礦山法之區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)計(jì)算書

中醫(yī)大省醫(yī)院~青羊?qū)m區(qū)間礦山法隧道配筋計(jì)算書工程概況北京地鐵10號(hào)線二期工程總體方案設(shè)計(jì)（第一階段）——01標(biāo)段2工程概況中醫(yī)大省醫(yī)院～青羊?qū)m區(qū)間為地下區(qū)間，區(qū)間由中醫(yī)大省醫(yī)院站出站后，繼續(xù)沿一環(huán)路下方鋪設(shè)，下穿省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院門前人行天橋后進(jìn)入青羊?qū)m站。區(qū)間采用礦山法施工，線路最大縱坡31.30‰，主要穿越2-9-3中密卵石土地層，最小曲線半徑1200m，底板埋深12.85~21.28m，底板高程482.039m～490.898m，地面高程介于503.16m～504.35m，地形相對(duì)較為平坦。本冊(cè)段設(shè)計(jì)范圍為中醫(yī)大省醫(yī)院～青羊?qū)m暗挖區(qū)間，設(shè)計(jì)里程：YDK22+750.000～YDK23+032.488，長(zhǎng)282.826m，長(zhǎng)鏈0.338m，ZDK22+729.500～ZDK23+032.489，長(zhǎng)302.981m，短鏈0.008m，在里程YDK22+810.710/ZDK22+810.565處設(shè)置一處豎井及橫通道。主要設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)原則主要設(shè)計(jì)依據(jù)主要規(guī)范1）《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2013）2）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）3）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）2015版5）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2015）6）《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范》（TB10108-2002、J159-2002）7）《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003-2005，J449-2005）8）《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476-2008）9）《軌道交通工程人民防空設(shè)計(jì)規(guī)范》（RFJ02-2009）10）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108－2008）11）《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ50208-2011）12）《城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》（建標(biāo)104-2008）13）《城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB50911-2013）設(shè)計(jì)原則1）區(qū)間結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度。采用以分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)承載力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求，分別按下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。（1）承載力及穩(wěn)定：所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載力（包括壓曲失穩(wěn)）計(jì)算；需考慮地震、人防、施工等特殊荷載的作用，進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算。（2）變形：對(duì)使用上需控制變形值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，進(jìn)行變形驗(yàn)算。（3）抗裂及裂縫寬度：對(duì)使用上要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)算；對(duì)使用上允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載的短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合的影響求出最大裂縫寬度進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。地震力、人防等偶然荷載作用時(shí)，不驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的裂縫寬度。3）結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)化模型的確定，根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作條件，并反映結(jié)構(gòu)與周圍地層的相互作用。4）區(qū)間結(jié)構(gòu)一般按平面受力進(jìn)行分析，本次只進(jìn)行橫斷面方向的受力計(jì)算。5）淺埋結(jié)構(gòu)在地下水位以下，整體結(jié)構(gòu)還要考慮水浮力，進(jìn)行整體抗浮驗(yàn)算。工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況工程地質(zhì)概況本區(qū)間地處岷江水系一級(jí)階地，，地形平坦，地勢(shì)開闊，無(wú)影響工程建設(shè)的不良地質(zhì)作用，地質(zhì)構(gòu)造不發(fā)育，無(wú)強(qiáng)震源，區(qū)域場(chǎng)地穩(wěn)定性較好。本段上部為人工填土，其下為粉質(zhì)黏土，砂土、下部為砂卵石，局部夾中砂透鏡體，下伏白堊系泥巖。隧道洞身主要位于稍密～密實(shí)卵石中，結(jié)構(gòu)底板位于中密～密實(shí)卵石中，地層穩(wěn)定性較好，巖性較為單一，地基土穩(wěn)定性整體較好。水文地質(zhì)概況本區(qū)間范圍內(nèi)無(wú)地表水分布。本區(qū)間地處岷江水系一級(jí)階地，地下水主要為賦存于黏性土層之上填土層中的上層滯水和第四系砂、卵石層的孔隙潛水。上層滯水呈透鏡體狀分布于地表，賦存于卵石層之上填土層中，大氣降水和附近居民的生活用水為其主要補(bǔ)給源。水量變化大，且不穩(wěn)定。場(chǎng)地卵石層較厚，且成層狀分布，局部夾薄層砂，其間賦存有大量的孔隙潛水，其水量較大、水位較高，大氣降水和區(qū)域地表水為其主要補(bǔ)給源。卵石層中孔隙水形成貫通的自由水面。區(qū)間隧道主要穿越地層巖性為卵石層。地下水埋深5.30～7.50m，高程495.95～497.88m。水量較豐富，地下水和場(chǎng)地土對(duì)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)及模型選定設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)要求1）防水等級(jí)為二級(jí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最大裂縫寬度允許值為在荷載的短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合的影響下求得，設(shè)計(jì)中采用外部全包防水，迎水面其允許值為0.2mm，背水面其允許值為0.3mm，并不得有貫穿裂縫。2）區(qū)間結(jié)構(gòu)按7度地震烈度設(shè)防。3）區(qū)間結(jié)構(gòu)按六級(jí)人防設(shè)防。4）結(jié)構(gòu)抗浮安全系數(shù)不計(jì)摩阻力時(shí)≥1.05，計(jì)摩阻力時(shí)可采用1.05～1.15。5）區(qū)間結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)計(jì)算模型區(qū)間結(jié)構(gòu)采用“荷載-結(jié)構(gòu)”模型。在區(qū)間縱向截取一基本計(jì)算單元，將區(qū)間三維空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成二維平面框架結(jié)構(gòu)，按結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析模型，進(jìn)行各階段不同荷載組合內(nèi)力分析。區(qū)間結(jié)構(gòu)采用圓形支護(hù)形式，初支與模筑砼內(nèi)墻間鋪設(shè)防水板，內(nèi)力分析時(shí)按模筑砼承受全部荷載考慮各種組合。計(jì)算基本假定1）假定構(gòu)件為小變形彈性梁，離散為足夠多個(gè)等厚度直桿梁?jiǎn)卧?）用布置于各節(jié)點(diǎn)上的彈簧單元來(lái)模擬圍巖與墻的相互約束；假定彈簧不承受拉力，即不計(jì)圍巖墻間的粘結(jié)力；彈簧受壓時(shí)的反力即為圍巖對(duì)墻的彈性抗力。計(jì)算荷載1）計(jì)算荷載（1）土壓力粘性土層水土合算，砂性土層水土分算。本次計(jì)算采用水土分算。①垂直土壓力：對(duì)于地下結(jié)構(gòu)上覆土層厚度大于塌落拱高度時(shí)采用松弛土壓力，土層厚度取塌落拱高度；小于塌落拱高度時(shí)，土層厚度取全土柱高度。②水平土壓力：水平土壓力作用在樁墻上，大概呈梯形分布。其值根據(jù)主、被動(dòng)或靜止土壓力公式計(jì)算。③側(cè)向水土壓力：施工階段不考慮水壓，使用階段取靜水壓力（水壓力取全水頭）。（2）自重荷載自重荷載按下式計(jì)算：f=γbh式中