盾构隧道预制双层车道结构体系特点与设计
地铁盾构施工组织设计
地铁盾构施工组织设计引言概述地铁盾构施工是一种现代化的地下隧道建设方法，其施工组织设计对于工程的顺利进行至关重要。
本文将从盾构施工的特点和要求出发，详细探讨地铁盾构施工组织设计的重要性和具体内容。
一、盾构施工的特点和要求1.1 盾构施工的特点盾构施工是一种无顶开挖的地下隧道施工方法，具有施工速度快、施工过程中对地表影响小等特点。
盾构机在地下推进的同时完成隧道的开挖和支护，能够有效保证施工安全和工程质量。
1.2 盾构施工的要求盾构施工对地质条件要求较高，需要充分了解地质情况，合理选择盾构机型号和工艺方案。
同时，还需要进行严密的施工组织设计，确保施工过程中各项工作有序进行，达到预期的效果。
1.3 盾构施工的风险盾构施工存在一定的风险，如地下水涌入、地质灾害等。
因此，施工组织设计需要充分考虑各种可能的风险因素，制定相应的应对措施，确保施工安全。
二、地铁盾构施工组织设计的重要性2.1 保证施工进度地铁盾构施工通常处于城市地下，受到周围环境的限制，施工进度的保证至关重要。
通过合理的施工组织设计，可以有效提高施工效率，保证工程按时完成。
2.2 保障施工质量地铁盾构施工的质量直接关系到地铁线路的安全运营，施工组织设计需要综合考虑地质条件、施工工艺等因素，确保施工质量达标。
2.3 降低施工风险地铁盾构施工存在一定的风险，如地下水涌入、地质变化等。
通过科学的施工组织设计，可以提前预判可能的风险，制定相应的应对措施，降低施工风险。
三、地铁盾构施工组织设计的内容3.1 工程前期调研在进行地铁盾构施工组织设计时，需要进行充分的工程前期调研，了解地质情况、地下管线情况等，为后续的施工组织设计提供依据。
3.2 工程方案设计根据工程前期调研结果，制定合理的工程方案设计，包括盾构机选择、施工工艺、支护措施等，确保施工过程顺利进行。
3.3 施工计划编制在施工组织设计中，需要编制详细的施工计划，包括施工进度安排、人员配备、设备调配等，确保施工过程有序进行。
盾构机结构设计与优化分析
盾构机结构设计与优化分析盾构机作为现代隧道掘进的主要设备，在地下工程中起着至关重要的作用。
盾构机的结构设计与优化分析对于提高施工效率、减少工程风险具有重要意义。
本文将从盾构机的结构设计和优化分析两个方面进行讨论。
一、盾构机的结构设计1. 盾构机主体结构设计：盾构机主体结构包括主梁、副梁、大门架、副门架等组成。
在设计过程中，需要结合工程要求和施工环境，确定主梁和副梁的材料、尺寸和连接方式，保证足够的刚度和强度。
2. 掘进机构设计：盾构机的掘进机构是实现施工的关键部分。
在设计过程中，需要考虑盾构机的直径、推力和刀盘转速等因素，并根据地质条件选择合适的刀盘形式和工具，以提高施工效率和掘进质量。
3. 支护系统设计：盾构机在掘进过程中需要不断进行地下支护，以保证隧道的稳定性和安全性。
设计支护系统时，需要考虑地质条件、地下水位等因素，选择合适的支护方式和材料，确保支护系统能够满足施工要求。
4. 液压系统设计：盾构机的液压系统是控制和驱动盾构机正常工作的关键部分。
在设计过程中，需要确定液压系统的工作参数、液压元件的选型和布置方式，保证盾构机的稳定性和可靠性。
二、盾构机的优化分析1. 结构强度优化：盾构机在掘进过程中承受巨大的地压力和水压力，对其结构强度提出了很高的要求。
通过优化盾构机的主体结构和加强关键部位的设计，可以提高盾构机的结构强度，降低断裂和变形的风险，保证施工的安全性和稳定性。
2. 控制系统优化：盾构机的控制系统是实现盾构机运行和施工的关键。
通过优化控制系统的设计，提高盾构机的自动化程度和控制精度，可以有效提高施工效率和掘进质量，减少人工干预，降低事故风险。
3. 刀盘设计优化：盾构机的刀盘是直接参与掘进工作的部件。
通过优化刀盘的设计，选择合适的刀具材料和刀具形状，可以提高刀盘的抗磨性和切削性能，延长刀具寿命，降低刀具更换频率，提高施工效率。
4. 施工参数优化：盾构机的施工参数包括刀盘转速、推进速度等。
《地下工程作业》盾构技术特点、分类及适用范围
盾构技术特点、分类及适用范围国培学员: S1.盾构法盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。
盾构掘进机的特点:盾构掘进机（简称盾构）是地面下暗挖施工隧道的专用工程机械, 具有一个可以移动的钢结构外壳(盾壳), 内装有开挖、排土、拼装和推进等机械装置, 可以进行开挖、支护、衬砌等多种作业一体化施工, 广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程建设。
目前, 在欧美等工业发达国家使用盾构机进行施工的城市隧道占90%以上。
2、现代盾构掘进机集液压、机电控制、测控、计算机、材料等各类技术于一体, 属于技术密集型产品, 其生产主要集中在日本、德国、英国、美国、加拿大等少数发达国家, 其中又以德国、美国、日本技术最为先进。
盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行, 工艺技术要求高、综合性强（土建、机械)。
盾构施工技术的优缺点:优点:a）具有良好的隐蔽性；b）掘进速度快且施工费用不受埋置深度大而影响；c）适宜在不同颗粒条件下的土层中施工, 尤其在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性；d）多车道的隧道可做到分期施工, 分期运营, 可减少一次性投资。
缺点:a）盾构施工是不可后退的；b）盾构是一种价格昂贵、针对性很强的专用施工机械, 对于每一条用盾构法施工的隧道, 必须根据施工隧道的断面大小、埋深条件、地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造, 一般不能简单的倒用到其它隧道工程中重复使用；3、c）对隧道曲线半径过小或隧道顶部覆土太浅时, 施工困难较大, 而且不够安全, 特别是饱和含水松软土层, 在隧道上方一定范围内地表沉陷尚难完全防止, 拼装衬砌时对衬砌整体防水技术要求很高。
4、盾构施工技术先在隧道的一端建造竖井或基坑, 以供盾构安装就位。
盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发, 在地层中沿着设计轴线, 向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。
区间盾构隧道结构设计
区间盾构隧道结构设计1）主要设计原则①盾构隧道衬砌结构应满足运营功能要求以及建筑限界、施工工艺、结构防水和城市规划等方面的要求。
结构安全等级为一级，按地震烈度为7度进行结构抗震设计，采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。
结构抗力应满足人防部门的要求，抗力级别为6级。
②结构类型和施工方法，应根据工程地质、水文地质和周围的环境条件，通过技术经济比选确定，并应按相关规范的规定进行结构设计计算。
③结构设计应符合强度、刚度、稳定性、抗浮和裂缝宽度验算的要求，并满足施工工艺的要求。
④对于钢筋混凝土结构应就其施工和正常使用阶段进行结构强度计算，必要时也应进行刚度和稳定性验算。
钢筋混凝土结构应进行裂缝宽度验算，其最大裂缝允许值为：明挖法和矿山法施工的结构为0.2～0.3mm；盾构法施工的结构为0.15～0.20mm。
结构进行抗浮验算时，其抗浮安全系数不得小于1.05，否则应采取抗浮处理措施。
⑤采用暗挖法施工时，区间隧道为平行的双洞单线隧道，两隧道的净距一般不宜小于1.0倍隧道洞径。
⑥所选择的盾构机型，必须对地层有较好的适应性，并同时依据盾构推进速度、周围环境状况、工期、造价等各方面进行技术经济比较后确定。
⑦严格控制工程施工引起的地面沉降量，其允许数值应根据地铁沿线的地面建筑及地下构筑物等实际情况确定，并因地制宜地采取措施。
⑧结构防水设计应根据工程地质、水文地质、地震烈度、环境条件、结构形式、施工工艺及材料来源等因素进行，并应遵循“以防为主、多道设防、刚柔结合、因地制宜、综合防治”的原则。
车站及出入口通道防水等级为一级；车站风道及区间隧道防水等级为二级。
2）盾构机类型的选择3）钢筋混凝土管片和特殊管片的设计（1）盾构隧道断面尺寸的拟定xx圆形区间隧道内径的确定是在建筑限界Φ5200mm的基础上考虑施工误差、测量误差、设计拟合误差、不均匀沉降等诸多因素确定的。
并根据《关于明确成都地铁一期工程试验段工程有关问题的会议纪要》（[2003]第一期）的精神，本次设计内径为5400mm（见图5.3.1）。
盾构导轨系统的优化设计与结构分析
盾构导轨系统的优化设计与结构分析一、盾构导轨系统的优化设计盾构导轨系统是盾构隧道施工中至关重要的一部分，它对于施工工艺的稳定性、盾构机的精度和效率都有着重要的影响。
为了实现隧道的高质量施工和顺利完成工程，盾构导轨系统的优化设计显得尤为重要。
本文将从以下几个方面进行优化设计。
1. 材料选择与强度计算盾构导轨系统所使用的材料应具备足够的强度和刚度，以承受盾构机的重量和施工过程中的各种载荷。
在选择材料时，需要考虑其耐磨性、耐腐蚀性以及耐低温性等。
同时，还需进行强度计算，确保材料的承载能力满足设计要求。
2. 导轨位置和布置在盾构导轨系统的设计中，导轨的位置和布置对于盾构机的导向和稳定性具有重要影响。
应根据具体工程情况进行合理的分析和设计，确保导轨系统能够提供准确、稳定的导向力，避免盾构机的偏移和摇摆。
3. 导轨的准直性和精度控制导轨的准直性和精度直接影响盾构机的施工效果和隧道的质量。
在设计过程中，应采取有效措施确保导轨的准直度和精度控制满足设计要求。
这可以通过加强导轨的固定和矫正以及测量和调整的方法来实现。
4. 导轨的防震与减振盾构施工过程中会产生较大的振动和冲击力，这对导轨系统的稳定性和安全性提出了挑战。
为了减小振动和冲击对导轨的影响，可以采用防震措施，例如在导轨上设置防震垫，增加导轨的刚度和阻尼等。
二、盾构导轨系统的结构分析盾构导轨系统的结构分析是对其力学特性和受力情况进行分析和计算，以确定导轨系统的结构合理性和稳定性。
以下是盾构导轨系统结构分析的关键内容。
1. 导轨的受力分析盾构导轨在施工过程中会受到来自盾构机、土压力、水压力等多个方向的力。
通过对导轨的受力分析，可以确定导轨的承载能力，为设计合理的导轨结构提供依据。
2. 导轨与盾构机的连接分析导轨与盾构机之间的连接部分需要具备足够的刚度和强度，以保证导轨系统与盾构机的良好连接。
通过结构分析，可以确定连接处的受力情况和最佳连接方式，提高整个导轨系统的稳定性和可靠性。
盾构法隧道结构
B. 裂缝验算
根据《混凝土结构设计规范》规定了三种级别的裂缝验算标准： 严格要求不出现裂缝： ck pc 0
一般要求不出现裂缝： ck pc ftk
： 允许出现裂缝 max lim
盾构构件处于地下水的环境中，不允许出现裂缝，一般采用一或二级验算
标准。ftk 为混凝土轴心受拉强度标准值， pc 扣除全部预应力损失后抗裂验
施工阶段
1千斤顶推力
盾构千斤顶施加在环缝面上，特别是千斤顶顶力存在偏心状态 时，极易使管片开裂和顶碎。
衬砌环受力 P / K
F
2 壁后注浆压力
在向盾尾管片与围岩间隙注浆时，注浆压力在管片注浆孔周边 将形成一个临时作用的偏心荷载，在此荷载作用下容易使管片 发生变形甚至破坏。 施工时的注浆压力一般为0.1～0.3MPa。
断面内力系数表
荷重
截面 位置
M（α）
内力
N（α）
P
自重 0 ~ gRH2 1 0.5cos sina gRH sin 0.5cos
G
上荷
0~ 2
qRH2 0.193 0.106cos 0.5sin2
qRH sin2 0.106cos
第6章 盾构法隧道结构
衬砌形式和构造 衬砌圆环内力计算 盾构法隧道衬砌的结构设计 隧道防水及其综合处理 算例
盾 构 机
矩 形 盾 构 机
盾 构 进 洞
盾构衬砌
6.1 衬砌形式和构造
衬砌断面形式和构造
盾构隧道横断面一般由圆形、矩形、半圆形、马蹄形等，衬 砌最常用的断面形式为圆形与矩形。
错缝拼装弯矩传递及分配示意图
课堂练习题
盾构隧道设计知识点总结
盾构隧道设计知识点总结一、盾构隧道简介盾构隧道是一种利用盾构机施工的隧道，盾构机是一种特殊的施工设备，能够在地下隧道掘进过程中同时进行支护和洞壁的开挖。
盾构隧道施工能够减少对地表和周围环境的影响，同时能够保证较高的安全性和工程质量。
因此，在城市地下管线建设以及交通隧道建设中盾构隧道得到了广泛的应用。
二、盾构隧道设计的基本原则1. 地质条件分析盾构隧道设计是在地下进行施工的，因此地质条件是一个非常重要的因素。
了解地质条件对于确定盾构隧道的隧道施工的工法，以及对支护结构和材料的选择都至关重要。
2. 施工技术及安全盾构隧道在施工过程中需要选择合适的施工技术和安全措施。
盾构隧道在施工过程中需要进行洞壁支护，土层处理及排水等措施，使得隧道的整体结构更加稳固和安全。
3. 环境保护在进行盾构隧道设计时，需要考虑如何减少对环境的影响。
在盾构隧道施工过程中需要对于噪音、震动、施工废弃物等都需要进行有效的控制。
4. 航道、地铁和地下水文关系盾构隧道设计需要考虑地形、航道以及地下水文关系对于盾构隧道设计和施工都将产生一定的影响。
三、盾构隧道设计的关键技术1. 盾构机及其掘进盾构机的选型、掘进参数的确定、地层分层和土工性质的检测与分析、地质灾变和故障的处理等技术都是盾构隧道设计中需要考虑的关键技术。
2. 隧道结构设计隧道的结构设计要满足工程强度、变形和稳定性等要求，在给定的地质条件下进行结构设计，对于支护结构的选择、抗震、变形等方面需要进行详细的分析。
3. 地下水处理技术地下水是影响盾构隧道施工最重要的环境因素之一。
在盾构隧道设计中需要考虑如何有效地控制地下水的流动，以及在施工过程中如何有效地处理地下水。
4. 施工管理及质量控制盾构隧道的施工管理和质量控制是保证隧道工程质量的重要保证。
合理的施工计划、对施工单位的质量监督和管理等都是关键技术。
四、盾构隧道设计的发展趋势1. 现代监测技术在盾构隧道设计中的应用现代监测技术在盾构隧道设计中的应用可以有效地对地下的地质情况进行实时监测和记录，为隧道的设计和施工提供重要的支撑。
盾构隧道断面设计及优化
盾构隧道断面设计及优化盾构隧道断面设计及优化是隧道工程中的关键环节，它直接影响到隧道的安全性、稳定性和施工效率。
本文将从盾构隧道断面设计的基本原则、断面形状的选择和优化方案等方面进行详细说明。
一、盾构隧道断面设计的基本原则：1. 安全性原则：断面设计应保证隧道在各种荷载作用下的安全性，满足相关的安全标准和规范要求。
2. 稳定性原则：断面设计应使隧道具有足够的稳定性，能够承受地质条件变化和地下水渗透等不利因素的影响。
3. 施工性原则：断面设计应考虑到盾构机的施工要求，便于施工作业的顺利进行。
二、盾构隧道断面形状的选择：1. 地质条件：根据隧道所处地质条件的不同，可以选择圆形、马蹄形、椭圆形、矩形等不同形状的断面。
对于稳定性要求较高的地质条件，通常选择圆形或马蹄形断面。
2. 施工方法：根据盾构机的类型和施工方法的不同，可以选择不同形状的断面。
例如，对于顶管盾构机施工，通常选择圆形断面；对于盾构螺旋循环法施工，可以选择椭圆形断面。
三、盾构隧道断面优化方案：1. 强度优化：通过合理的断面形状和钢筋布置等措施，优化隧道的强度，提高其承载能力和抗震性能。
2. 宽度优化：根据隧道的使用要求和地质条件等因素，优化隧道的宽度，使其能够满足交通运输或其他功能的需要。
3. 渗流优化：通过合理的断面形状和防水措施等手段，优化隧道的渗流条件，降低地下水渗透的风险。
4. 施工优化：在断面设计中考虑盾构机的施工要求，优化隧道的施工性能，提高施工效率和质量。
综上所述，盾构隧道断面设计及优化是一个复杂的过程，需要综合考虑地质条件、施工要求和功能需求等因素。
通过合理选择断面形状和优化设计方案，可以提高隧道的安全性、稳定性和施工效率。
因此，在进行盾构隧道工程时，合理的断面设计和优化是至关重要的。
盾构隧道双线相向施工方案
盾构隧道双线相向施工方案1. 引言隧道是城市交通建设中重要的交通基础设施，而盾构隧道作为一种常用的隧道施工方法，已经在许多城市的地铁建设中得到广泛应用。
盾构隧道的施工方案是保证施工进度和质量的关键，尤其在需要双线相向施工的情况下，施工方案的制定显得尤为重要。
本文将探讨盾构隧道双线相向施工的方案并给出相应的建议。
2. 施工准备工作在盾构隧道双线相向施工之前，需要进行一系列的准备工作。
首先，需要对施工现场进行环境调查与勘测，了解地质情况、地下水位等基本信息。
其次，需要编制详细的施工图纸和方案，明确施工顺序和方法。
同时，还需准备相应的施工设备和材料，以确保施工进度和质量。
3. 施工方法与步骤盾构隧道双线相向施工需要明确施工的方法和步骤。
下面是一种常用的施工方法：3.1 隧道掘进首先进行隧道掘进。
盾构机从起点出发，沿着设计线路进行掘进工作。
双线隧道的施工要求相向进行，因此需要在同一个施工阵地上同时进行掘进。
3.2 支护与预注浆在隧道掘进的同时，需要对隧道进行支护。
常用的支护方式有钢支撑、喷射混凝土等。
同时，对隧道的围岩进行预注浆处理，提高围岩的稳定性。
3.3 安装预制段隧道掘进至一定距离后，需要进行预制段的安装。
预制段是指在地面上制造好的隧道段，通过盾构机将其运入隧道并进行安装。
双线相向施工要求同时安装两条线路的预制段，因此需要协调好预制段的供应和安装工作。
3.4 接头施工预制段安装完成后，需要进行接头的施工。
接头施工是将两个预制段连接在一起，形成完整的隧道结构。
在双线相向施工中，需要同时进行两个方向的接头施工，并确保接头的质量和密封性。
3.5 后续工作隧道的主体结构完成后，还需进行一系列的后续工作。
包括管线安装、隧道内部装修、通风设备安装等。
这些工作需要与盾构隧道的施工进度进行协调，以保证施工质量和进度。
4. 安全管理在盾构隧道双线相向施工过程中，安全管理是至关重要的。
施工单位应制定详细的安全管理方案，明确施工人员的职责和安全要求。
盾构隧道设计知识点总结
盾构隧道设计知识点总结盾构隧道设计是现代城市道路建设中非常重要的一环，它能有效解决城市交通拥堵问题。
在进行盾构隧道设计时，需要考虑多个方面的知识点，包括地质条件、结构设计、施工工艺等。
本文将围绕这些方面进行详细讨论。
一、地质条件1. 地质勘探：在开始盾构隧道设计之前，必须进行地质勘探，了解地下的地层情况。
常见的地质勘探方法包括钻探、地震勘探和地下水位监测等。
2. 地质风险评估：根据地质勘探结果，评估地质风险，包括地层稳定性、岩土力学参数等。
这些评估结果将影响到盾构隧道的设计和施工。
二、结构设计1. 盾构机选型：根据地质条件和隧道尺寸要求，选择合适的盾构机。
盾构机的选型应充分考虑地质条件、施工效率、运输能力等因素。
2. 地下结构：在盾构隧道设计中，地下结构的设计十分重要。
它包括隧道的截面形状、支护结构、衬砌设计等。
要根据地质条件和使用要求，选择合适的结构形式。
三、施工工艺1. 盾构施工流程：盾构施工过程中需要遵循一定的流程，包括开挖准备、推进施工、掘进盾构机维护等。
合理的施工流程有利于提高施工效率和质量。
2. 隧道施工监测：在施工过程中，需要进行隧道施工监测，包括地表沉降监测、土压力监测等，以确保施工过程的安全性和准确性。
四、其他考虑因素1. 环保要求：在盾构隧道设计中，需要考虑环境保护要求，采取合适的措施减少对周围环境的影响。
2. 安全管理：盾构隧道设计中的安全管理至关重要。
需要制定合理的安全管理方案，确保施工过程中人员和设备的安全。
3. 经济性：在盾构隧道设计过程中，要充分考虑经济性，尽量降低投资成本，提高效益。
以上仅为盾构隧道设计的一些知识点总结，详细的设计将根据具体的工程要求和地质条件进行。
在实际盾构隧道设计中，还需要综合考虑各个方面的因素，以确保设计方案的合理性和可行性。
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２２０相关专业 城市道桥与防洪 ２０１７年０９月第Ｏ９期 ＤＯＩ：１０．１６７９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｓｄｑｙｆｈ．２０１７．０９．０６７
盾构隧道预制双层车道结构体系特点与设计 宋丽妹 ，刘念 （１．上海黄浦江越江设施投资建设发展公司，上海市２０００９２；２．上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市２０００９２）
摘 要：目前盾构隧道内部结构施工基本属于半预制化阶段，许多构件仍采用现浇形式。建设效率低，能耗高，施工慢，产生较 多建筑垃圾、对环境污染大，同时局限于盾构隧道有限的施工空间及现场工人的素质，施工质量难以保证。为了实现快速施工、 绿色施工，盾构隧道内部结构走向预制化、工业化的道路。通过对比现浇结构受力模型及特点，分析各种盾构隧道预制双层车 道结构体系的受力特征及特点。 关键词：盾构隧道；内部结构；预制拼装；受力分析 中图分类号：ＴＵ９３ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９—７７１６（２０１７）０９—０２２０—０３
０引言 随着我国城市化进程不断加快，地上可用空 间进一步缩小，地下空间开发力度持续加大。在此 背景下，盾构隧道在城市快速路建设中得到了大 量的应用。目前国内外大直径盾构公路隧道内部 结构多采用双层车道结构形式，并以现浇施工工 艺为主要手段。现浇施工工艺建设效率低，能耗 高，施工慢，产生较多建筑垃圾、对环境污染大，同 时局限于盾构隧道有限的施工空间及现场工人的 素质，现浇施工质量难以保证。为了解决这一系列 问题，盾构隧道内部结构走向预制化、工业化的道 路。据相关研究，预制化、工业化施工较现浇施工， 可节约用电，减少建筑垃圾，提高建设效率，缩短 建设工期ｆ１］。 １双层车道结构体系 结构形式。其中，大直径盾构隧道以双层车道结构 为主。当前，盾构隧道内部双层车道结构以半预制 化施工为主，即预制构件与现浇混凝土相结合的 方法。下层车道采用“口”型预制构件或“盯”型预 制构件，在施工期形成施工通道，满足管片等相关 材料的运输，实现同步施工工艺，其余结构以现浇 施工为主，预制化程度低。 目前，盾构隧道内部双层车道结构的预制化 施工已上海复兴东路隧道和南京纬三路隧道为代 表。其中，上海复兴东路隧道采用了带牛腿盾构管 片＋预制上层车道板的方案，实现了全预制化施 工。但带牛腿管片限制了拼装施工的灵活性。同 时，大量的铰支座增加了维护成本ｌ２１。 南京纬三路隧道采用现浇框架梁、柱＋预制 上层车道板的方案，提高了盾构隧道内部结构的 预制率，并提供丰富的梁板接头及上层车道板预 制技术 ．４］。 盾构公路隧道内部结构分单、双层两种车道 ２现浇框架结构体系
收稿日期：２０１７—０５—０８ 基金项目：上海市科委项目（１６ＤＺ１２０１９００） 作者简介：宋丽妹（１９６６一），女，上海人，高级工程师，从事隧 道、地下工程设计、技术管理工作。
目前，国内常用的盾构公路隧道内部双层车 道结构体系见图１。此体系，下层车道结构为“耵” 型（或“口”型）预制构件。上层车道结构为板、梁、
事大学，２０１６． ［１ １］倪富健，邓学钧．汽车轴重与路面破坏的关系［Ｊ１．重庆交通学院 ［８】梅刚，秦权，林道锦．公路桥梁车辆荷载的双峰分布概率模型【Ｊ１． 清华大学学报（自然科学版），２００３，４３（１０）：１３９４—１９３６． ［９］孙守旺，孙利民．基于实测的公路桥梁车辆荷载统模型［Ｊ］．同济 大学学报（自然科学版）．２０１２，４Ｏ（２）：１９８—２０４． ［１０］张征文，杨飞，赵建峰，等．基于ＷＩＭ数据的简支梁桥车辆荷载 效应分析［ＪＪ．公路交通科技，２０１４，３ １（５）：８６—９２． 学报，１９９７（４）：６～９． 【１２］梅安今，倪玲玲．公路汽车轴重限值和公路路面的关系［Ｊｌ＿公路 交通科技，１９８６（１）：６—１０． ［１３】ＧＢ １５８９—２０１６，汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量 限值［ｓ】． ２０１７年０９月第Ｏ９期 城市道桥与防洪 相关专业２２１ 柱框架结构体系。上、下层车道结构彼此独立。
锌 ＼ ｊ／ ● ｌ＿ 童 “ｎ”型预制构件＿＝ 】 基座
图１盾构隧道现浇双层车道结构 这种结构体系，荷载由板至梁、柱依次传递， 具有传力路径明确，受力机理清晰的特点。但此体 系中纵梁受弯剪扭共同作用，处于不利状态。由于 纵梁抗扭能力不足及立柱刚度远小于上层车道 板，纵梁及立柱对上层车道板的约束作用有限，不 能形成刚性约束。所以上层车道板的受力特征如 同３跨连续梁结构，见图２。
图２现浇上层车道结构受力简图（车道板） 此外，为了使纵梁满足抗扭最小截面要求，常 采用加大梁高的办法，使立柱抗弯刚度远小于纵 梁，从而立柱对纵梁的约束作用有限，不能形成刚 性连接。所以纵梁的受力特征如同多跨连续梁结 构，见图３。
图３现浇上层车道结构受力简图（纵粱） ３预制拼装结构体系 由于管片拼装水平有限，上海复兴东路隧道
实际效果不佳，“带牛腿盾构管片＋预制上层车道 板”的预制方法已淡出人们视线。目前，主流的盾 构隧道预制双层车道结构体系为预制框架结构体 系。即，将前节所述现浇框架结构分解为各个预制 构件，通过干、湿接头形成框架结构的方法。其优 点在于结构整体性强，抗震性能好，耐久性好，维 护成本低。 ３．１预制板、梁、柱构件＋后浇接头结构体系 考虑到盾构隧道内部空间狭小，重型设备无 法进入内部施工，常将现浇框架结构体系分解多 个体积小巧的预制构件，通过后浇接头连接。如图 ４所示结构体系，预制板、梁、柱构件通过后浇接头 连接形成框架结构。
图４预制板、梁、柱构件＋后浇接头结构体系 盾构隧道内部结构有一个显著的特点：桥梁 的荷载，民建的尺寸。即构件小，配筋大，从而导致 后浇接头过小，钢筋锚固长度不够。其后浇接头的 约束介于刚性连接与铰接之间。各构件间犹如采 用转动弹簧连接。接头有限转动，承受部分弯矩， 见图５。
图５预制板、梁、柱构件＋后浇接头结构受力简图 ３．２预制“Ｕ”型梁结构体系 随着施工工艺水平的进步，盾构隧道内起重 设备能力的增强。常采取合并预制构件的方式简 化预制拼装施工步骤，提高施工能效。考虑到盾构 ２２２相关专业 城市道桥与防洪 ２０１７年０９月第０９期 隧道狭小的内部空间，借鉴轨道交通预制“Ｕ”型梁 结构，将纵梁与上层车道板合并，形成四点简支的 预制“ｕ”型梁结构体系，见图６、图７。
图６预制“Ｕ”型梁车道结构 图７四点简支预制“Ｕ”型梁结构 “Ｕ”型梁为空间折板的薄壳结构。其荷载通过 车道板传递至纵梁（腹板）下部。纵梁（腹板）除产 生弯曲变形外，还会发生扭转变形。同时，“Ｕ”型梁 为开口截面，其抗扭刚度小，弯扭效应明显，受力 复杂。预制“Ｕ”型梁结构的空间受力简图见图８。
４结论 （１）盾构隧道内部现浇框架结构体系具有传力 路径明确，受力机理清晰的优点。但现浇施工工艺 建设效率低，能耗高，施工慢，产生较多建筑垃圾、
图８预制“Ｕ”型梁受力简图 对环境污染大，同时局限于盾构隧道有限的施工 空间及现场工人的素质，现浇施工质量难以保证。 （２）盾构隧道双层车道结构施工还处于半预制 化阶段，但全预制化施工是必然趋势。且随着施工 设备的进步与拼装精度的提高，预制构件呈现大 尺寸、非标准的特征，接头数量进一步减小。 （３）预制拼装结构接头受力复杂，空间效应明 显，需借助有限元等手段进行受力分析。
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（４）泡沫轻质土的强度主要由其孔隙骨架提 供，其耐碱腐蚀性能较好，与普通混凝土类似。 参考文献： ［１］张怡伟，封栋杰，王新岐．泡沫轻质土处治软基性能研究Ｌ¨．筑 路机械与施工机械化，２０１５（６）：５７—６０，６５． ［２］冯炜，雷学通，王新岐．现浇泡沫轻质土力学性能的试验研究Ⅲ
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