2、联络通道/泵房设计 一、位置确定 南京地铁XX 线一期工程盾构第二标段：根据地铁区间隧道防灾要求，三山街站~张府园站区间隧道在K6+790 处设左、右线联络通道,以便在事故时乘客能够安全疏散，解决地铁运行阶段防灾；根据线路纵断面设计及区间隧道防排水的要求，在区间最低点处设置废水泵站，区间联络通道与泵房合并设计,区间与正洞连接处设置防火门。 在张俯园站~新街口站区间隧道K7+670 处设联络横通道，以解决地铁运行阶段防灾。 二、结构形式确定 联络通道净空根据人员疏散、废水泵房容积及检修条件,拟定为2.1m 宽,2.5m 高的半圆直墙拱形断面。三山街站~张府园站区间隧道，根据排水系统提供的资料要求，废水泵房的集水池按不小于10 分钟的渗水量与消防水量之和确定，考虑体积不小于30m3。 管道井仅考虑废水抽排管的安设,采用钻孔法施工.地面检查井内净空为直径1400mm，净高2180mm，地面留直径为700mm 的井口,区间废水通过直径为100mm 的排水铁管汇入集水池中，废水抽出地面并与市政下水道连通排除。 三、实施方案 本次设计中，对横通道的实施方案采用预先对横通道的部位进行加固，然后，拆除横通道洞门钢管片，边开挖边实施临时支护层的方法建造横通道。 (一)、地基加固 1、地基加固要求 为保证横通道的施工安全、迅捷、减少对区间隧道的影响，经加工后的土体要有良好的自立性、密封性及必要的强度，其无侧限抗压强度qu≥0.8Mpa，土体渗透系数≤1x108cm/sec。 2、地基加固范围 二区间隧道中心线以内，隧道顶以上4m，泵站地下3m 范围内均须进行地基加固。 3、地基加固方法 根据南京地铁XX 线一期工程盾构第二标段区间隧道的施工条件、工程水文、地质情况，采用小导管超前注浆方法，预先对横通道的部位进行加固，详见有关设计图。 (二)、施工方法 1、隧道施工时，在通道部位应按图 拼装特殊衬砌环，隧道施工至该部位时，应严格控制轴线偏差，轴线允差：下行线只可向上行线侧或向下偏50～80mm，上行线只可向下行线侧或向下偏50～80mm。 2、横通道将施工时，按设计要求，应在开口环［KR1］中不开口部位均匀设置不少于7 个支撑点，予以均匀支撑，以控制施工时衬砌环变形。 3、通过压浆孔对通道部位进行补压浆。 4、拆除通道部位的钢管片，安装通道部位的钢梁1、钢梁2。 5、开挖通道后施工初期支护，初期支护由锚杆、钢筋网、喷混凝土联合支护。二次衬砌采用C30 钢筋混凝土。 6、待通道钢筋混凝土结构达到设计强度后，拆除临时支撑点，再次拧紧特殊衬砌环内（包括钢梁）所有连接螺栓，楔紧钢楔，最后焊接固定之。 7、钢管片格腔内浇筑混凝土。外露钢构件表面均需涂环氧沥清漆二度。 8、安装防火门。 9、如盾构施工后，通道部位衬砌标高、里程有误差，可适当调整。 10、施工中结构变形控制变形标准:区间隧道的径向变形<20mm，区间隧道的水平、垂直位移≤10mm。 (三)、钢梁安装步骤： 1、先行拆除开口环[KR1]k 衬砌环中（K1）1k、（K1）3k 块钢管片，闭口环[BR1]1B1、[BR1]2B2 衬砌环中（K1）2B1、（K1）2B2 块钢管片，在钢管片外侧压填环氧砂浆，并尽快使钢梁2 就位，再以钢楔、垫片将钢梁垫平、楔紧。最后以螺栓紧固连接。 2、拆除（K1）2k、（K1）1B1、（K1）1B2 块钢管片，按以上同样方法使钢梁1 就位、紧固。 3、所有缝隙均用环氧砂浆封嵌，使之不漏水。 (四)、特殊衬砌圆环中钢管片与钢筋混凝土管片制作说明 1、制作时，材料落料以足尺放样为准，图中材料表仅供备料参考。焊接时应采取措施严格控制焊接变形。 2、衬砌成型精度（除图中注明者外）： (1)、单块检验允差：宽度：±0.5mm；弧弦长：±1.0mm；衬砌外半径：+2.0mm，-0mm；内半径±1.0mm；螺栓孔直径与孔位：±1mm；环板间平行度：0.5mm；环板与端板、环板与背板的垂直度： 1.0mm；端面、环面不平度：0.1mm～0.2mm。 (2)整环拼装检验允差：相邻环环面间隙不得大于1.0mm；纵缝相邻块块间间隙不得大于2±02mm（纵缝内需垫以压缩至2.0mm 厚的传力衬垫）；相连螺栓孔不同轴度小于1.0mm。 (3)焊缝高度除图纸注明者外，均为8mm，与外弧板有关的焊缝均要求水密。且外表面要求铲平。 (4)[KR1]环中的纵肋板及加筋板，落料长度允差±0.2mm；[BR1]环中的环肋板及加强板落料长度允差±0.1mm;端面角度允差0.15° 且分别与环板、端板顶紧焊接。 (5)加工光洁度除注明者外，环、端板外表面及螺栓孔均为3，其余∽。 (6)[KR1]k 衬砌圆环钢管片两环面，除满足平行度0.5mm 外，尚应确保内弧侧宽度大于外弧侧宽度。 (7)为确保螺栓孔位置精度，可先进行环面、端面加工，后钻孔。 (8)制作后背板涂环氧沥清漆二度。 (9)每一块管片的内弧面须清晰标注块名。 (10)带螺栓钢盒的钢筋混凝土管片，必须在相应的钢模内，采取措施，正确固定螺栓钢盒后，利用标准钢模生产。 (五)、钢管片接缝防水 钢管片环、端肋面，在预留槽内铺设821 膨胀橡胶止水条或三元乙丙多孔弹性止水条，角部采用自粘性腻子包裹，以加强防水，粘结剂应采用高粘性的氯丁接肢胶。3、洞门设计 根据南京地铁XX 线一期工程三山街～张府园、张府园～新街口两区间采用盾构法进行施工的招标要求，一台新盾构（内径φ5500mm）从张府园站南侧盾构井始发，施工下行线至三山街站后调头施工上行线回到张府园站南侧盾构井，然后转场通过已完成的张府园站掘进上行线至新街口站后调头施工下行线到达张府园站北侧盾构井，完成两区间施工的盾构在此拆卸后吊出地面。 一、盾构出发和到达 (一)、盾构出发口依次有张府园站南侧下行线洞口、三山街站北侧上行线洞口、张府园站北侧上行线洞口、新街口站南侧下行线洞口。 盾构到达口依次有三山街站北侧下行线洞口、张府园站南侧上行线洞口、新街口站南侧上行线洞口、张府园站北侧下行线洞口。 (二)、盾构工作井处车站顶板及各层楼板应预留盾构吊装下井或拆卸出井孔口，孔口尺寸：8500mm（长）×7500mm(宽）（对称线路中心线）。 (三)、车站端墙上预留钢筋混凝土圆板封门，并在端墙衬砌施工时预埋钢板圆环，钢板厚10mm，宽度同端墙壁厚，盾构出洞或进洞时凿除圆板封门。 (四)、盾构出发、到达井地层从上到下依有人工填土、砂性粉土和粘性粉土夹砂等，为防盾构进出洞时封门及围护结构拆除后墙背后岩体失稳塌滑及涌水，对墙背出洞4m 长范围内，进洞6m 长范围内的地层，采用旋喷加固，加固后岩体强度适度。 (五)、在内衬后直接拼装管片，内衬与管片之间预设短筋连接。 (六)、钢圆环与洞口现浇衬砌间，洞口现浇衬砌与管片间均设水膨胀止水条以防渗漏水。 (七)、盾构施工上行线通过张府园站采用转场方式，即从南侧工作井拆卸吊出后，再从北侧工作井吊入拼装。 二、进出洞地层加固设计 根据盾构进出洞浅埋地层的施工情况,分别对分层注浆、深层搅拌桩、高压旋喷桩和冻结等加固方案进行技术论证后，决定采用旋喷加固方案。 (一)、加固范围 张府圆站南、北侧和新街口站南侧盾构工作井进出口采用垂直旋喷加固，旋喷深度为12.9m，宽12.5m。三山街站由于地面施工场地现已恢复，故在车站内采用水平旋喷加固，加固范围具体见设计图。 (二)、加固方法 旋喷采用二重管法，单管加固土体直径约1.5m。4、地质补充调查、钻孔及建筑物状况调查计划与方法 沿盾构施工线路通过地段，对施工可能引起变形的地面建筑类型、基础进行详细的调查，调查应会同建筑物的业主一起，就有关建筑物的现状进行记录。 调查一般通过现场观察记录、照相、录像、量测等措施。根据实际情况选择采用。 第五章 防水设计 区间隧道以结构自身防水为主，防水工程设计遵循“以防为主，以排为辅，防排结合，综合治理”的原则，并遵照有关规范执行。 区间隧道结构防水要求拱部不能有渗漏，边墙不得有线漏和漏泥沙，当有少量漏水时，每昼夜的漏水量不得大于0.1L/m2。 盾构法施工的区间隧道，衬砌自身应具有良好的防水能力，采用防水混凝土制作管片，其抗渗强度不得小于0.8Mpa。 装配式衬砌接缝的密封防水按“多道设防，综合治理”的原则设防，具体措施是： 一、管片之间设置密封垫沟槽，其内设置高弹性氯丁橡胶密封垫圈或遇水膨胀橡胶密封垫圈，或者采用三元乙丙多孔弹性止水条； 二、在管片内侧预留的嵌缝内用合成纤维水泥或氯丁乳胶水泥嵌缝材料嵌填密封； 三、对于每一个螺栓孔、注浆孔均设置与其构造形式相匹配的遇水膨胀橡胶垫圈。 四、管片外涂防水层。 盾构推进后及时向管片与地层之间的空隙回填注浆。第5节沉降计算 盾构施工引起的地层变形从而导致地面沉降的原因是多方面的，其主要因素有：开挖面土压不平衡引起的土体损失；盾尾与衬砌之间空隙未能及时填充引起的土体损失；注浆材料凝固收缩；隧道渗漏水造成土体的排水固结；盾构蛇行纠偏引起的土体损失；衬砌变形和隧道纵向沉降；土体应力释放、扰动后重新固结。 分析地表沉降的岩体按非连续介质模型，所以在考虑岩体移动的过程中，介质可以认为由类似沙砾或者相对来说很小的岩体颗粒组成，这样就可以把大量的微小岩体的移动看作一个随机的过程，采用概率可以得到小砂砾的移动时互相填充应该满足以下公式： 式中 P(x,z)是一个连续函数，表示（x,z）附近的无穷小范围内出现相互填充的概率，A 反映的是小砂砾的大小，通过数学证明可以得到证明P(x,z)在数据上等于单元开挖引起(x,z)点的下沉值 We(x,z)，对We(x,z)进行积分就可以得到： W(x)/W0 =A(x/r) 其中W0可以用经验法或公式法确定，由此则可以得到地表沉降的公式为： W0 =W(x)-W(x-L) 根据计算预计隧道横断面的地表沉降在保证盾构在掘进的时候地表隆陷可以控制在+10～-30mm 之间。 本标段位于三山街站至新街口站,全长3022.82m,开挖涉及宽度22m，净高6.39m，隧道上方覆盖层最薄处厚约7～9m，全线处于古秦淮河冲积平原，主要的岩体特征为：下伏岩体为白垩系砂质泥岩，属于极软岩质，上覆土体除浅部3.40～7.00m 为近期人工培植土外，其余为第四系粘性土与砂性土。线路段地下水主要为孔隙潜水赋存于Ⅱ4 层以浅；其次是微承压水，仅分布于下部Ⅲ3、Ⅳ层，孔隙潜水与微承压水混合水位埋深1.10～1.45m。隧道洞身主要穿越Ⅱ41、Ⅱ42、Ⅲ11、Ⅲ12、Ⅲ13 层,所以该层围岩稳定性差。线路两侧高楼林立，所以可能会引起隧道拱顶的压力增大，在施工的过程之中由于注浆的压力偏低而引起盾构的土压失去平衡，从而使地表的沉陷。另外，砂性土渗透性强，富水性好，围岩稳定性差，在盾构施工的过程之中应充分考虑到隧道渗漏水造成土体的排水固结。 通过分析可以看到，盾构的土压平衡平衡控制是减小土层变形的主要参数，土压值的设定应根据实际施工中盾构上方土体的隆陷变形进行调整，尽量减少对土体的扰动；其次，要注重对盾尾的同步注浆管理，及时填充空隙，减少因空隙引起的土体损失，在盾构推进时从盾尾向盾构环外围用煤灰、石灰、膨润土和水配置成浆液进行同步注浆，注浆时浆液压力要大于隧道拱底的压力，应为拱顶压力的2 倍以上。若隧道上方有构筑物等超载作用时，应考虑增大注浆量和注浆压力，对需要保护的构筑物应考虑第二次注浆或多次注浆。在注浆的过程中应充分考虑注浆材料凝固收缩引起的地表的沉降。