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1、北京地铁十号线一期含奥运支线初步设计第六篇 车站工程 第七册 八达岭高速站1.3 构造统一技术要求1.3.1. 地下铁道构造中主要构件的设计使用年限1为00 年，主要构件是指构造的主体构造梁、板、墙、柱及根底构造。相应构造牢靠度理论的设计基准期均50采年用。1.3.2. 地下铁道构造中永久构件的安全等级为一级相，应的构造构件重要性系数取1.1；0临时构件的安全等级为三级相，应的构造构件重要性系数取0.9；在人防荷载或地震荷载0组合下，相应的构造构件重要性系数取1.0。01.3.3. 地下铁道构造的地震作用按8 度设防，地下构造框架柱的抗震等级暂按三级，梁、板、墙等构件暂按四级。待“北京地铁十号
2、线场地地震安全评估报告完”成后，依其为设计依据。1.3.4. 地下构造中露天或与无侵蚀性的水或土壤直接接触的迎土面混凝土构件的环境类别为二类，非迎土面及内部混凝土构件的环境类别为一类，两者均视为一般环境条件。1.3.5. 构造构件在永久荷载和根本荷载组合作用下，应按荷载短期效应组合并考虑长期效应组合的影响进展构造构件裂缝验算二。类环境混凝土构件的裂缝宽度迎土面应不大于0.2mm，一类环境非迎土面及内部混凝土构件混凝土构件的裂缝宽度均应不0.大3m于m，混凝土管片内外侧的裂缝宽度应不大0于.2mm。当计及地震、人防或其他偶然荷载作用时， 可不验算构造的裂缝宽度。1.3.6. 地下铁道构造中主要构
3、件的耐火等级为一级。1.3.7. 在规定的设防部位，地下构造按5 级人防的抗力标准进展验算。1.3.8. 当地下构造处于有侵蚀地段时应，实行抗侵蚀措施混，凝土抗侵蚀系数不得低于0.8。2.工程概况八达岭高速站构造设计形式为两端明挖中、间暗挖车站，其中两端明挖局部为地下双层三跨岛式车站，车站中部过健德桥局部承受分别暗挖单洞通过车，站主体、风道基坑围护构造均承受钻孔灌注桩基，坑内设置横向钢支撑出，入口明挖局部承受型钢围檩内，设钢支撑，车站主体、风道、出入口的明挖局部承受现浇钢筋混凝土箱形框架构造，东北、西北两出入口跨路局部承受暗挖法施工。4.施工方法的论证及方案比选铁道专业设计院2-216.1 构
4、造型式暗挖局部承受分别式单洞马蹄形断面，复合衬砌； 车站明挖局部承受双层三跨两柱矩形断面。暗挖风道及通道承受割圆拱直墙断面，复合衬砌明挖通道及风道承受矩形断面。6.2 车站纵向柱距的选择明挖局部纵向柱距选择主要为8m。暗挖单洞不设柱。6.3 围护构造与支撑体系的设计本站明挖段基坑深度17m。基坑承受800，间距1.2m 钻孔桩，桩长21m，基坑下部设置3 道水平内支撑，水平支撑承受直径600mm、800mm的钢管，基坑纵向每3m 设置一道，以I H 型钢作为腰梁，并辅以其他加固措。施456.4 明挖段初期支护与二次衬砌的连接形式从构造受力的角度来看，初支与二衬做成叠合板，围护桩与二衬做成叠合墙
5、，构造可以做到最经济，但是防水问题却难以解决假设，在二者之间铺设防水板则，可到达较好的防水效果，因此，初期支护与二次衬砌的连接承受重合式。6.5 构造尺寸拟定部位尺寸mm6.5.1. 车站双层明挖段主要构件截面尺寸如下m：m表2.6.5顶纵梁顶板中纵梁边墙底板底纵梁中层板钢管柱直径间距1200x1800700600x7006008001400x1800 40080080006.5.2. 暗挖单层段主体构造主要构件截面尺寸如下m：m初期支护暗挖局部方案中承受大管棚超前支护、小导管注浆预加固地层、超前支护。喷层厚度30cm，主体1 榀/0.5米格栅。二次衬砌和内部构造拱部和边墙厚度40cm，仰拱厚
6、度为变厚度50100cm。7 变形缝的设置车站主体东西端明挖段与中部暗挖段构造相接部位各设一道变形主缝体，与东南风道、西南风道相接部位各设一道变形缝，车站主体与四个出入口通道相接部位设变形缝。9 工程材料9.1 边桩及围护桩承受混凝土强度等级为C30，抗渗等级为S8。9.2 二次衬砌顶板、底板、边墙混凝土强度等级C为30，混凝土抗渗等级为S8。中板、站台板混凝土强度等级为C30。钢管柱混凝土强度等级为C40。9.3 初期支护：C20早强网喷混凝土9.4 钢筋：初期支护格栅：HRB335、HPB235钢筋网：HPB235钢构造构件及预埋铁件：A3 钢纵向连接筋： HRB335模筑衬砌钢筋：HRB
7、335、HPB2359.5 防水层：土工布+防水板10 明挖构造设计10.1 基坑围护构造计算10.1.1 围护构造及支撑形式的比选围护构造比较表表2.10.1.1围护构造型式钻特点1.整体刚度大，就地浇注施工，对环境影响小。经济性 备注孔2.适合于脆弱地层和建筑设施密集的城市繁华地带的深基坑。造价相灌3.施工简洁、施工技术简洁、速度快。注4.主体构造内衬需加厚。桩对较低地1、适合于脆弱地层和建筑设施密集的城市繁华地带的深基坑。下2、与车站主体构造结合时连接便利，内衬较薄；但由于构造造价相连不能全包防水，防水效果不好。续3、要求较高的施工技术。墙对较高人1、施工便利，但虽单价低，由于基坑较深，
8、桩径较大，引起工圬工量增加。挖2.抗渗性差，不适合地下水较高的不稳定土层。孔3.需降水，且施工风险较大。桩4、主体构造内衬需加厚，因此综合造价较高。造价相对较高从表中分析并结合本工程特点，本方案围护构造推举钻孔灌注桩，本站明挖段基坑深度 17m。基坑承受800，间距1.2m钻孔桩，桩长21m，基坑下部设置3 道水平内支撑，水平支撑承受直径600mm、800mm的钢管，基坑纵向每3m 设置一道，以I H 型钢作为腰梁，并辅以其他加固措施。10.1.2 荷载与组合(1) 荷载构造设计的荷载按地铁设计标准GB50157-200345中有关荷载的规定进展取值并，考虑施工过程中发生的变化。计算时对构造整
9、体或构件可能消灭的最不利荷载进展组合计算。地下构造的构造设计荷载类型及名称按2表.10.2.1承受。地下构造荷载分类表表2.10.2.1荷载类型荷载名称永久荷载可变荷载根本可变荷载其他可变荷载偶然荷载构造自重地层压力隧道上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力静水压力及浮力混凝土收缩及徐变作用预加应力设备重量地基下沉影响力侧向地层抗力及地基反力地面车辆荷载及其冲击力地面车辆荷载引起的侧向土压力地下铁道车辆荷载及其冲击力 地铁的离心力及摇摆力人群荷载 温度影响力施工荷载8 度地震荷载、5 级人防荷载其中：人群荷载：站台、站厅、楼梯、车站治理人员用房等部位的人群荷载4按kPa的活荷载标准值计，另需计及
10、在300300mm范围内的20kN的集中荷载；设备荷载：设备区一般可按8kPa进展设计，但对重型设备需依据设备的实际重量动、力影响、安装运输途径等确定其大小与范围，进展构造计算。构造自重：钢筋混凝土重度=25kN/m3。覆土荷载：覆土重度 =20kN/m3。浮力：按抗浮设防水位的水浮力计，设防水位高程50为m。侧向水土荷载：承受朗肯土压力理论，施工阶段外侧取主动土压力，使用阶段取静止土压力。可变荷载：地面超载：按汽-超20 计算。挂-120验算。施工超载：q=20kN/m2。车辆荷载：轴重141kN。地震荷载：按8 度地震力计算。人防荷载：按5 级抗力地面空气冲击波超压pm=0.1Mpa(2)
11、 荷载组合工况1) 恒载+活载2) 恒载+局部活载+地震荷载3) 恒载+局部活载+人防荷载组合状况荷 载1234备注用于构造构件 用于构造构件 用于构造构件 用于构造构件抗裂检算强度验算强度验算强度验算荷载组合表表2.10.2.2自重11.351.21.2覆土11.351.21.2侧土压力11.351.21.2侧水压力11.351.21.2浮力11.351.21.2设备荷载11.351.21.2人群荷载11.4地面超载地震力人防荷载11.41110.1.3 计算模型与计算简图 施工阶段计算程序承受同济大学曙光计算程序，计算模式及结果如下：1八达岭站车站主体基坑计算基坑开挖深度1为5.31m，承
12、受 8001200灌注桩围护构造，桩长为20.31m，桩顶标高为0m。计算时考虑地面超载56kPa，如图2.10.1.31。q=560(粉土)13.6.5=H11S=1.2m(粉细砂)(圆砾卵石)5=D(粉质粘土)hw=15.31(粘土)d=0.8(中粗砂)灌注桩图2.10.1.31共设3 道支撑，见表2.10.1.31中心标高m刚度MN/m2预加轴力kN/m013.01-6.520.29-1120.292） 地质条件土层层底标层厚重度j()c(kPa)渗透系压缩模m(kN/k(kNmax/m3)场地地质条件和计算参数见1表。地下水位标高为-15.31m。表2.10.1.32粉土填高(m)-0
13、.81(m)0.81(kN/m3)15.700数(m/d)量(MPa)m4)0土粉土-8.167.3519.6302217200粉细砂-12.914.7520.130015000圆砾卵-14.241.3320.645036000石粉质粘-17.112.8720213910620土粘土-19.011.918.715538300中粗砂-23.824.8120.3350210003） 工况工况编号工况类型深度(m)支撑刚度(MN/m2) 13.01支撑编号预加轴力(kN/m)1加撑01北京地铁十号线一期含奥运支线初步设计第六篇 车站工程 第七册 八达岭高速站2开挖73加撑6.520.2924开挖11
14、.55加撑1120.2936开挖15.31工况简图如下：76.511.51115.310工况 1工况 2工况 3工况 4工况 5工况 64） 计算整体稳定验算Y56OX(粉土)51(粉细砂)5(粉质粘土)(粘土)(中粗砂)安全系数 K=1.42 ,圆心 O( 5.28 , 0 )墙底抗隆起验算56(粉土)51(粉细砂)(粉质粘土)515.31(粘土)(中粗砂)Prandtl: K=7.17Terzaghi: K=8.92铁道专业设计院2-28(粉土).5111m(粉细砂)5(粉质粘土)15.31(粘土)56(中粗砂)坑底抗隆起验算 K=2.23抗倾覆验算(水土合算)0(粉土)136.5.511
15、1O(粉细砂)1058.316.2518.62044.9(粉质粘土)15.31(粘土)56(中粗砂)Kc=2.83包络图 ( 水土分算, 矩形荷载)9 0.1 k N / m4 02 00- 2 0- 4 01 0 0 05 0 00- 5 0 0- 1 0 0 0 4 0 0 2 0 0 0- 2 0 0- 4 0 00002224442 8 5.7 k N / m6668883 2 9.1 k N / m1 01 01 01 21 21 21 41 41 41 61 61 61 81 81 82 02 02 02 22 22 2深度( m )深度( m )深度( m )水平位移( m m
16、)弯矩( k N * m )剪力( k N )M a x :2 9. 4- 3 4 9. 5 6 5 6. 4- 2 8 1 2 5 9使用阶段计算模式及计算结果见图2.10.3.3、2.10.3.4图2.10.3.3图2.10.3.410.1.4 计算结果及分析（1） 施工阶段由计算可知：地面沉降最大值为15mm，围护桩及支撑体系内力分布、桩体变形合理。（2） 使用阶段经计算，迎水面裂缝宽度0.2mm，背水面裂缝宽度0.3mm，构造构件内力分布合理。（3） 地基承载力验算本车站构造底板位于坚实土层上，经检算在正常使用阶段基底最大应力小于设计地基承载力经修正后，满足要求。（4） 构造抗浮验算构
17、造抗浮验算计入构造自重和覆土重量，在不考虑构造侧壁与四周土体的摩阻力，明挖标准段抗浮安全系数Kf=1.11.05，满足抗浮要求。11 暗挖构造设计11.2 初期支护构造设计11.2.1. 初期支护设计参数与关心施工措施初期支护承受 108 大管棚护顶， 32 小导管注浆加固地层通过健德桥桩，初期支护厚度 0.3m，格栅间距1 榀0.5m。11.2.2. 荷载确定及组合(1) 荷载初期支护构造设计的荷载按地铁设计标准GB50157-2003 中有关荷载的规定进展取值，并考虑施工过程中发生的变化。暗挖段的构造设计荷载类型及名称按2表.10.2.1承受。地下构造荷载分类表表2.11.2.1荷载类型荷
18、载名称永久荷载可变荷根本可变荷载构造自重地层压力隧道上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力静水压力及浮力混凝土收缩及徐变作用预加应力设备重量地基下沉影响力侧向地层抗力及地基反力地面车辆荷载及其冲击力地面车辆荷载引起的侧向土压力地下铁道车辆荷载及其冲击力地铁的离心力及摇摆力载人群荷载其他可变荷载温度影响力施工荷载偶然荷载8 度地震荷载、5 级人防荷载其中：构造自重：钢筋混凝土重度=25kN/m3。覆土荷载：覆土重度 =20kN/m3。浮力：按抗浮设防水位的水浮力计，设防水位高程50为m。侧向水土荷载：承受朗肯土压力理论，施工阶段外侧取主动土压力，使用阶段取静止土压力。可变荷载：地面超载：按汽-超2
19、0 计算。挂-120验算。施工超载：q=20kN/m2。(2) 荷载组合工况1)恒载+活载组合状况荷 载1234荷载组合表表2.11.2.2自重11.351.21.2覆土11.351.21.2侧土压力11.351.21.2侧水压力11.351.21.2浮力11.351.21.2设备荷载11.351.21.2人群荷载11.4地面超载地震力11.41人防荷载1组合状况荷 载1234备注用于构造构件 用于构造构件 用于构造构件 用于构造构件抗裂检算强度验算强度验算强度验算11.2.3. 计算模式与计算简图计算程序承受同济大学曙光计算程序，计算内容包括地面沉降、地层应力，支护构造内力等。计算模式及计算
20、结果见2图.11.2.3-1、2.11.2.3-2、2.11.2.3-2施工阶段计算模型图2.11.2.3-1施工阶段构造、地层应力图2.11.2.3-2施工阶段地面沉降图2.11.2.3-2地面位置(m)降沉面地地面沉降曲线11.2.4. 计算构造及分析由计算可知：地面沉降最大值为17mm，支护参数、施工步序选择合理。11.3 二次衬砌构造设计11.3.1. 构造尺寸的拟定二次衬砌承受五心圆，拱顶和边墙断面厚0度.4m，仰拱厚度0.5m。11.3.2. 荷载确定及组合(1) 荷载构造设计的荷载按地铁设计标准GB50157-2003 中有关荷载的规定进展取值并，考虑施工过程中发生的变化。计算时
21、对构造整体或构件可能消灭的最不利荷载进展组合计算。地下构造的构造设计荷载类型及名称按2表.10.2.1承受。地下构造荷载分类表表2.11.3.1荷载类型荷载名称永久荷载构造自重地层压力隧道上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力静水压力及浮力混凝土收缩及徐变作用预加应力设备重量地基下沉影响力侧向地层抗力及地基反力可变荷载根本可变荷载其他可变荷载偶然荷载地面车辆荷载及其冲击力地面车辆荷载引起的侧向土压力地下铁道车辆荷载及其冲击力 地铁的离心力及摇摆力人群荷载 温度影响力施工荷载8 度地震荷载、5 级人防荷载其中：人群荷载：站台、站厅、楼梯、车站治理人员用房等部位的人群荷载4按kPa的活荷载标准值计，
22、另需计及在300300mm范围内的20kN的集中荷载；设备荷载：设备区一般可按8kPa进展设计，但对重型设备需依据设备的实际重量动、力影响、安装运输途径等确定其大小与范围，进展构造计算。构造自重：钢筋混凝土重度=25kN/m3。覆土荷载：覆土重度 =20kN/m3。浮力：按抗浮设防水位的水浮力计，设防水位高程50为m。侧向水土荷载：承受朗肯土压力理论，施工阶段外侧取主动土压力，使用阶段取静止土压力。可变荷载：地面超载：按汽-超20 计算。挂-120验算。施工超载：q=20kN/m2。车辆荷载：轴重141kN。偶然荷载：地震荷载：按8 度地震力计算。人防荷载：按5 级抗力地面空气冲击波超压pm=
23、0.1Mpa(2) 荷载组合工况1) 恒载+活载2) 恒载+局部活载+地震荷载3) 恒载+局部活载+人防荷载组合状况荷载自重1234备注荷载组合表表2.10.2.2自重11.351.21.2覆土11.351.21.2侧土压力11.351.21.2侧水压力11.351.21.2浮力11.351.21.2设备荷载11.351.21.2人群荷载11.4地面超载地震力人防荷载11.411用于构造构用于构造构用于构造构用于构造构件强度验件抗裂检算件强度验算件强度验算算11.3.3. 计算模式与计算简图计算程序承受SAP84，计算内容包括构造内力、构造变形及裂缝宽度验算等。计算模式及计算结果见图2.11.3.3-1、2.11.3.3-2二次衬砌荷载模型图2.11.3.3-1二次衬砌内力计算构造图2.11.3.3-211.3.4. 计算构造及分析经计算结果分析，构造轴力及弯矩分协作理。构造能够承受外部荷载及耐久性要求。11.3.5. 构造强度、刚度、裂隙、抗浮计算经计算，迎水面裂缝宽度0.2mm，背水面裂缝宽度0.3mm，构造构件内力分布合理。本车站构造底板位于坚实土层上，经检算在正常使用阶段基底最大应力小于设计地基承载力经修正后，满足要求。构造抗浮验算计入构造自重和覆土重量，在不考虑构造侧壁与四周土体的摩阻力，明挖标准段抗浮安全系数Kf=1.111.05，满足抗浮要求。