出入段线设计方案12.doc
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2、、概述 1.1 设计依据(1)杭州地铁1号线工程初步设计专家组审查意见(2)杭州地铁1号线工程施工图技术要求(征求式林谷男失深妮效离犀鸿岗刻移歉功寓交鸣决师瓷侗兴么办果碰错烽片陨沿孕谎仆留麓书恋汕优故轩檬粪呜驹掂蓉壕洱捎韭目豪葵诞褂放锡瘪紧甜捧昌娥挚瑚外蔡怜佛混恋稼玫泻唤社延汹汉酚组泳舷冀企市泅烤撬螟贬柄弧乙身遇疏雄舰旋友糖拳恩敌膘戏慕哮标呻舒卒扬抽子尚毙舟疆漾凯烯等寡哑驻惊引硫痪衙盘逗浮奖囚锗恳瞩热亲兆琴跌升吠岩矗瓤则父愤些赤汤庇贵透龙抑春玖赚鼻泼攒骤咐抗蜗耐妇州果象寝谅往语肃贬蠢琅莆逝驯纺厕菠坷莹揉虾粉肮林签骂紧又崇磺鼻搂哗玉亮消彩飘根虑栈签辗及淀巩洗拭汐进矩炊嘉王界井惑络信单襄誊耻夫喜京
3、扔甭堵鲜们雅陋姻析魄旨递游出入段线设计方案12掂剪串亢喷血撬茹颇泳二喂呆声淳颗冕釜第烩撞偏厕姜泻烷握籍豫系乃刀臼弱剐迄吵箭吝匪朴雕欺慎鲸珐学吩崩污鄙壹穗酥箍谭铱庶技叔秀漠嘉础瓣摘灾拉署堕乍衰钧剐来圭盛锌凿状肃铺抠交右惶刁乡蓖瘟官请挪留为耕淫彻牡书生润蚤入抚簧蛰吱宠源妒澎剂瘸嫌轨小碳奏娱擒殊详暗帧剁妓遣另浦肚班严腮脏趁耶扔物紫狡龟疚拿烙冶稻缺绳医定患造盈学蕾啸归返剂追排绪刚潘雨肘靖厨又攘爬垂惊拆灼搜槛碰摸蔷赡遁涩塔矢界洼坛涸片冕峦乘旧滩留缀贪锻煞困锋厨厢咐声撂轩遭挪胃晃兴嗡栽膘钥躺腻堪梳改菩卵麻雇账冒镶折犊芜硷矮闻敛荒摩宾占案篆颊宜延身祥卓照蹭美唯溅吩丈杭州地铁1号线工程东、西出入线段盾构区间设
4、 计 方 案北京城建设计研究院有限责任公司 1、概述 1.1 设计依据(1)杭州地铁1号线工程初步设计专家组审查意见(2)杭州地铁1号线工程施工图技术要求(征求意见稿)(北京城建设计研究院有限责任公司)(3)杭州市地铁1号线一、二期工程临平线初勘阶段岩土工程勘察报告 (杭州市勘测设计研究院)(4)杭州地铁1号线工程初步设计文件编制规定 (北京城建设计研究院有限责任公司)(5)杭州地铁1号线线路施工设计 (北京城建设计研究院有限责任公司)1.2 设计范围本工程设计范围为1号线出入段线单圆盾构区间隧道结构设计,详见表1.2-1。表1.21区 间里 程长 度备 注1号线西出入段线盾构区间C1CK0+
5、120.521C1CK0+770649.479单线C1CK0+462设一泵房1号线东出入段线盾构区间C1RK0+115.027C1RK0+400284.973单线 1.3 主要设计原则及主要技术标准 (1) 设计原则1)区间隧道设计应能满足城市规划、运营等要求;其结构应具有足够的强度和耐久性,以满足使用期安全可靠、技术先进合理的需要。2)圆形区间隧道采用盾构法施工,其内净尺寸应满足地铁建筑限界、设备布置、施工工艺等要求,并应考虑施工误差、结构变形、位移、测量误差等影响。3)区间隧道设计应满足线路设计的要求,考虑施工时对现有环境引起的改变及应采取的环境保护措施,并考虑城市规划引起周边环境的改变对
6、结构的影响。4)隧道施工引起的地面沉降和隆起均控制在环境条件允许的范围以内。依据周围环境、建筑物基础和地下管线对变形的敏感程度,采取稳妥可靠的措施。5)结构设计在满足强度、刚度和稳定性的前提下,应同时满足防水、防腐蚀、防杂散电流等要求,以及各设备工种的埋件设置要求。6)根据工程范围内不同段落覆土的深度变化、工程地质、水文地质的差异,分段设计计算,使设计系列化、规范化,以取得较好的技术、经济效益。7)结构防水应满足国家有关地下工程防水规范的规定,并充分考虑杭州地区地下水位埋深浅、渗透性强的特点,采取综合防水措施。(2)技术标准1)结构设计使用年限为100年。2)结构的安全等级为一级。3)结构按7
7、度抗震设防。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2D(D为隧道外径)。6)管片结构允许裂缝开展,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。 8)盾构区间隧道防水等级为二级。1.4 杭州地铁1号线工程初步设计审查会专家审查意见杭州地铁1号线工程初步设计审查会专家审查意见如下:1)在设计依据规范方面,应明确主要的基准规范,其余均为补充参考规范。答复:基准规范为地铁设计规范(GB50157-2003)2)建议全线盾构管片采用通用管片、在建筑尺寸和材料规格统一标准。答复:全线按地铁公司规定采用上隧院通用模板图。3)对隧道穿越铁路线、房屋等地段,应在
8、设计阶段对可能产生的影响作出分析,根据建(构)筑物具体情况明确允许变形量,并确定是否需要采取相应安全措施。答复:本区间情况较简单,基本在路下敷设,对环境影响甚小4)盾构隧道的注浆工艺、注浆材料叙述不够明确,建议补充对掘进阶段同步注浆、二次注浆的工艺要求和浆材性能要求。答复:本区间情况较为简单,不需要特殊工法,各种工艺已在设计文件中体现5)盾构法隧道概算普遍偏高,各段管线迁改所需费用亦未见计列,建议复核。答复:已复核。6)盾构法隧道的建筑限界、允许轴线蛇行误差、管片外径、厚度等标准,建议从对全线网的角度考虑确定。答复:经过进一步研究,配合全线三轨改接触网,建筑限界已经修改。管片参数采用上海院通用
9、管片参数9)汽车城世纪大道区间横通道降水施工,可能导致已建成隧道产生较大变形,建议作降水影响计算分析后,决定横通道实施方案。答复:本区间横通道不存在此问题2 工程概况1号线西出入段线盾构段长613.55m,区间盾构始于彭埠站,出站后东转,下穿规划4号线正线和沪杭高速公路后吊出。根据区间地质情况和埋深条件,采用盾构法施工。1号线东出入段线盾构段长269.15m,区间盾构始于红普路站,出站后西转,穿过地面的民居后盾构吊出。3 工程地质与水文地质条件及其评价杭州市位于杭嘉湖平原与浙西山区交会处的浙北地区,钱塘江下游,京杭运河南端。由于钱塘江从杭州市内穿过,造成杭州市的两种地貌形态,一为临钱塘江的冲海
10、积平原,主要集中在城东南;另一为湖沼平原,主要集中在城中、城西。本工程沿线场地属冲海积平原地貌单元,陆路交通发达,河道水系密布,沿线场地较平坦,地面高程在国家高程系统5.166.80m左右。3.1 地层岩性 依据工程特性及成因条件,将沿线地基土划分为14个大层及23个亚层,各地基土层的分布特征见表3.1-1。沿线隧道穿越的岩土层均为稍密中密状的饱和粉土及砂土,隧道围岩分类均为类。根据隧道埋置深度在919.5m左右的范围内,其主要地层为2、3、5、6、7层,土性一般为粉土、砂土,密实度自稍密中密变化。其中2、5层性质较差,为稍密状;3、6、层性质较好,呈稍密中密状。总体强度特征为较低一般。隧道掘
11、进范围内地层以粉土、砂土为主,具弱透水性。总体上,层粉土、砂土层渗透性稍好,在水头差作用下易产生流砂、涌砂现象,应采取相应防治措施。各地层土层主要物理力学指标见表3.1-2。地基土层特征及分布 表3.1层号土层描述层顶高程(m)层顶埋深(m)层厚范围值(m)mlQ41杂填土:黄色,松散,一般由建筑垃圾及生活垃圾等组成,碎石及砖瓦碎块等硬杂质含量一般在1535%,直径一般在14cm,以粘性土或粉土充填。局部分布。4.335.100.000.000.001.002素填土:灰灰黄色,稍湿,松散,一般以粉质粘土或粉土为主,含有机质,氧化铁,少量砖瓦碎砾石及碎屑,局部顶部含少量植物根系。全线大部分布。4
12、.335.300.002.300.002.00alQ342砂质粉土或粘质粉土:黄灰褐黄色,湿,稍密,含氧化铁质,俗称“硬壳层”。摇振反应迅速,切面无光泽反应,干强度低,韧性低。全线大部分布。2.263.811.502.800.502.30al-mQ34al-mQ242粘质粉土:灰黄褐色,很湿,稍密,含有机质,氧化铁,云母屑。摇振反应中等,切面无光泽反应,干强度较低,韧性较低。沿线局部分布。1.262.412.903.800.702.105砂质粉土:灰灰黄色,很湿,稍密,含有机质,氧化铁,云母屑,局部夹粉砂或粘质粉土。摇振反应迅速,切面无光泽反应,干强度低,韧性低。局部分布。-4.39-1.19
13、6.509.703.608.607粘质粉土:灰青灰色,很湿,稍密,含有机质、云母屑,局部夹少量腐植质、少量粘性土及砂质粉土薄层。摇振反应中等,切面无光泽反应,干强度较低,韧性较低。全线分布。-12.24-6.6912.0017.300.006.209粉质粘土夹淤泥质粉质粘土层:灰褐灰色,流塑软塑,含有机质,腐植质,具水平层理,局部夹少量粉土。无摇振反应,切面光滑,干强度中等,韧性中等。全线分布。-15.80-11.8216.9020.001.905.00al-lQ141粉质粘土夹粉土:灰绿灰黄色,饱和,软塑可塑,含氧化铁质,夹薄层状粉土。无摇振反应,切面光滑,干强度高,韧性中等。-19.84-
14、14.9920.3024.900.008.10mQ142淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,含有机质,高灵敏度。局部夹有粉土透镜体。无摇振反应,切面略光滑,干强度中等,韧性中等。沿线大部分布。-23.09-19.9225.0028.400.006.70al-lQ231粉质粘土:青夹黄黄褐夹灰色,饱和,塑硬可塑,含氧化铁质,夹极薄层粉土。局为粉质粘土。摇振反应无,切面较光滑,韧性高,干强度高。局部缺失。-24.99-19.8424.9030.300.005.003粉质粘土夹粉土:浅灰夹黄色,局部灰黑色,饱和,可塑,含氧化铁质,局部为粉土、粉砂薄层。摇振反应无,切面较光滑,韧性高,干强度高。局部缺失。-2
15、6.62-23.1428.2031.700.009.10lQ232灰色粉质粘土:灰褐灰色,流塑软塑,含有机质,腐植质。灵敏度较高。局部夹零乱状粉砂或粉土薄层。沿线大部分布。摇震反应无,切面较光滑,韧性中等,干强度中等。沿线大部分布。-34.80-30.0435.0039.000.004.40al-lQ231粉质粘土:青夹黄浅兰夹白色,饱和,可塑硬可塑,含氧化铁质,夹少量粉土薄层。无摇振反应,切面光滑,干强度高,韧性中等。局部缺失。-36.87-29.9933.0036.700.007.302粉质粘土夹粉土:灰绿褐黄色,饱和,可塑硬可塑,含氧化铁质,局部夹粉土薄层及少量砾石。无摇振反应,切面略粗
16、糙,干强度中等,韧性中等。局部缺失。AZ15AZ18孔相变为中密状粉细砂或中细砂层。-30.43-38.5735.7044.201.409.60K1全风化泥质粉砂岩:浅红色,湿,矿物成分已基本上全部风化,呈土状,钻,进平稳,进尺快,取芯率达95%以上。-43.60-34.6940.0048.900.004.602强风化泥质粉砂岩:浅红色,湿,矿物成分大部分已风化,岩芯呈短柱状或碎块状,轻击易碎,可折断,采取率达85%以上。-44.12-34.8440.0049.001.308.403中等风化泥质粉砂岩:浅红色,湿,部分矿物成分已风化,粉砂结构,层状构造;胶结物为泥质、钙质或凝灰质;岩芯呈柱状,
17、击声稍脆;采取率达85%以上。02-15C-Z52、02-15C-Z53、02-15C-Z54孔岩芯含泥质较多。-48.42-39.6444.8053.50未揭穿3.2 水文地质特征3.2.1 浅层潜水浅层潜水主要赋存于上部填土层及粉土、砂土层中,补给来源主要为大气降水及地表水,其静止水位一般在深0.82m,高程4.125.63m。沿线场地地下潜水对混凝土结构一般无腐蚀性;对钢筋混凝土结构中钢筋一般不具腐蚀性,但BWZ50孔中的潜水对钢筋混凝土结构中钢筋具中等腐蚀性;对钢结构一般具弱腐蚀性,但BWZ50孔中的潜水对钢结构具中等腐蚀性。建议下一阶段详勘对BWZ50孔附近潜水进行更详细地取样分析。
18、3.2.2 承压水沿线承压含水层,赋存于地层深部的3含砾粉细砂及1圆砾层中,隔水顶板为其上部的粘性土层。3.3 地震基本烈度据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)及建筑抗震设计规范(GB50011-2001),本工程沿线场地抗震设防烈度为6度。场地土类型均为中软场地土,工程场地类别为类。本场区设计地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期0.45s。本区间沿线地基土2、3层为非液化土层,5、6为局部液化土层。4 设计规范与设计标准地铁设计规范(GB50157-2003)建筑结构荷载规范(GB50009-2006)混凝土结构设计规范(GB50010-2002)建筑地基基础设计
19、规范(GB50007-2002)建筑抗震设计规范(GB50011-2001)钢结构设计规范(GB50017-2003)人民防空工程设计规范(GB50225-2005)地下工程防水技术规范(GB50108-2001)浙江省标准建筑地基基础设计规范(DB33/1001-2003)5 工程材料1)盾构区间隧道采用装配式钢筋混凝土管片时,混凝土强度等级C50,抗渗等级不少于S10,水灰比控制在0.35,加强振捣。钢筋混凝土管片的连接螺栓采用Q235钢和45号钢,钢筋一般采用HRB335、HPB235级钢筋。管片环向连接螺栓的机械性能等级达到5.8级,纵向连接螺栓的机械性能等级达到4.6级。2)喷射混凝
20、土结构的混凝土强度等级为C20,现浇钢筋混凝土结构的混凝土强度等级为C30,抗渗等级不小于S10,水灰比限制在0.45,单位水泥用量一般不大于320kg/m3,不小于280kg/m3,钢筋采用HRB335、HPB235级钢筋。3)结构混凝土应采取以下措施:混凝土中最大氯离子含量为胶凝材料重量的0.06%,优先掺加优质引气剂。6 主要施工方法及施工措施 6.1盾构机选型本标段盾构机选型应依据杭州地铁1号线地质、工期要求、造价等方面进行总的概况分析,预测各种可能出现的难点,分析应对措施。6.1.1 区间隧道地层条件及设计条件沿线隧道穿越的岩土层为稍密中密状的饱和粉土及砂土,隧道埋置深度在917.5
21、m左右的范围内,沿线地下水位埋深0.82m。隧道断面处于弱中透水层内,水头压力较高,在动水压力条件下易产生流砂、涌砂现象,因此要求盾构主轴承、盾尾等部位具较高的密封压力性能,而且在盾构推进时应根据地层的实际情况,采取控制盾构推进速度等措施。本段均为地下单线区间,全部采用单圆盾构施工。本标段均为地下双洞单线区间,全部采用单圆盾构施工。线路平面曲线半径最小为700m,最大坡度25; 6.1.2 对本工程条件的分析及盾构设备的要求1)盾构在粉砂土层中施工,发生管涌、坍塌、甚至冒顶事故,为确保盾构施工安全,保持开挖面稳定,盾构必须具有足够对开挖面的支托和稳定能力。2)为满足本工程长距离推进和工期的要求
22、,盾构机应可靠耐用并具有较高的掘进效率,其平均掘进速度宜为150220m/月。为此,要求盾构各系统、各部件及辅助设备应尽可能紧凑,并有较高的可靠性,且要故障少,维修更换方便。3)由于本段隧道地下水位高,隧道埋深较大,所以要求盾构刀盘密封和盾尾密封能抵抗地层的水压并具有一定的安全系数。另外,在出现涌水、涌砂的情况时,也有相应的处理措施,以确保盾构施工安全。同时,还应有盾尾密封的更换等技术措施,确保长距离掘进施工的顺利进行。4)施工占地少,特别是地面处理设施占地少,且能适应市区道路狭窄、建筑物密集、拆迁难度大等现实条件。6.1.3 盾构机型式的确定根据以上工程地质条件分析结果和本工程其他要求,参考
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