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1、目 录第一部分 上海地铁合川路外环路站区间隧道结构设计第一部分 上海地铁合川路外环路站区间隧道结构设计1 控制网的建立1 1.1 概述1 1.2 控制网的技术设计2 1.3 测量的外业工作92 数字化地形图测绘设计193 GeoStar 软件实际应用26 3.1 GeoStar 软件特点和功能简介26 3.2 GeoStar 软件应用实例分析27第二部分 上海地铁合川路外环路站区间隧道施工组织设计1 引言302 系统技术分析31 2.1 概述31 2.2数字化地形图测绘的技术设计333 系统改造设计38 3.1 改造方案42第三部分 列车振动荷载对地铁周围土体长期变形性状的影响1 概述612
2、水平冻结施工方法61 2.1 技术设计施工72 2.2数字化施工755 结论82参考文献83附录88翻译部分90致谢98第一部分合川路站外环路站区间隧道结构设计1工程概况1.1 工程简介上海轨道交通9号线一期工程途经松江、闵行和徐汇三个区，工程自松江新城至宜山路站，全程约31公里。沿途共设车站12座。本次隧道工程的设计范围是汶水路站新沪路站区间隧道，它属于上海轨道交通七号线的一部分。上海轨道交通9号线一期工程R408标是其中一部分，包括外环路站合川路站区间和合川路站虹梅路站区间。1.2 工程范围隧道设计为圆形隧道，隧道外径为6200mm，内径5500mm。该区间圆形隧道共有上行右线，下行左线两
3、条平行隧道。隧道采用高站位低区间的驼峰状。工程最大坡度28.76，最小曲率半径R=449.928m，隧道顶覆土9.2623.27m。上海轨道交通9号线一期工程R408标外环路站合川路站区间起于DK25+902.200止于DK24+209.75，在里程DK24+881.948处风井一座，单线全长约1692.45 m，隧道最大覆土厚度约为23m，最大纵坡为26.98。本区间由两台盾构机从合川路站西端头井出发，分别沿上下行线穿越中间风井进入外环路站东端头井。沿线途径漕宝路，跨越大上海国际花园，与宜山路相连接，沿线多为厂区、居民区，道路交通繁忙，车辆和人流众多。1.3 工程规模1.1单线全长5500m
4、m隧道外尺寸6200mm管片厚度350mm管片宽度1200mm单线全长1692.45m2设计依据2.1 区域地质本区段隧道主要穿越的土层为：1淤泥质粘土层、2砂质粉土层，1-1粉质粘土层、第1-2粘土层、2砂质粘土，3粉质粘土层及粘土层。区间隧道掘进范围内的地基土层具有以下性质：区间隧道通过的含水量高，孔隙比大，呈流塑-软塑状态；强度低，压缩性高且稳定时间长；渗透性弱，排水固结时间长。隧道掘进时将适当控制掘进速率，避免对土体产生过大的扰动，以减少施工后的沉降和不均匀沉降。拟建区间段发现有暗浜存在、未发现天然气等不良地质现象。本场区地下水对砼无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。本区段的地震基本烈度为7
5、度，属类场地。2.2 地质概述（1）区间内土层特性表外环-合川区间沿线地层由上至下土层主要见表2.1。表2.1 区间内土层特性表续表2.1各地层地基土物理力学特性详见表2.2。表2.2 地基土物理力学性质2.3自然条件2.3.1 地下水施工场地地下水主要有浅部土层中的潜水和深部粉性土层中的（微）承压水。据市标岩土工程勘察规范（DGJ 08-37-2002），承压水位，一般低于潜水位，浅部土层中的潜水位埋深，一般离地表面0.31.5m，年平均地下水位离地表面0.50.7m，低水位埋深为1.50m；第1层承压水位埋深为311m。潜水位和承压水位随季节、气候等因素而有所变化。江河边一定距离范围内，特
6、别是有浅层粉性土分布区，其潜水位受潮汐影响较明显。因此，在本工程中取地下水位离地表面0.5m。据有关资料，地下水的温度，埋深在4m范围内受气温变化影响，4m以下水温较稳定，一般为1618。根据岩土工程勘察规范判定，地下水对混凝土无腐蚀性。由于拟建场地地下水水位较高，根据上海地区经验，当地下水（潜水）对混凝土无腐蚀性性时，其土对混凝土亦无腐蚀性，故判定拟建场地地下水和土对混凝土无腐蚀性。另据水质分析报告和类同工程经验判定，场地地下水对钢结构有弱腐蚀性。2.3.2 气象条件（1）气温上海市年平均气温18.4，最高为39，最低-4。（2）降水全年无霜期约230天，年平均降雨量在1200毫米左右，但一
7、年中60的雨量集中在5至9月的汛期，汛期有春雨、梅雨、秋雨三个雨期。（3）日照全年日照时数平均为1638.2小时。2.4区间沿线管线及障碍物情况根据物探成果报告，可知该区间内分布有上水、煤气、电力、电话、污水（雨水）等多种管线，其埋设深度在地面以下04.0m范围内。沿漕宝路方向，在道路北侧有两路上水管道，管径为300mm、800 mm，埋深约1.0m和1.2m（此埋深为管顶埋深，下同）；有两路电话电缆，分别为9孔和15孔，埋深为0.7m；道路中央有一雨水管道，管径为450mm，埋深约1.0m；道路南侧有一路电话电缆，为36孔；有一路上水管道，管径300mm，埋深约0.7m。在新泾港河西岸有一输
8、油管道，管径为375mm，埋深约为1.2m。合川路站外环路站隧道线路走漕宝路，跨越大上海国际花园，物探成果图对其基础的类型、桩长、标高都作了详细的说明。3 隧道施工方案与衬砌选型设计3.1 隧道施工方案在现有的施工条件下，根据地下工程的施工方法，本工程可选用的施工方案有：明挖法、暗挖法、矿山法、顶管法、盾构法。以下对四种施工法进行优劣比较，并确定施工方案。3.1.1 明挖法地下工程施工时，在埋深较浅的情况下，广泛采用明挖法。明挖法是先从地表向地下开挖基坑或堑壕，直至设计标高，再在开挖好的预定位置灌注地下结构，最后在修建好的地下结构周围及其上部回填，并恢复原来地面的一种地下工程施工方法。主要有：
9、（1）放坡开挖放坡开挖是指隧道埋深较浅，周围土体稳定时，施工对周围环境影响较小，依靠适当坡率的边坡来保持土体稳定的基坑开挖方法。这种方法虽然开挖量大，但施工机械化程度高，施工速度快，质量也容易得到保证。受地下水影响的工程也可采用井点降水的方法，以便提高边坡的稳定性及改善基坑内施工环境。放坡开挖是明挖法的首选方案。（2）盖挖法盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工，主体结构可以顺作，也可逆作。顺作法即在支护基坑的钢桩上架设钢梁铺设临时路面维持地面交通，开挖到基坑底后，先浇注底板，然后浇注侧墙，最后浇注顶板。逆作法即用刚度较大的围护结构取代了钢桩，用结
10、构顶板作为路面系统和支撑，结构施作顺序是自上而下，挖土后先浇箱顶板，然后浇注侧墙，最后浇注底板。与放坡开挖相比，盖挖法施工的优点主要有：结构水平位移小；结构板作为基坑开挖的支撑，节省了临时支撑；缩短占道时间，减少地面干扰；受外界气候影响小。其缺点包括：出土不方便；板墙柱施工接头需进行防水处理；功效底，速度慢；结构框架形成之前，中间立柱能够支撑的上部荷载有限。此法虽然开挖量大，但施工机械化程度高，施工速度快，质量也容易得到保证，受地下水影响的工程也可采用井点降水的方法，放坡开挖是明挖法的首选方案。3.1.2 矿山法矿山法是城市深部地下工程常用的暗挖施工方法，具有不影响地面正常交通与生产，地表下沉
11、量小，适用于硬、软岩层中各类地下工程，特别是对于中硬岩中。然而矿山法隧道施工的工作环境恶劣，超挖、欠挖量大，无用功多，对围岩的破坏性大，而且进度缓慢。主要工法有：（1）全断面开挖法全断面开挖法是在整个设计断面上一次向前挖掘推进的施工方法。该法的优点是：可最大限度地利用洞内作业空间，工作面宽敞，能使用大型高效设备，加快施工进度；断面一次挖成，施工组织与管理比较简单；通风、运输、排水等辅助工作及各种管线铺设工作均较便利。（2）台阶法台阶法是将隧道断面分成若干（一般为23）分层，各分层呈台阶状同时推进施工。这种方法的最需笨重的钻孔设备，它是全断面开挖法的变化方法。这种方法对地质适应性较强。台阶法根据
12、台阶长度不同，可分为长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种，在施工中选用何种台阶，应根据下面两个条件判断：其一初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩稳定性越差，要求闭合时间越短；其二是上部断面施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备所需空间大小的要求。按台阶布置方式的不同，台阶法可分为正台阶和反台阶两种方法。相对于台阶法，全断面开挖适用于设计断面较小，周围地质情况稳定的隧道。（3）管棚法管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑，为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，且施工快、安全性高、工期短，被认为
