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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果北京地铁浅埋暗挖双连拱隧道设计摘要:北京地铁十号线安定路站—北土城东站区间穿越安定路,由于路面下管线密布故采用矿山法施工,设计为双连拱结构。文章介绍地铁双连拱结构的设计及施工方法。关键词:地下铁道 矿山法 双连拱结构0 前言双连拱隧道在公路、铁路隧道中已有较多的应用,但在地铁隧道中的应用并不多见,而且地铁的双连拱隧道设计和施工与以岩石为主的公路、铁路隧道有明显不同。下面将结合北京地铁设
2、计实例对双连拱隧道的设计进行探讨。1 工程概况北京地铁十号线安定路站—北土城东站区间在靠近安定路站处,由于区间穿越安定路,安定路车流量比较大,并且路下管线密布,因此该段区间采用矿山法施工,设计为双连拱结构。隧道埋深大约9m,断面尺寸如图1所示。隧道穿越的土层为粉质粘土④层和粉土⑥2层。根据地勘报告,结构已进入潜水位,施工前需人工降水。根据本区间的水文地质情况,采用大口井“抽渗结合”的方法降水,将潜水位降低到结构底板以下约1m处。2 施工方法课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，
3、特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果双连拱隧道常用的施工方法为中导洞法,即先施工中导洞,然后浇筑中隔墙,在中隔墙形成承载能力后,再进行侧洞开挖,最后施作侧洞衬砌以形成双连拱结构。根据本段隧道的情况,要求先将中导洞贯通,然后再开挖两侧洞,这样既可以通过中导洞了解该隧道的土层地质状况,又能更好保证两侧洞施工安全。其施工步骤如下:1)打超前小导管对拱顶土层预支护。)上、下台阶法开挖中导洞,并施
4、作初期支护。)铺设防水层浇筑中隔墙。)上、下台阶法分别开挖左右两侧洞,并施作初期支护。)分段拆除内部临时支护,施作防水层,浇筑二次衬砌,完成结构施工。3 初衬支护参数初衬采用C20喷射混凝土,小导管Φ42@300,L=3500mm,外倾角5°,纵向间距为1500mm。钢格栅由4根Φ25钢筋焊接而成,每榀格栅间距500mm,钢筋网Φ6@200mm×200mm,双侧布置。格栅纵向拉结筋22,环向间距500mm,单侧布置。4 结构设计 荷载组合采用的荷载组合如下:①基本组合构件强度计算;②短期效应组合构件抗裂验算;③抗震偶
5、然组合构件强度验算;④人防偶然组合构件强度验算。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果 主要荷载取值1)结构自重:钢筋混凝土重度γ=25kN/m3。)地层竖向压力:本隧道覆土厚度为9m,为浅埋暗挖隧道,因此按计算截面以上全部土柱重量考虑;地层水平压力:采用朗肯土压力理论,施工阶段外侧取主动土压力,使用阶段取静止土
6、压力。)地面超载:20kPa。)地震荷载:按8度地震烈度考虑。)人防荷载:5级人防,地面空气冲击波超压峰值ΔPm=。 结构计算计算方法采用荷载—结构法。对施工阶段和使用阶段分别进行内力计算,初期支护单独承载时,采用符合文克尔假定的弹性支承链杆来体现围岩的弹性抗力。弹性支承的一端与支护在节点处铰接,只传递轴向压力。侧向支承链杆水平方向布置,仰拱底面的支承链杆垂直布置。初期支护与二次衬砌共同承载时,两层衬砌之间的相互传力作用以桁架单元模拟,每一桁架单元的两端与其相应的内外层梁单元节点相铰接。桁架单元只考虑承受压力,桁架单
7、元径向设置。同时考虑在长期使用过程中,外部荷载因初期支护材料性能退化和刚度下降向二次衬砌转移。 初衬计算课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果初衬的计算按照施工步骤对每一工况分别进行计算,然后将所有工况的计算结果进行比较,确定控制截面的内力,计算结果见图2、图3、图4。初衬计算时,水土压力按水土合算考虑。 二衬计
8、算按初期支护与二次衬砌共同承载计算二次衬砌内力时,由于初衬不考虑防水,因此由二次衬砌承受全部水压力,而土压力则作用在初衬上,考虑到在长期作用下,初期支护材料性能会逐渐退化,刚度会下降,以初衬的刚度乘以倍的系数进行折减,计算结果见图5。经过计算发现:底部墙脚外侧、底板跨中内侧、拱背外侧及拱顶内侧为最不利控制点,通过对该部分控制点进行配筋计算,可以
