呼和浩特城轨道1号线某区间隧道结构设计【字数：20592】
本工程项目以呼和浩特市城市轨道交通1号线一期工程鸿德学院站什兰岱新村站某暗挖段区间隧道设计为背景，根据场地所处地理位置的土层分布和地形、周边建构筑物位置、地下管线排布情况、工程施工的难易程度、当地地铁线路的远近期规划以及施工时对于周边环境的影响等因素，经过技术和经济的综合比较之后，来确定隧道的施工方法和具体的平面分布位置。 根据行业规范对于围岩参数的规定，本次设计结合呼和浩特市地勘资料对场地周边围岩级别进行划分，然后根据暗挖段区间与车站分界段的隧道两线间距和呼和浩特当地轨道集团以往在地铁建设方面的造价支出状况，对施工工法进行选型。之后进行结构布置和截面参数的确定，使得区间段不同的截面大小满足工程和规范要求。再者考虑衬砌支护结构的荷载分布，本次设计将隧道断面假设为均质圆环来建立计算模型，然后结合日本修正惯用法进行结构内力的分析。之后利用Midas GTS有限元软件对求出的内力进行电算复核并且分析得出隧道断面的薄弱层，之后对隧道结构的最大弯矩处进行配筋计算和裂缝宽度验算。再者利用Midas有限元软件根据地勘资料建立地震荷载组合模拟发生地震时区间断面的形变和验算隧道支护结构的强度。最后对本暗挖段区间进行Revit建模来模拟空间形状以及合理安排和组织地上和地下各项施工任务，做好防范措施和保护场地周边环境，争取取得最好的工程完成效果。
目 录
第一章 概述 1
1.1 研究内容 1
1.2 工程地质 2
1.3 设计依据、原则及技术标准 8
1.4 施工方法选比 11
第二章 矿山法区间衬砌结构设计与施工 15
2.1 结构形式 15
2.2 隧道内净空及隧道加宽 15
2.3 隧道预留变形量 15
2.4 设计荷载及计算参数 15
2.5 支护参数及辅助设施 16
2.6 超前支护措施 17
2.7 施工方法与施工步骤 17
第三章 荷载计算 18
3.1 A1型隧道断面 18
3.2 A2型隧道断面 23
3.3 A3型隧道断面 27
3.4 A4型隧道断面 31
第四章 M *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
idas有限元分析 36
4.1 A1型隧道断面有限元分析 36
4.2 A2型隧道断面有限元分析 39
4.3 A3型隧道断面有限元分析 41
4.4 A4型隧道断面有限元分析 45
第五章 二次衬砌配筋及裂缝验算 49
5.1 A1型隧道断面计算分析 49
5.2 A2型隧道断面计算分析 53
5.3 A3型隧道断面计算分析 56
5.4 A4型隧道断面计算分析 60
5.5 其他计算项目 65
第六章 场地及地震效应 66
6.1 A1型隧道断面地震荷载组合工况（1.2恒+0.5活+1.3地震） 66
6.2 A2型隧道断面地震荷载组合工况（1.2恒+0.5活+1.3地震） 68
6.3 A3型隧道断面地震荷载组合工况（1.2恒+0.5活+1.3地震） 69
6.4 A4型隧道断面地震荷载组合工况（1.2恒+0.5活+1.3地震） 71
第七章 Revit区间建模展示 73
7.1 区间平纵断面预处理 73
7.2 中间格式数据文件样板生成 73
7.3 中间格式数据导出 74
7.4 中间格式数据测试 76
7.5 道床创建 78
7.6 轨枕创建 79
7.7 生成区间模型 80
第八章 施工图 82
结束语 83
致 谢 84
参考文献 85
附录 86
概述
研究内容
研究背景
鸿德学院站什兰岱新村站区间线路敷设于机场高速路南侧绿化带，区间构建筑物主要分布在机场高速主干道南侧，主要分布为多层办公楼、住宅、工业厂房、哈拉更沟。道路管线埋深较浅，为0.32.5m之间，主要有网通、中网、给水、路灯、燃气等主要管线，机场高速现状交通为双向十车道，车流量较大。
本段区间为矿山法区间，起终点里程为：YDK23+734.382YDK23+930 (ZDK23+734.382ZDK23+932.467)右线长195.618m，左线长198.085m。隧道覆土厚度7.911.0m左右，主要位于砾砂、圆砾层中。地下水埋深较深，抗浮水位在1067.60m，均位于隧道底板以下。暗挖隧道下穿一处过街通道人行梯道（通道长45m，埋深4.6m，内净高2.5m，两侧人行梯道宽4m，通道底为10cm厚混凝土基础+10cm沙砾垫层），两者竖向间距约为5.25.4m。本段区间隧道结构底板埋深约为13.5m16.0m之间，计划采用浅埋暗挖法进行施工。
隧道拟采用为台阶法+临时仰拱进行开挖。开挖前在隧道拱部打设小导管并注浆进行超前加固，并在侧墙打设锚杆。在隧道进洞段以及穿越过街通道段拱部加设大管棚注浆，保证地面沉降及构建筑物的安全。
图11 鸿德学院站什兰岱新村站区间平面图
1.1.2研究对象
根据总体下发的管片配筋通用图，参照其埋深划分：浅埋<12m；中埋12~16m；深埋16~20m；超深埋>20m。本段区间较短，均处于浅埋地段，存在多处断面，拟选取其中4个断面进行配筋验算，分别为A1型断面（高6720mm×宽6480mm）、A2型断面（高7096mm×宽6680mm）、A3型断面（高6996mm×宽6580mm）、A4型断面（高6696mm×宽6280mm）。
1.1.3 隧道围岩分级
根据《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB503072012）确定了围岩的基本分类，并通过综合考虑围岩地层岩性、工程地质条件、水文地质条件、在对初始应力状态进行修正后，确定隧道围岩的分类。在本段区间施工影响范围内的土层主要为32层粉质黏土、34层粉砂、38层砾砂、37层粗砂、39层圆砾。结构顶板以上土层主要为38层砾砂、39层圆砾。结构底板以下土层主要为32层粉质黏土、34层粉砂、37层粗砂、39层圆砾。在本段区间施工影响范围内的土层主要为32层粉质黏土、34层粉砂、38层砾砂、37层粗砂、39层圆砾。结构顶板以上土层主要为38层砾砂、39层圆砾。结构底板以下土层主要为32层粉质黏土、34层粉砂、37层粗砂、39层圆砾。以上各土层修正后围岩分级为Ⅵ级，岩土施工工程分级为ⅠⅢ级，土体自稳能力较差，易坍塌，极易导致隧道侧壁失稳；隧道底板部分段落位于32层粉质黏土，可能存在洞底隆起等工程地质问题。
目 录
第一章 概述 1
1.1 研究内容 1
1.2 工程地质 2
1.3 设计依据、原则及技术标准 8
1.4 施工方法选比 11
第二章 矿山法区间衬砌结构设计与施工 15
2.1 结构形式 15
2.2 隧道内净空及隧道加宽 15
2.3 隧道预留变形量 15
2.4 设计荷载及计算参数 15
2.5 支护参数及辅助设施 16
2.6 超前支护措施 17
2.7 施工方法与施工步骤 17
第三章 荷载计算 18
3.1 A1型隧道断面 18
3.2 A2型隧道断面 23
3.3 A3型隧道断面 27
3.4 A4型隧道断面 31
第四章 M *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
idas有限元分析 36
4.1 A1型隧道断面有限元分析 36
4.2 A2型隧道断面有限元分析 39
4.3 A3型隧道断面有限元分析 41
4.4 A4型隧道断面有限元分析 45
第五章 二次衬砌配筋及裂缝验算 49
5.1 A1型隧道断面计算分析 49
5.2 A2型隧道断面计算分析 53
5.3 A3型隧道断面计算分析 56
5.4 A4型隧道断面计算分析 60
5.5 其他计算项目 65
第六章 场地及地震效应 66
6.1 A1型隧道断面地震荷载组合工况（1.2恒+0.5活+1.3地震） 66
6.2 A2型隧道断面地震荷载组合工况（1.2恒+0.5活+1.3地震） 68
6.3 A3型隧道断面地震荷载组合工况（1.2恒+0.5活+1.3地震） 69
6.4 A4型隧道断面地震荷载组合工况（1.2恒+0.5活+1.3地震） 71
第七章 Revit区间建模展示 73
7.1 区间平纵断面预处理 73
7.2 中间格式数据文件样板生成 73
7.3 中间格式数据导出 74
7.4 中间格式数据测试 76
7.5 道床创建 78
7.6 轨枕创建 79
7.7 生成区间模型 80
第八章 施工图 82
结束语 83
致 谢 84
参考文献 85
附录 86
概述
研究内容
研究背景
鸿德学院站什兰岱新村站区间线路敷设于机场高速路南侧绿化带，区间构建筑物主要分布在机场高速主干道南侧，主要分布为多层办公楼、住宅、工业厂房、哈拉更沟。道路管线埋深较浅，为0.32.5m之间，主要有网通、中网、给水、路灯、燃气等主要管线，机场高速现状交通为双向十车道，车流量较大。
本段区间为矿山法区间，起终点里程为：YDK23+734.382YDK23+930 (ZDK23+734.382ZDK23+932.467)右线长195.618m，左线长198.085m。隧道覆土厚度7.911.0m左右，主要位于砾砂、圆砾层中。地下水埋深较深，抗浮水位在1067.60m，均位于隧道底板以下。暗挖隧道下穿一处过街通道人行梯道（通道长45m，埋深4.6m，内净高2.5m，两侧人行梯道宽4m，通道底为10cm厚混凝土基础+10cm沙砾垫层），两者竖向间距约为5.25.4m。本段区间隧道结构底板埋深约为13.5m16.0m之间，计划采用浅埋暗挖法进行施工。
隧道拟采用为台阶法+临时仰拱进行开挖。开挖前在隧道拱部打设小导管并注浆进行超前加固，并在侧墙打设锚杆。在隧道进洞段以及穿越过街通道段拱部加设大管棚注浆，保证地面沉降及构建筑物的安全。
图11 鸿德学院站什兰岱新村站区间平面图
1.1.2研究对象
根据总体下发的管片配筋通用图，参照其埋深划分：浅埋<12m；中埋12~16m；深埋16~20m；超深埋>20m。本段区间较短，均处于浅埋地段，存在多处断面，拟选取其中4个断面进行配筋验算，分别为A1型断面（高6720mm×宽6480mm）、A2型断面（高7096mm×宽6680mm）、A3型断面（高6996mm×宽6580mm）、A4型断面（高6696mm×宽6280mm）。
1.1.3 隧道围岩分级
根据《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB503072012）确定了围岩的基本分类，并通过综合考虑围岩地层岩性、工程地质条件、水文地质条件、在对初始应力状态进行修正后，确定隧道围岩的分类。在本段区间施工影响范围内的土层主要为32层粉质黏土、34层粉砂、38层砾砂、37层粗砂、39层圆砾。结构顶板以上土层主要为38层砾砂、39层圆砾。结构底板以下土层主要为32层粉质黏土、34层粉砂、37层粗砂、39层圆砾。在本段区间施工影响范围内的土层主要为32层粉质黏土、34层粉砂、38层砾砂、37层粗砂、39层圆砾。结构顶板以上土层主要为38层砾砂、39层圆砾。结构底板以下土层主要为32层粉质黏土、34层粉砂、37层粗砂、39层圆砾。以上各土层修正后围岩分级为Ⅵ级，岩土施工工程分级为ⅠⅢ级，土体自稳能力较差，易坍塌，极易导致隧道侧壁失稳；隧道底板部分段落位于32层粉质黏土，可能存在洞底隆起等工程地质问题。
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