E794-上海市轨道交通杨浦线曲阳路站-四平路站区间隧道结构设计与施工 下载积分：150　资料编号： E794

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Word版说明书1份，共103页，约61000字

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摘  要

本毕业设计主要包括四个部分，第一部分是曲阳路站~四平路站区间隧道结构设计；第二部分是曲阳路站~四平路站区间隧道施工组织设计；第三部分是专题部分，冻结法解决地铁隧道盾构进出洞施工方法的研究；第四部分是外文翻译部分，考虑冻结率时粘土土壤水分迁移研究。

在第一部分区间隧道结构设计中，根据隧道穿越地层的工程地质、水文地质条件和周边环境情况，通过施工方案的比选，确定采用土压平衡盾构法施工及单层平板型钢筋混泥土的衬砌结构，确定了计算断面及断面所受的载荷，并进行了断面管片内力计算、接缝张开量计算及管片配筋计算，然后对其进行相应的抗浮验算和裂缝宽度计算。

第二部分是区间隧道施工组织设计，根据隧道施工方法和隧道周边的环境情况，对施工前准备工作，施工场地布置，隧道开挖与衬砌结构施工等进行组织设计，并编制了工程进度计划，编写了相应的质量、安全、环境保护等措施。

第三部分是专题部分，主要内容为就冻结加固土体结构的基本物理力学特性，冻胀、融沉机理，计算方法及其稳定性等进行了初步研究，对各种冻结方案、计算模型等进行分析比较，提出了关于冻结方案设计、加固体计算、冻融控制、冻结系统设计及监测等的一些有效的设计方法及应对措施。

第四部分是外文翻译部分，主要内容是研究考虑地基基础冻结率时的一些数值模拟方法及冻结粘土水分迁移变化的研究。

关键词：盾构； 结构计算； 施工组织； 冻结加固

目  录

第一部分  上海市轨道交通杨浦线曲阳路站～四平路站区间隧道结构设计

1 工程概况 1

2 设计依据 1

2.1自然条件 1

2.1.1 工程地质与水文地质条件 1

2.1.2 气象 2

2.2 现场条件 3

2.2.1 沿线建（构）筑物、地下管线及障碍物 3

2.2.2 交通状况 3

3 隧道施工方案与衬砌选型设计 4

3.1 隧道施工方案比选 4

3.1.1 明挖法 4

3.1.2 顶管法 4

3.1.3 矿山法 5

3.1.4 盾构法 5

3.1.5 混合法 5

3.1.6 最终方案的确定 5

3.2 衬砌的选型 6

3.2.1 衬砌断面的形式与结构 6

3.2.2 衬砌管片类型 6

3.2.3 管片的拼装和结构尺寸 7

4 隧道计算 7

4.1 计算原则及采用规范 7

4.2 断面的选择及内力计算 7

4.2.1 工况断面的选择 8

4.2.2 断面的土层分布情况 9

4.2.3 荷载计算及组合 9

4.3 断面设计 14

4.3.1 管片断面 14

4.3.2 接缝张开量计算 17

4.4 千斤顶作用下局部承压计算 17

4.4.1 局部承压 17

4.4.2 预埋件设计 18

4.5 抗震验算 18

4.6 抗浮验算 19

5 隧道主要技术经济指标 19

5.1 开挖土方量 19

5.2 管片用量 20

5.3 钢筋用量 20

5.4 人工费用 20

第二部分  上海市轨道交通杨浦线曲阳路站～四平路站区间隧道施工组织设计

1 工程概况 21

2 隧道施工准备 21

2.1 技术准备 21

2.1.1 技术管理体系 21

2.1.2 测量管理 21

2.1.3 施工管理 21

2.2 施工现场场地准备 21

2.2.1 三通一平 21

2.2.2 施工现场障碍物的拆除 22

2.2.3 建立测量控制网 22

2.2.4 搭建临时设施 22

2.3 施工物资的准备 22

2.4 劳动力准备 23

2.4.1 工程项目的组织机构 23

2.4.2 工程项目的施工队伍 23

2.4.3 大临设施施工阶段工人配置 23

2.4.4 正常推进阶段施工人员配置 24

3 施工场地平面布置 25

3.1 施工场地布置原则 25

3.2 施工平面总体布置 25

3.3 施工现场区域划分 25

3.3.1 现场施工道路 25

3.3.2 现场给排水系统 25

3.3.3 供电系统 25

3.3.5 通风系统 26

3.3.6 集土坑 26

3.3.7 井口垂直运输 26

3.3.8 管片堆放场地 26

4 界定关键过程 26

4.1 施工测量控制要点 26

4.2 管片拼装控制要点 26

4.3 衬砌防水控制要点 27

4.4 盾构进出洞控制要点 27

4.5 地表沉降控制要点 27

4.6 关键过程控制人员落实 28

5 施工方案及主要施工工序 28

5.1 施工方案的确定 28

5.1.1 土压平衡盾构的原理 28

5.1.2 泥水平衡盾构的原理 28

5.1.3 土压平衡盾构和泥水加压平衡盾构的对比 29

5.1.4 盾构方案的确定 29

5.2 盾构掘进的施工准备 30

5.2.1 技术交底 30

5.2.2 地面准备工作 30

5.2.3 井下准备工作 30

5.3 出洞方案 30

5.3.1 出洞地基加固处理 30

5.3.2 混凝土洞门凿除 31

5.3.3 洞门密封 31

5.3.4 出洞掘进 31

5.4 进洞方案 31

5.5 盾构掘进参数初步设定 32

5.5.1 平衡土压力 32

5.5.2 推进出土量控制（环宽1.2m） 32

5.5.3 盾构推进速度 32

5.5.4 盾构轴线及地面沉降量控制 32

5.5.5 盾构推进的轴线控制 33

5.5.6 同步注浆压力 33

5.6 管片拼装 33

5.7 隧道纠偏 33

5.8 同步注浆及壁后补压浆 33

5.8.1 同步注浆的意义 33

5.8.2 同步注浆量的控制 34

5.8.3 同步注浆材料的选择与应用 34

5.8.4 壁后二次补压浆 34

5.9 洞门施工 34

5.9.1 洞门结构概况 34

5.9.2 施工流程 34

5.9.3 各施工流程的注意事项 35

5.10隧道内运输 35

5.10.1 垂直及水平运输 35

5.10.2 运输机具 35

5.10.3 岔道设置 35

5.11盾构调头 35

5.11.1 盾构调头井内准备 35

5.11.2 盾构调头方案 35

5.11.3 盾构调头时主要技术保障措施 35

5.12弃土处理 36

6 施工主要技术措施 36

6.1 复杂地层施工技术 36

6.2 穿越地面建筑物施工技术措施 36

6.3 穿越管线施工技术措施 37

6.4 控制地面变形的技术措施 37

6.5 突发事件的控制及对策 37

7 施工进度计划 37

8 质量、安全和环境保护措施管理 38

8.1 质量保证体系 38

8.1.1 质量控制目标与方针 38

8.1.2 质量控制机构及质量责任 38

8.1.3 质量检测及控制程序 39

8.2 隧道施工质量控制 39

8.2.1 隧道衬砌质量控制 39

8.2.2 隧道轴线控制 39

8.2.3 管片拼装质量控制 39

8.2.4 测量控制 39

8.3 安全生产施工控制 40

8.3.1 安全管理的目标与方针 40

8.3.2 安全管理责任制度 40

8.4 施工安全措施 40

8.5 文明施工措施 40

8.6 环境保护措施 41

8.6.1 环境保护的方针 41

8.6.2 土方运输环境管理 41

8.6.3 排水设施环境管理 41

8.6.4 施工现场废水控制管理 41

8.6.5 施工现场扬尘废气控制管理 41

8.6.6 施工现场噪声及振动制管理 42

8.7 防汛、防台风施工措施 42

8.8 治安消防安全措施 42

第三部分  冻结法用于盾构出洞地层加固的技术与应用

1 绪论 43

1.1 概述 43

1.2 冻结法在地铁施工中的发展 43

1.3 盾构出洞土体加固方法 44

1.4 冻结法用于出洞土层加固的研究现状 45

1.5 主要研究内容 45

2 冻结法加固地层关键技术研究 45

2.1 冻土基本物理力学特性实验研究 46

2.1.1 冻土的抗拉强度及弯拉强度 46

2.1.2 冻土的单轴抗压强度 46

2.1.3 冻土的比热及导热系数的测定 46

2.2 冻土的冻胀、融沉及颗粒分析试验研究 46

2.2.1 土的颗粒和矿物成分分析 46

2.2.2 无荷载作用下冻土的冻胀与融沉 46

2.2.3 有荷载作用下冻土的模拟试验 46

2.2.4 冻胀机理的研究及控制 47

2.3 冻结结构设计计算方法研究 48

2.4 盾构出洞冻结方案的设计与计算 49

2.4.1 冻结加固方案的设计 49

2.4.2 出洞时冻结加固体的计算 49

2.4.3 冻结系统的设计 53

2.4.4 盾构出洞冻结加固施工工艺流程 53

2.4.5 施工监测内容 54

2.4.6 冻胀和融沉的控制 54

2.5 冻结加固土体稳定性设计理论 55

2.5.1 板块强度设计理论 55

2.5.3 粘性土滑移失稳理论 56

3.工程实例分析 57

3.1 工程概况及水文地质条件 57

3.2 盾构出洞土层冻结加固方案 58

3.3 冻结加固方案的设计计算 59

3.3.1 冻结加固板块荷载结算 59

3.3.2 冻结帷幕厚度计算 59

3.3.3 前冻结板块尺寸的确定 60

3.3.4 冻结加固体棚拱结构的计算 60

3.3.5 后冻结板块的计算 61

3.4 冻结系统的设计 61

3.4.1 冻结孔的布置 61

3.4.2 冻结孔的施工 62

3.4.3 冻结施工的主要技术参数 62

3.5 施工监测工作 63

3.5.1 施工监测的主要内容 63

3.5.2 监测系统的构成 63

3.5.3 监测系统中传感器的布置 63

3.6 冻结施工的主要技术要求及措施 64

3.6.1 冻胀及融沉的控制措施 64

3.6.2 确保工程质量的措施 64

3.6.3 施工冻结孔时的技术措施 65

4  结论与展望 65

4.1 结论 65

4.2 展望 66

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