文章摘要：......
轨道交通明挖隧道工程设计
摘 要:结合工程概况,介绍了工程设计技术及创新要点,通过对结构受力、现场情况的分析和研究,对基坑和主体结构的设计进行了阐述,工程实践表明,收到了良好的施工效果,可为以后的同类工程提供数据和经验。
关键词:明挖隧道,基坑,主体结构,配筋设计
1 工程概况
本明挖隧道工程呈南北走向,隧道两端与盾构段相连。地理位置在广州市番禺区榄塘村和东沙村一带,地形开阔平坦,多为果园、农田、菜地、水塘。起讫里程为:YDK21+887~YDK23+278,隧道长1391m,存车线长264m,隧道单线总长3046m,总建筑面积约17800m2。
本工程采用明挖隧道法施工,隧道埋深在3.0m~7.0m之间。线路最大纵坡10‰,最小纵坡2‰。线间距为7.789m→5.0m→11.864m变化。本工程线路变化频繁,隧道附属设施较多。
2 工程设计技术及创新要点
1)地铁区间隧道与新光快速路工程结合建设,减少工程投资。由于待建设的新光快速路是番禺区南北走向60m宽的城市快速主干道,地铁三号线汉市区间隧道沿此道路,地铁工程充分利用新光路的红线范围作为工程用地和施工用地。这样两项工程同用一块地,地铁工程节约施工用地约2.8万m2,并实行统一征地减少较多征地、借地的繁琐过程,争取施工工期。在地铁隧道施工完毕后按路基要求及标高回填土方,减少了路基施工对隧道结构造成的影响。线路设计时结合路面标高,合理调整隧道纵剖面设计,考虑隧道覆土控制在2.5m~4.5m之间,有效地控制外荷载,使主体结构断面更合理,降低工程造价。
2)隧道基坑采用放坡大开挖,部分采用搅拌桩加固或土钉支护,取得了良好的经济效益。隧道所经之地多为果园、农田、菜地、鱼塘,基坑边只有少量三层、四层的民房,且地铁区间隧道与新光快速路合建,因此给放坡开挖提供了充足的施工用地。在基坑南端地段受用地、邻近构筑物的影响采用了土钉墙支护。此方
案比同等条件下采用Φ1.0m钻孔桩加内支撑围护减少工程投资约980万元。
3)区间线路复杂,隧道附属结构多。由于从汉溪站到市桥站区间总长为6km多,行车速度为100km/h~120km/h,除长1.3km明挖段,其余均为盾构法隧道。明挖段中部左线外侧设置了约260m长的临时存车线,在存车线起、终点处设置了左右线单渡线,还有地铁区间必要的附属结构:轨排井、联络通道、水泵房、废水池、风机房、跟随所等。
4)首次采用土建结构断面扩大、渐变作卸压,解决减弱压力变化率,满足了运营要求,提高了乘坐的舒适度。由于单渡线及存车线设置,出现多个左右线互通的大断面,通风系统模拟计算显示,若不对压力突变的地点进行特别处理,列车高速通过中间风井时车头的最高压力变化率将达到990Pa,车尾的压力变化率也将达到640Pa,这已经大大超出了标准要求,压力变化率过高将导致乘客耳膜产生刺痛不适感觉。通过分析压力变化率,在存在压力突变的隧道段对卸压方案进行比较。综合运营、经济、施工各方面的优缺点,采用在突变点后100m隧道段断面扩大、渐变的卸压方案,即结构断面的净宽度及净高度沿隧道纵向渐变,此方案增加土建设计及施工难度,但运营安全性较高,将为以后的地铁运营节省成本。行车速度不受影响,为今后类似工程提供了可借鉴的范例。
5)为满足隧道功能要求,隧道主体结构断面变化频繁、复杂多样,按形式、尺寸等共分有15种断面。分别对每种断面进行断面设计、配筋设计,针对隧道不同地段,满足隧道限界、功能要求的前提下精心设计,设计最经济的结构断面,控制工程量。
6)本着“安全、实用、经济、高效”的原则,遵循以人为本,技术创新的设计理念,利用广州地铁总公司丰富的建设与运营经验,指导本工程的设计和建设。本项目土建工程承包合同价为6129万元,隧道单线总长为3046.71m,单线延米为2.012万元。
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