杭州地铁4号线东冠路站区间盾构区间平面线路设计

杭州地铁4号线东冠路站区间盾构区间平面线路设计

1地下水条件杭州地铁4号线东高路站中塔路站段为单圆复合构造区隧道工程开始时，左线k.765.735k3.05106，长链1.781，全长736.152m。左线k.765k3.55m，范围为734.371m。区间在K3+150.000设置一个联络通道。地下水位一般为1.30~2.30m,根据区域水文地质资料,浅层地下水水位年变幅为1.0~2.0m。顶板以上土层为(1)1-1杂填土、(1)2素填土、(2)1砂质粉土、(3)1砂质粉土和(3)2砂质粉土。隧道范围内主要土层为(3)3粉砂夹砂质粉土、(3)5粉砂夹砂质粉土和(3)6粉砂,局部为(3)2砂质粉土和(3)夹2砂质粉土。隧道下卧土层为(3)7-1粉砂夹淤泥质粉质粘土、(3)7-2层状粉砂、(3)7-3粉砂夹淤泥质粉质粘土、(8)1粉质粘土、(9)1粉质粘土、(9)2含砂粉质粘土、(9)夹含粘性土粉砂、⑿0含粘性土粉砂和泥质粉砂岩。2平、纵、横设计2.1结构体系设计验算(1)结构设计使用年限为100年。(2)结构的安全等级为一级,重要性系数为1.1。(3)结构按7度抗震设防,抗震等级三级。(4)结构设计按6级人防验算。(5)衬砌结构变形验算:计算直径变形≤2‰D(D为隧道外径)。(6)管片结构允许裂缝开展但不允许贯通,但裂缝宽度≤0.2mm。(7)结构抗浮安全系数不考虑侧壁摩阻力时≥1.05,考虑侧壁摩阻力时≥1.1。(8)盾构区间隧道防水等级为二级。2.2右线左线该盾构区间平面线路左线由直线段、半径分别为R=3000m、R=800m的圆曲线段及缓和曲线段组成。右线由直线段、半径为R=1000m的圆曲线段及缓和曲线段组成。左右线线路间距在12~15m左右。线路纵断面左线上坡坡度为5‰,下坡坡度为6.612‰;右线上坡坡度为5‰,下坡坡度为6.642‰。隧道顶埋深7~10m,线路在K3+100(左K3+100)里程位置达到最高点。2.3内最大净化系统的确定本盾构区间隧道的建筑限界所需直径为5200mm,另外,考虑盾构隧道施工时将要发生的施工误差、结构变形、隧道沉降以及测量误差等,在隧道周边预留150mm的裕量,即隧道管片内净空理论值为R内净空=5200+150+150=5500mm。衬砌采用预制钢筋混凝土管片衬砌,环宽1200mm,环向分6块,即3块标准块(中心角67.5°),2块邻接块(中心角68.75°),一块封顶块(中心角20°)。管片之间采用弯螺栓连接,环向每接缝有2个螺栓,纵向共设16个螺栓(封顶块1个,其它每块3个)。管片厚度为350mm,管片环与环之间采用错缝拼装。管片楔形量为49.6mm。3钢管结构及材料1)盾构区间隧道采用装配式钢筋混凝土管片,混凝土强度等级C50,抗渗等级为P10,加强振捣。2)联络通道初期支护为C25喷射混凝土,二次衬砌为模筑C35混凝土,抗渗等级为P10。3)钢筋混凝土管片的连接螺栓采用Q235钢,钢支撑及其他钢结构构件一般采用Q235钢,焊条E4303。钢筋等级:普通钢筋宜采用HPB300级和HRB400级钢筋,焊条E4303、E5003。本工程钢筋均为抗震钢筋,要求钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值之比不应小于1.25;钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3,且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。4)管片连接螺栓采用性能等级为5.8级的普通螺栓,盾构通过液化层段(里程K3+200~K3+387.35段)螺栓性能等级提高为8.8级。钢管片及钢制预埋件均采用Q235钢,焊条:E43系列。所有外露铁件均需进行防腐处理。5)设计使用年限为100年的结构混凝土材料应符合如下要求:(1)大体积浇注的混凝土避免采用高水化热水泥,混凝土优先采用双掺技术(掺高效减水剂加优质粉煤灰或磨细矿渣)顶、底板、侧墙宜采用高性能补偿收缩防水混凝土。(2)严格控制胶凝材料,C50最小用量360kg/m3,最大用量480kg/m3;C35最小用量300kg/m3,最大用量400kg/m3。(3)限制水胶比:C50最大水胶比0.36;C35最大水胶比0.50。(4)混凝土中的最大氯离子含量为0.06%。(5)宜使用非碱活性骨料;当使用碱活性骨料时,混凝土中的最大含碱量为3.0kg/m3。且不超过水泥重的0.6%。4详细设计4.1管片拼装工艺为保证装配式结构良好的受力性能,提供符合计算假定的结构工作条件;衬砌制作和拼装必须达到下列精度:单块管片制作的允许误差:宽度±0.3mm;弧、弦长±1.0mm;厚度±1.0mm;内半径±1.0mm。环向螺栓孔及孔位±1.0mm。整环拼装的允许误差:相邻环的环面间隙0.6~0.8mm;纵缝相邻块间隙为1.5~2.5mm;纵向螺栓孔径、孔位分别为±1mm,衬砌环外径±3.0mm。进时轴线误差≤50mm。管片加工成品出厂前应进行衬砌环预拼装。环向、纵向螺栓须拧紧,满足紧固要求。管片保护层厚度及钢筋等设计要求均详见总体院下发的管片通用图。管片拼装时勤测隧道与盾构本体间的折角,避免产生折角过大、导致周圈间隙不均,形成局部盾尾密封薄弱区。严格控制管片拼装质量,减少由于拼装不良引起的混凝土块剥落,发现碎落及时清除,避免残留,确保没有尖利的碎块挤压穿越盾尾密封损伤密封装置。4.2合理确定分配工程放空气量联络通道的净空尺寸,除满足建筑限界要求、联络通道的使用功能及施工工艺要求外,还应考虑施工误差(含测量误差在内)、结构变形及沉降等因素,给予必要的富裕量。富裕量应根据隧道所处的地层条件、施工方法以及隧道的使用性质来确定。杭州地区地层软硬均匀、但承载性较差、结构差异沉降较大,可考虑采用较大的量,该量对于浅埋暗挖法结构取100mm。该裕量由施工单位根据经验适量外放,保证设计净空及结构厚度。联络通道通道宽2.5米,两端设两扇门宽1米的反向开启的甲级防火门。(2)工程结构及技术要求联络通道采用矿山法施工,复合式衬砌结构,初期支护与二次衬砌之间设置防水层,联络通道的设计如下:初期支护:钢架+喷射混凝土(喷射混凝土厚度300mm)二次衬砌:C35模筑防水混凝土(厚度45