地铁盾构区间结构设计方法研究
地铁盾构区间结构设计方法研究
摘要：近年来，随着我国经济水平不断提高，地铁建设数量不断增多。地铁区
间设计是城市地铁工程项目中的重要内容。在设计内容中，对于所有工程设计参
数如管片厚度、配筋率、混凝土强度、环宽等，需将设计模型和地区设计习惯相
结合，进行合理的研究，才能实现对盾构区间设计的优化，使工程设计符合工程
建设需求。
关键词：地铁盾构；修正惯用法；管片配筋
引言
近年来，城市地下工程的开发越发密集，许多大中城市都已开展轨道交通建设。地铁区间隧道作为城市轨道交通的重要组成部分，施工过程中面临复杂的城
市环境条件，地质条件和地下水条件，建设难度较大。一般来说，盾构法修建地
铁隧道具有对周围环境影响小、自动化程度高、修建快速、优质高效、安全环保
等优点，尤其是随着近年国内盾构施工技术和盾构机国产化率提高，其优势愈发
明显，应用定会越来越多。
1荷载计算方法
盾构隧道荷载分类分为：永久荷载、可变荷载、偶然荷载 3 大类。根据《建
筑结构荷载规范》（GB500092012）各类荷载组合如下：（1）承载能力极限状态
组合：1.35 永久荷载标准值+1.4 可变荷载标准值。（2）正常使用极限状态组合：永久荷载标准值 + 可变荷载标准值。（3）偶然荷载组合：1.2 永久荷载标准值
+1.4 可变荷载标准值 +1.0 地震荷载标准值（或 1.0 人防荷载）。盾构荷载按施加
方向、形式和性质又分为：垂向荷载、水平向荷载、三角形荷载、基地反力荷载
和管片自重。盾构管片受力荷载模式。盾构管片内力计算方法很多，具体根据围
岩条件、管片结构、用途等确定。其中，隧道所受的土压力计算方法如下：（1）竖向土压力计算：当隧道覆土H ≤ 10m 时，按 10m覆土柱计算顶部土压力；当隧
道覆土10 ≤ H ≤ 2D（D 为隧道外径，余同）时，隧道拱顶土压力按全覆土进行计算。当隧道覆土H ≥ 2D 时，对于具备成拱效应的地层可按太沙基松弛土压力公式
计算垂直土压力，并设置2D 覆土厚度作为土压力下限值。（2）侧向土压力计算。侧向压力：根据垂直土压力和静止侧压力系数确定。
2地铁盾构区间结构设计
2.1 管片配件设计
在结构设计中管片配筋是最为重要的环节，其同结构的耐久性以及安全性造
成影响，与此同时也要求对经济性考虑在内。当前对管片配筋还缺乏一个较为固
定的形式。而管片合理配筋形式进行研究中有着良好的意义。比如说在广州地铁
中 2 号线赤鹭区间之中应用了欧洲规范，在上下排主筋中使用 U 型钢筋来连接；
在日本地铁施工中应用是下排钢筋向上弯起，同其上排钢筋点焊形式之间进行连接。目前我国的南京和香港等地都应用了管片 4 边以及加暗梁的形式进行施工。
在广州的地铁 3 号线中部分路段施工中，也取消了 2 号线 U 型钢筋连接上下排主
筋的形式进行施工。其标准块在两端可以沿着环向布置的主筋而提升到 218mm，同时加小箍的形式进行暗梁施工，其纵向两端也会加上小箍将其作为暗梁，提升
其整体性。在迎千斤顶面的暗梁内外两边加上一个腰筋，而其背千斤顶面的外部
也会加上腰筋。在比较容易发生裂缝的螺栓孔出应该加上螺栓筋或者是吊筋。同
时在配筋率变化条件比较小的情况下，保证钢筋的受力较为合理。对于盾构管片
中的裂缝，一般主要是在进行施工中出现，在配筋设计中，应该对施工地区的工
地铁车站结构设计
地铁车站结构设计 车站是旅客上、下车的集散地, 也是列车始发和折返的场所, 是地下铁道路网中的重要建筑。 在使用方面, 车站供旅客乘降, 是旅客集中处所, 故应保证使用方便、安全、迅速进出车站。为此, 要求车站有良好的通风、照明、卫生设备, 以提供旅客正常的清洁卫生环境。 地下铁道车站又是一种宏伟的建筑物, 它是城市建筑艺术整体的一个有机部分, 一条线路中各站在结构或建筑艺术上都应有独特的特点。 车站设计时, 首先要确定车站在现有城市路网中的确切位置, 这涉及到城市规范和现有地面建筑状况, 地下铁道车站不比地面建筑, 一但修建要改移位置则比较困难, 因此确定车站的位置时,必须详细调查研究, 作经济技术比较。车站位置确定后, 进行选型, 然后根据客流及其特点确定车站规模, 平面位置,断面结构形式等。然后进行车站构造设计, 内力计算, 配筋计算等等。 一、工程概况： 长沙市五一广场站设计为两层三跨岛式车站，车站全长134.6m，宽度为21.8m，上层为站厅层，下层为站台层。车站底板埋深16m，采用明挖法施工，用地下连续墙围护。 二、设计依据： 地铁设计规范（GB50157-2003）； 地铁施工技术规范。 三、地铁车站结构设计 3.1 设计选用矩形框架结构。 设计为岛式车站，采用两层三跨结构。地铁车站采用明挖法。车站其矩形框架由底板、侧墙、顶板和楼板、梁、柱组合而成。顶板和楼板采用单向板，底板
按受力和功能要求，采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构。采用地下连续墙和钻孔桩护壁，采用钢管和钢板桩作基坑的临时支护。临时立柱采用钢管混凝土，柱下基础采用桩基，桩基采用灌注桩。 3.2 车站开挖围护结构 地铁车站围护结构采用0.8m厚、30m深地下连续墙，入土深度比为 =0.875，其中基坑开挖深度H 为16m，入土深度D为14m 。 四、侧压力计算： 土分层及土的钻孔柱状图如图4.1： 图4.1土分层及土的钻孔柱状图（单位，m）
地铁车站结构设计方法探讨
地铁车站结构设计方法探讨 摘要：伴随着我国社会经济的快速发展，地面上的交通压力也逐渐得到社会各 界的广泛重视，为了减轻地面交通状况，各大城市开始修建地铁，在地铁车站建 造中，结构设计是一个主要的环节，对地铁的安全运转有着至关重要的影响。这 篇文章论述了城市轨道交通中地铁车站的规划原则、规划思路，对地铁车站的规 划提出了合理化的主张，对中国将来地铁工作的建造与开展，具有一定的参考价值。 关键词：地铁车站；结构设计；设计方法 引言 在城市交通日渐拥堵的局势下，加速地铁建造的呼声越来越高涨。现在，地 铁车站变成城市轨道交通的一个主要纽带，能够每天承载很多的乘客，一定程度 上减轻了城市交通压力。本文主要谈谈地铁车站结构设计办法，以供同行参考。 1 地铁车站的设计原则 车站是城市轨道交通路网中非常重要的建筑物，它是供旅客乘降、换乘和候 车的场所，给旅客提供舒适清洁的环境以保证旅客安全、迅速地进出车站。车站 应容纳主要的技术设备和运营管理系统，从而保证城市轨道交通的安全运行。地 铁车站由站台层、站厅层、设备层以及出入口组成。地铁站台按照线路分布情况，又可分为岛式站台、侧式站台以及混合式站台。地铁车站里的辅助设备包括自动 扶梯、直升电梯、卷帘门、防洪门、旅客引导、照明、售检票系统、车站设备自 控系统等。关于地铁车站的设计应当从线路、车站建筑、车站结构、动力照明系统、车站通风与空调系统、给排水及消防系统以及区间的角度考虑其设计原则。 2 地铁车站结构设计方法 2.1功能设计关注人的行为及需求 密集型流动是地铁车站、地铁站的基本特征，人们的行为也可分为两种，即 通过或保留。主要行为是“通过”，“保留行为是短的”。所以，通过这个过程，人 们期望通过路径应该是一个非阻塞的快速路径，尽可能避免“通过”和“保留”之间 的相互影响。例如在站外的人需要从入口进去然后去售票进入的通道，这些环节 过程并不困难，对于这部分的保留和聚集是最明显的，聚集的人群通过会有影响，所以设计的面积应尽可能满足宽敞的购票。若自动售票机设置在站在通道上，人 群通过影响更大。因此，在车站设计时，应考虑足够的综合性，如香港地铁在墙 上嵌入售票机可以很好的解决这个问题。可见深入了解人们的行为需要可以更好 地组织和规划出站的流量、创新地铁站建设的设计。 2.2雨水系统设计要点 将局部排水泵与集水井设置在车站风亭、出入口等敞开位置，主要用于收集 废水、雨水及结构渗漏水。为保证集水井正常工作，设置两台排污泵，一台备用，当出现暴雨或结构大量渗漏水时，可以同时开启两台排污泵，将雨水提升至地面 消能后，直接排入城市雨水管网，根据该市50年一遇特大暴雨强度计算露天出 入口雨水排水量；（2）废水系统设计要点。将废水泵房设计在沿线路坡度的最 低点，同样设有2台排污泵，平时一台备用，消防时同时开启，其中废水集水池 容积≤最大一台排水泵20min的出水量。废水提升到地面后排入市政排水系统中，地下结构渗水量各地情况不同，根据实际情况设计。本地铁站渗水量按照0.5L/ （m2?d）标准进行计算；（3）污水系统设计要点。前文已经提到，站厅层设有 一处工作人员卫生间，站台层设有一处污水泵房、一处公共卫生间，卫生间污水
(完整word版)2014年土木工程专业(地铁车站)毕业设计任务书
土木工程专业 城市地下空间工程方向毕业设计任务书 中南林业科技大学土木工程与力学学院 二0一四年三月
××地铁车站初步设计 一、毕业设计目的 毕业设计是按教学计划完成理论教学和相关实践教学之后的综合性教学，是对专业方向教学的继续深化和拓宽，是培养学生工程实践能力的重要教学阶段，其目的在于全面培养、训练学生运用已学的专业基本理论、基本知识、基本技能，进行本专业工程设计或科学研究的综合素质。 二、毕业设计基本要求 1、按设计课题的要求，独立完成设计任务，做出不同的设计方案，交出各自的成果。 2、认真设计、准确计算、细致绘图、文字表达确切流畅。 3、树立科学态度，注重钻研精神、独立工作能力的培养。 4、严格按照有关文件要求进行毕业设计管理，努力提高毕业设计质量。 5、图纸绘制要求：全部采用A3图纸(可加长)；计算机出图必须有3张；图纸布局要协调，要紧凑而不拥挤；线条粗细要正确，位置要准确； 6、注重资料的收集、分析和整理工作，设计完成后，设计成果应按如下要求装订成册：（1）《毕业设计计算书》A4一份；（2）《毕业设计图纸》A4一份。 7、图纸装订顺序：封面，目录，设计总说明，设计图纸、表格。 8、设计计算书装订顺序：封面、目录、中英文摘要、设计总说明、设计计算的全部内容、致谢（300字左右）。 三、设计任务与要求 （一）、设计资料 1、车站地质勘察报告 2、预测客流(见附表) 3、车辆外形尺寸：A型车或B型车。 4、车辆编组：设计时采用远期列车6辆编组。 5、防水等级：一级；二次衬砌混凝土抗渗等级不小于S6。 6、主要技术标准：执行《地铁设计规范》（GB50157-2003）的有关技术标
地铁车站主体结构设计
地铁车站主体结构设计 （地下矩形框架结构） 西南交通大学地下工程系 目录 第一章课程设计任务概述 (3) 1.1 课程设计目的 (3)
1.2 设计规范及参考书 (3) 1.3 课程设计方案 (3) 1.4 课程设计的基本流程 (5) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (6) 2.1平面结构计算简图 (6) 2.2.荷载计算 (6) 2.3荷载组合 (7) 第三章结构内力计算 (11) 3.1建模与计算 (11) 本课程设计采用ANSYS进行建模与计算，结构模型如下图： (11) 3.2基本组合 (12) 3.2 标准组合 (16) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (21) 4.1 车站顶板上缘的配筋计算 (21) 4.2 负一层中柱配筋计算 (27) 4.3 顶纵梁上缘的配筋计算 (29) 4.4 顶纵梁上缘裂缝宽度验算 (31)
第一章 课程设计任务概述 1.1 课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、荷载分类及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2 设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS ） 1.3 课程设计方案 1.3.1方案概述 某地铁车站采用明挖法施工，结构为矩形框架结构，结构尺寸参数详见表1-1。车站埋深3m ，地下水位距地面3m ，中柱截面的横向（即垂直于车站纵向）尺寸固定为0.8m （如图1-1标注），纵向柱间距8m 。为简化计算，围岩为均一土体，土体参数详见表1-2，采用水土分算。路面荷载为2/20m kN ，钢筋混凝土重度3/25m kN co =γ，中板人群与设备荷载分别取2/4m kN 、2/8m kN 。荷载组合按表1-3取用，基本组合用于承载能力极限状态设计，标准组合用于正常使用极
地铁车站主体结构设计.docx
地铁车站主体结构设计（地下矩形框架结构）
目录 第一章课程设计任务概述 (3) 1.1 课程设计目的 (3) 1.2 设计规范及参考书 (3) 1.3 课程设计方案 (4) 1.4 课程设计的基本流程 (5) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (6) 2.1平面结构计算简图 (6) 2.2.荷载计算 (7) 2.3荷载组合 (8) 第三章结构内力计算 (11) 3.1建模与计算 (11) 本课程设计采用ANSYS进行建模与计算，结构模型如下图： (11) 3.2基本组合 (12) 3.2 标准组合 (15) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (20) 4.1 车站顶板上缘的配筋计算 (20)
4.2 负一层中柱配筋计算 (26) 4.3 顶纵梁上缘的配筋计算 (28) 4.4 顶纵梁上缘裂缝宽度验算 (30) 第一章课程设计任务概述 1.1课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、荷载分类及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS）
ansys课程设计-地铁车站主体结构设计
目录 课程设计任务书 ................................................................................................................ - 1 - GUI方式 ............................................................................................................................... - 3 - 一、打开ANSYS........................................................................................................... - 3 - 二、建立模型.............................................................................................................. - 3 - 1、定义单元类型.................................................................................................. - 3 - 2、定义单元实常数.............................................................................................. - 3 - 3、定义材料特性.................................................................................................. - 3 - 4、定义截面.......................................................................................................... - 3 - 5、建立几何模型.................................................................................................. - 3 - 6、划分网格.......................................................................................................... - 4 - 7、建立弹簧单元.................................................................................................. - 4 - 三、加载求解.............................................................................................................. - 5 - 1、施加位移约束.................................................................................................. - 5 - 2、施加荷载.......................................................................................................... - 6 - （1）计算结构所受荷载................................................................................ - 6 - （2）施加结构所受荷载................................................................................ - 6 - （3）施加重力场............................................................................................ - 7 - 3、求解.................................................................................................................. - 8 - 四、查看计算结果...................................................................................................... - 8 - 1、添加单元表...................................................................................................... - 8 - 2、查看变形图...................................................................................................... - 8 - 3、查看各内力图.................................................................................................. - 9 - 4、查看内力列表.................................................................................................. - 9 - 单元内力表........................................................................................................................ - 11 - APDL方式......................................................................................................................... - 17 -
(完整版)地铁盾构的选型和使用
地铁盾构的选型及现场管理和使用 一、概述 1、概念 盾构是一种用于隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有主机和辅助设备，既能支承地层的压力，又能在地层中整体掘进，进行土体开挖，碴土排运和管片安装等作业，使隧道一次成形的机械。 盾构是相对复杂的集机、电、液、传感、信息技术于一体的隧道施工专用工程机械，主要用于地铁、铁路、公路、市政、水电等工程。 盾构的工作原理就是一个钢结构组件依靠外壳支承，沿隧道轴线一边对土壤进行切削一边向前推进，在盾壳的保护下完成掘进、排碴、衬砌工作，最终贯通隧道。 盾构施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌和壁后注浆三大要素组成。 盾构是根据工程地质、水文地质、地貌、地面建筑物及地下管线和构筑物等具体特征来“量身定做”的一种非标设备。盾构不同于常规设备，其核心技术不仅仅是设备本身的机电工业设计，还在于设备通过不同的设计如何满足工程地质施工的需求。因此，盾构的选型正确与否决定着盾构施工的成败。
2、盾构的类型 盾构的类型是指与特定的施工环境、基础地质、工程地质和水文地质特征相匹配的盾构种类。 一般掘进机的类型分为软土盾构、硬岩掘进机（TBM）、复合盾构三种。软土盾构的特点是仅安装切削软土用的切刀和括刀，无需开岩的滚刀。TBM主要用于山岭隧道。复合盾构是指既适用于软土，又适应于硬岩的一类盾构，主要用于复杂地层的施工。地铁盾构就是一种复合盾构。主要特点是刀盘既安装用于软土切削的切刀和括刀，又安装破碎岩石的滚刀，或安装破碎砂卵石和漂石的撕裂刀。 复合盾构分为土压平衡盾构和泥水加压平衡盾构。 3、盾构的组成 地铁施工可供选择的复合盾构机机型只有两种，即土压平衡盾构机或泥水平衡盾构机。 一台盾构按外观结构形式分为刀盘部分、前盾、中盾、尾盾、后配套部分和辅助设备（管片和砂浆运输设备、泥水站等）。 土压平衡盾构由以下十一部分组成：⑴、刀盘（分为面板式、辐条式、复合式三种），⑵刀盘驱动（分为电机和液压两种），⑶刀盘支承（主轴承），⑷膨润土添加系统和泡沫系统，⑸螺旋输送机，⑹皮带输送机，⑺同步注浆系统，⑻盾尾密封系统，⑼管片安装机，⑽数据采集系统，⑾导向系
(整理)地铁车站和区间隧道的设计和选型
一、地铁车站的建筑设计 1地铁车站的分类 1.1 按照车站埋深分：浅埋车站、深埋车站 1.2 按照车站运营性质分：中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站 1.3 按照车站结构断面形式分：矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他 1.4 按车站站台形式分：岛式、侧式、岛侧混合式 2 地铁车站建筑及平面布局 2.1 地铁车站的组成 地铁车站由车站主体（站台、站厅、生产、生活用房）、出入口及通道、通风道及地面通风厅等三大部分组成。 车站建筑又可概括为以下部分组成：乘客使用空间、运营管理用房、技术设备用房、辅助用房。 2.2车站总体平面布置 按照以下流程确定：前期工作（设计资料的收集、现场调查、构思），确定车站中心位置及方向，选定车站类型，合理布置车站出入口、通道、通风道与地面通风厅。 3 车站建筑设计 3.1 车站设计 3.1.1 设计原则 （1）根据车站规模、类型及平面布置，合理组织人流路线，划分功能分区。 （2）车站一般宜设在直线上。 （3）车站公用区间划分为付费区和非付费区。 （4）隔、吸声措施。 （5）无障碍通行。 3.1.2 平剖面设计 （1）车站规模确定。确定车站外形尺寸大小、层数和站房面积，确定车站规模大小。 （2）车站功能分析。确定车站乘客流线、工作人员流线、设备工艺流线等，以便于合理进行车站平剖面布置。
（3）站厅设计。主要解决客流出入的通道口、售票、进出站检票、付费区与非付费区的分隔、站厅与站台的上下楼梯与自动楼梯的位置等。 （4）站台设计。确定站台形式、站台层的有效长度、宽度和站台高度，然后进行站台层公共区（上、下车与候车区及疏散通路）的设计。 （5）主要房间布置。包括变电所、环控用房、主副值班室、车站控制室、站长室等，一般设置在站厅和站台层的两端。 （6）车站主要设施布置。包括楼梯、自动扶梯、电梯、售检票设施等的布置和各部位通过能力的设计，按照有关规范执行。 3.1.3 消防、安全与疏散 主要考虑建筑防火与防水淹问题。 3.2 车站出入口及出入口通道 3.2.1 普通出入口的设计 （1）出入口数量的确定。一般情况，浅埋地下车站的出入口不少于4个，深埋车站不少于2个。 （2）主要尺寸的确定。出入口的宽度总和应大于该站远期预测超高峰小时客流量所需的总和，可按照公式计算。 3.2.2 出入口通道 包括出入口通道宽度的设计、埋深、楼梯踏步和自动扶梯的设置等，出入口通道地面坡度等。 3.3 车站通风道 3.3.1 车站通风道 确定地铁车站内的通风方式、环控设备的布置等来确定车站内通风道的布置。 3.3.2 地面通风亭 根据风量及风口数量确定通风亭的大小，根据实际环境和设备的条件确定通风亭的位置。 3.4 残废人设施 考虑残废人专用电梯和站内盲道的设置。
地铁盾构区间结构设计方法研究
地铁盾构区间结构设计方法研究 发表时间：2019-04-28T16:52:04.640Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：王璞 [导读] 摘要：近年来，随着我国经济水平不断提高，地铁建设数量不断增多。 中铁二院华东勘察设计有限责任公司浙江杭州 526000 摘要：近年来，随着我国经济水平不断提高，地铁建设数量不断增多。地铁区间设计是城市地铁工程项目中的重要内容。在设计内容中，对于所有工程设计参数如管片厚度、配筋率、混凝土强度、环宽等，需将设计模型和地区设计习惯相结合，进行合理的研究，才能实现对盾构区间设计的优化，使工程设计符合工程建设需求。 关键词：地铁盾构；修正惯用法；管片配筋 引言 近年来，城市地下工程的开发越发密集，许多大中城市都已开展轨道交通建设。地铁区间隧道作为城市轨道交通的重要组成部分，施工过程中面临复杂的城市环境条件，地质条件和地下水条件，建设难度较大。一般来说，盾构法修建地铁隧道具有对周围环境影响小、自动化程度高、修建快速、优质高效、安全环保等优点，尤其是随着近年国内盾构施工技术和盾构机国产化率提高，其优势愈发明显，应用定会越来越多。 1荷载计算方法 盾构隧道荷载分类分为：永久荷载、可变荷载、偶然荷载 3 大类。根据《建筑结构荷载规范》（GB500092012）各类荷载组合如下：（1）承载能力极限状态组合：1.35 永久荷载标准值 +1.4 可变荷载标准值。（2）正常使用极限状态组合：永久荷载标准值 + 可变荷载标准值。（3）偶然荷载组合：1.2 永久荷载标准值 +1.4 可变荷载标准值 +1.0 地震荷载标准值（或 1.0 人防荷载）。盾构荷载按施加方向、形式和性质又分为：垂向荷载、水平向荷载、三角形荷载、基地反力荷载和管片自重。盾构管片受力荷载模式。盾构管片内力计算方法很多，具体根据围岩条件、管片结构、用途等确定。其中，隧道所受的土压力计算方法如下：（1）竖向土压力计算：当隧道覆土 H ≤ 10m 时，按10m覆土柱计算顶部土压力；当隧道覆土10 ≤ H ≤ 2D（D 为隧道外径，余同）时，隧道拱顶土压力按全覆土进行计算。当隧道覆土 H ≥ 2D 时，对于具备成拱效应的地层可按太沙基松弛土压力公式计算垂直土压力，并设置 2D 覆土厚度作为土压力下限值。（2）侧向土压力计算。侧向压力：根据垂直土压力和静止侧压力系数确定。 2地铁盾构区间结构设计 2.1 管片配件设计 在结构设计中管片配筋是最为重要的环节，其同结构的耐久性以及安全性造成影响，与此同时也要求对经济性考虑在内。当前对管片配筋还缺乏一个较为固定的形式。而管片合理配筋形式进行研究中有着良好的意义。比如说在广州地铁中 2 号线赤鹭区间之中应用了欧洲规范，在上下排主筋中使用 U 型钢筋来连接；在日本地铁施工中应用是下排钢筋向上弯起，同其上排钢筋点焊形式之间进行连接。目前我国的南京和香港等地都应用了管片 4 边以及加暗梁的形式进行施工。在广州的地铁 3 号线中部分路段施工中，也取消了 2 号线 U 型钢筋连接上下排主筋的形式进行施工。其标准块在两端可以沿着环向布置的主筋而提升到 218mm，同时加小箍的形式进行暗梁施工，其纵向两端也会加上小箍将其作为暗梁，提升其整体性。在迎千斤顶面的暗梁内外两边加上一个腰筋，而其背千斤顶面的外部也会加上腰筋。在比较容易发生裂缝的螺栓孔出应该加上螺栓筋或者是吊筋。同时在配筋率变化条件比较小的情况下，保证钢筋的受力较为合理。对于盾构管片中的裂缝，一般主要是在进行施工中出现，在配筋设计中，应该对施工地区的工况充分了解，而在进行掘进中，因为对其姿态控制要求、围岩不均、曲线施工以及纠偏等因素，那么千斤顶其推力分布存在着的一定问题，导致了出现了局部超限拉应力，因此就会出现掉角、破损以及裂缝等情况。同时在官片离开盾尾后，通过新拼管片来将千斤顶的推力进行传递，促使其力而逐渐分散，裂缝就会缩小。随着整个隧道的竣工，则圆型盾构隧道也慢慢进入到一个较为稳定的受力状态中，在施工过程中裂缝、渗漏消失等情况。在进行具体施工中因为人为和地质条件，一般都会出现出高出强度以及裂缝宽度要求荷载，对于平时出现较少的这种情况，通长要求应用后期管片修补的形式进行弥补，其回比通过增加配筋要求的费用少很多，而对最小配筋率而言，要求进行进一步的研究。比如说欧洲的管片钢筋，其含钢量通常会控制在 80～100kg/m3 之间，要求考虑到钢筋强度等因素，可以将其折算为 107～130kg/m3。一般在我国国内都应用的是 145～160kg/m 3。当前诸多钢纤维混凝土管片目前已经在诸多地区得到了成功的应用，管片仅仅应用 30～60kg/m3 的钢纤维掺量。 2.2 耐久性设计方法 混凝土结构的耐久性设计主要可以划分为的定量计算以及传统经验两种类型。当前在环境的影响下耐久性设计的定量计算还没有完全成熟，其应用范围并不普遍。我国国内外当前的混凝土结构设计规范中主要应用的是传统形式或者是应用了进行改进的方法。混凝土结构耐久性设计过程中比较常用的方法为可以把环境根据其严重性而划分为若干等级，在工程经验进行类比经验基础上，其对不采用环境作用等级的混凝土结构构件，通过规范可以对混凝土材料的耐久性质量要求进行规定，以及做好钢筋保护层厚度等相关构造要求。近些年来，我国也慢慢提出提升了对结构设计规范之中对耐久性内容的研究，进而颁布了相关耐久性设计规范，可以推进耐久性中的权重情况。在地铁隧道施工中，耐久性设计主要是以《混凝土结构设计规范》以及《混凝土结构耐久性设计规范》来不断推进，进而可以在一定程度上满足城市轨道交通行业中对结构设计的要求，提升地铁隧道盾构的质量。 3管片设计参数 3.1管片内径 隧道内径需要考虑到多方面因素的影响，正常情况下的隧道半径应当考虑到车辆限界、建筑限界以及设备限界，除此之外，还需要含括误差情况，例如施工误差、设计误差、不均匀沉降等多方面误差影响。根据长久以来的地铁隧道建设经验来看，土质较软的隧道区间最好是采用 φ5500 的管片内径，面对土质较好，沉降均匀的区域则需要采用φ5400 的管片内径。本工程采用 A 型车，最高运行速度 80km/h，圆形隧道建筑限界为 φ5300mm 的圆。结合国内地铁的实践及武汉地区的特点，考虑盾构隧道施工时不可避免的施工误差、变形、沉降等，综合误差取 100mm，即盾构隧道内径为 5500mm。 3.2管片厚度 根据长久以来的地区地铁隧道建设经验来看，在地质较软区域采用的管片厚度优先为 350mm。若只是单纯考虑结构受力情况，当隧道在 15m 埋深以内时，则可以优化为 300mm；当隧道在 20m 埋深以上时，则需要配备更厚的管片，同时配筋的直径也需要相应的加大。除
地铁车站主体结构施工
第一章主体结构施工 第1节主体施工准备 1、车站主体结构施工前准备工作 （1）首先编制结构施工专项方案，报有关部门审批后实施。方案中包括设备、机具、劳动力组织、混凝土供应方式、现场质量检查方法、混凝土浇筑流程、路线、工艺、混凝土的养护及防止混凝土开裂等的各项措施。 （2）基坑开挖至设计标高后，仔细进行测量、放样及验收，严禁超挖。 （3）结构施工前，对围护结构表面进行有效的防水处理，确保围护结构表面不渗漏。 （4）在每一结构段施工前首先进行接地网施工，接地网施工结束后，再施做垫层。 （5）对侧墙、立柱、中楼板、顶板模板支撑系统进行设计、检算，并经安全专项论证、报审批准后，根据施工进度提前安排进料。 （6）对结构施工顺序、施工进度安排、施工方法及技术要求向工班及全体管理人员进行认真交底。 2、施工节段划分 车站主体结构施工遵循“纵向分段，竖向分层，从下至上”的原则，满足车站质量要求及工期里程碑节点安排，结构施工由车站两端向中间方向施作，竖向从车站底板开始自下而上施作。主体结构共划分为17个节段，每段20m左右，施工队伍分别分段同时展开流水作业，施工节段的划分主要考虑以下因素： （1）墙体纵向施工缝不应留在剪力与弯矩最大处或底板与侧墙的交接处，应留在高出底板表面不小于30cm的墙体上。 （2）明挖结构施工缝的间距宜为15～20m。
（3）环向施工缝应避开附属结构及一些设备房间的距离要求设置。 3、主体结构施工流程 车站主体结构施工工艺流程见图4-4-1-1。
图4-4-1-1 主体结构施工工艺流程图
每施工段的施工流程见表4-4-1-1所示。 主体结构每施工段施工流程表4-4-1-1
地铁车站结构设计原则
7.1 地下车站结构设计 1. 地下车站结构设计，应满足施工、运营、城市规划、防水、防迷流以及人防的有关要求。车站结构设计应符合强度、刚度、稳定性、耐久性、抗浮和裂缝开展宽度验算的要求。 2. 地下车站结构设计，必须以地质勘察资料为依据，并考虑不同施工方法对地质勘探的特殊要求，通过施工过程中对地质的直接观察或监控量测反馈进行验证，必要时应根据实际情况修改设计。 3. 地下车站结构设计的净空尺寸，应满足地铁建筑限界或其它使用及施工工艺的要求，并考虑施工误差、结构变形及后期沉降的影响。 4. 地下车站结构设计，应根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件及城市规划要求，结合周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路交通状况等通过对其技术经济、环境影响和使用功能等方面的综合比较，合理的选择施工方法和结构型式。 5. 地下车站结构设计，应减少施工和建成后对环境造成不利的影响。 6. 地下车站结构设计，宜与车站周围规划中的相关建筑协调统一、同步规划，应考虑设计、施工方案的相互影响。 7. 地下车站结构设计，应根据该地区的地震设防烈度、场地条件、结构类型和隧道埋深等因素考虑地震的影响，进行抗震验算，并在结构设计时采取相应的构造措施，以提高结构的整体抗震能力。 8. 地下车站结构防水设计，应满足《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）的规定，遵循“防、排、堵、截相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则。 9. 地下车站结构设计，应采取防止杂散电流腐蚀的措施。钢结构及钢连接件，应按有关规范要求进行防锈蚀处理。 10. 地下车站结构的所有受力构件，应根据《建筑设计防火规范》（GBJ 16-87）修订本，1997年版，第2.0.1条和附录二“建筑构件的燃烧性能和耐火极限”的规定要求进行设计。 11. 地下车站结构设计，应根据地区城市规划的人防要求，严格按《人民防空工程设计规范》（GB 5 0225-95）的规定进行设计。 12. 地下车站结构设计，应结合支护结构特点、地质条件、周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路状况，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-89）及该地区基坑支护规范（规程）的规定，确定基坑安全等级，提出监测要求，有效控制地表沉降。必要时应采取预加固措施，以确保邻近建筑和重要地下管线的正常使用。 13. 地下车站结构设计，可视其使用条件和荷载特性等情况，选用与其特点相近的现行相关结构设计规范进行设计。
地铁盾构区间结构设计方法研究 吴瑾
地铁盾构区间结构设计方法研究吴瑾 发表时间：2019-05-15T16:00:08.363Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：吴瑾[导读] 地铁是城市化建设中重要的组成部分，在实际进行地铁结构的时候，耐久性是需要重点关注的内容。中铁工程设计院（天津）有限公司天津 300000 摘要：随着经济和科技水平的快速发展，地铁结构设计耐久性指的是在项目中的混凝土结构设计过程，依照之前设计确定的环境作用、应用条件，保证地铁在设计所规定年限中的舒适度及安全性，进而保障地铁营运效益。地铁工程属于城市建设中重要的公共交通轨道工程项目，具有总投资金额大、建设周期长、质量要求高等特点，在对项目的主体建设过程，考虑到百年的设计年限，因此需要关注结构 耐久性问题。地铁结构耐久性的具体设计上，受周边环境因素影响、电流腐蚀、地下污水侵蚀等因素影响，常引起耐久性问题，且随着时间的推移问题也愈加严重，这不但会影响地铁安全性、舒适性，还带来高额的经济损失。为此，在现代城市建设中，对于地铁结构耐久性的设计上，需要相关人员加强重视，提高地铁结构设计质量。盾构法是一种在地下挖掘隧道的施工方法，在城市的地下铁路、电力通讯、上下水道和市政设施等得到了广泛的使用，尤其在地铁的隧道中使用的非常频繁。 关键词：地铁结构；设计；方法研究 引言 地铁是城市化建设中重要的组成部分，在实际进行地铁结构的时候，耐久性是需要重点关注的内容。地铁结构的耐久性设计可以保证地铁安全运行，让地铁的使用时间达到固定要求，保证地铁建设及运营企业的经济效果。盾构技术随着地下空间的不断开发得到了越来越广泛的应用，在如今的地铁隧道、市政地上地下水道、通信管道等工程领域得到了普遍的施工，相关的技术人员与施工人员还要不断的完善与探索盾构施工的技术，尤其在对始发和到达的施工技术方面要投人更大的努力，保证可以更好的控制地表的沉降，让地铁隧道工程的质量朝着更加安全稳定的方向发展。 1地铁盾构始发技术的难点分析在工程初始阶段，需要将盾构机组进行组装调试，对于反力架的稳定性、端头加固的质量和地层地表的检测等多方面都要注意，其中存在着较多的施工难点。1）端头加固质量的控制。盾构在洞门维护的结构被拆除后，需要顶在撑子面前，要对加固体进行同步的二次注浆，确保端头的整体稳定性，因此要保证端头的加固质量。2）对始发姿态的定位。盾构始发的基座要进行准确的定位，保证盾构姿态能够符合相应的标准要求。要确保反力架的稳定性，从而提高负环拼接的效率。3）对地层地表的检测与设备的熟练操作。不同的地质环境有着大同小异的施工方法，要在施工前对当地的地质环境、地层地表等信息调查清楚，尽可能的减少时间成本，提升工作的效率。盾构选型要始终的把地质因素放到首位。一旦确定选型的完成后，就要完全的按照所确定下来的地层与设备的认识，来进行相关的数据参数的选择、渣土的改良等措施。 2地铁盾构区间结构设计方法 2.1地铁结构施工设计 城市地铁的结构施工中，采取分层施工的方式，可以将混凝土浇筑施工中产生的大量温度应力释放，以免后续地铁运营时出现裂缝情况，进而减少钢筋腐蚀情况。地铁结构中一些混凝土结构金属部位、连接件以及紧固件多数会暴露在空气中，为了防止空气中水汽及其它物质对这些重要构件的腐蚀，还可以在其表面采取防腐蚀性措施。此外，为确保地铁运营的安全性、持久性，地铁结构设计过程，还需重点考虑地铁结构的耐久性设计内容。结构设计中，还需考虑施工地点的实际情况，开展合理的设计工作，相关设计师需同施工人员一道对钢筋混凝土结构进行合理的设计，以努力提升地铁结构的耐久性，进而提高地铁结构的施工质量。 2.2端头的土体加固 要根据相关的地质情况对端头的土体情况有全面的掌握，在盾构始发前，要对端头的土体进行加固，常用的加固方法有旋喷加固、冷冻加固、注浆加固和搅拌桩加固等。而加固区的长度一般要高于盾构的主机长度，在施工前还要对钻芯进行取样试验，来确保加固的设计效果。对于一些干燥需要达到一定湿度的区域地段，还要采取补充降水等措施。 2.3负环管片的安装 负环管片安装之前要进行系统的检查，确保不会对盾尾刷造成影响，保证在拼装之后可以顺利的向后推进，安设的厚度不能小于盾尾的间隙宽度，保证管片可以始终固定在一个位置。在完成负环管片的拼接后，还要对管片进行后移。速度要缓慢，在完成后移的过程后，还要控制其与油缸的行程间距。管片会在后移完成后进行脱离，要确保管片与始发基座的锲子锲紧，防止管片在成型后出现脱落或者下沉的现象。钢负环的位置要始终被油缸所控制，与负环管片之间的间隙用软木进行填充，当二者进行靠拢的时候，要将负环管片焊接在钢负环的上面，让负环管片可以接替钢负环进行连接工作。在盾构始发的过程中，要考虑到负环管片的定位与稳定性，采取一定的错缝的拼接，但要避免在拼接与拆除过程中出现过于复杂的步骤，还要防止负环管片出现损坏的现象。面对一些地层地表条件较好的地段的时候，可以使用通缝拼装取代错缝拼装，将会更加有利于盾构机的后期拆除，还会对材料的运输提供便利。 2.4生成施工明细表 众所周知，地铁车站结构设计是一项复杂的工作，工程量大，以往的工程量统计方法已经不再适用。而BIM技术在构建建筑信息模型的同时能生成施工明细表，便于项目投资者对工程造价进行准确预估，减少不必要的资金浪费。BIM技术生成施工明细表的这一过程操作相对复杂。以对地铁车站墙生成明细表为例，实施过程为在类别中选中墙，选择新构造阶段，单击确定，弹出明细表属性对话框，完成墙的明细表创建工作；在对话框中，依次对字段、排序、过滤、格式等各项内容进行设定，在字段对话框中对体积、制造商、功能、成本、型号、结构说明等墙的明细表进行创建；在明细表左上角灵活设置属性、成组、解组、隐藏等各个状态。 2.5试掘进施工的控制 在后期的施工阶段，还需要对参数进行确定：掘进的模式选择和相应的操作控制、盾构机的掘进控制等。掘进的模式有敞开式掘进、半敞开式掘进、土压平衡掘进，盾构机的掘进控制方式有直线段推进和地层变形控制、曲线段推进和地层地形控制、盾构掘进中的方向姿态控制等。
苏州市轨道交通4号线地铁站建设结构设计说明
苏州市轨道交通 4 号线地铁站建设结构设计第二分册车站结构 1. 概述 1.1 工程概述 苏州市轨道交通4 号线总体呈南北走向，连接了相城区、苏州古城区、吴中区、吴江市松陵镇等重要组团，是苏州市南北方向的骨干线路，与轨道2 号线共同支撑城市发展副轴。主线线路起于相城北部新城区的苏蠡路，经相城区中心城区，沿人民路穿越古城中心，途经苏州火车站、北寺塔、观前商业中心、吴中区中心、吴江规划滨湖新城、吴江汽车站、苏嘉城际铁路松陵站等客流集散点，止于吴江市同津大道。主线全长41.1km，设车站30座，均为地下站。 苏蠡路车站为全线的第1 座车站，车站位于规划苏蠡路与文灵路T 型交叉口南侧，沿文灵路布置，周边为厂房及二三层的民居。 站址处地势略有起伏，地面标高约 3.0m，车站埋深约16.61m。 1.2 工可评审设计审查意见执行情况 1 ）《可研报告》推荐苏蠡路等10 座地下车站，采用放坡 +SMW工法桩做基坑围护结构，基坑深度约16m左右，而 在围护结构设计原则中规定SMW工法仅适用于三14m深 的基坑，故苏蠡路等站均需放坡2m左右，但《可研报告》 没有明确放坡段采用什么支护型式以及浅层地下水如何
处理等措施，应补充完善。 执行情况：车站主体基坑围护结构形式采用SMW工法桩+
放坡，放坡深度四米，坡面采用网喷砼+土钉。 2）应进一步补充分析场地承压水对深基坑工程的影响，给出工程安全性评价以及应对措施。 执行情况：场区内无承压水影响； 2 设计依据 2.1 设计依据 1）《苏州市轨道交通4 号线工程可行性研究报告》（中铁第四勘察设计院集团有限公司2010.08 ） 2）《苏州市轨道交通4 号线工可预评审专家意见》（2010.08 ） 3）《苏州市轨道交通4 号线工程初步设计技术要求》（中铁第四勘察设计院集团有限公司2010.08 ） 4）《苏州市轨道交通4 号线工程初步设计文件编制统一规定）》（中铁第四勘察设计院集团有限公司2010.08 ） 5）《苏州市轨道交通4 号线工程－地下建（构）筑物调查报告》（冶金工业部华东勘察基础工程总公司<苏州> 2010.9 ）6）《苏州市轨道交通4 号线工程－地下管线调查成果报告》（冶金工业部华东勘察基础工程总公司<苏州> 2010.9 ）7）《苏州市轨道交通4 号线岩土工程初步勘察报告》（苏州地质工程勘察院2010.9 ） 8）《苏州市轨道交通4 号线工程地形图》（江苏省测绘院2010.7 ） 9）《苏州市轨道交通4 号线初步设计车站防水通用图》（中铁第四勘察设计院集团有限公司2010.09 ）苏州轨道交通指挥部、苏州市各区政府、苏州轨道交通有限 公司及4 号线总体组下发的相关会议纪要、技术联系单。
明挖地铁车站结构设计
关于明挖地铁车站结构设计中若干问题的探讨摘要：随着中国经济持续快速发展和城市化水平的提高，我国城市地铁的建设正大规模地开展。本文以明挖法地铁车站框架结构为研究对象，简述地铁车站结构设计及构造中存在的一些值得商榷的地方，以供同行参考，进行设计优化。 引言 为解决城市交通拥堵问题，修建具有超强运力的地铁与轻轨已逐渐成为大城市的首选手段。目前国内绝大多数直辖市及省会城市已经部分建成或正在修建地铁。地铁在城市中的经济效益与社会效益也是有目共睹的。但是对于以地下工程为主的地铁结构，在结构设计中由于岩土性质的复杂性、设计理论的局限性，使地铁结构设计及构造中存在的一些值得商榷的地方，需要我们在实践中不断的探索、求解，不断优化地铁设计。 一、地震作用对地铁整体现浇框架结构的影响 1.侧墙大开洞对抗震设计的影响 标准的两层地下车站结构型式一般为单柱双跨或双轴三跨两层整体现浇砼框架结构，结构刚度分布均匀、对称。但在车站主体结构与出入口、风亭以及大外挂物业用房相接处，侧墙必须大开洞。大开洞严重削弱了结构侧向刚度，且造成结构两侧刚度不对称，对结构抗震产生不利影响，结构设计时此影响应予以考虑。 2.结构中柱设计对抗震设计的影响 车站结构中的中柱在抗震设计中基本是一种脆性破坏，是框架结
构中受力最薄弱的部位，和首先遭到破坏的构件。因此，提高地下框架抗震性能的最有效的方法是改善中柱的受力性能和受力特征。目前，中柱基本采用的是普通钢筋砼柱，砼强度较高，轴压比偏大，对抗震不利。故中柱应尽量采用塑性性能良好的钢管砼柱。 二、侧向水土压力的不确定性对结构设计的影响问题 1.对中板配筋设计的影响 各层板在侧向水土压力和竖向荷载的共同作用下，实际上处于偏压受力的状态。但是，由于侧向水土压力计算理论上的缺陷以及水压力的多变性，目前各层板的配筋大多按纯弯构件计算，按偏压进行验算，所得结果是偏于安全的。笔者参与的多条地铁线路设计总体技术要求，均有此规定。一般情况下，按上述方法设计时，偏压验算都能满足，因此，设计人员往往不进行偏压验算。但是，在板的轴向压力很大的时候，属小偏压构件，如仍按纯弯构件进行配筋计算，受力上偏于不安全。在这种情况下，应按偏压构件设计，按纯弯构件验算，以保证结构安全。 2.对车站侧墙设计的影响 水位的变化对侧墙剪力的大小影响很大，当水位取至抗浮设计水位时，由于底板所受水浮力很大，向上凸起，侧墙向外侧鼓出，导致侧墙外侧土体产生被动土压力，侧墙剪力最大。以一般两层站为例，侧墙在与底板的节点处，剪力可以达到800kN以上，大于不配箍墙（板）构件抗剪承载力。可见，侧向水土压力的取值，对侧墙的剪力设计值影响很大。