武汉地铁广虎区间隧道复合式衬砌结构设计--本科毕业设计

中国地质大学（武汉）本科毕业论文 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： 郑志杰 学号： 20091001397 院（系）： 工程学院 专业： 土木工程 指导教师： 孙金山 职称： 副教授 评 阅 人： 左昌群 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。 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10.24～31.84m，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22.9～45.3m，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Ⅴ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。Ⅲ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，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 mudstone. 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 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 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 cartridge 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 section 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 of 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 shear 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 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 Ⅴ级围岩结构计算 23 第五节 Ⅲ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Ⅴ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） (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22.9～45.3m，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