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1、地铁工程车站及区间结构与防水工程设计技术方案1.1 地质概况1.1.1 工程地质海洋公园站主要位于杭州钱塘江河口冲海积平面地区，地层软硬交替，覆盖层上部主要为15m左右砂质粉土、粘土，中部为厚约515m的高压缩性流塑状淤泥质粉质粘土以及厚约210m的软可塑状粉质粘土，下部为性能较好的粉砂、圆砾、卵石。根据可研勘察钻孔资料，基坑开挖范围内土体主要分为10个大层31个亚层，至上而下分别为：0-2素填土、2-1砂质粉土、2-5砂质夹粉砂、圆砾、1淤泥质粉质粘土、3-1粉砂、3-2圆砾、2强风化泥质砂岩、3中风化泥质砂岩。根据线路与车站建筑方案，车站结构主要位于层土中，主要上部土层较好，通过降水疏干后
2、强度有较大幅度提高，下部为含水量较高的淤泥质粉质粘土，其呈现较大的流动性，降水效果不佳，对基坑施工不利。结构底板位于1淤泥质粉质粘土，围护结构墙趾拟插入3-2圆砾中，详见图1.1-1，物理力学性质见表1.1-1。表1.1-1 地层物理力学性质参数表工程地质层代号岩性名称天然含水量W（%）重力密度kN/m3天然孔隙比e标贯垂击数N（61.5kg）直剪（固结快剪）C（kpa）（ ）0-1杂填土0-2素填土0-3冲填土2砂质粉土27.818.80.8027.95.026.52-1砂质粉土27.818.80.8039.36.529.02-3砂质粉土夹粉砂25.619.00.75211.41.029.5
3、2-5砂质粉土28.518.60.82810.35.027.02-6粉砂22.619.40.67716.41.030.02-7粉砂夹淤泥质粉质粘土28.518.90.8106.78.022.01淤泥质粉质粘土42.517.11.22514.510.02粉质粘土35.017.51.06217.010.63粉砂24.918.30.79918.41.531.01-1粉质粘土25.919.30.73818.840.017.01-2含砂粉质粘土27.118.80.81018.017.02-1粉质粘土28.718.80.84110.727.014.02-2含砂粉质粘土28.218.20.88721.518
4、.03-1粉砂21.719.20.67220.42.032.03-2圆砾1全风化砂质泥岩2强风化砂质泥岩3中风化砂质泥岩3中风化灰岩注：表中括号中值为经验值，其余为试验统计平均值。1.1.2 水文地质浅部地下水属潜水类型，主要赋存于表层填土、层砂质粉土、粉砂中，补给来源主要为大气降水径流补给以及江水的侧向补给，潜水水量较大，地下水位随季节变化。根据区域水文地质资料，浅层地下水水位年变幅为1.02.0m，建议抗浮设防水位取地表下0.50m。场区地下水潜水和地表水对混凝土结构具微腐蚀性；场区地下水潜水对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性，在干湿交替作用条件下具微弱腐蚀性。场区地表水潜水
5、对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水和干湿交替作用条件下具微腐蚀性，为二a类环境。拟建场地第一层微承压水主要分布于3层粉砂层中，3层粉砂为局部分布，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（、层）。 第二层承压含水层主要分布于深部的3-1层粉砂、3-2层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（、层）。勘察在承压水观测孔C01孔中进行了地下承压水水头测试，并设置为长期观测孔，将上部潜水含水层用铁制套管隔离，且已对观测孔进行了一次测量，为2013年4月20日实测C01承压水抽水孔承压水位埋深在地表下5.99米，相应高程为1.53米，其中3-2层圆砾层渗透系数经验值为1E-013E-01cm/s。1.
6、1.3 不良地质与应对措施本场地属海陆交互相沉积平原区，地势较为平缓，下伏基岩为白垩系（K1C）泥质砂岩、石炭系（C2）灰岩、志留系（S3t）石英砂岩和奥陶系（O3s）泥岩、砂岩，未发现发生滑波、泥石流、地面沉降等不良地质作用。在完成的勘探孔内，未发现大面积的块石、抛石，仅场地内多为城市道路，而城市道路上部30cm为沥青路面，下部为厚度6080cm碎石垫层，岩质坚硬，均分布存在隧道的上部，对盾构施工影响不大。图1.1.3-1 车站围护结构横剖面图本场地20m深度内粉土、粉砂存在轻微液化势。本次勘察各勘探孔施工过程中未发现有沼气逸出现象，根据隧道穿越的地层初步分析，不具有沼气分布的良好地层组合，
7、地下沼气对地下工程危害不大。不良地质应对措施：根据勘察资料，主要通过围护结构对上覆20m范围内液化地层切断来防止砂土液化，确保地基土稳定。1.2 结构设计原则1.2.1 一般原则（1）结构设计应满足施工工艺、运营、城市规划、环境保护、防水、防灾、防迷流、防腐蚀及人民防空等要求，符合技术先进、安全适用、经济合理与确保质量的要求。（2）结构的净空尺寸应满足建筑限界和各种设备安装功能的要求，并考虑施工误差、测量误差、结构变形及后期沉降的影响，给予必要的富裕量。（3）根据场地工程地质、水文地质条件及城市总体规划要求，结合周围地面既有建筑物、管线及道路交通状况，通过技术、经济、环保及使用功能等方面的综合
8、比较，合理选择施工方法和结构型式。（4）结构设计应分别按施工阶段和使用阶段，根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，进行强度、刚度、稳定性、变形、抗浮和裂缝开展宽度等方面的计算和验算，并按设计使用年限100年进行耐久性设计。（5）结构的计算模型应符合结构的实际工作条件，并反映结构与周围地层的相互作用，同时应考虑施工中已形成的支护结构的作用。（6）结构所在场地抗震设防烈度为6度，抗震设防分类为乙类，设计地震分组为第一组，按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施。考虑到本工程为设计年限为100年，因此，结构按抗震设防烈度7度进行抗震验算，并在结构设计时采取相应的构造处理措施，以提高结
9、构的整体抗震能力。（7）结构须具有战时防护功能并做好平战转换功能。人防工程设计标准：地下结构按六级抗力标准进行验算，并设置相应的防护设施。当与既有地下结构连通时，尚应保证不降低既有结构的设防标准。防化等级为丁级。（8）结构设计应根据结构或构件类型、使用条件及荷载特性等，除满足与其特点相近的国家标准、规范、规定外，尚应满足浙江省的规范、规定。1.2.2 计算原则（1）地下结构正常使用年限100年，结构安全等级为一级，重要性系数取=1.1。（2）按荷载的短期效应组合，并考虑长期效应组合的影响所求得的钢筋混凝土裂缝允许宽度，钢筋混凝土耐久性及裂缝控制按二类a 环境考虑，防水混凝土构件的迎土面干湿交替
10、环境裂缝宽度均应不大于0.2mm，其余部位裂缝宽度不大于0.3mm，内部非防水混凝土构件的裂缝宽度均应不大于0.3mm。（3）地下结构设计按最不利情况进行抗浮稳定验算。在不考虑侧壁摩阻力时，抗浮安全系数Kf1.05；当考虑侧壁摩阻力时，抗浮安全系数Kf1.15。（4）地下车站结构的地震作用应符合7度抗震设防烈度的要求。车站结构混凝土结构抗震等级为三级。抗震措施符合抗震设防烈度为7度的要求。（5）人防防护等级为六级，考虑验算防核武器和常规武器冲击波极限承载力。（6）围护结构及其构件应满足强度、变形及稳定性的要求，并且根据基坑安全等级提出监测要求。采用降水措施时，应严格控制地表沉降，确保邻近建筑物
11、及重要管线的正常使用。（7）结构设计防火等级为一级。（8）主体结构对使用环境耐久性与材料配比应满足100年要求，严格按耐久性砼设计。1.2.3 规范（1）结构设计执行的规范与规程1）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）2）铁路隧道设计规范（TB10003-2005）3）地下工程防水技术规范（GB50108-2008）；4）钢结构设计规范（GB50017-2003）；5）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；6）人民防空工程设计规范（GB50225-2005）7）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）8）建筑结构荷载规范（GB50009-2012）9）建筑抗震设计规范（G
12、B50011-2010）10）建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）11）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）12）建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）13）浙江省标准建筑地基基础设计规范（DB33/1001-2003）14）浙江省标准建筑基坑工程技术规程（DB33/T1008-2000）15）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）（2011版）16）混凝土结构耐久性设计规范（GB/T 50476-2008）17）混凝土外加剂应用技术规范（GB50119-2003）18）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）（2）结构设计参照的
13、规范与规程1）上海市标准地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）2）上海市标准基坑工程技术规范（DG/TJ08-61-2010）1.3 结构方案的选择1.1.1 围护结构的选择1.1.1.1工程特点（1）海洋公园站位于杭州市西湖区之浦路西侧与规划海洋公园西面隔路相望的地块内部，且垂直之浦路东西方向布置。之浦路东侧海洋公园业已开工，且尚未完工，之浦路西侧地块大都为农田和池塘，均为未建用地，车站大部位于之浦路西侧与规划海洋公园西面隔路相望的地块内部。图1.1.1-1 站址环境图1.1.1-2 站址交通（2）之浦路为南北走向，规划道路红线宽度50m，路两侧均留有50m 绿带，道路宽度为50m，
14、双向6车道；之浦路为西湖区的主干道，车流量较大。设计时需考虑两条道路的正常车流通行。（3）本方案中车站为地下二层站，站前设停车线，基坑标准段开挖深度为16.3m，盾构井段开挖深度18.2m，附属基坑开挖深度约为9.8511.35m。本工程基坑开挖深度深，控制基坑变形，确保基坑及周边建筑物安全，是本工程重点之一。（4）基坑开挖范围内土体自上而下：0-2素填土、2-1砂质粉土、2-5砂质夹粉砂、圆砾、1淤泥质粉质粘土、3-1粉砂、3-2圆砾、2强风化泥质砂岩、3中风化泥质砂岩。坑底位于1淤泥质粉质粘土，墙趾位于3-2圆砾。由于区域内地下水位较高，开挖范围内土体渗透性较大，容易造成基坑围护接缝漏水漏
15、砂、引起管涌和地面沉降。因此，围护结构的接头处理措施是本方案的重点。（5）拟建场地承压含水层主要分布于深部的3-1层粉砂、3-2层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（、层）。本工程场地承压水头较高，且水量较大。1.1.1.2 基坑变形控制标准设计基坑支护结构时，应根据周边建筑物和构筑物的重要性和分布情况，制定基坑的保护等级，依据保护等级所要求的变形允许值对基坑的变形进行控制，并设计相应的支护系统，以确保临近建构筑物和重要管线的正常使用。应根据基坑保护等级和变形允许值提出监测要求。地铁深基坑变形控制保护等级及变形控制标准见下表。表1.1.1-1 基坑变形控制保护等级标准表保护等级
16、地面最大沉降量及围护结构水平位移控制要求周边环境保护要求一级1.地面最大沉降量0.1%H；2.围护结构最大水平位移0.15%H； 1.Ks2.2。离基坑周围1H范围内有地铁、共同沟、煤气管、大型压力总水管等重要构筑物、建筑物或市政设施等二级1.地面最大沉降量控制在0.2%H；2.围护结构最大水平位移0.3%H；1.Ks1.9。离基坑周围1H范围内无重要管和建（构）筑物，而离基坑周边1H2H范围内有重要管线或大型的在使用的管线、建（构）筑物。三级1.地面最大沉降量控制在0.5%H；2.围护结构最大水平位移0.7%H；1.Ks1.7。离基坑周边2H范围内没有重要或较重要的管线、建（构）筑物结论1、
17、结合基坑周边地面最大沉降量及围护结构最大水平位移等控制要求，本主体基坑标准段开挖深度为16.3m，盾构井段开挖深度18.2m，考虑为一级基坑；附属基坑开挖深度约为9.8511.35m，基坑变形等级按二级考虑。注：表中H为基坑开挖深度。1.1.1.3围护方案的选择由于本基坑较深，同时需隔断承压水和坑外潜水。以目前常用的施工技术，只有地下连续墙才能满足要求。因此，围护结构形式定为地下连续墙方案。地下连续墙目前在我国技术已经比较成熟，其具有刚度大、抗渗防漏性能好，无振动、噪音低等优点，它被广泛应用于深厚软土地层且高地下水位的工程地区，它不仅可以很好的用作施工期间的基坑挡土止水围护结构，能较好地控制地
18、面沉降，同时也作为永久结构的侧墙（或侧墙的一部分）使用。本站结构方案主要对内衬墙与围护结构的结合型式上做了两个方案的比选，方案一：围护结构与内衬墙间设柔性防水层的复合墙型式；方案二：围护结构与内衬墙结合的叠合墙型式。表1.1.1-2 主体结构型式比较表项目复合墙型式叠合墙型式围护结构与内衬关系内衬墙与围护结构相互独立，二者间无钢筋连接，加设柔性防水层内衬墙与围护结构通过预埋钢筋连接成一体，变形协调一致受力情况内衬墙与围护结构共同承受土压力，内衬墙承受全部水压，二者间只传递压力，不传递拉力和剪力内衬墙与围护结构共同承受水土压力，二者间既传递压力，又传递拉力与剪力。内衬墙厚度相对较大相对较小对围护
19、结构要求衬砌外设防水层，对围护结构防水要求相对较低围护结构为防水重要防线，需考虑相应措施提高防水效果防水效果防水效果最好防水效果好经济比较造价较高造价较低经过比较，方案二叠合墙形式虽可减薄侧墙厚度，但其围护结构接驳器及预埋钢筋施工较为复杂；顶、底板接驳处形成防水薄弱点，对车站耐久性有一定影响；内衬混凝土收缩变形受围护结构约束，易产生裂缝，防水质量不易保证；施工速度及工程造价与方案一复合墙型式相差不大。复合墙结构防水效果好，有利于结构的耐久性。本着防水与结构并重的原则，推荐采用方案一：内衬墙与围护结构间设置柔性防水层的复合墙结构方案。1.1.1.4地下连续墙接头方案的选择目前，在基坑主要有常用的
20、接头形式有三种：柔性锁口管接头，工字型预制接头和工字钢接头。表1.1.1-3 三种接头形式的对比柔性锁口管接头工字型预制接头“工”字钢接头造价锁口管可重复利用，一般坑外都需配合3根品字形的旋喷桩，价格适中。每幅墙需要一根工字型混凝土预制桩，造价基本接近3根品字形的旋喷桩，价格和锁口管接头差不多。钢板用量较大，而且需厂家定做，价格较高，比一般锁口管接头价格贵1倍左右，造价较高场地要求较小大大制作难度比较简单可以现场制作，场地要求较大需要去厂家定做，运输困难刷接缝槽壁比较困难，不容易刷干净比较光滑，刷壁容易结构复杂，刷壁难度最大施工时间锁口管需搭接往槽段内放置，比较缓慢只要定位准确，可一次性放入。
21、类似工字型预制接头成型取出拔出锁口管要掌握好时间，有一定技术难度留在地墙内拔出反力箱要掌握好时间，有一定技术难度适用范围在上海成功施做到50m，砂性地层需要采取一定措施目前技术，只能施做到20m左右，适合大多数地层在上海成功施做到65m，适合大多数地层止水效果配合接缝外的旋喷桩止水，效果适中，但是地墙较深时，旋喷桩容易分叉，深层止水效果不理想效果较好效果很好，很少有漏水工后保护无无容易露筋，长期接头会锈蚀变形协调差差较好本工程基坑最深处达27.5m，且上层有14m左右的砂性土层，为工程安全考虑，采用“工”字钢接头。1.1.1.5基坑支撑体系的选择根据计算及我方在杭州地区基坑围护结构的设计经验，
22、本站围护结构设计参数详见下表。表 1.1.1-4 围护结构尺寸参数表 项目主体围护结构基坑深度16.318.2m连续墙厚度0.8m材料C30混凝土基坑嵌固深度15.516.0m支撑道数45材料第一支撑为C30钢筋混凝土，第二四道为钢管支撑截面第一道800900mm第二五道609，t=16mm支撑长度20.7m(第一道支撑19.5米)水平间距3m(第一道间距79米)围檩墙顶设冠梁，其余支撑处不设围檩1.1.1.6基坑围护结构的具体施工措施（1）地下水处理本工程基坑地下水处理主要有潜水的处理和承压水的处理，其中承压水是难点。1）地下潜水处理根据地勘描述，本工程基坑开挖范围内上部主要以渗透性较好的砂
23、性土，下部为渗透性较差的淤泥质土。根据杭州已建及在建地铁工程基坑经验，坑外控制性降水能有效减小墙体水压力，控制基坑变形，一般将坑外水位降低至1层固结沉降较小，对环境变形影响不大。降水井均采用自流深井（疏干井）。降水井井壁管采用焊接钢管，规格273 mm外径，成孔800mm。滤管长3 m，滤管与含水层顶板衔接；滤管外均包一层30目40目的尼龙网。滤料采用磨圆度较好的中粗砂，沉淀管长度为0.5 m，管底口用铁板封死。降水方案包括井点的布置，降水超前时间以及井点内设施的构造等应根据场地地质和水文地质条件以及本地区的工程实践经验确定。2）承压水处理拟建场地承压含水层主要分布于深部的3-1层粉砂、3-2
24、层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（、层）。勘察在承压水观测孔C01孔中进行了地下承压水水头测试，并设置为长期观测孔，将上部潜水含水层用铁制套管隔离，且已对观测孔进行了一次测量，为2013年4月20日实测C01承压水抽水孔承压水位埋深在地表下5.99米，相应高程为1.53米，其中3-2层圆砾层渗透系数经验值为1E-013E-01cm/s。基坑开挖至基地时，承压水上方隔水层主要为1层淤泥质粉质粘土，根据计算，承压水抗突涌稳定系数可满足规范要求。1.1.1.7 施工阶段盾构井处的结构处理根据工可工程筹划，本站端头井盾构施工均为始发。由于本站端头井盾构进出洞位置场地比较开阔，推荐采
25、用搅拌桩地面加固来确保盾构进出洞安全。加固范围沿线路方向为9m，水平和竖向各外扩3m。1.1.2 内部结构的选择建筑推荐方案车站为地下二层岛式车站，车站站台宽度12m，有效站台长度120米，结构主要形式为双柱三跨钢筋混凝土框架结构，局部为单柱双跨形式。本着防水与结构并重的原则，推荐采用内衬墙与围护结构间设置柔性防水层的复合墙结构方案。1.4 结构尺寸的拟定1.4.1 设计荷载1.4.1.1 荷载类型结构设计根据结构类型，按地铁设计规范（GB50157-2003）第5.2.l条所列荷载，按永久荷载、可变荷载、偶然荷载（地震荷载、人防荷载）进行分类，对结构整体或构件可能出现的最不利组合进行计算。在
26、决定荷载的数值时，考虑施工和使用过程中发生的变化。结构设计所考虑的荷载主要有三大类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载：表1.4.1-1 荷载分类表永久荷载垂直和水平土压力、地下水压力（包括水反力）、结构自重、设备自重、可变荷载地面超载、施工荷载、人群荷载列车荷载（取标准轴重，同时考虑冲击力的影响）偶然荷载地震作用、人防荷载1.4.1.2 荷载组合主要荷载组合见下表（括号内为对结构有利情况）。结构设计时，分别就施工阶段、正常使用阶段可能出现的最不利荷载组合进行结构强度、刚度和裂缝宽度验算；偶然荷载组合每次仅对一种偶然荷载进行组合，并考虑材料强度综合调整系数，不验算裂缝宽度。设计考虑的荷载组合工况见下
27、表（括号内为当荷载对结构有利时的系数）。表1.4.1-2 荷载组合表荷载组合永久荷载可变荷载偶然荷载基本组合构件强度计算1.35（1.0）4KN/m2时取1.4；4KN/m2时取1.3基本组合抗浮稳定验算0.9标准组合构件抗裂验算1.01.0准永久组合构件变形验算1.00.50.8偶然组合构件强度验算1.2（1.0）1.01.4.1.3 主要荷载取值主要荷载组合的取值如下表所示。表1.4.1-3 主要荷载取值表（未包括结构自重）荷载种类荷载取值地面超载包括地面车辆荷载等，由于覆土较厚，取为20 Kpa，不考虑荷载冲击作用覆土荷载根据地质报告中土层物理力学参数计算，覆土厚度按规划和现状地面标高中
28、较大值取用。侧向土压力施工过程中迎土侧取主动土压力，基坑侧坑底取静止土压力。施工阶段由于降水，不考虑水压力。使用阶段假定迎土侧压力逐渐恢复到静止土压力状态。侧压力计算采用水土分算法。施工荷载10 Kpa人群荷载4 Kpa设备荷载8 Kpa，超过8kPa按设备实际重量及其运输路线计算列车荷载轴重160KN地下水及浮力按静水水头计算。水头高度根据施工阶段和使用阶段可能出现的最不利情况计算。地震设防7度人防等级6级1.4.2 基坑围护结构计算车站主体结构采用地下墙作为基坑的围护结构，明挖顺作法施工。地下墙厚度及入土深度根据围护结构计算确定。海洋公园站标准段基坑深度16.31m，围护结构采用800mm
29、厚地下墙，沿基坑深度方向设置四道支撑加一道换撑，其中第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，其余为钢支撑（直径609mm，壁厚16mm）。（1）计算图式与荷载围护结构内力分析考虑沿车站纵向取单位长度按弹性地基梁计算，按基坑开挖、回筑内部结构的施工过程和完成后的使用阶段等工况进行内力计算。围护结构内力分析考虑沿车站纵向取单位长度按弹性地基梁计算，开挖阶段计算时必须计入结构的先期位移值以及支撑的变形，按“先变形，后支撑”的原则进行结构分析计算。车站结构位于粘土层中，施工阶段地层压力采用水土合算，开挖面以上基坑外侧采用朗金土压力公式，开挖面以下基坑外侧土压力采用矩形分布，基坑内侧由弹簧模拟地层作用。（2）围护
30、结构形式车站主体结构采用地下墙作为基坑的围护结构，明挖顺作法施工。地下墙厚度及入土深度根据围护结构计算确定。图1.4.2-1 围护结构横剖面图（中心里程处）图1.4.2-2 围护结构横剖面图（k8+040处）图1.4.2-3 围护结构横剖面图（k7+880处）（3）入土深度的确定 地下墙的入土深度考虑车站所处环境条件、地质条件、围护结构的抗隆起、抗滑移、抗倾覆及稳定性等因素，并结合杭州地区经验确定。本车站标准段墙深29.61m，墙趾插入1粘土层中，入土比约0.87。（4）基坑稳定分析基坑稳定验算采用启明星软件进行计算，基坑稳定验算主要项目有：抗滑动、抗倾覆、整体稳定及基底土体的抗隆起等验算。经
31、验算，均能满足基坑稳定要求。（5）计算结果标准段基坑围护结构地下墙最大弯矩为Mmax=777.8kNm/m，最大剪Qmax=515.8kN/m，墙身最大水平位移为14.0mm0.15%H=24.47mm，满足一级基坑的变形控制要求。计算结果见以下图表。图1.4.2-5 围护结构内力位移包络图图1.4.2-6 稳定性验算图图1.4.2-7 坑底抗隆起验算图表1.4.2-1 基坑稳定性分析计算表项目符号计算结果稳定系数允许值备注基坑开挖深度ho（m）16.31标准段地下连续墙插入深度D（m）14.3出入比约为0.87基坑底土体的抗隆起稳定性KS1.971.8满足基坑整体稳定KRS1.311.3满足
32、围护墙底部土体的抗管涌稳定性Kg2.452.0满足围护墙结构的抗倾覆稳定性KQ2.701.20满足根据计算及我方在杭州地区基坑围护结构的设计经验，本站围护结构设计参数详见下表。表 1.4.2-2 围护结构尺寸参数表 项目主体围护结构基坑深度16.318.2m连续墙厚度0.8m材料C30混凝土基坑嵌固深度15.516.0m支撑道数45材料第一支撑为C30钢筋混凝土，第二四道为钢管支撑截面第一道800900mm第二五道609，t=16mm支撑长度20.7m(第一道支撑19.5米)水平间距3m(第一道间距79米)围檩墙顶设冠梁，其余支撑处不设围檩1.4.3 主体结构计算1.4.1.1 标准横断面计算
33、主体结构采用复合墙模式，围护结构与内衬墙间采用两端铰接链杆模拟，只传递压力，产生拉力时消除链杆。地层对围护结构的抗力也由只能受压的弹簧模拟。结构计算采用荷载结构模式，采用SAP结构计算软件进行计算分析。在施工阶段考虑水土压力由桩承担，在使用阶段考虑水压力由内衬墙承担，土压力由桩、内衬墙共同承担，从而形成复合墙模式。以下为主体结构在施工及使用工况下的内力包络图。图1.4.3-1 主体结构弯矩包络图图1.4.3-2 主体结构剪力包络图图1.4.3-3 主体结构轴力包络图表1.4.3-1 主体结构内力简表主体标准断面 标准组合（/m）基本组合（/m）弯矩（kNm）剪力（kN）轴力（kN）弯矩（kNm
34、）剪力（kN）轴力（kN）顶板（800mm）中支座98353478314607931163跨中4438783658121163边支座5284417837846551163中板（400mm）中支座182969952701431478跨中75299511131478边支座99799951471171478底板（1000mm）中支座64365123169559673439跨中793120231611781783439边支座10677382316158410963439负一层侧墙（700mm）上端528448445784665661中间871050012915743下端5713953785206797
35、负二层侧墙（700mm）上端156258616232383915中间45133676671981004下端106753173615847891093对于有盾构到达或是发要求的端头井结构井是三侧封墙、一侧和标准段连接形似“井”的空间结构，除用平面框架计算外，针对其空间结构特性，建立整体模型，计算各种工况下的内力。1.4.1.2 盾构端头井三维计算对于有盾构到达或是发要求的端头井结构井是三侧封墙、一侧和标准段连接形似“井”的空间结构，除用平面框架计算外，针对其空间结构特性，建立整体模型，计算各种工况下的内力。经计算分析，盾构端头井结构的强度及变形均满足规范要求。图1.4.3-4 端头井空间结构模型
36、图 图1.4.3-5 施工阶段、使用阶段顶板弯矩（纵向）图 图1.4.3-6 施工阶段、使用阶段顶板弯矩（横向）图 图1.4.3-7 施工阶段、使用阶段中板弯矩（纵向）图 图1.4.3-8 施工阶段、使用阶段中板弯矩（横向）图 图1.4.3-9 施工阶段、使用阶段底板弯矩（纵向）图 图1.4.3-10 施工阶段、使用阶段底板弯矩（横向）图 图1.4.3-11 施工阶段、使用阶段端墙弯矩（竖向）图 图1.4.3-12 施工阶段、使用阶段端墙弯矩（横向）图 图1.4.3-13 施工阶段、使用阶段侧墙弯矩（竖向）图 图1.4.3-14 施工阶段、使用阶段侧墙弯矩（横向）图4）抗浮设计按规范要求，在抗
37、浮水位条件下，对本站主体结构进行抗浮验算，详见下表。表1.4.3-2 抗浮计算表序号项目重度（t/m）宽（m）高（m）重量（m）备注1覆土（水位以上）2.0019.701.0039.40覆土（水位以下）1.0019.702.0039.402顶板2.5019.700.8039.403中板2.5019.700.4019.704底板2.5019.700.9044.335侧墙2.501.4010.7137.49双面6顶梁附加2.501.201.201.607中梁附加2.500.800.601.208底板附加2.501.201.101.309柱2.500.087.761.5110站台板2.5011.00
38、0.205.5011站厅层装修2.0017.600.155.2812站台板装修2.0011.000.102.2013加腋2.500.1412.004.05计入 12 个14整体道床2.508.300.306.23计入 2 个15砼回填2.500.000.000.0016站台板支撑墙2.500.205.442.72小计：255.30t/m二、浮力1.0019.7012.96255.31t/m三、抗浮安全系数 k=1.001.05经验算，车站主体结构使用压顶梁联合抗浮措施，可满足抗浮设计要求。经初步计算及类比我方地铁及地下空间设计工程的经验，拟定推荐及比较方案车站结构主要尺寸。表1.4.3-3主体
39、结构主要构件尺寸表类别推荐方案尺寸（m）混凝土强度等级顶板0.8C35，P10中板0.4C35底板1C35，P10内衬墙0.7C35，P10柱0.71.0C45顶纵梁1.11.8C35，P10底纵梁1.12.1C35，P10站台板0.2C35图1.4.3-15 主体结构横剖面图（中心里程处）图1.4.3-16 主体结构横剖面图（k8+040处）图1.4.3-17 主体结构横剖面图（k7+880处）1.5 车站防水方案1）设计原则（1） 地下结构防水应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则进行设计。（2）防水设计应根据不同的结构型式、水文地质条件、施工方法、施工环境、气候
40、条件等，采取相适应的防水措施。（3）确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为根本，施工缝（包括后浇带）、变形缝、诱导缝、桩头等细部构造的防水为重点，并在结构迎水面设置柔性全包防水层加强防水。（4） 选用的柔性防水层材料种类不宜过多，并应具有环保性能；经济、实用；施工简便、对土建工法的适应性较好；适应当地的天气、环境条件；成品保护简单等优势。（5） 优先选用不易产生窜水的防水材料或防水系统。2）防水等级标准（1） 地下车站的防水等级为一级，不允许渗水，结构表面无湿渍。（2）迎水面结构应采用防水混凝土进行结构自防水，防水混凝土的抗渗等级应根据结构的埋置深度确定，并不得小于P8。（3）防水混凝
41、土结构的混凝土垫层，其强度等级不得小于C15，厚度不得小于100mm。在软弱土层中不应小于150mm。（4）防水混凝土的环境温度，不得高于80。（5）防水混凝土结构的裂缝宽度，迎水面不得超过0.2mm，背水面不得超过0.3mm。并不得贯通。（6）诱导缝和环向施工缝的设置间距对混凝土结构的防水效果（主要为开裂渗水）有很大的影响，地下结构诱导缝的设置间距不宜大于32m，环向施工缝设置间距不宜大于16m。（7）自防水混凝土结构在设计和施工过程中，要求采取切实有效的防裂、抗裂措施，并保证混凝土良好的密实性、整体性，减少结构裂缝的产生，提高结构自防水能力。3）防水层材料选择到目前为止，国内地铁工程中常用
42、的各种柔性防水材料主要有：单组分聚氨酯防水涂料、膨润土防水毯、预铺防水卷材、聚乙烯丙纶复合防水卷材、聚酯胎SBS改性沥青防水卷材等，不同材料的优缺点见下表：表1.5.1-1 常见防水材料优缺点简表 材料优点缺点单组分聚氨酯防水涂料1无接缝，整体性强；2检查维修方便，用于“外防外贴”做法时防水质量容易得到保证。1对基层的要求（平整度、干燥、干净程度、凹凸起伏等）高；2低温或高温施工时不易保证质量；3不易保证涂层厚度的均匀性；4施工工期较长。5仅适用于“外防外贴”法施工。膨润土防水毯1对基层的要求较低，不用施做找平层；2施工方便、快捷，能够保证工期要求；3高低温施工不受影响。4与其他材料过渡搭接简便。5不易窜水。6耐久性与结构相匹配。1雨天对成品的保护较难