论文总字数：78323字

摘 要

随着全球经济的发展，民众的生活日益改善。与此同时，城市的交通压力及环境污染等问题日益突出。地铁系统作为解决城市拥挤交通以及尾气排放的有效措施之一，近年来在我国得到大力发展。本文主要内容即为青岛地铁三号线汇泉~八大关区间隧道设计。根据地质情况和周边环境，依据相关条文规范，结合所掌握知识，确立了青岛市某区间隧道设计方案。

本次设计内容主要包括区间隧道的纵断面、横断面、衬砌结构、防排水、施工监测和施工组织设计。首先，根据已有资料确定合理的线路以及施工方案，进行隧道衬砌和联络通道的几何和结构设计计算，结合有限元初步分析结果，进行防排水设计、工程监测和施工组织设计。

关键词：地铁区间隧道，衬砌，结构，防排水，监测，施工组织

ABSTRACT：With the development of the economy, people's living have been greatly improved. At the same time, the traffic pressure and environmental pollution problems have become increasingly prominent. As one of the most effective way to solve the problem, mass underground have been constructed.According to the geological conditions in Qingdao Metro Line 3, and the relevant provisions of the specification, combined with the mastery of knowledge, the tunnel option was confirmed.

The design included longitudinal profile, transverse section, structure, contact channels, drainage and construction organization design. First of all, according to the information a reasonable line and construction program was determined; then making reasonable tunnel geometry design and structure design, calculation and analysis explained the rationality of structure; finally, the design of waterproof and drainage, engineering and construction monitoring was need to consider.

KEY WORDS: Subway Tunnel, lining, structure, waterproofing, drainage, construction organization

目录

第一章工程概况 4

1.1概述 4

1.2工程地质条件 4

1.2.1地形地貌 5

1.2.2地层岩性 5

1.2.3 地层物理力学指标 5

1.2.4地质构造及地震烈度 6

1.3水文地质条件 6

1.3.1地下水埋藏类型 6

1.3.2地下水的腐蚀性评价 7

1.4设计依据 7

1.5主要设计标准 7

第二章 施工方法论证 8

2.1 地铁常用施工方法 8

2.1.1明挖施工法 8

2.1.2矿山法 8

2.1.3 TBM掘进机法 8

2.1.4 盾构法 9

2.2工程环境 9

2.2.1地质水文环境 9

2.2.2地理环境 9

2.3方案确定 9

第三章 区间平、纵断面设计 10

3.1 横断面设计 10

3.1.1限界 10

3.1.2隧道内轮廓 11

3.2纵断面设计 11

3.2.1线路埋深 11

3.2.2线路纵坡设计 11

第四章 区间衬砌结构设计 13

4.1初期支护设计 13

4.1.1概述 13

4.1.2建筑材料 13

4.1.3 围岩初期支护方式及辅助施工措施 13

4.1.4支护参数 14

4.1.5地下水处理方案 14

4.2深埋段二次衬砌支护设计 14

4.2.1概述 14

4.2.2确定计算断面的深浅埋类型 15

4.2.3确定荷载 15

4.2.4衬砌几何要素 16

4.2.5计算位移 20

4.2.6解力法方程 29

4.2.7计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力 30

4.2.8最大抗力值的求解 31

4.2.9计算衬砌总内力 31

4.2.10 衬砌截面强度检算 33

4.2.11 内力图 34

4.2.12 III级围岩的配筋及验算 34

4.3浅埋段二次衬砌支护设计 44

4.3.1概述 44

4.3.2确定计算断面的深浅埋类型 44

4.3.3确定荷载 45

4.3.4衬砌几何要素 47

4.3.4.2 47

4.3.4.3 48

4.3.5计算位移 51

4.3.6解力法方程 60

4.3.7计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力 61

4.3.8最大抗力值的求解 62

4.3.9计算衬砌总内力 63

4.3.10 内力图 65

4.3.11 IV围岩的配筋及验算 65

4.4深埋隧道软件分析 76

4.4.1软件计算说明 76

4.4.2 荷载 78

4.4.3围岩压力分担比例 80

4.4.4计算成果 80

4.4.5验算配筋及正常使用极限状态相关参数 83

4.4.6配筋及极限状态验算结果 84

4.5浅埋隧道软件分析 89

4.5.1软件计算说明 89

4.4.2 荷载 91

4.5.3围岩压力分担比例 93

4.5.4计算成果 93

4.4.5验算配筋及正常使用极限状态相关参数 97

4.4.6配筋及极限状态验算结果 97

4.6手算与电算结果比较 103

4.6.1深埋隧道 103

4.6.2浅埋隧道 103

第五章 防排水设计 104

5.1防水设计 104

5.1.1防水设计标准 104

5.1.2结构防水体系 104

5.1.3结构防水设计 105

5.1.4特殊部位结构防水设计 105

5.1.5混凝土结构自防水 106

5.2排水设计 107

第六章 工程监测 109

6.1监测目的 109

6.2监测项目 109

6.3测点布设和测试方法 109

6.3.1地面沉降监测 109

6.3.2地面建筑物下沉及倾斜监测 110

6.3.3拱顶下沉监测 110

6.3.4净空收敛监测 110

6.3.5土体水平位移和地下水位监测 110

6.3.6爆破振动监测 110

第七章 施工组织方案 111

7.1概述 111

7.1.2 工程特点 113

7.2 总体施工部署 113

7.2.1水电及通讯部署 113

7.2.3通风 114

7.2.3施工组织机构 115

7.3区间施工方案 115

7.3.1工程筹划 115

7.3.2区间隧道施工主要技术要求 117

7.3.3二次衬砌施工 123

7.3.4辅助坑道施工 125

7.4环境保护措施 127

致谢 129

参考文献 130

第一章工程概况

1.1概述

青岛地铁3号线是青岛市首条地铁线路，线路全长25.1km线路自青岛站起至终点青岛北站。工程为汇泉至八大关站区间工程，起点位于汇泉站，终点位于八大关站，全长579.250m。本区间沿文登路向东至香港西路折向南，沿香港西路方向，横跨武昌路至荣成路和韶关路交汇附近，地面为体育场所和商务楼房。

1.2工程地质条件

1.2.1地形地貌

地貌类型跨越剥蚀斜坡（Ⅰ2）和山前侵蚀堆积坡地（Ⅱ1）两个地质单元，所处地形变化不大 ，地面高程约为6.84～15.05m。

1.2.2地层岩性

区间范围内第四系上部土层为第①层人工填土、冲洪积土第③粉质粘土、⑤中粗砂、层粉质粘土、第层含砂粘性土，未见软土分布，下伏基岩为燕山期花岗岩，强风化带风化埋藏较浅，深度较大，中、微风化岩面埋藏深度为10.41～15.80m。

对该区段所经地层特征根据《青岛市区第四系层序划分》标准地层层序编号简述如下：

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