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1、 本科毕业论文（设计）题目：武汉地铁广虎区间隧道复合式衬砌结构设计（III级、V级围岩）姓 名： 学号： 20091001397 院（系）： 工程学院 专业： 土木工程 指导教师： 职称： 副教授 评 阅 人： 职称： 讲师 2013 年 6 月本科生毕业设计原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计是在指导老师的指导下进行的研究工作及取得的成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标出，设计中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得中国地质大学(武汉)或其他教育机构的学位或证书而使用过的资料。与我一起工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。
2、 毕业论文作者（签字）： 签字日期： 年 月 日摘要本文对广埠屯虎泉区间的地铁隧道进行了复合式衬砌的设计，隧道埋深为10.2431.84m，隧道洞身结构范围内的主要岩土层为中风化泥岩。广埠屯站虎泉站区间线路西起广埠屯站，线路经过 卓刀泉公园、虎泉寺一带，地形起伏较大，地面标高22.945.3m，最高点位于伏虎山山顶，相对高差22.4m。区间线路平面设2个曲线段，曲线半径均为350m；区间线路纵断面设V字型坡，最大坡度为23.63，最大坡长为450m。本文根据地铁设计规范（GB50157-2003）相关规定，拟定人防段衬砌结构采用复合式支护结构形式。初期支护以锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成联合支护
3、体系，二次衬砌采用模注混凝土结构，初期支护与二次衬砌结构之间设防水排水夹层。其中级围岩初衬由喷射混凝土、格栅钢架、钢筋网、水泥药卷锚杆组成，二衬采用模铸钢筋混凝土，断面采用环形台阶法开挖，其中混凝土采用C25和C30两种，钢筋采用HPB235和HRB335两种。级围岩初衬由喷射混凝土组成，二衬采用模铸钢筋混凝土。断面采用全断面法开挖，其中混凝土采用C25和C30两种，钢筋采用HPB235和HRB335两种。本工程严格按照设计要求，利用工程类比法和容许应力法，结合土压力理论，对隧道结构进行了设计和验算。同时，围岩结构受力方面通过SAP84软件的计算程序进行了设计，提高了计算精度和效率。对于配筋，
4、本文对衬砌的正截面和斜截面进行了抗压和抗剪承载力的设计和验算，经计算，衬砌结构的安全性和稳定性满足设计要求。关键词：隧道； 环形台阶法； 全断面法； SAP84软件； 压力理论； 配筋验算；ABSTRACT In this paper, Metro Tunnel on Guangbutun tiger spring interval for the design of composite lining, the tunnel depth is 10.24 31.84m, the main rock soil tunnel structure range for weathered mudsto
5、ne. Wide port Tuen station to the tiger spring station interval line west Guangbutun station, line after Zhuodaoquan Park, the Tiger Spring Temple area, undulating terrain, the ground elevation of 22.9 45.3M, the highest point in the tiger mountain, the relative elevation 22.4m. Interval line plane
6、of 2 curves, curve radius is 350m; interval line profile V fonts slope, maximum gradient of 23.63 , the maximum slope length for 450m. According to the code for Metro Design (GB50157-2003) the relevant provisions, formulate the civil air defense section of lining structure by adopting the composite
7、support structure. Initial support with bolt, steel mesh and combined supporting system, the two lining the concrete structure, waterproof and drainage layer is arranged between the primary support and the secondary lining structure two. The V rock lining by grid steel frame, reinforced, cement cart
8、ridge bolt, two lining cast reinforced concrete based on mode, section of the annular step excavation method, which uses C25 and C30 two kinds of concrete, reinforced by HPB235 and HRB335 two. Grade III rock composed of lining, lining cast reinforced concrete with mode two. Section of the whole sect
9、ion excavation method, which uses C25 and C30 two kinds of concrete, reinforced by HPB235 and HRB335 two. The project in strict accordance with the design requirements, and the allowable stress method using engineering analogy method, combined with earth pressure theory, the design and calculation o
10、f tunnel structure. At the same time, the force through the calculation of the SAP84 software for the design of surrounding rock structure, to improve the computational accuracy and efficiency. For reinforcement, normal section of lining in this paper and the oblique section are compressive and shea
11、r design and calculation, the bearing capacity of the lining structure calculation, safety and stability to meet the design requirements.Keywords:Tunnel; annular step method; full section method; SAP84 software; pressure checking rein for cement theory;目录第一章 概述6第一节 设计依据6第二节 工程概况与设计范围6第三节 设计原则与标准7第二章
12、 工程地质与水文地质9第一节 地形、地貌及地层岩性9第三节 水文地质条件11第四节 地层物理力学指标12第五节 主要工程地质问题与评价13第三章 隧道结构设计15第一节 结构尺寸15第二节 主要支护参数及辅助工程措施16第三节 隧道施工方法17第四节 结构计算模型17第五节 计算荷载18第六节 计算简图19第四章 主要工程材料及构造要求21第一节 主要工程材料21第二节 构造要求21第三节 主要工程量22第四节 级围岩结构计算23第五节 级围岩结构计算41第五章 隧道防水及防蚀54第一节 防水原则54第二节 防水措施54第六章 监控量测56第一节 检测项目56第二节 监控量测管理基准值56第七
13、章 施工应急事项及应急预案57致谢59参考文献60第一章 概述第一节 设计依据(1) 武汉市轨道交通二号线一期工程广埠屯站虎泉站区间初步设计（长江水利委员会长江勘测规划设计研究院与广州地铁院联合体，2007.7）(2) 武汉市轨道交通二号线一期工程设计技术要求（铁道第四勘察设计院，2008.4）(3) （铁四院二号线总体联字（2008）第043号）(4) 武汉2号线一期工程线路平纵断面图（2008年7月24日版） （铁四院二号线总体联字（2008）第 124号）(5) 武汉市轨道交通二号线一期工程标段街道口站光谷广场站区间岩土工程详细勘察报告（长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，2008.6
14、）(6) 地铁设计规范（GB 50157-2003）(7) 混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）(8) 铁路隧道设计规范（TB 10003-2005）(9) 地下铁道工程施工及验收规范（GB 50299-2003）第二节 工程概况与设计范围广埠屯站虎泉站区间线路西起广埠屯站，线路出广埠屯站后，以13.0m线间距沿着珞瑜路前行，在卓刀泉路口处以R=350m的半径避开七二二研究所，线路经由卓刀泉立交、省林业科学研究院、武汉市洪山燃料物质总公司和武汉湖滨仪器总厂后，再以R=350m的半径转至卓刀泉路，到达虎泉站。线路经过卓刀泉公园、虎泉寺一带，地形起伏较大，地面标高22.945.3m，最
15、高点位于伏虎山山顶，相对高差22.4m。区间线路平面设2个曲线段，曲线半径均为350m；区间线路纵断面设V字型坡，最大坡度为23.63，最大坡长为450m。本项目设计里程范围为：右（左）DK23+645.207右DK24+681.123（左DK24+682.331），其中右线全长1035.916m，左线全长1040.512m(含长链3.388m)，线路总长为2076.428m，均为地下线路，采用矿山法施工。其中在右DK24+142.551（左DK24+147.737）设置施工竖井、联络通道兼废水泵房，在右（左）DK23+665.000设置人防区间隔断门。第三节 设计原则与标准1.3.1 主要设
16、计原则(1) 结构设计应满足施工、运营、城市规划、人防、防水、防火、防迷流的要求；结够应具有足够的强度和耐久性，以满足使用期的需要。(2) 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。(3) 隧道横断面内净空尺寸设计在建筑限界的基础上再考虑适当的裕量，以满足施工误差、测量误差、不均匀沉降、结构变形的需要。(4) 结构计算模式的确定，除符合结构的实际工作条件外，并能反映结构与周围地层的相互作用。结构设计应符合强度、刚度、稳定性、抗浮和裂缝开展宽度验算的要求，并满足施工工艺的要求。(5) 对于钢筋混凝土结构应就
17、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计算。钢筋混凝土结构应进行裂缝宽度验算。结构进行抗浮验算时，不考虑侧摩阻力时其抗浮安全系数不得小于1.05，考虑侧摩阻力时其抗浮安全系数不得小于1.15。(6) 隧道衬砌结构通常只进行横断面方向的受力计算，遇下列情况时，对其纵向强度和变形进行分析。1）覆土荷载沿隧道纵向有较大变化时；2）隧道直接承受地面建筑物等较大局部荷载时；3）基底地层或基础有显著差异时。(7) 当隧道位于有地下水侵蚀性地段时，采取抗侵蚀措施，混凝土抗侵蚀系数不得低于0.8。(8) 区间隧道穿越建筑物基础需进行基础托换和截桩时，采用可靠的技术方案和确保建筑物正常
18、使用不受影响的施工方法。(9) 结构按6度地震烈度进行抗震验算，并在结构设计时按7度构造要求进行处理，以提高结构的整体抗震能力。(10) 区间结构设计，尽量减少施工中和建成后对环境造成不利的影响，并尽可能考虑城市规划引起周围环境的改变对地下铁道结构的影响。(11) 隧道施工引起的地表沉降应控制在环境条件允许的范围内，一般情况下，沉降量宜控制在30mm以内。当穿越重要建筑物或地下管线时，上述数值应按允许的条件确定，对于空旷地区考虑适当放宽。(12) 结构防水设计应根据气候条件、工程地质和水文地质状况、结构特点、施工方法、使用要求等因素进行，并应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治
19、理”的原则。(13) 地下结构应根据现行地铁杂散电流腐蚀防护技术规程，采取防止杂散电流腐蚀的措施。1.3.2 主要设计标准(1) 结构设计保证结构有足够的耐久性，结构的设计使用年限为100年，结构的安全等级为一级。(2) 区间隧道及联络通道附属结构防水等级为二级；设备用房结构防水等级为一级。(3) 隧道结构二衬抗渗等级不少于S8，最大计算裂缝宽度允许值：迎土面为0.2mm，背土面为0.3mm。(4) 根据区间隧道消防要求，区间应在其中部的左、右线之间设置联络通道，沿隧道纵向方向间距不大于600m。第二章 工程地质与水文地质第一节 地形、地貌及地层岩性场区位于剥蚀堆积垄岗（相当于长江三级阶地）地
20、貌单元区上。里程DK23+645DK24+100段西北高，东南低，线路高程26.731.2m，相对高差4.5m；里程DK24+100DK24+681段线路经过伏虎山，地面高程22.945.3m，相对高差22.4m。武汉市轨道交通二号线一期工程广埠屯虎泉站区间贯穿洪山区珞瑜路部分地段至卓豹路，穿越的地貌单元为长江三级阶地，地表多为第四系土层所覆盖，只在伏虎山地段有基岩出露。根据区域地质资料，结合初步勘察，拟建场地地层岩性为:第四系近代人工填土层（ml）、第四系中更新统冲积层（Qal）、冲洪积层（Qal+pl）、第四系残坡积层（el+dl）及洞穴堆积物；下伏基岩主要为：石炭系中统黄龙组（C2h）、
21、石炭系下统高骊山组（C1g）、泥盆系上统五通组（D3w）、志留系中统坟头组（S2f）。各岩土层的地层岩性分述如下：（1）第四系近代人工填土层（ml）杂填土（1-1）：灰、黄、黄褐、棕红等杂色，主要由粘性土、砖渣、碎石、植物根茎、砼碎块、生活垃圾等物质组成，结构松散；层厚在0.35.5m；分布于地表。 （2）第四系中更新统冲积层（al）、冲、洪积层（al+pl）（al）粉质粘土（10-1）：黄褐色，结构紧密，可塑硬塑状，含少许铁、锰质结核及其氧化物，厚度变化较大，层厚1.49.5m，埋深0.35.5m。沿线路均有分布。（alpl）粘土 （10-2）：黄褐、棕红色，夹灰绿色条带或团块，结构紧密，硬
22、塑状，裂隙发育，裂面光滑，具烛状光泽。含少许铁、锰质氧化物及结核，碎石含量约占515%，呈棱角状，局部富集，一般粒径在0.53.0cm不等，最大达7cm以上。分布不均一，厚度变化较大，层厚1.017.5m，埋深1.512.0m。主要分布于伏虎山以南，伏于粉质粘土（10-1）之下。（al）（10-3）粘土：黄褐、棕红色，夹灰绿色条带或团块，结构紧密，硬塑状，裂隙发育，裂面光滑，具烛状光泽，含少许铁锰氧化物及结核，分布不均匀，厚度变化较大，层厚1.715.7m，埋深0.819.0mm。主要分布于伏虎山以南的线路沿线，伏于粘土（10-2）之下。（3）第四系残坡积层（el+dl）碎石质粘土（10-4）
23、：棕红色，结构较紧密，硬塑状。夹有较多泥岩、灰岩岩块，岩块呈棱角状，块径310cm不等，干钻易钻进，呈透镜状分布，层厚1.5m，埋深16.80m。（4）洞穴堆积物粘土：棕红、棕黄色，含灰岩碎块，结构较紧密，呈可塑硬塑状。分布于灰岩溶洞中。（5）石炭系中统黄龙组（2h）灰岩（18a）：灰色，坚硬，微晶结构，块状构造，厚度大于100m。分布于虎泉站Jz5-06-HQ-11孔一带，伏于第四系中更新统粘土（10-3）之下。（6）石炭系下统高骊山组（C1g）灰岩（18b）：灰色，坚硬，微晶结构，块状构造，厚度大于110m。分布于伏虎山南侧地表一带，伏于第四系中更新统粘土（10-2）、（10-3）之下。（
24、7）泥盆系上统五通组（D3W）石英砂岩（19）：黄、灰白色，主要矿物成份为石英，粉砂质结构，层状构造，厚度大于94m。分布于广埠屯站虎泉站区间伏虎山一带地表，伏于第四系中更新统粘土（10-3）之下。其中，强风化石英砂岩岩石风化呈土状，少量呈碎块状，三轴抗剪强度C为0.40.6MPa，为4045，承载力标准值fk为8001000kPa；中风化石英砂岩裂隙发育，岩体完整性较差，三轴抗剪强度C为1.41.8MPa，为5060，承载力标准值fk为15001800kPa。（8）志留系中统坟头组（S2f）泥岩（20a）：灰色，风化后呈黄、灰黄色，微风化状态下坚硬、完整。厚度大于117m，分布于广埠屯站伏虎
25、山一带第四系中更新统粉质粘土（10-）之下。其中，强风化泥岩岩石风化呈土状，少量呈碎块状，三轴抗剪强度C为0.150.18MPa，为1720，承载力标准值fk为350400kPa；中风化泥岩裂隙较发育，岩体较完整，三轴抗剪强度C为0.50.7MPa，为3035，承载力标准值fk为400500kPa。第三节 水文地质条件2.3.1 地下水埋藏类型场地区的地水按埋藏条件，可分为上层滞水和承压水。上层滞水一般赋存于杂填土层中，一般埋深为0.51.5m，地下水位不连续，无统一的自由水面。承压水主要赋存于基岩中，第四系更新统粘土层为其隔水顶板，承压水测压水位9.828.5m，承压水头1.015.0m不等
26、，承压水头与基岩面高程相关联，当基岩面埋深较大时，地下水可能具承压性，否则不具承压性；不同含水岩组中地下水承压水位不同，如泥盆系二叠系含水岩组中承压水测压水位较高，承压水头较大，三叠系灰岩中承压水测压水位一般要低1316m，且承压水头较小。2.3.2 地下水赋存类型场地地下水按赋存条件可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水三种类型。孔隙水主要赋存于第四系杂填土和残坡积碎石土中；勘探过程中亦发现在老粘土中亦含有少量地下水，可能是赋存于老粘土的裂隙中；砂岩裂隙水主要赋存于汤家山新安村扇形向斜翼部的志留系坟头组砂岩和泥盆系五通组的石英砂岩岩体裂隙中，水量一般不丰，含水层沿向斜翼部呈条带状延展分布；岩溶水主要赋
27、存于二叠系栖霞组、石碳系黄龙组和三叠系大冶组灰岩的溶洞和溶（裂）隙中，含水层主要沿向斜轴线呈近EW向展布，为区内主要含水岩组，埋藏于第四系中更新统粘土隔水层之下。2.3.3 地下水的腐蚀性评价地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无论是在长期浸水情况下，还是在干湿交替的条件下均不具腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。第四节 地层物理力学指标 根据工程与水文地质条件，可得地层的物理力学指标如下表2-1和表2-2所示。表2-1 土的物理力学参数表地层代号岩 性代号状态含水量天然重度孔隙比天然快剪(Q)水平基床系数垂直基床系数无侧限抗压强度静止侧压力系数渗透系数土与锚杆浆体的极限摩阻力粘聚力
28、内摩擦角weCqqKxKvquKoKf%kN/m3kPa()MPa/mkPam/dkPaQml人工杂填土(1-1)松散-18.6-52023-0.605Q2al粉质粘土(10-1)硬塑23.019.60.701401629271000.420.00258Q2al+pl粘土夹砾石(10-2)硬塑24.519.80.704381435371100.420.0156Q2al粘土(10-3)硬塑32.818.80.745451336371050.410.00155Qel+dl粉质粘土夹碎石(10-4)硬塑27.919.40.657421526281000.470.0257表2-2 岩石的物理力学参数表
29、地层代号岩石名称代号风化状态含水率天然重度抗剪断强度单轴天然抗压强度泊松比基床系数砂浆与岩石间的粘结强度特征值凝聚力摩擦系数wCffrkkf%kN/m3MPaMPaMPa/mkPaT1d灰岩（16b）微新0.1826.61.10.75550.26900420P2l炭质硅质页岩（17a）强风化1.8825.20.30.341.56538P1q灰岩（17b）微新0.1826.81.10.65600.27800400C2h灰岩（18a）微新0.0926.91.20.76700.241000430D3w石英岩状砂岩（19）微新1.20.80800.251200450S2f泥岩（20a-1）强风化0.1
30、50.3527040泥岩（20a-2）中等风化3.2124.70.20.5550.308060砂岩（20b）中等风化3.11240.80.58250.3190100第五节 主要工程地质问题与评价本勘察场地不良地质作用主要表现为岩溶、老粘土的膨胀性和崩解性、局部高水位区及f1断层。具体分述如下：2.5.1 岩溶根据勘察资料武汉市轨道交通二号线一期工程标段街道口站光谷广场站区间岩土工程详细勘察报告、武汉市轨道交通二号线一期工程标段卓豹路段岩溶、地下水专题研究报告、卓豹路段岩溶水文地质专题研究岩溶探测物探成果报告及附图，本区间在右DK24+467到区间终点约220n范围内分布有灰岩，岩溶发育类型主要
31、有溶隙和溶洞，另外，勘探揭露的土/岩分界线起伏较大，推测可能为灰岩表面溶沟和溶槽较发育，并均被老粘土充填。溶隙主要发育在灰岩的上部，发育方向和强度受层面和裂隙控制，强溶蚀带一般发育深度在基岩面以下13m，有碎石和粘土充填。根据物探电磁波CT和弹性波CT探测，带内岩体电磁波视吸收系数大，弹性波速低，显示带内岩体性状较差。溶洞是场区最主要、且最重要的溶蚀现象。本区间揭示溶洞10个，物探（CT）探明异常区25个（包括钻孔已揭露验证的5个），在区间施工竖井及横通道、正线隧道施工前应对隧道结构影响范围内的溶洞进行处理。2.5.2 老粘土的膨胀性和崩解性场地内广泛分布有第四系中更新统粉质粘土（10-1）、
32、粘土夹砾石（10-2）、粘土（10-）和第四系残积土（10-4），据室内试验，上述土体中粘粒成分主要由亲水矿物组成， 同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩干裂特性，其中粉质粘土（10-1）和粉质粘土夹碎石（10-4）主要具弱膨胀潜势，粘土夹砾石（10-2）、粘土（10-3）主要具中等膨胀潜势。土体遇水膨胀易产生较大的膨胀压力，可能对隧洞支护结构产生一定膨胀压力。老粘土因遇水易崩解，其强度将迅速降低，可能导致围岩坍塌或增加对支护结构的压力，对隧道开挖后围岩稳定不利。2.5.3 高水位区岩溶地质勘查专题研究表明，本区段右DK24+450.000右DK24+780段（共330m）属石炭、二叠系灰岩地质单
33、元高水位区，地下水具承压性且水位高出拟建隧道结构底板10m12.5m不等，部分溶洞、溶隙中富含岩溶水，矿山法施工中，在突遇岩性变化或突遇溶洞、溶隙时，易产生突水、涌泥问题，对施工安全产生严重影响。施工中需采取降水、封堵或导流措施，以防止事故发生。正线隧道施工前应按照设计进行降水处理，要求降至隧道底板以下1m。2.5.4 f1断层根据勘察资料武汉市轨道交通二号线一期工程标段街道口站光谷广场站区间岩土工程详细勘察报告，f1断层位于伏虎山以西与桂子山之间的鞍部，桩号右DK24+055080附近，走向北北东，为区域地质报告推测的断层；推测该断层为一正断层，倾角较陡，北端进入东湖，南端伸入汤家山新安村扇
34、形向斜核部，切过志留系与三叠系地层。在过f1推测断层时，需在左DK24+035075及右DK24+055095范围进行超前地质钻探。施工单位应该及时反馈地质钻探揭示的地质情况，设计单位据此对支护参数进行调整，以达到优化设计。第三章 隧道结构设计第一节 结构尺寸结构尺寸拟定需充分考虑地铁限界要求、暗挖结构施工工艺要求、结构受力特性、围岩级别、地表建筑等条件、经计算分析及优化，并类比同类工程而综合确定的，同时应注意既要减少大断面类型长度，又尽量减少断面类型，减少施工难度，根据建筑限界，利用三心圆法，得出隧道断面内轮廓图如下：图3-1 隧道断面内轮廓图第二节 主要支护参数及辅助工程措施3.2.1 主
35、要支护参数 本区段隧道以“新奥法”原理为指导，采用复合式衬砌结构。初期支护主要由喷砼、格栅钢架、钢筋网、水泥药卷锚杆组成，二衬采用模筑钢筋砼。隧道衬砌及支护参数主要根据结构断面、围岩类别、水文地质条件、结构受力特性等因素，经计算分析及优化，并类比同类工程而综合确定。本区段涉及断面类型较多，具体支护参数详见各断面结构设计图。3.2.2 辅助工程措施 针对本区段地质特点较复杂的情况，而且主要为浅埋及超浅埋隧道，采取辅助工程措施主要有超前小导管注浆加固、大断面临时支撑及横撑等。第三节 隧道施工方法 根据新奥法原理，结合本工程具体情况，以合理地利用围岩的自承能力，尽量减少开挖隧道的扰动为原则，采用短进
36、尺开挖，以锚杆、钢筋网喷射混凝土及钢架作为主要施工支护手段，模筑钢筋砼为二次衬砌，并通过现场监控量测指导设计和施工。根据衬砌断面形状、地质条件及地面建筑物情况分别采用不同的施工方法。3.3.1 一般施工方法单线标准隧道断面采用“环形台阶法”，短进尺开挖；人防隔断门断面采用“CRD”工法，短进尺开挖。3.3.2 其他措施为保护沿线地面建（构）筑物及管线，隧道施工时应严格控制失水量，每循环开挖前对隧道全断面范围内（包括掌子面）涌水点进行超前注浆堵水，尽可能减少因失水引起的地面沉降。第四节 结构计算模型3.4.1 计算模型采用荷载-结构模型平面杆系有限单元法。3.4.2 计算基本假定1）假定衬砌为小
37、变形弹性梁，衬砌离散为多个等厚度直杆梁单元。2）用布置于各节点上的弹簧单元来模拟围岩与衬砌的相互约束；弹簧只承受压力，弹簧受压时的反力即为围岩对衬砌的弹性抗力。3）初期支护在施工期间承受围岩压力及施工荷载。二次衬砌承受全水头压力和初支变形传递的压力。4）辅助工程措施作为安全储备，不在结构计算中考虑。第五节 计算荷载按照铁路隧道设计规范（TB10003-2005），本区段隧道所处围岩级别为级，隧道埋深为10.2431.84m，经判断为浅埋和深埋隧道。其承受的荷载主要有：1 永久作用1）围岩压力作用在结构顶部及侧墙上的围岩松散压力，按照铁路隧道设计规范TB10003-2005确定。2）水压力施工期
38、间初支不另计水压力。使用期间二衬水压按全水头考虑，不折减。3）围岩抗力：隧道变形之后围岩对隧道的约束力。4）自重5）道床恒载2 可变作用地铁列车荷载31.4/BkN/m2（B为道床宽度）温度作用力：地下铁道各部件受温度变化而引起的影响力。3 施工荷载按实际发生情况确定。第六节 计算简图隧道结构计算荷载模型具体见下图3-2和图3-3，初衬荷载包括垂直均布压力和水平侧向土压力，二衬荷载包括垂直均布土压力、水平侧向土压力和环向水压，在二衬结构配筋计算时设计荷载考虑了结构重要性系数1.1。3-2 初衬结构计算模型图3-3 二衬结构计算模型图第四章 主要工程材料及构造要求第一节 主要工程材料初衬：采用
39、C25喷射砼(抗渗等级 S6 )，喷射混凝土采用湿喷法,水泥用量不小于400kg/m3，混凝土坍落度宜为813cm，灰骨比1:41:5,水灰比0.40.5，骨料含砂率45%60%；钢筋网，直径8，双层布置。防水层：无防布PVC, 全断面布置。二衬：采用C30模筑砼(在左DK24+261.646左DK24+463.562及右DK24+247.785右DK24+461.939（共416.07m）范围内抗渗等级采用S10，其余采用S8)，二衬混凝土水泥用量不得少于320 kg/m3,掺有活性掺合料时，水泥用量不得少于280 kg/m3，水胶比不得大于0.55，混凝土塌落度不宜大于50mm，泵送时入泵
40、塌落度宜为 1014cm。钢筋焊条型号为E4303，锁脚锚管采用带托板的D42mm的钢管，钢筋选用HRB335(级)、HPB235(级)钢筋。水泥强度等级不应低于32.5级，不得使用过期或受潮结块的水泥。第二节 构造要求施工缝建筑浇注混凝土前，应将其表面浮浆和杂物清除，铺水泥砂浆处理界面并及时浇注混凝土；受力钢筋的锚固长度为35d，受力钢筋的焊接长度当采用单面焊为10d，双面焊为5d， d为钢筋直径；二衬主筋的保护层厚度：迎水面50mm，背水面35mm；但当二衬厚度大于50cm时，主筋的保护层厚度背水面应采用40mm。初衬主筋的保护层厚度：迎水面40mm，背水面40mm。第三节 主要工程量序号
41、工程项目单位工程量1土石方开挖(含超挖）m378251.12超挖回填C25喷砼m34455.33C30、S8防水砼m39241.54C30、S10防水砼m32284.25二衬级钢筋kg36278.96二衬级钢筋kg1516692.77喷C25早强砼m311525.988钢筋网kg413955.29临时支护8钢筋kg2370.010格栅钢架kg783272.11122纵向连接筋kg210104.412角钢(125x80x10)m12663.913M24普通螺栓，L65mm套5236114水泥药卷锚杆m76127.81542锁脚锚管m26294.416锚杆垫板kg39057.017I18工字钢架（
42、施作后并拆除）kg12792.018初衬背后压浆水泥浆液m3353.01942热轧钢管m1470.820二衬背后压浆水泥浆液m32076.421注浆孔m3114.62242超前小导管m50993.12342超前小导管水泥浆液m32039.724109超前大管棚m2520.025C30素混凝土细石回填m3579.426回灌井(500)m56.027施工监测项128岩溶处理项1第四节 级围岩结构计算 本区间级围岩（中风化泥岩）中的隧道结构，初衬厚度拟定为300mm，二衬厚度为300mm。4.4.1 初衬结构计算模型隧道结构计算荷载模型具体见下图4-1和图4-2，初衬荷载包括垂直均布压力和水平侧向土
43、压力，二衬荷载包括垂直均布土压力、水平侧向土压力和环向水压，在二衬结构配筋计算时设计荷载考虑了结构重要性系数1.1。图4-1 初衬结构计算模型图图4-2 二衬结构计算模型图4.4.2 初衬荷载与内力计算根据区间隧道纵剖面图，级围岩中标准断面初衬顶距地面距离为11.19725.7m，隧道开挖宽度为6.48米，初衬结构高度H为6.567米。断面初衬厚度为300mm。初衬所受荷载为上覆土压力，侧土压力。一、确定计算断面的深浅埋类型 (4-1)式中 围岩压力计算高度； 宽度影响系数，； B每增减1m时围岩压力增减率，当B5m时，取=0.1；对于级围岩，S=4，开挖宽度B=6.48m5m，取=0.1， 计算得：深浅埋的临界深度： (4-2)因此该断面应按深埋隧道计算。二、确定荷载深埋隧道垂直均布围岩压力按下式确定： （