论文总字数：61357字

摘 要

为解决南京城市交通问题，南京市政府决定建设南京地铁四号线一期工程。云南路站~鼓楼站区间西起于云南路与北京西路交叉口，沿北京西路东行，至鼓楼公园碑楼北侧，全长约660m，拟采用盾构法施工。

首先根据区间隧道的工程地质和水文条件等，分析选取盾构区间隧道的计算模型。根据隧道埋深，选取典型计算断面，计算出盾构隧道各阶段荷载组成。

其次进行管片设计，根据相关规范要求以及目前国内常用盾构管片的形式，确定盾构管片的几何尺寸，采用弹性均质圆环法对管片的结构内力进行了分析，将管片视为偏心受压构件进行配筋设计。设计过程中主要检验承载力及裂缝宽度。在对管片接缝螺栓进行验算的同时，还进行了整体隧道的抗浮验算。

然后设计联络通道，根据相关规范要求以及目前国内常用联络通道的形式，确定联络通道的几何尺寸，采用Midas GTS获得联络通道的结构内力，简化为矩形截面受弯构件进行配筋设计。设计过程中主要检验承载力及裂缝宽度。

最后设计盾构隧道防水，主要包括混凝土自防水设计、施工缝防水设计、变形缝防水设计。

关键词:盾构隧道 衬砌管片 联络通道 防水设计

Structural design of the tunnel between Yunnan Road station and Gulou station of Nanjing Metro Line 4

Abstract

In order to solve the traffic problem in Nanjing, Nanjing municipal government decided to build the first phase of Nanjing Metro Line 4. The Yunnan Road Station Gulou station section starts from the intersection of Yunnan Road and Beijing West Road in the west, runs eastward along Beijing West Road, and reaches the north side of the stele building of Gulou Park, with a total length of about 660m. It is planned to adopt shield construction.

Firstly, according to the engineering geological and hydrological conditions of the tunnel, the calculation model of the shield tunnel is selected. According to the buried depth of the tunnel, select the typical calculation section, and calculate the load composition of each stage of the shield tunnel.

Secondly, segment design is carried out. According to the requirements of relevant specifications and the forms of shield segments commonly used in China, the geometric dimensions of shield segments are determined. The structural internal forces of segments are analyzed by elastic homogeneous ring method, and segments are regarded as eccentric compression members for reinforcement design. During the design process, the bearing capacity and crack width are mainly inspected. At the same time of checking the segment joint bolt, the anti floating checking calculation of the whole tunnel is also carried out.

Then design the connecting channel, according to the requirements of the relevant codes and the forms of the common connecting channels in China, determine the geometric dimensions of the connecting channel, use Midas GTS to obtain the internal force of the connecting channel structure, and simplify it to rectangular section flexural members for reinforcement design. During the design process, the bearing capacity and crack width are mainly inspected.

Finally, the waterproof design of shield tunnel includes concrete self waterproof design, construction joint waterproof design and deformation joint waterproof design.

Key words:shield tunnel;Lining segment;Contact channel;Waterproof des

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 工程概况 1

1.1总体概况 1

1.2工点概况 2

1.3工程地质 2

1.4水文地质条件 3

1.4.1地下水类型 4

1.4.2地层渗透性 4

1.4.3地下水水位 5

1.4.4地下水的腐蚀性 6

1.4.5地下水对工程的影响 7

1.4.6抗浮设计分析 7

1.5场地和地基的地震效应 7

1.6工程地质评价 8

1.6.1场地稳定性及工程的适宜性 8

1.6.2地基均匀性评价 8

1.6.3特殊岩土 8

1.6.4不良地质作用 9

1.6.5围岩类别 10

1.6.6岩土层物理力学指标综合建议值 11

1.7天然地基分析与评价 17

1.7.1天然地基持力层选择 17

1.7.2承载力设计参数 17

1.7.3沉降验算参数 18

第二章 荷载和内力计算 19

2.1基本参数 19

2.2材料参数 19

2.3设计依据 20

2.4设计参数拟定 20

2.5计算方法 21

2.5.1匀质圆环法内力计算表 22

2.6荷载组合 23

2.7截面一荷载计算 25

2.8截面二荷载计算 29

2.9联络通道荷载计算 33

2.10截面一内力计算 34

2.10.1基本组合 34

2.10.2标准组合 38

2.10.3人防组合 42

2.10.4包络图 46

2.10.5 GTS—NX机算 48

2.10.6算法结果比较 51

2.11截面二内力计算 52

2.11.1基本组合 52

2.11.2标准组合 56

2.11.3人防组合 60

2.11.4包络图 64

2.11.5 GTS—NX机算 66

2.11.6算法结果比较 70

2.12联络通道内力电算 71

2.12.1基本组合 71

2.12.2标准组合 72

2.12.3人防组合 73

第三章 配筋计算 75

3.1截面一 75

3.1.1配筋计算 75

3.1.2截面复核 76

3.1.3裂缝宽度检算 77

3.2截面二 78

3.2.1配筋计算 78

3.2.2截面复核 79

3.2.3裂缝宽度检算 80

3.3联络通道 81

3.3.1顶板 81

3.3.2侧壁 82

3.3.3底板 83

3.4配筋布置 85

3.4.1盾构管片配筋 85

3.4.2联络通道配筋 85

3.5螺栓强度检算 85

3.6千斤顶作用管片受力计算 86

3.6.1局部承压验算 86

3.6.2预埋件设计 87

3.7抗浮验算 87

第四章 防水设计 88

4.1设计原则 88

4.2设计标准 88

4.3盾构法隧道防水设计 88

4.3.1混凝土结构自防水设计的一般规定 88

4.3.2防水设计方案 89

4.3.3防水措施 89

4.3.4防水材料的外形和尺寸精度摘要 90

4.3.5特殊部位防水设计方案 91

4.4结构自防水施工技术要求 92

4.4.1混凝土原材料 92

4.4.2掺合料 94

4.4.3混凝土配合比设计 94

4.4.4拌制、运输和浇筑 95

4.4.5计量 95

4.4.6运输 95

4.4.7浇筑 96

4.4.8混凝土的养护与拆模 98

4.5盾构法隧道防水施工技术要求 99

4.5.1施工要求 99

4.5.2联络通道洞口钢管片的防水做法 100

4.5.3联络通道洞口防水做法 100

第五章 图纸说明 101

参考文献 102

致谢 103

第一章 工程概况

1.1总体概况

为解决南京城市交通问题，南京市政府决定建设南京地铁四号线一期工程。南京地铁四号线一期工程起于中保站，止于仙林东地区，线路全长33.2km，高架段长0.8km，地面线长0.3km，地下段长32.1km。沿线共设置16座车站，包括换乘站9处，设青龙车辆段1处，设锁金村、灵山主变电所2座，并设控制中心于灵山站附近。

南京地铁四号线一期工程地质勘察分为4个标段， D4-XK01标段范围为中保站~鼓楼站的四站三区间。该标段起于CKl0 700处，由中保站沿草场门大街东行，后由草场门大桥南侧穿越秦淮河后至北京西路，在北京西路与虎踞路交叉口设草场门站。沿北京西路东行经省委、省政府，过宁海路后，在云南路与北京西路交叉口设云南路站。沿北京西路继续东行，在鼓楼广场设鼓楼站。南京地铁四号线一期工程D4-XK01标云南路站~鼓楼站区间在地铁四号线一期工程大致位置见图1-1。

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