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城市地铁盾构法区间隧道的设计

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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 ‰。

(6) 线形控制允差:设计拟合轴线与理论轴线允差≤10mm(个别情况允许为20mm) ;掘进轴线与设计轴线允差≤70mm。

(7) 衬砌结构变形:直径变形≤1 ‰D (D 为隧道外径) ;环缝张开< 2mm;纵缝张开< 3mm;

 

第2节盾构隧道线路的拟合

  1. 2. 1  衬砌环的组合形式

为了满足缓和曲线、圆曲线以及施工纠偏的需要,盾构隧道实际是通过一定组合的直线衬砌环来拟合理论曲线,拟合曲线应满足拟合允差要求。因此,转弯环(有一定锥度的楔形环) 是必须的。衬砌环的组合形式一般有三种: ①标准环+ 左、右转弯环;

②左、右转弯环; ③万能管片。由于①施工难度小,故选用标准环+ 左、右转弯环的组合形式。

  1. 2. 2  转弯环的主要参数的确定

(1) 模具数量。根据越—三区间的曲线长度的比例,施工进度,确定需要的管片模具数量为:4 套标准环+ 1 套左转弯环+ 1套右转弯环。

(2) 拟合比例。区间有两种半径的曲线,分别是R600 和R400 。由于越—三区间曲线长度较大,为了最大利用转弯环,R400 地段的标准环和转弯环的数量取比例为1∶1 。

(3) 楔形量。转弯环的楔形量采用下式计算:

δ= {[ (m/ n) S + S′) ] ×D ÷(R + D/ 2) } ×(m + n) ÷(m +ncosφ)

式中:δ———楔形量;

S、S′———分别是标准衬砌环、楔形环的最大宽度;

m、n ———曲线上标准衬砌环、楔形衬砌环的总数量;

φ———错缝拼装时封顶块的偏转角度;

D、R ———管片的外直径、隧道中线的曲线半径。

将越—三区间的线路要素、管片参数代入上式,求得其楔形量为50mm。

31213  设计线路拟合误差

根据管片的几何参数,对R400 半径的曲线进行了线路排版拟合计算,其结果表明线路拟合误差一般在10mm 之内,最大偏差值为16. 4mm。管片几何参数满足线路拟合允差标准。

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