ级围岩、开挖跨度大于4m的隧道，断面形式采用五心圆断面；⑵对于Ⅲ级围岩、开挖跨度大于7m的隧道，断面形式采用三心圆断面；开挖跨度小于7⑶对于Ⅱ级围岩、开挖跨度大于13m的隧道，断面形式采用三心圆断面；开挖跨度小于13隧道衬砌结构设计暗挖隧道按新奥法原理设计，衬砌一般采用复合衬砌（初期支护+二次衬砌）。初期支护由锚杆、喷混凝土及钢筋网组成，必要时设置格栅钢架或型钢拱架。二次衬砌采用模注防水混凝土，初衬与二衬间敷设防水层或隔离层。1.初期支护暗挖隧道开挖跨度在4～22m之间不等，根据围岩级别及隧道开挖跨度，喷混凝土厚度为50～250mm，锚杆长度2.0～4.0m，纵环间距1.0～1.25m，在拱墙系统布置或仅局部设置。在下列情况下，初期支护宜加强，设置格栅钢架：⑴浅埋隧道；⑵对于Ⅲ级围岩、开挖跨度大于16m⑶区间隧道近距离下穿既有隧道处及其两侧一定范围；⑷Ⅴ级～Ⅵ级围岩埋深较浅的隧道，且其上方有高层建筑物或重要构筑物，需确定围岩稳定并控制地面沉降处；⑸Ⅵ级围岩的各种跨度隧道。2.二次衬砌一般情况下，二次衬砌在初期支护变形稳定后施作，衬砌厚度及配筋按构造要求确定。在下列情况下，二次衬砌应按承载结构进行设计：⑴为确保围岩稳定及周边环境安全，需提前施作二衬时；⑵二衬施作后，外部荷载继续增加时；⑶隧道上方或邻近有高层建筑等较大超载时；⑷地下水丰富，隧道衬砌须承受较大水头时；⑸覆土厚度不够，按浅埋条件设计时。中梁山区间隧道结构方案里程K23+230～K27+580，一号线双碑北站～赖家桥站区间以隧道形式穿越中梁山，隧道全长约4.35km1.中梁山地质构造线路行经地段属构造剥蚀深丘、低山地貌。山坡地形高差大，坡度角30°～60°；山顶平缓，坡度角5°～15°。地表土层厚度0～5m，为砂土、粉质粘土、粘土等。隧道穿越观音峡背斜，其走向与构造轴线垂直。背斜产状：东翼倾向东，倾角约60°，西翼倾向西，倾角约80°。组成地层为须家河、嘉陵江组、雷口坡组和珍珠冲组，岩性在背斜轴部地带以灰岩、白云岩为主，两翼以砂岩夹泥岩为主。本段隧道深埋210～270m，围岩岩体较完整，但由于背斜轴部灰岩、白云岩岩溶地下水的存在及背斜两翼岩层中软、硬相间的煤系地层中的有害气体，都将对隧道施工、成洞带来一定影响。围岩类别：白云岩、灰岩、砂岩V类，砂质泥岩及成洞口砂岩、泥岩IV类，出洞口砂岩III类。岩石抗压强度（自然值）：珍珠冲组砂岩15～25MPa，泥质岩2～4MPa；须家河组砂岩40～50MPa，泥质岩5～8MPa；雷口坡组白云质灰岩40～50MPa，粘土岩3～5MPa；嘉陵江组灰岩35～40MPa，其中嘉陵江组灰岩岩溶水、碎屑岩孔隙裂隙水为隧道区主要地下水类型，分布广泛，水量丰富。隧道穿越地区的主要不良地质有：断层破碎带、溶洞、暗河、煤系地层采空区和断层富水带。2.中梁山隧道的施工方法山岭隧道常用的施工方法主要有钻爆法和TBM法。中梁山隧道长度较长，与隧道两端的双碑北站和赖家桥站相距较远，施工组织相对独立，具备采用TBM法的可能性，故对两种方法进行比较，详见表12-2。经比较可以看出，TBM法施工速度快、施工质量和施工安全性均较好，但对复杂多变的地质条件适当性较差。从目前已有的地质勘察资料，不能判别隧道在穿越中梁山过程中，是否会遭遇较多的地下水涌入、岩溶、断层破碎带等不良地质，故不能确定TBM可否较好地适用于本工程，该问题需留待地质详勘报告提出后最终确定。钻爆法和TBM法的技术经济比较表12.1.9比较项目钻爆法TBM法隧道形式可采用双线单洞形式，线间距小，与两端高架车站及区间配合较好受TBM直径限制，目前只能采用两条单线单洞圆形隧道，线间距较大，需设喇叭口过渡段施工速度隧道与山脊直向垂直，设置支洞困难，开挖工作面少，施工进度慢，平均2～3m/天.工作面(双线单洞开挖进度较快；平均20m/天(单线单洞防灾疏散中墙开洞易实现，安全性亦可需设置较多横通道，但安全性好对地质和岩性的适应开挖方法、支护形式灵活多变，可较好适应不同地质单元区段TBM设备庞大，断面形式单一，全断面开挖，对多变的地质条件和不良地质适应性较差通过断层破碎带可直观地对破碎带进行观察和处理，如超前注浆加固，超前锚杆等需对破碎带进行超前探测或预报，并采取传统方法对破碎带进行处理，否则易造成卡机事故通过岩溶地层可直观地对溶洞进行观察和处理，如进行回填封堵并压浆加固等在TBM掘进前应利用超前钻探、地质雷达等设备对前方地段进行超前地质预报,查明溶洞的分布、规模及充填情况，否则易造成管片衬砌整体下沉、接缝张开、错台严重等工程问题，甚至会导致机头下沉、陷落等恶性事故的发生对围岩的扰动钻爆施工，对围岩的扰动较大，超欠挖量较大刀盘切割围岩，超挖量小，对围岩扰动小可适应的隧道长度施工设备来源广，价格低，土建造价不应长大隧道而显著增加TBM设备造价很高，故只在应用于长大隧道掘进时才有优势隧道断面形状一般为马蹄形，在掘进中可经常变换断面大小及形状一般为圆形，如需要，可采用钻爆法将圆形断面扩挖为多种形状开挖断面大小开挖断面一般不大于150m2常用断面直径为4～9m，最大断面直径纪录为12硬岩掘进能力不受限制对于强度大于200Mpa的硬岩不适用对环境影响噪音和振动对环境影响较大，在建筑物近距离施工或环保要求较高时，需采取相应降噪和微振措施对环境的影响可大大降低标准段造价/m32000元/m55250元/m（不包括掘进机械），包括掘进机械增加15000-20000元/m推荐意见是否3.区间隧道风井设置方案本段穿越中梁山的区间隧道长约4.35km方案一：在隧道的两个三分点处（即距洞口1.4km和2.8km处），在隧道上方设垂直通风竖井，竖井深度约200m方案二：在隧道两端洞口附近设垂直通风竖井，竖井深度约10～20m；同时，从两端洞口至隧道三分点处，隧道采用拱顶扩大断面，供设置通风排烟风道用（风道断面约1方案三：在隧道两端洞口附近设垂直通风竖井，竖井深度约10～20m方案四：在双线隧道以外，另外设一条专用的与主隧道平行的通风隧道，另外从两端洞口延伸至主隧道的三分点处，然后设横洞与主隧道相连。以上三个方案，均可满足通风专业要求，对其进行技术经济比较如下：区间隧道风井方案技术经济表表12.1.9方案简介比较项目方案一：设两座深竖井，隧道断面不加大方案二：设两座浅竖井，隧道断面加大方案三：设两座浅竖井，隧道断面不加大方案四：增设单独通风隧道隧道断面形式双线单洞马蹄形断面双线单洞马蹄形断面（加高）双线单洞马蹄形断面（局部射流风机）双线单洞马蹄形断面+单洞马蹄形风道隧道断面面积（净空）约50约5约50约50m2加大断面长度-2-2竖井断面面积（净空）12m12m12m12m竖井深度200m×2约10m×2座约10m×2座约10m×2座施工难度较大稍大一般较小施工进度稍慢较慢较快最快（风道可作为超前平导，增加主隧开挖工作面）对环境影响较大（深竖井可能位于岩溶地区，对地下水分布影响大）小最小较小工程造价约28902万元约29637万元约28264万元约34305万元是否推荐否是（暂定）根据通风专业设计方案确定否4.在瓦斯地层掘进的适应性预计中梁山隧道将穿越较长的煤系地层采空区，遭遇瓦斯等有害气体，故应采取以下措施，以保施工及运营安全：⑴超前探测及卸压。隧道施工中应采用地质预报仪和超前钻机，根据需要对可能的瓦斯聚集煤层采用超前钻探检验其浓度，并对聚集的瓦斯采取打孔卸压的方法卸压并稀释。⑵瓦斯监测系统。在隧道内配置瓦斯监测系统。当瓦斯浓度达到警报临界值时，瓦斯警报器发出警报，并启动防爆应急设备，通过通风机对瓦斯气体进行稀释。5.中梁山地区环境保护由于中梁山隧道特殊的岩溶地理环境，要求严格保护地下水资源和地表生态资源，故在隧道施工期间，应采取必要的止水措施，防止地下水涌入隧道；使用期间，隧道堵水防漏标准应提高，限制排水量，防止地下水流失，对周边地下水资源和地表生态资源造成损害。为确保中梁山地区的生态环境不受隧道的影响，应作好环境保护监测，包括对地表水库、泉井、暗河水位或水量的变化观测。地下区间施工方法与结构型式汇总全线区间主要施工方法与结构型式汇总表表12项次区间名称区间施工方法与结构型式备注1起点～朝天门站高架区间安全线2朝天门站～小什字站区间施工方法：明挖法+矿山法结构型式：U形槽+双线箱形+单线单洞马蹄形+双线单洞马蹄形+三线单洞马蹄形隧道区间隧道与兄弟集团大楼水平净距4m3小什字站～两路口站区间（第三人民医院以东部分）施工方法：既有人防洞矿山法扩建（已完成）结构型式：双线单洞马蹄形隧道利用燕喜洞作为区间风道4小什字站～两路口站区间（第三人民医院以西部分）施工方法：矿山法结构型式：双线单洞马蹄形隧道后作中隔墙5两路口站～石桥铺站区间（科园二路以东部分）施工方法：矿山法结构型式：单线单洞蹄形、双线单洞马蹄形隧道后作中隔墙6两路口站～石桥铺站区间（科园二路以西部分）施工方法：明挖法结构型式：双层单跨或多跨矩形框架结构7石桥铺站～高庙村站区间（机械工业部第三设计院以东部分）施工方法：矿山法结构型式：双层重叠马蹄形隧道8石桥铺站～高庙村站区间（机械工业部第三设计院以西部分）施工方法：矿山法结构型式：单线单洞马蹄形隧道9高庙村站～沙坪坝站区间施工方法：矿山法结构型式：单线单洞马蹄形隧道10沙坪坝站～烈士墓站区间施工方法：矿山法结构型式：单线单洞蹄形、双线单洞马蹄形隧道11烈士墓站～磁器口站区间施工方法：矿山法+明挖法结构型式：单线单洞马蹄形隧道+U形槽过渡段+高架区间12磁器口站～双碑北站区间高架区间13双碑北站～赖家桥站区间（穿越中梁山的隧道）施工方法：矿山法结构型式：双线单洞马蹄形隧道后作中隔墙14赖家桥站～终点高架区间全线区间（含折返线、停车线）中，明挖区间0.43km，矿山法区间21.03km，其中既有人防洞特殊地段地下区间设计方案既有人防隧道利用在小什字车站与两路口车站（燕喜洞）之间，已存在2.87km的既有人防隧道。人防隧道的走向与一号线线路相同，隧道断面与双线单洞区间隧道相仿，在不设中隔墙的条件下，可以满足车行限界的要求（较场口附近有一段人防隧道平曲线半径偏小，需改造），可以利用为双线地铁区间隧道。在小什字车站、七星岗车站处，需将人防隧道断面扩挖至车站的双层单拱大断面。其中，小什字车站处已扩挖完成130m车站以外部分的人防隧道，除在车站端部需扩挖喇叭口大断面外，均可直接利用为区间隧道。该段区间隧道中，已完成素混凝土二次衬砌段的长度为695m为适应地下轻轨的运营需要,确保长期运营过程中支护结构的强度、刚度、稳定性和耐久性，仅施作初期支护段隧道全部按构造要求250mm区间隧道与沿线已有工程设施关系1.区间隧道下穿房屋本线地下线部分线路多次从建筑物下方穿行，但由于线路埋深大多很深，而且大部分穿越2～8层的多层房屋，根据重庆地区及地铁二号线的成功经验，采用矿山法通过是可行的。在具体设计施工时，应对所穿建筑物的基础形式及埋深情况调查清楚后，采用合适的隧道开挖方法及必要的施工辅助措施。在局部地段线路下穿高层建筑的基础或其他地下构筑物，需要特殊处理。线路在沙坪坝车站附近从几幢30层左右高层建筑的基础旁边穿过，且距离很近，给施工带来很大困难。在暗挖法施工时应选取适当的施工顺序，以减少对周围土体的扰动，必要时应采取地基加固、基础托换或隔离桩等措施，保证区间施工时建筑物的正常使用。2.朝～小区间隧道与兄弟集团大楼线路在朝天门站～小什字车站，受新建的兄弟集团大楼限制，左右正线线路及折返线形成三线单洞大断面，该大断面毛洞开挖跨度达15.8m，高10.1m。兄弟集团大楼地上27层，地下四层，有四层地下室，嵌岩桩基础。区间大断面底板位于大楼桩端以上3m，开挖轮廓线距大楼地下室水平净距3.区间隧道立交线路在高庙村站～马家岩站区间设两条与马家岩车场相连的单线出入线，与正线隧道在地下立体斜交，施工时应注意避免两结构的互相影响。同时该出入线埋深浅，并且下穿地面多层房屋的基础、高填土路基、建筑物桩基等，暗挖法施工时应选取适当的施工顺序，保证施工安全，必要时应采取地基加固、基础托换等措施。4.区间隧道与既有隧道关系本线连接着重庆市渝中区、九龙坡区和沙坪坝区，里程K0+000～K3+700（朝天门～燕喜洞），后续各类建筑在设计施工前基本都已考虑了与本工程的关系及影响问题；K3+700～K22+600段沿线大、中小型工业与民用建筑（构筑）设施多，高层超高层建筑多，线路通过地段涉及电缆、地下管道和铁路、公路、隧道等已有工程设施，K22+600以后地表地下设施少。线路所遇的地下工程主要有：朝天门隧道左右洞、黄花园隧道左右洞、向阳和八一两条隧道、轻轨二号线大坪隧道和梨菜线火车隧道。各隧道的特征及其与本工程的关系见表12-5。朝天门隧道、黄花园隧道和梨菜线火车隧道与本线隧道间围岩厚度约1倍洞跨，轻轨二号线大坪隧道与本线隧道间围岩厚度仅0.2倍洞跨，本线隧道施工时应请注意对既有隧道的保护。线路在马家岩站～小龙坎站区间从梨～菜铁路正线隧道下方穿过。暗挖法施工时应选取适当的施工顺序，保证施工安全，避免影响铁路隧道的正常使用。上下重叠隧道在石桥铺车站，一号线和五号线的左右线分别形成自身上下重叠，构成了同方向同站台换乘形式。车站偏置于渝州路南侧，采用明挖法施工，为地下三层箱形框架结构。

一号线沿线已有隧道特征及其相互关系表12里程桩号隧道名称既有隧道一号线特征相互关系洞顶高程(m)洞底高程(m)隧道宽度(m)设计标高(m)交角(º)跨越关系隧道间岩板厚(m)K0+521～K0+560朝天门隧道212.60206.17双洞10*2221.11～221.6678一号线上跨8.5K2+871～K2+918黄花园隧道228.40216.90双洞12*2241.0263一号线上跨12.6K4+550～K4+590八一、向阳隧道212.72207.38双洞12.5*2235.09～235.5761一号线上跨22.4K7+845～K7+961轻轨2号线大坪隧道299.25295.35单洞16302.65～303.0073一号线上跨3.3K15+055～K15+067梨菜线火车隧道253.70246.76单洞12234.7027一号线下穿12在车站两端各约100m范围内，区间隧道为上下重叠形式。车站西侧，线路由东向西下穿渝州路，不具备明挖条件，故采用矿山法暗挖施工。为方便重叠隧道施工，线路在距站端100

洞口设计重庆是著名的山城，一号线线路在清水溪西侧由地下线过渡为高架线，沿线穿越了包括中梁山在内的多座山峰，故存在多座洞口。隧道洞口的作用在于支挡正面仰坡及路堑边坡，拦截仰坡少量的剥落、掉块,并将仰坡上的汇水引离隧道，以稳固隧道洞口,保证线路行车安全。洞口结构形式有环框式、端墙式、柱式、翼墙式、耳墙式、台阶式等。洞口设计是隧道设计的重要组成部分，应根据山体的地貌和地势、围岩级别、覆盖层厚度、边坡稳定情况、地下水状况等因素，按“早进晚出”的原则，确定具体的洞口形式，并考虑与周边环境及景观相协调。下阶段根据地质详勘报告判断，若洞口处松散覆盖层较薄，成洞条件较差，难以采用暗挖进洞，或洞口附近可能有落石等病害时，应设置明洞，明洞伸出山体一定距离，以保施工及运营安全。当洞口段地基承载力不足时,可结合具体条件采取换填、扩大基础、桩基及地基加固等措施。必要时，可采用超前长管棚配合注浆小导管进洞方案加固围岩，并对洞口边坡及仰坡采取锚喷加固措施，以保进洞施工安全及洞口边坡稳定。出碴支道在岩性地层中进行钻爆法施工地下隧道，主要分为钻孔、装药、爆破、挖装、运输、支护、衬砌、通风等多道工序，作业步序繁多，且存在开挖工作面少，支洞设置困难等因素，对钻爆法的施工进度影响较大，其中影响长大隧道施工进度的主要因素是出碴，因此，确定合理的出碴运输方式是实现快速施工的关键条件之一。为此，在一号线沿线，根据地形地势及场地条件，在燕喜洞、两路口－鹅岭区间、鹅岭－大坪区间等位置专门设置了出碴支道或竖井，采用机械装碴、无轨运碴方式提高出碴效率，减小出碴及倒运次数，加快区间及相邻车站和区间的施工速度。地下结构防水依据的主要规范、标准（1）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）（2）《地铁设计规范》（GB50157-2003）（3）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2001）（4）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（5）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）防水设计原则（1）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。防水设计应根据不同的结构型式、水文地质条件、施工方法、施工环境、气候条件等，采取相适应的防水、限量排水措施。（2）确立钢筋混凝土结构自防水体系，以结构自防水为根本，施工缝（包括后浇带）、变形缝、穿墙管、桩头等细部构造的防水为重点，并在结构迎水面适当设置柔性防水层加强防水。地下车站防水等级及防水方案（1）防水等级车站及机电设备集中区段的防水等级为一级，不允许渗水，结构表面无湿渍。车站的风道、风井防水等级为二级，即顶部不允许滴漏，其他部位不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000；任意100m2防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m（2）防水措施钢筋混凝土结构刚性自防水：明挖法施工的迎水面结构混凝土、矿山法施工的二次衬砌模筑混凝土应采用防水混凝土进行结构自防水。自防水混凝土结构在设计和施工过程中，要求采取切实有效的防裂、抗裂措施(如掺加一定比例的抗裂密实混凝土外加剂)，并保证混凝土良好的密实性、整体性，减少结构裂缝的产生，提高结构自防水能力。外包防水层：选材符合当地实情和结构类型、施工工法；一个车站选择防水材料的种类尽量单一，以减少不同材料搭接过渡造成的防水薄弱点。连接部位应牢靠，并增设加强层。地下区间防水等级及防水方案（1）防水等级区间隧道及连接通道等附属的隧道结构防水等级应为二级，顶部不允许滴漏，其他不允许漏水（不包括有组织的疏排水部位），结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不大于总防水面积的6/1000，任意100m2防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m（2）防水措施结构地下区间多为矿山法施工的区间，二次衬砌模筑混凝土采用防水混凝土，并具有良好的抗裂、密实性。初期支护与二次衬砌之间设置防水隔离层。根据地质情况、围岩类别，采用封闭全包防水层和非封闭半包防水层，选择的防水材料要求其抗拉强度、耐穿刺、耐水性、耐老化等物理性能优秀并符合矿山法防水施工的特点。适当设置排水系统和注浆系统。特殊部位防水变形缝防水：防水防线不少于三道，并预留接水盒。施工缝：防水防线不少于二道。环境保护地铁工程规模大，施工难度高，工期长，必然或多或少地对城市环境产生干扰和破坏，施工前需对沿线环境进行全面调查，并根据具体情况，采取必要的措施加强对城市环境的保护，力求把施工带来的不利影响降低至最低限度。地面沉降明挖基坑和暗挖隧道的施工是引起地面沉降的直接原因，施工中维持基坑边坡及隧道围巾岩的稳定是控制地面沉降的先决条件，因此，应根据基坑的深度、隧道尺寸及围岩条件等选择合理的施工方法和结构形式，施工中加强监控量测，及时采取必要的技术措施，把地面沉降控制在允许的范围内。一般而言，对于岩质隧道，宜将地面沉降控制在10～20mm以内，土质隧道，宜控制在20～30mm施工噪声、振动基坑和隧道的开挖需采用钻爆法和大型机械设备，爆破及施工设备产生的噪音的振动对周围环境及居民生活带来不利影响，尤其在学校、医院等公共设施周围，这种影响应更应严格控制限制。施工中要求采用控制爆破技术，对飞石加以控制，并进行噪音、振动的量测，以掌握其对周围环境的影响。在市区，要求将爆破作业引起的地面震动速度控制在2cm/s以内，以确保邻近建筑物的安全，并避免对居民生活造成影响。对地面交通影响施工前应合理选择施工场地、施工运输道路、运输时间及出碴方式等，必要时修建临时施工便道，尽量避免给拥挤的城市交通带来过大的负担。地下水保护施工前应对沿线（特别是中梁山地区）的地下水及地表水分布情况进行调查，尽量避免由于隧道的修建对地下水环境造成改变，从而造成水井干枯、植被破坏等现象，给居民生活和环境绿化带来损害。弃碴弃碴场地应选择在对城市环境影响较小的地域，并与城市规划统一协调，并进行挖方、填方平衡分析，尽量充分利用碴物，减小出碴、运碴量。监控量测采用新奥法设计与施工的隧道，要求的监控量测项目有以下几项：（1）地质情况及支护状况观察；（2）隧道围岩位移；（3）隧道拱顶下沉及净空收敛；（4）地面沉降；（5）地面建构筑物及地下管线变形；（6）锚杆轴力量测；（7）爆破振动量测；（8）初期支护及二次衬砌应力量测；（9）围岩松动区范围；以上监测项目根据隧道的开挖面积、围岩级别、覆盖层厚度及环境条件等因素，确定选测项目及必测项目。工程数量估算地下车站地下车站工程数量简表表12.1.15项次项目单位数量1开挖土方万m