地铁明暗挖施工方法设计与施工

地铁明暗挖工法设计与施工(2)史海欧广州地铁设计研究院有限公司2012年12月目录一、地铁基本概念介绍二、地铁车站、区间基本型式和工法三、地铁明挖围护结构设计与施工四、地铁明挖车站主体结构设计五、地铁暗挖法设计与施工1.明挖地铁车站计算模型2.明挖主体配筋的有关问题1）弯矩消峰及是否考虑腋角问题2）是否考虑轴力问题3）人为配筋放大问题4）分布筋放大问题主体标准段：基坑宽为21.7米，深约19米。钻孔桩嵌入中风化岩2.5m，嵌入强风化岩3.5m.竖向设1道砼撑，2道Ф609,16mm厚钢管支撑；并设竖向格构柱。混凝土支撑钢支撑钢支撑格构柱顶板800mm中板400mm底板900mm标准段：负二层侧墙700mm负一层侧墙600mm盾构段：负二层侧墙800mm负一层侧墙600mm主体结构横断面图标准段内部结构计算简图覆土荷载、地面超载人群荷载等效静载侧向静止土压力侧向静水压力水浮力覆土荷载侧向静水压力侧向静止土压力侧向静止土压力侧向静水压力侧向静水压力侧向静止土压力重力工况浮力工况以标车站标准段顺作法施工为例，汇总内部结构回筑和使用阶段的各个受荷工况，可得弯矩包络图重力工况浮力工况-413.3584.4-584.4199.1-584.4350.9-350.9-102.71578-413-88.88-222.8-0.3282-0.2569-413.3-89.55-204.90.32820.2569306.9311.2282.5-163.2-89.5533.8257.3759.6155.528.2-204.9-388.7-391.9-391.9-206.9767.5-584.4-163.2282.5311.2306.9199.1-102.728.255.559.6157.3733.821578767.5-206.9-391.9-391.9-388.7-413-159.942.6142.61-159.9-88.88-40.22-11.02-11.02-40.22-222.8-447.5-522-522-447.5248.327.6469.17280.3-248.3-27.64-69.17-280.30.34060.22110.1016-0.1374-0.3406-0.2211-0.10160.13741578447.9-596.1-629.3-580.3-1578-447.9596.1629.3580.30.30650.20070.09491-0.1167-0.2224-0.3065-0.2007-0.094910.11670.2224内力组合1下梁柱单元1-2平面内的弯矩，最大值:1578最小值:-1578-501.9-56.4556.45-198.8125.9424.6-424.6-19.321155-501.5-59.83-448-0.3987-0.4269-501.9-60.7-404.10.39870.4269169.3234.2236.9219.7-60.7-23.6819.2425.1525.1520.7-404.1-484.1-484.1-428.2-236.3555.4125.9219.7236.9234.2169.3-198.8-19.3220.725.1525.1519.24-23.681155555.4-236.3-428.2-484.1-484.1-501.5-349.5-258.4-258.4-349.5-59.83-39.99-28.08-28.08-39.99-448-604.1-656.2-656.2-604.1405.3120.5-91.47-91.47-405.3-120.591.4791.470.46670.2880.1093-0.2482-0.4667-0.288-0.10930.24821155347.8-366-375.8-324.6-1155-347.8366375.8324.60.38370.25330.1229-0.1379-0.2683-0.3837-0.2533-0.12290.13790.2683内力组合2下梁柱单元1-2平面内的弯矩，最大值:1155最小值:-1155剪力包络图重力工况浮力工况-426.3-335.3335.3-297.7473.8-643.5643.588.33-817337.564.88-445.20.09320.1172426.384.69-378.7-0.0932-0.1172-169.188.05216.6345.2-84.69-59.97-35.2514.1838.963.61378.720832.27-209-401.4-604.4-473.8-345.2-216.6-88.05169.1297.7-88.33-63.61-38.9-14.1835.2559.97817604.4401.4209-32.27-208-337.5-225-112.5112.5225-64.88-43.25-21.6321.6343.25445.2275.2108.4-108.4-275.2307.7129.1-153.1-256.7-307.7-129.1153.1256.70.11720.11720.11720.1172-0.1172-0.1172-0.1172-0.11721190806.7454.7-156.3-415.4-1190-806.7-454.7156.3415.40.09320.09320.09320.09320.0932-0.0932-0.0932-0.0932-0.0932-0.0932内力组合1下梁柱单元1-2平面内的剪力，最大值:1190最小值:-1190-333.3-129.4129.4-256.1207-502.9502.929.53-649.2202.626.46-3470.11490.1752333.341.03-276-0.1149-0.1752-178.9-101.752.66129.9-41.03-30.95-20.87-10.799.37319.45276143.9-120.5-252.7-384.8-517-207-129.9-52.66101.7178.9256.1-29.53-19.45-9.37310.7920.8730.95649.2517384.8252.7120.5-143.9-202.6-135.1-67.5567.55135.1-26.46-17.64-8.828.8217.64346.9231.3115.6-115.6-231.3346.9214.6100.8-71.16-346.9-214.6-100.871.160.17520.17520.17520.1752-0.1752-0.1752-0.1752-0.1752855571.3310.6-142-333.9-855-571.3-310.6142333.90.11490.11490.11490.11490.1149-0.1149-0.1149-0.1149-0.1149-0.1149内力组合2下梁柱单元1-2平面内的剪力，最大值:855最小值:-855明挖车站计算模型（1）永久荷载：结构自重、水、土压力、各层板装修荷载等；（2）可变荷载：楼面人群荷载、地面超载、设备荷载；（3）偶然荷载：6级人防荷载；•设备区荷载：一般按8kPa计算，超过8kPa按设备实际重量及其运输路线计算；•人群荷载：车站公共区、楼梯等部位按4.0kpa计算；•地面超载：地面超载应按实际情况取值,一般情况取20kPa；•施工阶段各层板堆载不得超过8KPa；荷载地铁一号线明挖车站主要工程数量汇总表结构形式车站长度砼延米混凝土指标钢筋含钢量mm3m3/mt㎏/m3双层双跨41926027624296165双层多跨144.413029903099238双层双跨179.412207682322190双层三跨271283141045530195双层双跨190.412361652472200双层双跨180.03212093672332193双层双跨454.630448675966196双层双跨273.823547864141176三层三跨138147281072692183双层双跨151.65766738011650202双层三跨174.41112000691859155双层双跨456.630169664812160双层双跨19415539803007194双层三跨299.420943703807182明挖主体配筋的有关问题（消峰及腋角）计算弯矩计算配筋最大裂缝跨度KN.mmm2mm58060000.2046545500.19弯矩不考虑腋角考虑腋角截面高度计算配筋截面高度计算配筋KN.mmmmm2mmmm2465800455011004100M=Mmax－1/3(Q×B)式中：Q为A点位置的剪力。B为边墙的宽度。消峰对配筋影响对比表腋角对配筋的影响对比表明挖主体配筋的有关问题（轴力对配筋的影响）位置弯矩轴力压弯计算配筋纯弯计算配筋KN.mKNmm2mm2顶板边支座46523140004550底板边支座810.674464007500侧墙顶支座518.451046006500侧墙底支座778858750010000轴力对配筋影响对比表明挖主体配筋的有关问题（实际配筋人为放大）序号位置计算配筋量实际配筋实际配筋量1顶板边支座455028@100+25@100110672顶板中支座650028@100+25@2008612.53顶板跨中490028@10061584底板边支坐750025@100+25@10098185底板中支坐540025@100+25@2007363.56底板跨中490028@10061587侧墙顶支坐460028@100+25@100110678侧墙底支坐750025@100+25@10098189侧墙跨中100025@1004909合计4685074970某车站计算钢筋面积与实际配筋面积对比表明挖主体配筋的有关问题（分布筋过大）项目重量比例受力主筋350.9t100%纵向分布筋102.2t29.1%掖角附加筋22.0t6.3%钩筋31.0t8.8%合计506.1t某车站顶板钢筋数量统计表《混凝土结构设计规范》GB50010-20109.1.7条当按单向板设计时，应在垂直于受力方向布置分布钢筋。单位宽度上的配筋不宜小于单位宽度上受力钢筋的15%。盖挖顺筑法施工步序（一）盖挖顺筑法施工步序（二）盖挖顺筑法施工步序（三）半盖挖车站结构施工步序盖挖顺做法施工步骤图盖挖逆做法施工步骤图32暗挖工法汇总表：根据不同断面和地质条件选择相应的施工方法〈1〉台阶法第一步：拱部超前注浆小导管施工第二步：上断面环形开挖留核心土第三步：下断面开挖第四步：铺设防水板，由下至上模筑二衬小导管注浆φ8mm0.2mφ6mmφ42钢管长管棚深孔注浆(前进式和后退式)注浆止水墙隧道初支可开挖段长度L=14.0m14米线预留注浆墙厚10米线内侧注浆层内侧注浆层外侧注浆层外侧注浆层外侧注浆层外侧注浆层内侧注浆层内侧注浆层核心土上台阶上台阶核心土下台阶核心土上台阶〈2〉中隔壁法（CD法）第一步：左上断面开挖第二步：左下断面开挖第三步：右上断面开挖第四步：右下断面开挖第五步：隧道仰拱防水层铺设及模筑二衬第六步：满铺防水层，隧道拱墙二次衬砌〈3〉交叉中隔壁法（CRD法）〈4〉双侧壁导洞法（眼镜法）第一步第二步第三步第四步第五步第六步双侧壁导坑法北京五号线崇文门站～东单站区间中洞法(北京5号线崇文门站）〈5〉侧洞法第一步第二步第三步第四步第五步第六步第七步第八步侧洞法北京地铁5号线东四站〈6〉中洞法中洞法(北京5号线崇文门站）〈7〉洞桩法之一〈7〉洞桩法之二洞桩法（PBA）ⅪⅪⅪⅩⅩⅩ9991111ⅧⅧⅧ7ⅥⅥⅤⅡⅡⅡⅡ43411111111法施工顺序图洞桩法（PBA）北京地铁10号线海淀黄庄站桩柱法大跨暗挖隧道青岛轻纺医院站重庆地铁大坪站大跨暗挖隧道大连兴工街站大连地铁兴工街站建筑物沉降控制技术（