地下通道设计篇1

徕远广场地下通道工程位于乌鲁木齐北门附近闹市区，地道横跨市区主干道，地面车流量比较大。本地下通道两侧为徕远工程B1，B2座，地下为车库，本地下通道将两地下车库进行连通。由于B2座与B1座室内外高差为1.7m，应此为本工最大覆土厚度为7.15m，最小覆土厚度为5.45m。

1 地道受力简图：选取本地道埋深最深处做计算分析

2 计算简图中的各种荷载计算：

2.1 汽车参数

根据汽车荷载主要技术指标，汽车－超20级的重车的参数如下：

一辆汽车总重：550kN

前轴重力：30kN

中轴重力：2×120kN

后轴重力：2×140kN

轴距：3m＋1.40m＋7m＋1.4m

轮距：1.8m

前轮着地宽度及长度：0.3m×0.2m

中、后轮着地宽度及长度：0.6m×0.2m

车辆外形尺寸（长×宽）：15m×2.5m

2.2 顶板处荷载：

土的容重 ，土内摩擦角

取中、后轴n=2，md=1.0，Pk=280kN，c1＝1.2m，a1＝0.20m，b1=0.6m

地道埋深最浅处为5.45m

地面堆载：

顶板覆土：

顶板自重：

则顶板处活荷载取：

2.3 侧壁荷载：

土内摩擦角

则侧壁为：

2.4 底板荷载：

地道自重：

上部覆土：

顶部活荷载：

地道内覆土荷载：

地道底板自重：

地道内活荷载：

则地道地板反力为：

活荷载：

恒荷载：

2.5 地道荷载简图为：

3 配筋计算

3.1 顶板：

支座：M=-370.6kN•m

轴力N=-285.4kN

混凝土强度等级：C40

fc ＝ 19.11N/mm

ft ＝ 1.71N/mm

钢筋强度设计值 fy ＝ 360N/mm

Es ＝ 200000N/mm

由弯矩设计值 M 求配筋面积 As，弯矩 M ＝ 370.2kN•m

截面尺寸 b×h ＝ 1000*600mm ho＝h-as＝600-50＝550mm

相对界限受压区高度 ξb

ξb＝β1 / [1 + fy / (Es * εcu)]＝0.8/ [1+360/(200000*0.0033)]＝0.518

受压区高度x＝ho - [ho ^ 2 - 2 * M / (α1 * fc * b)] ^ 0.5

＝550-[550^2-2* 370200000/ (1*19.11 *1000)]^0.5＝36mm

相对受压区高度ξ＝x/ho＝36/550＝ 0.066 ≤ ξb ＝ 0.518

纵向受拉钢筋As＝α1 * fc * b *x / fy＝1*19.11*1000*36/360＝1934mm

配筋率ρ＝As/(b*ho)＝1934/(1000*550) ＝ 0.35%

最小配筋率ρmin＝Max{0.20%, 0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.21%}＝0.21%

跨中：M=972.3 kN•m轴力N=-285.4kN

混凝土强度等级：

C40 fc ＝ 19.11N/mm ft ＝ 1.71N/mm

钢筋强度设计值 fy ＝ 360N/mmEs ＝ 200000N/mm

由弯矩设计值 M 求配筋面积 As，弯矩 M ＝ 972.3kN•m

截面尺寸 b×h ＝ 1000*600mm

ho ＝h - as＝600-50＝ 550mm

相对界限受压区高度 ξb

ξb＝β1/[1+fy/(Es*εcu)]＝0.8/[1+360/ (200000*0.0033)＝0.518

受压区高度x＝ho-[ho ^ 2 - 2 * M / (α1 * fc * b)] ^ 0.5

＝550-[550^2-2*972 300000 /(1*19.11 *1000)]^0.5＝102mm

相对受压区高度 ξ ＝x / ho＝102/550＝0.185 ≤ ξb＝0.518

纵向受拉钢筋 As＝α1 * fc * b * x / fy

＝ 1*19.11*1000*102/360

＝5412mm

配筋率ρ＝As/(b*ho)＝5412/(1000*550)

＝ 0.98%

最小配筋率 ρmin＝Max{0.20%, 0.45ft/fy}＝Max{0.20%, 0.21%}＝0.21%

顶板实际配筋：上部22@100 (HRB400，As=3801mm2)，下部32@120 (HRB400，As=6702mm2)

3.2 侧板

外侧支座：M=-699.1kN•m

轴力N=-852.6kN

由弯矩设计值 M 求配筋面积 As，弯矩 M ＝ 699.1kN•m

纵向受拉钢筋 As＝α1 * fc * b * x / fy＝1*19.11*1000*51/360＝ 2710mm

配筋率 ρ＝As/(b*ho)＝2710/ (1000*550)＝0.49%

侧壁实际配筋：外侧 22@100 (HRB400，As=3801mm2)，内侧22@200(HRB400，As=1901mm2)

3.3 底板

外侧支座：M=362.2kN•m

轴力N=-285.4kN

由弯矩设计值 M 求配筋面积 As，弯矩 M ＝ 362.2kN•m

纵向受拉钢筋 As ＝ α1 * fc * b * x / fy ＝ 1*19.11*1000*99/360

地下通道设计篇2

一、韶山南路及地下通道分布

韶山路位于长沙市雨花区，是一条南北向城市生活干道，于2003年10月改造成幅宽60米双向八车道。韶山南路两侧分布着若干高校校区、大中型医院、购物中心、建材家具市场、住宅小区等等，车水马龙，其交通畅达情况直接影响到长沙市南二环的交通压力。

中南大学铁道校区到中南林业科技大学之间路段，共分布了四处地下通道，分别位于铁道校区东大门、长沙市中心医院前广场、韶山南路与香樟路交叉路口、中南林业科技大学东大门（如图1）。四处通道间隔不远，均是临近公交车站所建，修建过程中即考虑到城市综合交通规划的要求。

二、地下通道环境艺术设计分析

城市中有些设施之间虽然近在咫尺，但由于交通的阻隔，其被宽阔的道路划分成一座座“孤岛”，利用地下公共通道则能够有机地联系这些空间。这些地下公共通道通常是区域过街人行道，但目前这类空间的质量不高，脏乱差，商业开发少。所以了解地下人行通道系统布局原则是很有必要的，地下人行通道系统布局原则有：

1、以交通枢纽站为节点，形成立体的交通联系网络。

2、以便捷通达为目标，注重其联系能力和通过能力。

3、以环境舒适宜人为根本，为市民提供文明、洁净的出行空间。

三、地下通道实例调研及分析

1、雨花区11号地下通道

雨花区11号地下通道是为保证长沙市中心医院救护通道的完全通畅及缓解医院前广场的交通压力而修建。该通道与10号地下通道仅仅间隔约50米，但因为其特殊的“职责”——生命线而存在。

该地下通道的最大特点即为人车“混流”(图2)。此并非真正意义上的人车混流，而是将车行地下通道与人行地下通道结合设计，采用抬高人行道路缘和建造护栏等措施来保证行人安全。因结合车行通道设计，人行通道仅1.8米宽。就在如此宽度的人行道上，依然有商贩违规摆摊，导致局部同行能力较差，摊位前仅能通过一人。

2、雨花区10、13号地下通道

雨花区10号地下通道位于铁道学院东大门，13号地下通道位于中南林业科技大学东大门。该类地下通道的共同特点是纯人行地下通道，宽度达4M左右，均进行了无障碍坡道和盲道引导设计。

存在的共同问题也比较突出。由于位于高校大门前，人流以学生为主——学生是流动商贩最青睐的消费对象，因此地下通道内两侧摆满了地摊，如此一“夹击”使得真正人行通过的部分仅有1.2M左右，而且空间品质较差（图3）。由于进行了无障碍坡道设计，不少非机动车也会由此“借道”，造成了地下通道内人车流混杂，影响了行人的安全，也影响了通过能力。

3、雨花区28号人行地下通道

雨花区28号人行地下通道位于韶山南路与香樟路交汇处，为其周边的大型购物广场提供了便捷的可达性。

该处地下通道位于交叉路口，为了节省道路面积，其无障碍设计采用了转折式坡道（图4）。对无障碍坡道的宽度也限制到了1.2M左右，一定程度上也限制了机动车和流动商贩的小货车的通行能力，保证了行人的安全。

除了上述的实例简介，调研过程中还总结了所有地下通道存在的共同问题：

通道内无证商贩违规摆摊，占用了通道面积，影响通过能力。

不少摩托车、电动车“借道”无障碍坡道，干扰行人安全。

卫生状况难以保证，常常给人以脏乱差的印象，无安全感。

入口没有雨棚等遮挡设施，内部缺少公用电话亭、垃圾桶等设施。

通道内常年需要电力照明，而且内部墙壁材质单调，环境感受单一。

四、结语

在长沙市岳麓大道东段有一条太阳能供电、LED灯照明的地下通道已经投入使用，其利用安装在四个出入口雨棚上的108块太阳能板为通道中88条LED灯管提供电力。此类生态节能技术措施宜大面积投入到公共交通空间环境设计中。

从设计到施工建造，到最后的投入使用，空间品质往往会经历急剧的“变脸”。设计者尽力考虑到各方面因素，大到规划层面，小到节能技术、人性化设施等细节，拿出了合乎要求的设计方案，但是由于后期的管理不善以及使用者的疏忽，很多本该舒适宜人的公共空间成为了人们不愿意涉足的地方。在要求管理者提高监管力度的同时，也要提倡广大使用者文明出行，共同维护城市公共空间品质。

参考文献

地下通道设计篇3

本地下通道工程位于某厂区内的熔铸车间与挤压车间之间,北起熔铸车间内部,依次穿越现有厂区道路及厂区内部铁路,南接入挤压车间内。总长度约125m,采用一组箱形双孔连续框架通道。净宽为4.3m+4.3m,净高为5.565m。框架通道的底板标高相同,并在底板以上路面标高以下采用回填处理。本工程采用通常的凹形纵剖面,详见下图1。因要求施工地下通道过铁路段时,不得中断铁路运行,因此考虑过铁路段的地下通道框架（约10m长）采用顶进法施工。

2场地工程地质条件

根据岩土工程勘察报告,本工程拟建场地面积大部分为原煤矿堆矸石山,虽经平整,但由于人工填矸、填土、取土等因素影响,使该场区沟坑凹凸不平,地势起伏较大,场地东部为农田,地形简单,地势平坦。地面标高48.72~44.46m。

3顶进结构设计

在顶进地下通道施工前,应做好工程降水,在此基础上做好基坑、顶力、滑板、后背及隔离层、预制箱体的结构设计,以及施工便梁加固线路设计、便梁支墩的结构选型等。

3.1基坑的设计

预制和顶进地下通道的工作场地称为基坑,基坑前端应紧靠穿越的既有铁路,后端需布置后背,坑内设有底板和排水设施。地下通道顶进工作能否顺利进行与基坑布置是否合理有很大关系。基坑的设置应在确保铁路行车安全和顶进施工质量的前提下,力求减少加固支撑材料,降低成本消耗。根据工程中线路情况,在保证排水和安全的前提下,选择了在铁路线北侧留出基坑,同时根据地下通道的长度、宽度在底板和后背间留出了3m的位置布置顶进设备,并在通道两侧预留了2m左右的工作宽度;在通道箱体前端预留了安装钢刃角和箱体空顶的位置。

3.2顶力计算[1]

地下通道顶进时需克服的各种阻力之和称为顶力,顶力的大小与通道箱体的重量、隔离层的力学性能、路基土质、施工机械与设备等因素都有关系。正确地确定顶力的大小,结合施工单位的设备条件对如何选用合适的顶进设备及进行后背设计,使其既简单合理又有一定的安全储备来说极为重要。当在铁路上采用便梁架空再顶进通道箱体时,两侧的土压力较小,顶力主要来自箱体底部土体的摩阻力,计算时可按简化公式:P=μN,式中:P为顶力,kN;μ为顶力系数,一般取1.0~1.5;N为通道箱体重力,kN。

根据上式计算,得出顶力大小约在12000~17000kN之间,再根据得出的顶力，考虑到施工单位的设备条件及需保证顶力均匀、局部压力满足要求等条件，笔者考虑采用起顶力为200t千斤顶,按5根/m的配置。经顶力曲线分析,当通道箱体启动时顶力较大,而后的空顶阶段,其顶力减小,但当刃角入土后顶力逐渐增加,最大顶力发生在通道箱体脱离底板时。因此在设计中,笔者考虑通过采用改善滑道的平整度、优化隔离层等措施来减小启动顶力。

3.3后背、滑板及隔离层的结构设计

后背位于基坑后部,是顶进施工时千斤顶的承力面,承受顶进时的水力。后背虽然是临时构筑物,但对顶进施工十分重要,应根据顶力的大小、地形地貌、土质等条件来选定,必须保证安全可靠。本工程中,根据现场情况,采用了钢轨桩加夯填后背的形式,来保证顶进后背具有足够的刚度及足够的承载力和稳定性[2]。

滑板的设置也应满足预制的通道箱体所需的强度和刚度,以及顶进时的稳定要求。笔者采用了300mm厚的C20混凝土滑板,并在滑板下设置了100mm厚的碎石垫层,为提高滑板的抗滑能力,保证通道箱体在顶进时不会被带走,还在锚板以下设置了400x500的混凝土锚梁。

3.4施工便梁加固线路

地下通道顶进施工中,为保证铁路线路安全,必须对铁路线路进行加固。铁路加固形式可分为:(1)吊轨、扣轨梁加固;(2)纵挑横抬加固;(3)低高度便梁加固等三种方案。根据铁路线路、通道长度等因素,采用了D24的低高度便梁加固铁路线路,同时限制列车速度为45km/h。

4 施工注意事项

采用顶进法施工地下通道时,还需注意以下几点:(1)铁路相关管线的防护或拆建未完成之前,不允许顶进框架开工;(2)铁路路基附近有很多电缆，施工时要注意;(3)基坑开挖后应作平整处理,并采取必要的排水措施;(4)施工中应合理控制箱身裂纹,防止箱体出现“扎头”现象;(5)本通道框架钢筋较复杂,在施工时必须严格按照有关施工规范及标准办理。

5结 语

随着社会的发展和科技进步,为适应既有铁路提速要求,沟通铁路两边道路交通,在铁路线路下采用顶进法施工地下通道已经被广泛使用。实践证明,在既有铁路线路下采用顶进法施工地下通道对交通干扰小,结构轻巧,可以确保铁路不间断运行,满足生产生活的要求。

地下通道设计篇4

目前已有的高密度开发区域却因交通需求较大，而考虑布置较宽的街道，从而将城市空间割裂。通过设置地下车行通道，可置换部分地面道路空间，分流地面交通，减少地面道路的交通压力和道路设施规模，减少地面碳排放量，降低地面机动车噪音，把更多的地面空间留给行人与非机动车，达到已有城市设计的目标。同时设计地下车行通道，可缓解地面道路交通压力，提升地区整体交通品质根据已有规划，在高铁商务核心区将建成近1万个车位，高峰小时机动车出行量较大，路网负荷较高。随着未来高铁商务区的开发建设，地面道路将逐步趋于饱和。同时，地下车行通道的建设可以增加区域内部的路网容量，可利用的出入口分流大部分进出地下车库的小汽车交通，从而减少核心区内部地面道路的交通压力，同时，地下车行通道为需进入区域地下车库的交通提供了一条便捷的连续通道，使得驾驶者能够根据道路运行状况，动态的选择合理的到发路径。

针对无锡锡东新城商务高铁商务区来说，从周边相关工程的开发建设情况来看，地下车行通道的建设迫切性主要分为两大方面：首先，从对区域重大设施的有效支撑方面，无锡高铁车站将于2011年建设完成，为确保高铁车站交通能够高效疏解，地下车行通道服务高铁车站的独立车道需要同步建成运营，因此，地下车行通道建设时间非常紧迫。其次，从区域的整体发展方面，地下车行通道主要布置在区域规划市政道路下方。虽然主体地下环路工程需待周边主要地块均建成投入使用后才能发挥其功能，完成通道设备安装及全面投入运营的时间较为充裕，但是为确保地下车行通道上方的区域地面道路能如期完工，并避免重复开发所产生的废弃工程以及地下道路后期建设对区域已有设施的众多影响，地下车行通道主体土建工程应先于地面道路完成，其建设刻不容缓。综上所述，地下车行通道作为地区市政基础设施的一个重要组成部分，具有较强的建设迫切性，需在区域开发建设前期开展工程建设。

1 地下车行通道工程总体方案

无锡锡东高铁商务区地下车行通道工程由一环+一弧组成，主要服务对象为小型客车，其中一环为商务核心区车行环路，主要功能定位为联系商务核心地下二层车库，服务区域到发交通，提高区域静态交通出行效率，缓解商务核心区地面人车矛盾，改善商务区地面环境品质，实现低碳交通理念；一弧为高铁枢纽连接通道，以服务高铁车辆快速集散为主，同时联系高铁周边地块的地下车库，服务地块部分到发交通，两端出入口兼顾作为商务核心区环路的进出通道，减少高铁集散交通对商务核心区内部道路的影响。地下车行通道工程布置于高铁商务区兴吴路、和祥路（原文景路）、翠山路、丹山路四条规划道路下方，全长约2.1 km。断面采取单车道+集散车道的布置形式，翠山路、丹山路路段为单车道+两侧分设一条集散车道，和祥路（原文景路）路段为单车道+内侧集散车道，兴吴路路段为两条单车道+内侧集散车道。地下车行通道共布置5进4出9处出入口，服务商务核心区与高铁车站配套工程的交通集散。地下车行通道全线采取逆时针单向组织。地下车行通道还布置有通风、照明、给水消防和照明供电系统，满足通道正常运行和应急的需要（如图1）。

2 地下车行通道设计

2.1 地下通道功能定位分析

无锡锡东高铁商务区地下车行通道工程由一环+一弧组成，主要服务对象为小型客车，其中一环为商务核心区车行环路，主要功能定位为联系商务核心地下二层车库，服务区域到发交通，提高区域静态交通出行效率，缓解商务核心区地面人车矛盾，改善商务区地面环境品质，实现低碳交通理念；一弧为高铁枢纽连接通道，以服务高铁车辆快速集散为主，同时联系高铁周边地块的地下车库，服务地块部分到发交通，两端出入口兼顾作为商务核心区环路的进出通道，减少高铁集散交通对商务核心区内部道路的影响。

2.2 设计技术

基于以上设计思想，本工程高铁商务区地下车行通道总体设计以区域的地下空间概念规划为指导，地下车行通道的功能定位为基础，确定总体方案；同时统筹考虑地下车行通道与轨道交通、市政管线和其它地下构筑物的关系，集约化利用地下空间；坚持需要与可能相结合的原则，充分考虑工程实施的可能性、尽可能采用减少投资的措施，并在设计中注重环保与节能，以求最佳的投资效果。

高铁商务区地下车行通道的技术标准应与道路功能定位和服务对象相符合，为今后发展留有余地；在满足功能和安全的前提下，适用性和经济性相结合，选择实用适宜的标准。地下车行通道为连接地面道路与地下车库的地下机动车集散道路。地下车行通道用于连接地面道路和车库，地面道路设计车速为40 km/h，车库内部限速为5 km/h，地下车行通道介于两者之间，主线和匝道计算行车速度道与车库衔接处计算行车速度取10 km/h。地下车行通道主要面向通勤、公务用的乘用车和小型货车，因此车道的高度应满足国内相关道路规范中小型车辆的使用要求，通常情况下，地下车库内小汽车的设计通行净空不超过2.4 m，但是为保证发生紧急情况时，消防车、急救车等可以进入，地下车道应综合考虑消防应急等特殊车辆的通行要求。另外，由于受到上部管线的标高控制，地下车行通道设计通行净空若继续增大，则将加大地下道路的开挖深度，项目的工程投资也将增加。综上所述，地下车行通道的通行限高定为3.0 m，设计通行净空为3.2 m，可满足消防与救援车辆通行要求。

同时针对由于高铁商务区内部路网间隔较小，为尽可能减少地下通道出入口敞开段长度，并尽快与地面道路接顺，敞开段范围取用最大纵坡9%，满足规范最大纵坡限制值的要求。由于服务对象主要以小型客车为主，车辆性能较好，在北京中关村地下通道的布置中，出入口纵坡采用了最大纵坡12.5%的布置，从运营效果看，也无明显的负面影响。因此高铁商务区地下通道敞开段纵坡取用9%是可行的，与路网间距协调也较为理想。

3 高铁商务核心区地下车行通道规模分析

高铁商务核心区地下车行通道规模不仅取决于联系地下车库规模，也与衔接道路的容量，工程的可实施性密切相关，通道容量过小，易造成通道内的交通拥堵，或者地下通道的功能受到制约；通道容量过大，会引起交通的过分集中，导致地下通道出入口衔接地面道路的拥堵。高铁商务核心区地下车行通道的功能主要为服务地区到发交通，根据已有交通分析，各路段高峰小时流量在800～1300 pcu之间，从通行能力来看，地下车行通道应不少于2车道规模，至少有1根车道需保证连续通行。从已有地下通道开发建设经验来看，通道断面布置主要有3种主要形式。

（1）主线1车道+集散车道。地下车行通道主线采取1车道布置，在与地下车库衔接出入口一侧增设集散车道，两侧均设集散车道断面结构内宽11.1 m，单侧设集散车道断面结构内宽8.1 m，此类布置形式通过标志标线组织进出车库交通，与地块衔接处无需单独展宽（如图2、3）。

（2）主线2车道+出入口展宽形式。地下通道采取主线2车道形式，与地块衔接出入口需单侧展宽1车道，则最大实施宽度达14.1 m，出入口两侧布置渐变段及加减速车道，整体展宽范围达到90 m，此类形式总体开发规模较大，断面变化较多，工程实施难度较大（如表1）。

根据三种断面布置形式的各自特点，对其进行交通微观仿真评价、工程实施评价等多方面的对比分析，见表1。从表1可以看出，主线1车道+集散车道的布置形式从工程实施条件与交通仿真评价方面均比另外两个方案具有一定优势，而工程建设规模仅比最小方案高不到3%，因此，建议高铁商务核心区地下车行通道采用单车道+集散车道的布置形。

4 结语

随着城市地下空间开发和利用的不断发展，地下车行通道有效地联系并整合区域地下停车资源的同时又能减少地面道路交通绕行。文章通过结合无锡锡东新城高铁商务区地下车行通道为例，提出地下车行通道的可行性，对地下车行环路的规模、功能布局等，总结出一些特点和规律，可为同类工程提供借鉴。

地下通道设计篇5

1．工程概况

本次进行降水设计的车站为地下二层岛式车站，车站主体结构尺寸长237.4m，宽17.2m，底板底面设计标高约104.3m，底板埋置深度约为现地面以下15.83m。拟采用明挖法施工，车站基坑围护方案采用水下钻孔灌注桩+旋喷桩止水+内支撑的基坑围护结构设计方案。

2．场区水文地质条件

根据勘探资料，勘探深度内地下水可分为潜水﹑微承压水及承压水：

（1）潜水：含水层由①1层杂填土、1层粉质粘土、1T2层淤泥质粉质粘土构成。①1层杂填土密实度差，孔隙大，有利于地下水的储存和渗透，雨季时含水丰富，出水量较大。1层粉质粘土、1T2层淤泥质粉质粘土饱含地下水，但透水性较弱，属弱～微透水地层。

（2）微承压水：含水层由2粉砂﹑1T2层淤泥质粉质粘土﹑3中砂、3T1层粉质粘土构成。相对隔水顶板为1层粉质粘土，相对隔水底板为⑨粉质粘土。水头埋深在地面下5.12m，大连高程为114.98m，水头高度4.58m。

（3）承压水：含水层主要由⑩1中砂构成。相对隔水顶板为⑨层粉质粘土，相对隔水底板为⑩2层粉质粘土。根据本次勘察成果，该层水头埋深在地面下7.86m，大连高程为112.64m，水头高度22.64m。

车站主体结构与各含水层关系见下图。

3．地下水影响分析及降水设计计算

3.1 地下水影响分析

本站主体主要采取在结构周边设置隔水帷幕的方式对影响结构施工较大的潜水、微承压水进行控制，由于阻水结构底已进入弱透水层⑨层，因此基坑阻水结构是完整阻水结构，正常情况下已将基坑周边的地下水侧向补给完全阻断，但围护结构内含水层赋存水亦会影响到结构施工。

根据抗突涌验算分析，在基坑开挖时其下部承压水由于压力水头过高，将产生突涌，故需布设减压井将承压水头降至满足基坑抗突涌高度以下。

3.2 降水方案的设计计算

主站体结构施工过程中基坑内需处理的地下水：

(1)潜水：该层水需做疏干处理。

(2)微承压水：该层水需要将其弹性释水量和含水顶板至结构底板以下1.0m±的储水量疏干。

(3)越流补给：需要控制承压含水层对上层水的赿流补给。

(4)抗突涌减压：需在基坑加深段部位针对下覆承压含水层进行减压处理。

针对以上四部分地下水，分别采取布置疏干管井和减压管井的方式对其进行控制。具体计算过程如下：

3.2.1降水设计基本参数

车站外包尺寸面积A（m2）、地面标高（m）、结构底标高hd（m）、潜水含水层水位h1（m）、潜水含水层底板标高平均值hw1（m）、微承压水水头标高平均值h2（m）、微承压含水层顶板标高平均值hw2（m）、微承压含水层底板标高平均值h’w2（m）、相对隔水层粉质粘土⑨层渗透系数K1（m/d）、承压含水层渗透系数K2(m/d)、承压水水头标高平均值h3（m）、承压含水层顶板标高平均值hw3（m）、承压含水层底板标高平均值h’w3（m）、水力坡度i、降水井半径rw（m）、沉砂管长度HS（m）。

3.2.2降水计算

依地下水影响分析对各层水分别计算如下：

3.2.2.1潜水

围护结构范围内潜水储水量计算公式。

式中μ1：给水度；S1：原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）。

3.2.2.2微承压水

围护结构范围内微承压水储水量包括两部分：

（1）弹性释水量3

式中S2：原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）；μe：弹性释水系数，μe=mμe1（m：含水层厚度（m）；μe1：比弹性释水系数）。

（2）含水层顶板至结构底板以下1.0m±含水层内的储水量

式中μ2：给水度；S3：原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）。

3.2.2.3承压水

承压水对于结构施工的影响包括对于上部含水层的越流补给及由于水头过高而造成的突涌效应两部分，计算如下：

（1）越流补给量Q4=

式中：越层补给系数（=，：承压水与潜水位的水位差（m）；k：相对隔水层渗透系数（m/d）；m：相对隔水层厚度（m））。

（2）降低承压水头的出水量

抗突涌验算公式w

式中H：承压水头（m）；h：承压含水层顶板至开挖槽底的土层厚度（m）；Ks：安全系数；w：水的重度（kN/m3）；：土的重度（kN/m3）。

取临界值可计算出不产生突涌所需要的水位降深。

选取正确的井结构模型进行出水量计算，计算公式如下：

式中K：承压含水层渗透系数（m/d）；R：降水影响半径（m），R=10S；S：水位降深（m）；r0：基坑等效半径（m），；M：承压含水层厚度（m）。

3.2.3疏干井配泵及井深

主站体结构一般深度部位疏干井内控制的水量：Q =Q1+ Q2+ Q3，依公式 q*n*a*k≥Q，用试算法得出井数及配泵q1、越流量所需泵量 及站体加深段增加泵量q′后既可得实际配泵量q。

式中n：疏干井数量；a：超前抽水天数；k：折减系数。

井深：

3.2.4减压井配泵及井深

依泵量公式 ，试算法既可得出为减小水头压力所需配备的泵量q3。

井深：

3.2.5承压水降深验算：

式中M：含水层厚度（m）；S：基坑水位降深（m）；Q：基坑涌水量（m3/d）；：某点到各井点中心距离（m）；R：影响半径（m）。

将数值带入公式计算后，与实际所需降低水位进行比较，既可判别水位降深是否满足要求。

4．结束语

管井井点降水是现在深基坑降水工程中较为常用的一类降水方式，其有着施工工艺成熟、降水效果显著等优点，但在成井及抽水维护过程中亦存在着许多需要注意的问题：

降水井的平面布置：降水井平面布设宜采用围绕结构封闭式布置，当某处无法封闭时须在该处延长布设；

成井方法的选择：选用不同机械施工的降水井，其洗井难易程度存在有较大差异；

成孔要求：降水井成孔务必保证孔径和垂直度满足设计及相关规范要求，才能保证降水井达到设计出水量；

洗井要求：洗井工作应在规定时间内完成，且洗井程度应达到水清砂净，保证降水井的出水效果；

抽水要求：基槽开挖前务必保证一定的超前抽水时间，才能保证能够达到理想的降水效果，尤其本次设计结构内布设的疏干井更应实现超前抽水。抽水维护期间应定期对抽出水的含沙量定期检测，保证其满足相关规范要求，以免由流砂导致地面沉降等不良现象。

由此可见，降水设计应全面的考虑问题，照顾到整个降水过程的每个环节，并给出相关技术要求或参数建议值，保证每个施工环节均能够有据可依，才能够保证工程项目的顺利开展。

参考文献：

1．《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98

2. 《城市轨道交通岩土工程勘察规范》 GB/50307-2012

3. 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ120-2012

地下通道设计篇6

随着城市建设的发展，地铁下穿既有地下通道的工程愈来愈多。为防止盾构在掘进过程中，造成既有地下通道区内土体下沉、道床沉降，危及行车安全。穿越节点处采取推进前对既有地下通道线路预加固和对地下通道影响范围内的隧道采用加强配筋的超深埋管片。同时在盾构推进时实行信息化动态施工，及时调整盾构掘进参数，保持盾构开挖面的稳定，管片脱出盾尾时及时采用同步注浆、二次注浆来填充盾尾建筑空隙，以保工程和地下通道行车安全。以杭州轨道交通5号线打铁关站～宝善桥站区间盾构下穿环城北路地下通道进行计算分析，证明以上措施可达到预期目标。

二、工程概况

打铁关站～宝善桥站区间位于下城区，区间采用盾构法施工，设置两座联络通道，其中一座联络通道兼泵站，在建国北路与环城北路交叉口处下穿该地下通道，形成立体交叉。

区间于YDK26+490～YDK26+530段下穿环城北路地下通道，下穿角度约70°，该处地铁区间埋深约25.8m，环城北路地下通道2015年10月通车，其北线为明挖区间，底板厚800mm，距离5号线盾构区净距约18m，南线为直径11.2m、600mm厚管片大盾构区间，距离5号线盾构区间约2.1m。为防止通道沉降（特别是南线盾构隧道），环城北路地下通道盾构隧道下方土体采用Φ800@600高压旋喷桩进行加固，加固范围为：地铁盾构隧道纵向约22m，环向不小于3m。按照目前工筹，盾构掘进期间该通道已运营。

三、工程地质及水文概况

区间段线路穿越了不同时代的地层，根据勘探孔揭露的地层结构、各岩土层分别按岩土层代号自上而下描述：①1杂填土、①2素填土、③2砂质粉土、③3砂|粉土夹粉砂、③4砂质粉土夹淤泥质粉质粘土、③5砂质粉土、③6粉砂夹砂质粉土、③7砂质粉土夹淤泥质粉质粘土、④1淤泥质粉质粘土、④2淤泥质粉质粘土⑥1淤泥质粉质粘土、⑥2淤泥质粉质粘土夹粉砂、⑦1粉质粘土、⑧2粉质粘土、⑨1粉质粘土、⑨2含砂粉质粘土、⑨3砾砂、⑩2粉质粘土夹粉砂，该段盾构底部位于⑥2淤泥质粉质粘土夹粉砂中。

场地浅层地下水属孔隙性潜水，由大气降水径流补给以及河水的侧向补给，排泄主要通过蒸发形式。由于场地地势较低，地下水与地表水水力联系较强，地下水位高程受降雨及内河水位涨落影响较大。潜水水量较大，地下水位随季节变化。水位埋深一般为1.00～4.50m，高程3.70～5.26m。

四、数值计算分析

在分析新建地下工程对既有地下结构安全性影响的过程中，目前常用的方法主要还是利用数值分析软件（如迈达斯GTS、ABAQUS、FLAC3D、ANSYS等），通过建立数值仿真模型进行计算分析从而判断新建地下工程是否会对既有结构的正常运营造成威胁。

4.1 控制标准

由于盾构下穿大盾构工程案例较少，结合《城市轨道交通监测规范》及杭州、上海及宁波等软土地区其他工程经验。盾构下穿环城北路地下通道，其结构沉降及水平位移分别为10mm和5mm。

4.2 计算模型建立

用迈达斯GTS对区间下穿在建通道进行分析。数值模型水平长120m，向下延伸60m，径向延伸70m。计算模型采用摩尔库伦模型，地下通道结构及地铁盾构管片采用板单元、土体采用实体单元进行模拟。地层参数参照《杭州地铁5号线岩土工程详勘报告》并加以合理概化。

通过数值模拟分析，杭州地铁5号线盾构下穿环城北路地下通道引起该通道最大沉降为：南线大盾构3.61mm，北线明挖区间：4.05mm；最大水平位移为：南线大盾构4.82mm，北线明挖区间：1.71mm；变形量较小，故可判定5号线盾构区间下穿环城北路地下通道施工处于安全可控状态。

五、安全保护方案及应急预案

通过以上分析，杭州地铁5号线区间盾构下穿环城北路地下通道施工安全可控，但考虑到地铁及大型地下交通工程社会影响巨大，不容有任何意外发生，因此需制定安全保护方案及应急预案。

5.1安全保护方案

保护措施主要包括以下措施：

a）地层损失率控制在5‰以内。

b）利用盾构推进的初始100m长度作为试验段，掌握盾构掘进参数与地层位移间的规律，进行智能化施工；

c）根据隧道覆土厚度、地面附加荷载等情况，结合模拟段施工时总结的最佳参数，确定最佳的穿越通道的盾构机土压平衡值；

d） 盾构推进过程速度保持稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越，减少盾构推进对土体造成的扰动。

e） 在盾构机穿地下通道时，将出土量控制在理论出土值的99.5%左右，保证盾构切口上方土体能有微量的隆起（不超过1mm），以便抵消一部分土体的后期沉降量；

5.2监测方案

穿越前（30m）、穿越中（40m）及穿越后（30m）过程中，应加强地面沉降及变形的监测。以地铁盾构下穿处为中心在环城北路地下通道两侧各30m范围内布设自动监测断面，对地层做变形量测。盾构通过期间，每10min提供一组监测数据。为保证既有地下通道的行车安全和正常运营，在盾构穿越铁路期间，必须对既有线路实施全天24小时的监控。

1）监测项目

（1）对地铁盾构隧道的监测包项目括隧道拱顶沉降和管片衬砌变形等。

（2）对地下通道的监测项目包括通道结构沉降、上浮、水平位移、裂缝观测及地表沉降等。

2）监测要求

（1）地面沉降监测点需布置纵向（沿轴线）剖面监测点和横剖面监测点，取每隔5 ～6.5米在沿轴线方向布置一个测点。

（2）监测横剖面：每隔10～15m布置一个横剖面，在横剖面上从盾构轴线由中心向两侧由近到远，按测点间距为2m；布设的范围为盾构外径的2～3倍，即线路左右各12 ～18m范围。

（3）对于轨面的监测，在每根轨道上沿轨道方向每3m设一个观测点，测点用红油漆标记，并统一编号。

（4）监测频率：盾构掘进时，地面监测频率为1次/2h，监测范围为机头前10m和后20m。

5.3施工应急措施

在施工掘进过程当地下通道的沉降及变形较大时，主要采取以下应急措施：

1）隧道内应急措施：立即停止盾构掘进，并保持土仓压力，有效控制地表继续沉降。

2）对已拼装成形的盾构隧道，在沉降区内进行管片背后补注浆，在此期间提高监测的频率，及时绘制变形曲线图，以便根据变形发展情况采取相应措施。

3）施工时还应准备好足够的抢险物资及设备，如发泡聚氨脂、盾尾油脂等，并成立行之有效的应急机构。

六、结论

经过上述分析计算，通道最大沉降约4.82mm，满足通道保护标准；同时盾构自身竖向变形及水平收敛也满足规范要求。因此，该工程方案可行，安全可控。但是考虑到地铁和大盾构都是重要市政工程一旦出现问题后果不堪设想，故建议施工采取保护措施。

参考文献：

[1] 施仲衡，张弥等.地下铁道设计与施工[M].西安：陕西科学技术出版社，2006.

[2] 中铁隧道勘测设计院有限公司.杭州市5号线打铁关站～宝善桥站区间施工图设计杭州，2015

地下通道设计篇7

伴随着我国综合国力的提升，我国国民经济水平不断提升、人均生活水平突飞猛进、城镇化逐步加深、省事的规模逐渐扩大、人口越来越多、人口密度增大、城市的人口流量以及汽车流量迅速增加，我国各大城市的土地资源呈现出极度缺乏状态，这类问题日益严重，给城市尤其是城市交通造成了前所未有的压力。针对出现的这些新状况，我国各大尘世逐渐采取了城市立体交通的方针、建设地下人行通道来缓解各方面的压力，把地下人行通道与一些商业功能结合起来，缓解了城市交通的压力，解决了城市用地的各项难题，为城市公共交通开辟了一块崭新的空间。为了保证地下人行通道的安全运行，防止因为火灾导致人员伤亡。消防设计问题必须考虑在第一位，

一、我国目前地下人行通道的分类

伴随着城市机动车数量的越来越多，城市路面的宽度也随之越来越宽，在一些比较繁华的路段，单位时间内通过的人数已经大大超越了它本身能够收纳的人口数，就当前来看，解决这类问题的方案有两个，第一个是建设人行天桥，第二个便是建设地下人行通道。但是，从目前城市交通的立体化发张趋势来看，人行天桥的建设不是最好的办法，因为人行天桥的应用空间将会逐步减少，由于这个原因，地下人行通道的建设也就被人们越来越重视。最为明显的体现在我国铁路状况，我们都知道，铁路线上空的人行天桥是供乘坐火车的乘客专用的，下车的乘客是不能够在陆地上穿过铁路线的，唯一的办法是利用地下人行通道，从地下人行通道不行撤离火车站台。城市地铁交通的快速成长，早已经不是以前的仅仅是少有的几条地铁线的乘客换乘了，它还要根据实际需求，和陆地交通的乘客进行换乘，但是，地铁与地铁之间的换乘，主要是依靠地铁与地铁之间的换乘大厅来进行换乘的，本文提出的无经营性地下人行通道也包括这类换乘通道，也属于无经营地下通道类型之一。

这些地下人行通道在社会以及我们的日常生活中发挥着至关重要的作用：第一，地下人行通道可以缓解城市拥挤的交通，因为它把城市原本的平面交通变为了立体交通，将机动车与非机动车以及行人进行分道；第二，地下人行通道的建设开拓了城市的现有空间，不仅使得人类平时的日常生活向下转移，而且还把已经开展的地下空间与地上空间完美的结合了起来。

二、我国地下人行通道的构造审查

参考相关规定，地下人行通道的净高最低不低于2.5m。参考《建规》当中的第12章中的“城市交通隧道”中的法规，地下人行通道没有防火分区的这种说法是不复存在的，但是由于在大型的地下人行通道下面可能建设多个地下商城、许多换乘中心、许多地下城车场等多钟地下建筑，并且这些场所之间都是相互联通的，而且还有变电所、管廊、专用疏散通道、通风机房个相关的辅助机构等特别的构造，所以，必须采取防火隔离措施。这样的话，完全可以把地下人行通道当做是一个单独的防火区域，并且使其与相关的地下换乘中心、地下商店、地下停车场等地下建筑、通道里面的变电所、管廊、专用疏散通道、通风机房和其他辅助机房等建筑物采取防火隔离手段分散开来。进行防火分隔的材料最好是应用不低于1.5H的楼板以及3.0H的防火墙，并且运用常开式防火门运用于连通出口处，坚决不能在出口处使用防火卷帘进行分隔。

由德国和美国的一些实验证明，人类在地下人行通道发生火灾时逃生并且不受到烟雾影响的最大逃生距离是250米，这一点在《建规》中也有所体现，所以，当地下人行通道的长度大于500m时，地下人行通道必须按照相关规定建设专用的疏散通道，不超过500m的地下人行通道可以不设置专用地下疏散通道。

三、地下人行通道的厢房设施审查

（一）消防供水系统的审查

因为地下人行通道位于地下，维修以及使用都处在比较恶劣的环境中，因此里面的消防供水系统的管道一般采用里外壁热镀锌钢管或者进行过防腐处理过的无缝管道，它们之间常用的连接方式为法兰、卡箍或者丝扣等，绝对不嗯呢该采用焊接方式，因为焊接方式容易被腐蚀，从而造成损失。

为了满足从救援或者临时供水的需要，在地下人行通道的出口两旁都应放置消火栓和水泵结合器。

（二）灭火器设置的审查

根据《建规》和《隧道交通工程设计规范》中的各项具体描述与规定，根及实际情况，应当应用《公路规范》里面的对灭火器设置的要求，也就是灭火器之间的设置不应该超过50m，每个灭火器应当采用对应的干粉灭火器。

（三）墙壁消火栓的审查

因为考虑到地下人行通道的实际情况，在里面的墙壁消火栓之间的距离应当在50m以内，最好放置消火栓和灭火器一体化设备，因为这样使用和维修起来比较容易。地下人行通道里设置的19mm水枪和65mm水带的规格应当一致。

（四）排烟系统的设计审查

针对地下人行过节通道以及铁路站台的出站通道等地下人行通道不大于50m时，应当应用自然排烟方法来采取措施，当不小于50m时候，应当采取机械排烟措施。

在地铁换乘中心的换乘通道需要设置机械排烟措施，并不应当和相连的两个换乘中心应用。由于通道里面发生火灾的可能性非常小，所以，通道里面应当设置加压送风系统，把这类通道运用成火灾中的疏散通道用。

（五）火灾自动报警系统的审查

在地下人行通道或者铁路站台的出口等还没有设置自动报警形同的变电室的地下通道，可以不用建设火灾自动报警系统。

但是，在地铁换乘中心的换乘行道中以及已经设置火灾自动报警的变电室等功能性房建的地下人行通道必须安置火灾自动报警系统。火灾探测器也要有相应的规定，在火灾探测器上应当有相应的感应器，以应变不同的火灾情况。

（六）应急照明系统的审查

在地下人行通道的各大入口和各大出口应当设置充足的照明系统，以便在关键时候为需求提供光明，还有地下人行通道的各大楼梯位置以及地下人行横道的地底通道都应当设置相应的应急照明系统。根据有关规定，照明系统的平均照度应当不小于30lx，然而，我们日常生活中的普通照明系统工具根本达不到相关要求，所以不能使用普通的蓄电照明设备，应当使用国外专门的应急照明设备。

结 语

通过以上对于地下人行通道知识的普及，以及地下人行通道消防设计的各项审查指标与要点的分析，希望能够针对地下人行通道的各项安全性问题作出充分全面的考虑和应对，力保在地下人行通道建设完成后的安全运行，并且能够针对出现的火灾进行有防备的全面消防和人员有秩序的疏散工作。

参考文献：

[1] 毕强，陈兵. 城市地下人行通道改造工程的设计与施工[J]. 市政技术. 2012（01）

[2] 高翠萍. 地下人行通道的人性化设计[J]. 学术交流. 2013（S1）

地下通道设计篇8

三号线体育西路站所在路口位于繁华地段，1997年9月竣工的地铁一号线体育西路站为地下二层13m宽的岛式车站，双层、双柱三跨钢筋混凝土框架结构，全长267m，轨面埋深12.64m，底板埋深14m，车站顶板覆土1.8m。车站沿天河南一路布设，穿过体育西路路口。为与规划轻轨换乘，车站靠天河南一路南侧的连续墙上预留宽5m接口多处。

以下通过对轨道交通三号线与地铁一号线换乘节点的乘客换乘方式、途径的研究，提出几个解决方案，以期从中找出解决多线交汇的最佳换乘方式。

1换乘节点研究

地下通道设计篇9

1换乘节点研究

平面换乘方式一般有“+”、“T”、“L”、站台同平面和通道等5种。竖向换乘方式,有站台与站台之间的上下换乘和站台与站厅之间的上下换乘2种。关键是如何合理组合和运用。

1.1客流分析 1.2换乘方式研究

1.2.1平面换乘方式的选择

在线路可行和运营功能合理的前提下,采用排除法,对五种方式的换乘进行综合分析。“T”、“L”换乘方案,换乘客流行走距离远,换乘点少,且与正常上、下车客流有冲突;通道换乘方案,换乘客流行走距离偏远,投资偏大;同平面换乘方案,由于线路路网的不可实施性,不可能采用;“+”换乘方式,因具有换乘客流分布均匀,换乘距离短,工程投资少等特点而被采用。

1.2.2竖向换乘方式研究

由于地铁一号线站厅规模偏小,也未按“+”方式预留与轨道交通三号线的连接条件,仅在车站站厅层的南侧预留接口,因此,希望通过三号线车站的修建,改善一号线站厅的局促局面,并方便各方向乘客换乘。按尽量减小对地铁一号线 影响 ,合理利用车站南侧的预留接口的思路提出四个方案进行比较。

1)方案一。上13m、下8m重叠双岛地下四层结构方案,见图1。

方案一具有以下特点:

(2)可实施性强。车站宽度小,与地下管线干扰少,便于工程实施。三号线通过一号线部分的结构处理可分步实施。

(3)结构形式新颖,车站空间感觉好。

(4)综合投资小。三号线主、支线上下重叠,虽然埋深加大,但拆迁费用、基坑开挖量都比较小。因此,其综合规模最小、总投资最省。

2)方案二。平面双8m岛结构方案,见图2。 方案二具有以下特点: (2)车站埋深浅。乘客进出车站方便、快捷,节省工程费用和运营费用。但两站台间的反向客流换乘不方便。

3)方案三。上、下12m全重叠双岛结构方案,见图3。

该方案的结构及特点基本同方案一。其换乘方式为站台与站台之间的换乘。由于结构尺寸比方案一窄1m,车站施工时占用道路较少。整个环控系统比较合理。

存在的 问题 是,根据支线客流及一号线体育西路站的现状,主线规模偏小,支线规模偏大。

4)方案四。平面双10m岛结构方案,见图4。

地下通道设计篇10

引言

近年来，随着经济建设的发展，乌鲁木齐城市交通日趋发达，人行过街需求与车辆通行之间的矛盾日益突出，如何提高城市路网的通行能力、又能确保行人安全方便的过街，是一个急需解决的问题。而解决这一问题的有效方法就是修建人行天桥或者地下通道，形成立体过街，从而获得最大程度的满足车辆通行及人行过街双向需求且互相影响最小的方案。人行天桥或者地下通道的建设能够对提高车辆运行速度、实现人车分流、改善交通拥挤状况，提高城市居民步行质量等有良好交通和社会效益。BRT快速公交的建设又是解决人行公共交通的较好的方案，然而如何将人行天桥和地下通道设计与BRT站台设计相结合，从而充分利用好这三大解决行人通行的方案，充分体现“以人为本”的设计理念, 将是广大设计人员在今后很长一段时间内需要重点关注的问题。

本文结合笔者参与完成的一些天桥和地下通道的设计，对设计过程中的一些问题提出个人的看法。

一、人行天桥或地下通道建设的选址

城市人行天桥大多在大型商场附近或者其它交通流量集中的地区,这样肯定会遇到用地紧张问题,而天桥的净空要求以及梯道落地处的地形地物决定着梯道的长度和梯道落地的位置,最终决定天桥整置【1-2】。影响天桥的楼梯设计主要有两个方面:一个是一步台阶的高度和宽度;第二个是楼梯的宽度。根据《城市人行天桥与人行地道技术规范》（CJJ69-95）“……踏步的高宽关系按 2R+T=0.6m 的关系式计算……”梯道坡度不得大于1：2……手推自行车及童车的坡道坡度不宜大于 1：4”，以及天桥净空大于5m的要求，天桥单个梯道的长度如果考虑人、车混行的话基本要达到 20m 以上，两边合起来就有 40m 以上了，由于城市中心的土地的紧张局势很难有这么大的空间范围。个人认为在用地紧张的地区人车混行的楼梯可以考虑适当1:3斜坡,这样就可以使得整个梯道缩短至少5米以上，很好的解决了用地紧张的问题。在乌鲁木齐南湖北路BRT7号线宏怡花园站人行桥的方案设计中由于用地限制就采用了这一坡度。人行天桥的或者地下通道的选址与BRT站台的结合很重要，它也是解决人行过街和乘客换乘的关键。BRT站台一般会设置在交叉口等行人过街需求较大的地方，通过线路换乘；尽量减小交叉口的用地。一般天桥的选址应优先考虑满通需要和行人的便利。但是，对于城市中心区，由于周围环境和建筑物的限制，以及地下管线等的影响，通常桥址的确定一般很难达到理想状态，只能在结构设计和实际地形上找到折中点。

结构分析

在选择人行天桥和地下通道结构体系时, 应对工程性质、环境特征、结构功能、造型需要、施工条件、技术力量、投资可能等因素进行综合分析。对于在旧城区由于道路交通量通常较大，故在施工时不允许占用过多的桥下路面，也不容许施工时间太长。那么结构设计时就必须考虑方便,快捷的施工方式。一般采用预制预应力混凝土箱梁或钢结构箱梁。由于钢结构箱梁有重量轻,造型多,施工时间最短的优势，目前的人行天桥设计大量采用了钢结构箱梁。采用大跨度钢结构还可以根据当前情况采用异型板,一般而言施工和安装是不受限制的而且最大的优点是不会造成道路交通的中断,而且天桥的建设周期一般都比较短。地下人行通道设计,主要考虑地下基础情况以及出口的位置等因素。通道地基处理不仅要提高地基承载力,减少处理措施,如地下水位和考虑挖基坑防护、地下水对地表沉陷的负面影响【3~4】。因此地下人行通道设计应综合考虑管道工程,市政公共设施和周边环境的情况,以及项目投资和维护条件等因素,根据水文和地质数据,以结构安全为原则确定结构防水处理方案。

二、人行天桥与地道的对比分析

（一）心理作用。行人使用地下通道的思想阻力远小于天桥。天桥高差大,上下桥比较费力,特别是老弱病残的人更加困难;行人通过人行天桥在第一感觉上会有畏难心理，觉得攀登天桥会比较劳累。通常城市人行天桥的高差较大、梯道长度也会比较长。人行地下通道相对而言高差较小,容易行走;通道的雨篷可以遮挡炎热的太阳,行走起来比较凉爽舒适,通道内还可以避免雷雨，先下后上给人感觉上会轻松很多【5】。

（二）气候。天桥一般没有遮盖,暴露在夏季和寒冷的冬天,特别是北方的冬天,经常与冰雪冻天桥的台阶上,容易滑倒。在隧道里,夏天不热,冬天没有雪,无论老人和小孩都可以顺利通过。

（三）经济状况。一般来说,人行通道高于人行天桥成本20% ~ 40%地下通道在建造过程中要考虑很多地下管线的迁移费用，以及地基处理，基坑防护等费用，而且地下通道在使用过程中需要考虑排水，照明以及使用时的维护管理等。因此很多立体过街的形式中选择了人行天桥。

（四）景观条件。地形相对空旷,建筑较少的地方建造人行天桥,如果天桥的造型和颜色与环境协调,可以起到点缀和美化环境,在相对狭窄的街道,两边的建筑密集建设桥梁将会影响视野,使街道建筑显得更加拥挤,这种情况下修建地下通道是影响较小的方案。

（五）建设。地下通道的施工,会破坏现状路面，中断交通，对道路交通造成很大的影响。由于地下管线,如复杂的地质水文导致施工困难;但人行地道与架空电缆可以避免干扰。人行天桥施工可以在晚上进行,只需要2 ~ 4 h,大大的减少了对交通的影响;人行天桥对地下管网的建设影响较小,架空电缆,有时需要迁移杆或者提升电缆。

三、工程实例

（一）BRT（104团中学站）地下通道，BRT（104团中学站）附近有104团中学及西山医院等人流量聚集的场所，行人过街的需求量比较大，此处西山路与克拉玛依西路均为主干道，行人平面过街或者进行BRT换乘很不安全，而且行人平面过街会影响到整个道路的通行能力，因此在BRT（104团中学站）东侧――即西山路与克拉玛依西路交叉口，设置一座地下通道，既方便行人过街也可解决行人换乘BRT的问题。此处受西山高架的影响，修建人行天桥净空不足，此处高架桥底面距离地面约8.1米，若要保证天桥净空5米，而主桥结构为1.35米。天桥顶面距离高架桥顶面只有1.6米左右的距离不满足人的通行。故在此处设置地下。

（二）王家梁住宅小区附近BRT（煤矿站）附近有王家梁住宅小区和自建住宅区等人流量聚集的场所为方便行人在BRT（煤矿站）进行换乘，进行了立体过街设计。此处较为开阔，附近有大型的住宅小区以及大型的公交车场，此处现状车流量较大。为了避免地下通道施工,造成地面交通,交通相对很大的影响;为了避免地下管线和复杂的地质水文导致施工困难;这里建议建立一个人行天桥。

四、结语

总之,在实际工程设计、人行天桥或地下通道不能一概而论,而高投资的地下通道可能会受到许多不确定的因素的影响,特别是对地质条件复杂的地区,多重限制,但在当前条件特别是影响城市景观和没有意识的人过马路(安全、平稳、舒适),投资较少的人行天桥就行不通了。作者认为在人行天桥、地下通道与BRT站台结合设计时应该充分考虑到各方面因素的影响，分析其利弊，尽量在满足人们通行需求的基础上选择弊端最小的设计方案。正确的理解和应用各种原则的适用性。在经济、美观的条件下使人行天桥或地下通道方面的功能、结构满足他们的特定需求。

【参考文献】

[1] 翟国强, 张玉坤. 当代国内人行天桥建设的几个趋向[J]. 建筑学报 2005(2)

[2] 曹薇. 城市人行天桥设计新概念[J]. 中国科技信息,2005(17)

[3] 黄俊，杨小丽.武汉市常青路地下人行通道超浅埋暗挖施工技术[J].铁道标准设计，2005 (2)

[4] 地基处理新技术[M]. 陕西科学技术出版社

[5] 单晓芳浅谈景观人行天桥的设计「J}城市道桥与防洪，2006(5):72-74

地下通道设计篇11

1 车站概况

     上海市轨道交通8号线人民广场车站位于上海市中心人民广场的西藏中路上,界于南京西路与人民大道之间,紧贴1号线人民广场站,平行换乘,并能够与2号线人民公园站换乘。

     人民广场站为地下二层岛式站,设有3个盾构工作井,其中北端头井紧贴1号线人民广场站北端头井,与2号线区间圆隧道相距约11m;南端头井位于人民大道与西藏中路交叉口上。

     本车站为地下二层四跨结构,车站总长约为360m,宽约25～32m。站台中心处底板埋深约为13.5m,车站顶板覆土约为1.0m。由于运营需要,站内设置一条存车线。车站埋置于饱和淤泥质软土层中,车站总平面图见图1。

      本车站周围环境保护要求较高,东侧为西藏中路,南侧为人民大道,北侧为运营中2号线区间隧道,西侧为运营中1号线人民广场车站,施工时必须确保1号线的正常运营。同时由于原1号线采用800厚单层地下连续墙侧墙,且墙缝接头采用的是普通锁口管接头,车站纵向刚度相对较差,且地下墙接头承受变形能力也较弱。

      根据车站的使用功能及周围环境的情况,在车站位置选择时将两座车站紧贴平行设置,线路布置紧凑,换乘路线最短。由于两座车站共用同一侧墙,在设计中必须考虑降低工程实施期间对西藏路和人民广场地区环境影响,尤其施工期间必须保证1号线人民广场车站的安全正常运营。同时也必须考虑在车站建成后可能给原1号线车站带来的不利影响,故本车站设计和施工难度都较大。

     现该车站土建结构已完成,情况良好,确保了1号线人民广场站的正常运营并最大程度减小了对西藏路和人民广场地区环境影响。本文将车站结构设计情况以及对原1号线人民广场所采取的主要技术性保护措施作一概括介绍。

2 车站范围内工程地质概述

      根据地质勘察报告,车站范围内主要土层有②粉质粘土、③淤泥质粉质粘土、④淤泥质粘土、⑤1粘土、⑤3.4粉质粘土、⑦2层粉细砂。根据地质剖面图,车站底板位于④淤泥质粘土层中,下卧层为⑤1粘土层,属高压缩性土层。围护结构地下连续墙墙趾位于⑤3粉质粘土。

3　结构设计

3.1　车站结构设计原则

      (1)本车站采用现浇钢筋混凝土结构。

      (2)车站结构设计以满足车辆、限界及施工工艺要求并考虑施工误差、结构变形及车站后期的沉降影响。

      (3)本车站所处周围环境较为复杂,西侧同原1号线人民公园站共用侧墙,车站设计和基坑开挖对地面变形及1号线车站变形控制保护等级按一级考虑。

      (4)根据车站环境条件、工程水文地质条件、埋置深度及使用要求车站采用二层三柱四跨框架结构。

      (5)为减小对已运行车站的影响,本车站主体结构采用逆筑法施工。车站结构设计时根据逆筑法施工工艺采用增量法计算,并分别按施工阶段和使用阶段进行强度、刚度和稳定计算。按主要荷载、附加荷载、地震荷载等最不利荷载组合,并按裂缝开展宽度验算、满足防水、防杂散电流、耐久性等要求进行设计。

      (6)结构抗震设计烈度为7度。

3.2　车站结构设计荷载

(1)永久荷载

      结构自重、顶板覆土荷载、水土侧压力、底板水反力

(2)可变荷载

      地面超载、车站内部人群荷载、设备荷载、施工荷载

(3)偶然荷载

      地震荷载、人防荷载

3.3　围护结构设计

      (1)围护结构设计总体思想由于本车站与原1号线人民广场站平行且共用一道地下墙,根据本车站周围环境情况及本车站的具体特点,在进行结构设计时必须充分考虑各种不利因素,采取安全可靠的技术措施。综合多方面因素分析及比较,围护结构设计的总体思想如下:

      ①采用地下墙作为围护结构,考虑施工阶段车站变形控制等级较高,并结合使用阶段要求,确定采用800厚地下连续墙单层衬砌结构。

      ②为控制基坑开挖变形,采用逆筑法施工。

      ③结合车站范围内土性特点,为减小工程实施过程中对原车站的影响,设计考虑采取必要的地基加固措施。

      ④为减小结构后期沉降,对地下墙墙址土体进行注浆加固。

      ⑤充分利用“时空效应”的作用,减少由于地层流变及蠕动效应而引起的结构变形,采取分段、分层、分步、限时开挖、及时支撑,分段实施结构顶、中、底板。

(2)车站主体部分围护结构设计

①基坑支撑平面设计

      根据建筑所确定的工程总平面,车站总长约360m,宽约25～32m,支撑平面布置时除两端部区域采用斜撑,中间区域均采用 609钢支撑对撑型式,支撑水平间距约为3m,考虑为无围囹支撑体系,原则上每幅地下墙上布设两根钢支撑。由于支撑长度较长及逆筑法施工的需要,沿车站宽度范围内设置立柱桩。

②基坑支撑竖向设计

      根据基坑开挖深度,标准段区域约为13.2m,端部区域约为15.7m。结合周边环境情况,经分析计算,采用4道钢支撑全逆筑施工,支撑竖向布置见图2。

基坑实施顺序如下:

      工况一:掏槽撑第一道钢支撑,向下挖土至顶板底面下;

      工况二:浇筑顶板,待顶板达到设计强度后,拆除第一道钢撑,向下挖土至第二道钢支撑下;

      工况三:撑第二道支撑,向下挖土至中板底面下;

      工况四:浇筑中板,待中板达到设计强度后,拆除第二道钢支撑,向下挖土至第三道支撑面下;

      工况五:撑第三道钢支撑,向下挖土至第四道支撑面下;

      工况六:撑第四道钢支撑,向下挖土至底板下50cm,施工倒滤层并浇筑结构底板,待底板达到设计度后拆除第三、四道钢支撑;

       工况七:浇筑其余部分结构,凿除侧墙边临时格构柱。

③地基加固设计

      由于基坑最终开挖面位于④淤泥质土层中,且基坑开挖最终面与原1号线底板下表面持平,基坑开挖势必对原车站会产生一定的侧移。为使原1号线车站,侧移限制在规定的范围内,必须根据④层土体特性,选择合适的加固方法以及加固形式和加固后土体的强度。根据本工程的具体特点,综合各方面因素,考虑采用旋喷桩加固,加固型式主要为裙边加固。本加固之所以没有采用常规的抽条地基加固的方式,主要是为了防止旋喷抽条地基加固可能在旋喷的过程中对原车站产生较大的影响,因此加固方式采用裙边加固。车站地基加固平面布置见图3。

 

④中间竖向支撑系统设计

      由于采用逆筑法施工,设计时必须考虑结构底板完成前作用在顶板、中板上的竖向荷载如何通过有效的结构传力体系,传给地基的问题。一般有两种型式:一是直接利用基坑两侧的围护墙传递竖向力,但仅适用基坑宽度较小的基坑;二是设置中间立柱,通过中间立柱及两侧围护墙共同传递竖向力的方法。

      结合本车站特点,由于宽度较宽,因此必须设置中间立柱。结合车站永久柱一并考虑,所以采用 700钢管柱。本工程围护墙一侧是利用原车站的地下墙,为减小由于竖向荷载对原车站的单层地下墙侧墙产生的不均匀沉降,因此在原车站外侧设置临时格构柱,通过格构柱将新建车站的顶板荷载直接传至下部桩基。立柱及临时格构柱布置见图2。

车站中间立柱采用钢管柱,考虑车站结构纵梁与钢管柱为刚性连接。钢管柱与车站结构纵梁连接构造节点见图4。

⑤结构抗浮设计

      本车站顶板上覆土厚度为1.0m左右,结构抗浮系数仅仅为0.8<1.05,不满足要求,需采取相关抗浮措施。经对倒滤层及抗拔桩二种技术措施的从技术、经济综合比较分析,并结合该地区原1号线人民广场车站和2号线地下三层人民公园车站所采取的抗浮措施的经验,采用倒滤层抗浮的技术措施。

      施工时首先挖土至倒滤层底后,首先用50mm中粗砂找平,随后在其上铺设土工布,再在土工布上铺设200mm厚中粗砂倒滤层,沿车站纵向铺设两条集水滤管,沿车站纵向每隔25m左右设置横向集水管与窨井相连,最终将水集中排向车站两端的污水泵房。

3.4 结构计算

      本站除端头井区域外,均采用单层侧墙,即地下连续墙即作为施工阶段的围护结构,又是永久结构的受力结构。标准段结构计算时,模拟结构施工各不同阶段及使用阶段不同受力情况,采用增量法计算结构受力分析计算。根据本站支撑竖向设置以及支撑架设、拆除、结构浇筑的顺序,模拟施工阶段受力情况,进行分析计算各阶段结构。各阶段计算受力工况如图5。

4 有关地铁保护要求及保护1号线车站所采取的主要技术措施

4.1 上海有关地铁保护要求

      在已建车站两侧进行的工程活动,都会引起原结构受力及位移的变化。位移变化的大小与原结构所处的地层以及结构型式都有密切关系。上海地层的上部土层主要为高灵敏度、具有流变效应的饱和淤泥质土层或粘性土层,对埋置于这种土层中的结构边进行大规模的深基坑开挖,势必会对原车站产生较大的影响。由于本车站北端距2号线区间隧道仅为11m,根据上海有关地铁保护要求如下:

      (1)隧道中心线两侧各50m的范围内,应作为隧道控制区,该范围内地面超载或卸载不得大于20kpa,在进行有碍隧道安全的工程活动(如基坑开挖、打桩、井点降水等)时,必须慎重地采取可靠的技术措施对各种建筑活动引起区间隧道的移动,控制到允许的限度内,以确保隧道的安全运行。

      (2)在已建隧道两侧顶上进行加载或卸载建筑施工时,必须采取可靠的技术措施,并对新建的建、构筑物对地铁区间隧道的影响进行可靠的分析计算,满足如下隧道保护的技术标准。

      ①任意点的附加位移和沉降≤2cm。

      ②施工引起的隧道的附加曲率半径大于15000m,相对弯曲<1/2500。

      ③由打桩产生的震动对隧道引起的峰值质点运动速度小于2.5m/s。

      ④由于各因素所引起的地铁隧道外壁附加荷载≤20kpa。

4.2 主要技术措施

      针对本工程具体情况,分析在本新建工程实施过程中可能对原人民广场车站及区间隧道可能产生影响主要有以下几点:

      (1)新建车站基坑开挖过程中,由于单侧开挖卸载,原车站两侧土压力失去平衡,可能会导致原车站结构侧移以及原车站的两侧不均匀沉降。

      (2)在工程实施过程中,原车站结构受力状况将会发生变化。

      (3)新建车站与原车站之间的差异沉降处理。根据上述初步分析,必须采取针对性措施来减小和控制在新建车站实施过程中可能带来的不利影响。经计算分析针对上述可能产生的影响,采用下述措施:

      ①结构实施过程中,采用分段实施,同时采用全逆筑法施工以减小原车站侧移。

      ②为解决施工过程中原车站可能存在的单侧不均匀沉降,在原车站外侧设置桩基临时竖向支撑措施,并在原车站外侧设置钢牛腿,有效解决了新建车站的竖向荷载直接传递至下部桩基,避免由于车站单侧挖土可能引起的不均匀沉降问题,通过该措施有效解决原车站单侧不均匀沉降。具体构造见图7。

      ③为解决使用阶段两车站可能产生的差异变形,在设计逆筑法立柱桩时,充分考虑该因素,合理选择和布置下部桩基。

      目前本车站结构施工基本完毕,通过采取上述一系列措施,确保在施工期间的原车站正常使用。

5 结构防水处理

地下通道设计篇12

Key words: public channel, comprehensive environment, municipal pipeline, reinforced concrete box culverts

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

随着城市化进程的不断深入，国内城市建设高速发展，规模不断扩大，土地开发强度逐年增加，城市道路规划设计将地上空间有效分割，构成城市交通骨骼，其下部空间，为各类市政管线、地铁等市政设施提供了有利的建设条件，市政设施往往沿路而建，形成城市看不见的血脉，随着城市基础设施水平的不断提高，城市工程管线种类越来越多，城市道路下的市政管线也日益复杂。城市的地下空间已成为城市发展的重要空间资源，地下空间的合理利用成为当前城市发展的重要课题，作为地下空间的重要组成部分，地下市政设施的规划、建设和管理工作问题显得日益突出。

在当前，市政基础设施建设已成为城市建设的重要前提，建设力度，速度都在不断提高，但由于很多地区对于城市前期规划的忽视，对后期的发展速度估计不足，造成众多开发公司竞相争夺有限的地下空间资源，各类管线无序开发，给城市发展带来诸多问题，为国家浪费大量资源，也使居民生活极为不便，为解决以上问题，我们借鉴发达国家的设计成果，引入了综合管沟的设计理念。综合管沟即在地下建造集成化隧道，集电力、通讯、燃气、给水、排水、热力等各种市政管线于一体，同时设置专门的检修口、吊装口、排水设施、消防设施、通风设施和监测控制系统，将所有管网实施统一的规划、设计、建设和管理。

综合管沟的理念非常先进，具有耐久性好，节省地下空间，有利于市政管网的维护检修等等多种优势，但其自身也具有两个最大的缺点，①一次性投入大，建设费用昂贵；

②各工程管线的建设、运营分属不同部门，不明造成管沟的建设和维护费用分担，难以使各部门都达到满意。

因此，其自身特点造成综合管沟目前还难以在国内大面积成规模的展开建设。

如何更好满足城市管网快速发展的需要，更充分合理的利用城市地下空间？在鄂尔多斯市铁西三期开发片区基础设施工程中，我们的设计团队独辟蹊径，将综合管沟体积小型化，功能简单化，设计为仅满足各类市政管线横穿道路的管线公共通道，结合道路、市政管网规划设计，分别发挥直埋管线与综合管沟各自优势，更加有效的利用地下空间。

1、管线公共通道的布置

鄂尔多斯铁西项目为典型的开发片区市政基础设施工程，项目业主要求片区开发建成后，尽量避免因铺设管线而重新开挖、破坏道路，项目规划期间，我们对用地性质、各类规划指标均进行了详细的资料收集工作并加以研究分析，将给水、排水、热力、燃气、电力、通信等市政管线合理铺设及预留，但是，在社会、经济飞速发展的今天，市政管线在规划时期内可能已满足不了日常使用要求，不得不升级、增容或增量，而且随着很多新兴产业的发展，一些新型能源管线可能会投入到日常生活中，而这些管网势必要横穿道路，对原有道路造成破坏。

为避免上述状况的发生，最大限度的满足未知管线的过路需要，我们开发设计了管线公共通道，在每条道路十字交叉口的八字口外布置一个通道，如果一条道路的两个交叉口间距超过400米，则在路段中间，也布置一个通道，通道平面走向均垂直于道路方向。

2、管线公共通道的结构形式

横断面布置形式：

横断面形式参考世界范围内综合管沟的设计样本，其横断面主要有以下几种设计方式：

铁西三期项目的管沟设计，主要用途是在道路工程完工后，当有

规划以外的市政管线需要横穿道路时，为了避免道路的反复开挖破坏而修建，重力流排水管线不布置在通道内，结合其主要用途、当地施工条件，我们选择施工工艺相对简单的单室、双室矩形截面作为公共通道的设计横断面。（如图一图二）

图一

图二

根据管线公共通道横断面的设计形式，且其全地下的结构特点，我们采用类似钢筋混凝土箱涵的结构形式进行计算。

通道内部净空不小于2米，以满足检修、通行需求，整个通道采用现浇方式，结构整体性好，对地基承载力要求相对较低，底板可模拟倒屋盖式的结构形式进行计算，确定其厚度。

作用于壁板侧向的土压力标准值，可分两部分计算，地下水位以上可按朗金公式计算主动土压力，地下水位以下侧压力为主动土压力与静水压力之和。

3、管线公共通道的埋深设计

此次公共通道的埋深，确定为顶板覆土1米，根据道路边坡形式的差异，个别通道顶板覆土适当增加，1米以上的埋设深度不破坏道路本身的路面结构，结构顶板主要计算上部静土压力，对于汽车荷载已可忽略不计。

公共通道底板高程约在地面以下3.5米左右，当地地下水埋深约2.0~3.4米，因此抗浮计算完全满足设计要求。

公共通道的主要用途是在道路建成后，满足管线的穿越要求，埋设过深必将对公共通道的查找增加很大难度，因此埋设深度的确定既要考虑设计条件，又要满足使用要求，综合考虑以上因素才能确定合理的埋设深度。

4、管线公共通道的防水、防火、通风处理

防水：在沟体外壁刷1.5mm厚自闭式防水涂料或采用建筑防水措施。

防火：本工程通道最长约80米，小于常规一个防火分区，不做特别处理。

通风：本工程采用自然通风方式，公共通道两侧均设置上人孔，兼作通风孔使用，通道使用时，同时打开通风孔，使通道内空气流通，达到自然通风效果。

5、对特殊管线要求

排水管线：排水管线为重力流管线，因此尽量不进入通道。

燃气管线：燃气管线危险性较大，因此不进入通道，必须进入通道时，可视情况单独建立小室。

热力管线：热力管线应避免与电力管线同室通过，且通道内不可设置热力固定支架。

管线公共通道的作用及优势

在当代社会，城市化进程逐步加快，市政建设如火如荼，如何最大限度的避免市政基础设施被反复破坏，更加充分有效的利用有限的地下空间，节约资源是摆在每个城市开发部门和设计者面前的课题，在铁西项目中，管线公共通道与直埋管线共同布置，相辅相成，充分发挥各自优势，直埋管线造价相对较低，布置灵活，管线公共通道具备综合管沟的主要优点，不必破路就可以对市政管线进行敷设和增设。避免了路面的破坏，降低了道路的翻修费用，增加了路面的完整性和工程管线的耐久性。规避了造价高、不明等主要缺陷。由于管线公共通道内部工程管线布置紧凑合理，有效利用了道路下的空间。为城市节省下宝贵的地下空间资源，也为今后工程管线的发展扩容提供了方便。

参考文献：

[1] 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004

地下通道设计篇13

1 工程概况

该联络通道工程位于天津市河西区下瓦房-小白楼区间隧道的中部,即dk16+400.000m处,通道为直墙圆弧拱结构,集水井为矩形结构,通道和集水井均采用两次衬砌,结构衬为钢筋混凝土,结构底部埋深约22m,设计加固地层体积约为2100m3,采用冻结法支护、开挖。

联络通道由与左、右线隧道正交的水平通道及通道中部的集水井组成(见图1)。

工程地质条件:联络通道位置地面标高为+2.2m左右,隧道上覆土层厚14.6m。联络通道施工范围内土层主要为第四系全新统中组相层粉土、淤泥质粉质粘土和第四系上更新统三组相层粉质粘土,其土层土质松软、结构松散、孔隙比大、含水丰富、承载力低、容易压缩和在动力作用下易流变,开挖后天然土体本身难以自稳。因此,在该地层内开挖构筑联络通道前,冻结帷幕的质量尤为重要。

2 冻结帷幕方案设计

2 .1 冻结帷幕方案设计

冻结帷幕方案设计的基本原则是:①冻结帷幕方案设计必须满足联络通道施工的安全和质量要求,即保证冻土帷幕有足够的强度,冻结帷幕水平孔(斜孔)布设合理,满足施工及规范要求,在设计中应重点考虑联络通道顶部薄弱部位。②冻结帷幕水平孔(斜孔)冻结方案应结合现场实际情况,便于隧道开挖和支护,施工安全、可靠,施工费用低,施工工期短。③设计应考虑对冻胀、融沉的防范措施。

2.2 冻结帷幕厚度设计

根据在部分地铁工程联络通道冻结施工经验计算式:

t=aln(r/e)式中

r———计算点到冻结管距离,m;

e———冻结帷幕外侧厚度,m;

a———经验参数,取a=19 69;

t———计算点冻结帷幕温度,℃。冻结帷幕内侧厚度e′=1 .4e,冻结帷幕平均厚度1. 4m。

由于联络通道结构复杂,土层条件差,考虑到工程的安全及质量等,对冻土帷幕采用有限元分析软件ansys进行了应力场分布和位移场分布情况的三维有限元数值分析,并根据计算结果进行了强度验算,确定设计冻土帷幕厚度为:嗽叭口1.6m,联络通道1.4m,集水井1. 2m。

2.3 冻结帷幕交圈计算

冻结前,同一深度的地层具有相同的原始温度,冻结开始后,通过冻结管把冷量传给地层,在冻结管周围产生降温区,形成以冻结管为中心的冻结圆柱,并逐渐到相邻的冻结圆柱连接形成封闭的冻结圆筒,形成冷冻结层,即为冻结帷幕交圈。

冻结帷幕交圈时间主要与冻结孔间距、盐水温度、土层性质、冻结管直径、地层原始温度、以及冻结器环形空间内盐水运动状态等因素有关。冻结帷幕交圈时间计算公式为:

2 .5 冻结孔布置及制冷设计

2 .5 .1 冻结孔的布置

根据冻结帷幕设计及联络通道的结构,冻结孔沿通道四周布置,按上仰、近水平、下俯三种角度布置。冻结孔采用上下各三排,左右各一排布置,冻结孔共设77个,开孔间距为0 .5～1 .2m,利用水平孔和部分倾斜孔冻结加固地层,使联络通道及集水井土体冻结,形成强度高,封闭性好的冻土帷幕。

在现场实际操作中,可根据钻机情况、管片配筋情况和联络通道拟开管片的实际位置等,对钻孔孔位作少量调整,但最大间距不得大于1 .0m。

2 .5 .2　制冷设计

2. 5. 2. 1　冻结参数确定

1)设计盐水温度为-28～-30℃。

2)积极冻结时间为30d,维护冻结时间为35d。

3)测温孔和卸压孔分别为8个和4个。

4)冻结管总长度为785m。

2 .5 .2. 2　需冷量和冷冻机选取型

冻结需冷量:q=1 2·d·h·k

式中　h———冻结总长度,m;

d———冻线管直径,m;

k———冻结管散热系数,kcal/m2·h。

将上述参数代入公式得q=65813kcal/h,考虑到其它因素设计工况制冷量为87500kcal/h。

3 方案设计、施工技术要点分析及措施

冻结帷幕设计及施工过程有方案设计、施工准备、冷冻系统安装等工序组成,见图2。 由于该联络通道位于闹市区地下,地面有天津图书大厦、建行大厦等重要建筑设施,且所处地层主要为粉质粘土,含水量高,因此,在地层冻结施工中必须采取切实可靠的技术措施,以确保联络通道施工和地面建、构筑物和交通安全。根据地铁联络通道的施工经验与教训,我们在设计及冻结施工过程中对以下方面进行了分析和控制:

3.1冻土帷幕强度问题

冻土帷幕的关键点在其拱部,在联络通道顶部设三排冻结孔,以加大冻土帷幕拱部厚度,并使联络通道顶部的一排冻结孔穿越对面隧道顶部管片,确保冻土帷幕拱部与隧道管片间的有足够大的接触面积;为了确保冻土帷幕强度和稳定性,在具体结构设计时,选择比较安全的平面弹性计算模型,适当加大安全系数,并用三维有限单元计算进行校核,在工艺设计时,取较大的备用系数,即实际加固范围要比结构设计大。

3.2 冻土帷幕与隧道管片间的密封

根据地铁联络通道和隧道出洞地层冻结施工经验,由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多,会严重影响隧道管片附近土层的冻结速度和冻结强度,从而影响冻土帷幕的整体稳定性和封水性。为此,设计及施工过程中,采用在对面隧道管片内侧敷设冷管和保温层等措施,以确保冻土帷幕不存在影响安全的薄弱环节。

3.3 冻结孔施工安全与孔口密封

用金刚石取芯钻开孔,跟管钻进法下冻结管。冻结孔开孔前,在布孔范围内打若干小口径钻孔,探测地层稳定情况。如发现砂层,先进行水泥-水玻璃双液壁后注浆,以提高孔口附近地层的稳定性,然后再钻进冻结孔。冻结施工结束后,孔口管管口焊上钢板,以免工程结束后钻孔孔口漏水。

3.4 冻结过程检测与控制

在冻土帷幕内布置测温孔和压力释放与观测孔,以便正确测定冻土帷幕厚度和判断冻土帷幕是否交圈。对侧隧道管片附近土层的冻结情况将成为控制整个冻土帷幕安全的关键,为此,在对侧隧道管片上沿冻土帷幕四周安装测温孔,以全面监测冻土帷幕的形成过程,当泄压孔波动较大,冻结温度停止在某个区域范围内,应加强检测,以确定帷幕是否交圈。冻结孔施工质量的检验与控制方法见表1,冻结系统运转与冻土墙壁形成质量检验方法见表2。

3.5 地层冻胀的控制和土层融沉补偿控制

在冻结帷幕内设泄压孔,冻结开始后根据检测数据进行泄压以减小土层冻胀及其对隧道的影响,保证联络通道结构施工质量,并在联络通道结构中预埋注浆管,利用隧道或联络通道内的注浆孔跟踪注浆加以补强,以补偿土层融沉,控制地表变形,防止冻胀和融沉对隧道及地面的影响。

3.6 通道开挖工程中的冻土帷幕安全监控