土木工程毕业设计-盾构隧道设计.docx

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本科毕业设计

沈阳地铁一号线怀远门站至中街站区间盾构隧道设计

本科毕业设计

XX盾构隧道设计

燕山大学毕业设计任务书

学院：

建筑工程与力学学院 系级教学单位：

土木工程系

学 学生

号 姓名

专业

班级 土木工程（岩土）

题 题目名称 XX盾构隧道设计

目

题目性质

1.理工类：

工程设计（√ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）

2.管理类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）

题目类型 1.毕业设计（√） 2.论文（ ）

题目来源 科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（√）

主 1.盾构隧道的平面设计2.纵断面设计3.横断面设计4.荷载作用及内力计算要

内 5.管片的配筋设计及强度检算、裂缝验算6.对结构进行裂缝验算及抗浮验算7.盾

容 构竖井的设计设计部分：

基 1.施工图内容及比例：

包括隧道总平面图、纵断面图、管片结构图、管片配筋图、

本

要 详图若干；图纸数量：

3号图不少于4张。

求 2.设计说明书内容：

平纵断面设计、围岩压力的计算、结构内力的计算、配筋计算、强度检算、裂缝检算及抗浮验算、盾构竖井设计说明。

计算书数量：

60～80页。

参 《建筑结构荷载规范》（GB50009--2010）；《地铁设计规范》（GB50157-2003）；考

资 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；《地下结构设计原理与方法》，李志业

料 编；《地铁与轻轨》，张庆贺编。

周次第1-2周 第3-5周 第6-8周第9-11周第12-13周第14周第15-18周

准备相关毕业完成盾构管片基本对盾构管完成管片结

应 设计资料，方机选型，管尺寸拟定片进行配构设计，及

完 案设计，根据片选型、进计算围岩筋设计及盾构竖井结成

的 已有资料，绘行横断面压力，计强度检算、构设计，完

内 出盾构隧道平结构初步算结构内螺栓检算，成设计说明

毕业设计算书与施计工程工图修改、概预算。

打印、装订，

准备答辩。

容 纵断面草图。

设计。

力。

裂缝验算。

书及图纸输

出文整。

指导教师：

职称：

年 月 日

系级教学单位审批：



年 月 日

摘要

摘要

中国城市化的发展必然带动城市地铁的发展。

地铁产业作为中国的朝阳产业，是中国城市基础交通设施中最有前景、最有市场的产业，发展轨道交通势在必行。

目前，修建地铁的施工方法主要有明挖法、矿山法以及盾构法。

针对沈阳的地质情况以及隧道施工对地面交通的影响等方面考虑，本设计采用盾构法修建沈阳地铁一号线怀远门～中街区间隧道方案。

因为盾构法有着良好的防渗性、施工安全快速、与埋深无关和对环境影响小等明挖法和矿山法无法比拟的优点。

本设计为沈阳地铁一号线怀远门站～中街站区间盾构隧道设计。

区间盾构隧道左线全长1172.248m，右线全长1165.867m。

在充分考虑隧道建筑限界的基础上，对盾构隧道的横断面进行了设计。

设计选取最不利断面，采用日本惯用法进行结构内力计算，分析出结构的弯矩、轴力、剪力。

再根据分析出的结构内力进行配筋计算，并利用所配的钢筋进行相关的管片结构强度检算、管片结构允许裂缝宽度检算、螺栓强度检算、结构抗浮检算。

关键词 盾构隧道；内力计算；配筋；检算

II

燕山大学本科生毕业设计

Abstract

ChinacitydevelopmentwillpromotethedevelopmentofMetrocity.SubwayindustryasasunriseindustryinChina,itisChinesecitytrafficinfrastructureinthefuture,mostofthemarketoftheindustry,thedevelopmentofrailtransportationbeimperative.Atpresent,theconstructionofthesubwayconstructionmethodaremainlyopen-cutmethod,miningmethodandshield.AccordingtothegeologicalsituationofShenyangandtheinfluenceoftunnelconstructionongroundtransportationintoconsideration,thedesignoftheshieldconstructionofShenyangMetroLine1HuaiyuanGateStreettunnelscheme.Becausetheshieldmethodhasagoodbarrier,constructionsafetyfast,andburied depth and little influence on environment, independent of thecut-and-covermethodandminemethodincomparableadvantages.

ThedesignofShenyangMetroLine1HuaiyuanGateStation-streetrunningdesignofshieldtunnel.Intervalshieldtunnelleftlinefull-length1172.248m,length1165.867mofrightlineof.Infullconsiderationofthetunnelconstructionclearanceonthebasisoftheshieldtunnel,crosssectiondesignfor.

Designofselectingthemostadversesection,usingtheJapaneseusageofstructureinternalforcecalculation,analysisofstructureofthebendingmoment,axialforce,shearforce.Accordingtotheanalysisofinternalforcecalculationofreinforcingbars,andtheuseofthereinforcedrelatedsegmentstructurestrengthcalculation,segmentstructureallowsthecrackwidthcalculation,boltstrengthcalculation,structuralanti-buoyancycalculation.

Keywords Shieldtunnel; calculationofinternalforce; reinforcementbar;checkcalculation

目录

摘要 I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1设计概况 1

1.1.1设计依据 1

1.1.2设计范围 1

1.1.3主要设计原则及标准 2

1.2沈阳地铁工程地质及水文地质 4

第2章施工方案选择 6

2.1明挖法 6

2.2矿山法 6

2.3盾构法 7

第3章盾构机类型的选择 8

3.1工程对盾构机的要求 8

3.2泥水加压式盾构与土压平衡式盾构的特点 8

3.3盾构机选型结论 11

第4章管片选型与几何设计 12

4.1盾构隧道断面尺寸的拟定 12

4.2管片衬砌选择 12

4.3管片参数 14

4.3.1管片厚度 14

4.3.2管片幅宽 14

4.3.3衬砌环组成 14

4.3.4管片拼装方式 14

4.3.5管片连接 15

第5章管片内力计算 16

III

5.1围岩压力计算 16

5.1.1选取最小埋深断面计算 16

5.1.2选取怀远门站附近断面计算 19

5.1.3选取最大埋深断面计算 21

5.1.4选取中街站附近埋深断面计算 22

5.1.5选取终点中街站埋深断面计算 24

5.2惯用法进行管片内力计算 26

5.2.1选取始发站附近断面计算 27

5.2.2选取最小埋深断面计算 31

5.2.3选取终点附近断面计算 34

5.2.4选取最大埋深断面计算 38

5.2.5选取终点站断面计算 42

第6章管片配筋及验算 46

6.1埋深最浅截面 46

6.1.1正截面配筋计算 46

6.1.2斜截面配筋计算 50

6.1.3截面复合及强度验算 51

6.1.4裂缝宽度验算 52

6.1.5环向连接螺栓检算 54

6.2怀远门站附近埋深截面 55

6.2.1正截面配筋计算 55

6.2.2斜截面配筋计算 59

6.2.3截面复合及强度验算 59

6.2.4裂缝宽度验算 60

6.2.5环向连接螺栓检算 62

6.3中街站附近埋深截面 62

6.3.1正截面配筋计算 63

6.3.2斜截面配筋计算 67

6.3.3截面复合及强度验算 67

IV

6.3.4裂缝宽度验算 69

6.3.5环向连接螺栓检算 70

6.4最大埋深截面 71

6.4.1正截面配筋计算 71

6.4.2斜截面配筋计算 75

6.4.3截面复合及强度验算 75

6.4.4裂缝宽度验算 77

6.4.5环向连接螺栓检算 78

6.5终点中街站埋深截面 79

6.5.1正截面配筋计算 79

6.5.2斜截面配筋计算 83

6.5.3截面复合及强度验算 83

6.5.4裂缝宽度验算 84

6.5.5环向连接螺栓检算 86

6.6其它检算 86

6.6.1结构抗浮检算 86

第7章竖井结构及联络通道设计 88

7.1盾构竖井结构设计 88

7.2联络通道及泵房设计 89

7.2.1开挖方式 89

7.2.2支护方式 90

7.3防水施工 91

7.3.1隧道防水处理 91

7.3.2洞门防水处理 93

第8章工程概预算 94

8.1单位工程费汇总表 94

8.2清单综合单价分析表 95

8.3措施项目费分析表 96

8.4工程费用计算 97

V

8.4.1预制混凝土管片费用计算 97

8.4.2衬砌压浆费用计算 97

8.4.3钢筋材料费用计算 97

8.4.4钢筋制作安装费用计算 99

8.4.5隧道盾构掘进费用计算 99

结论 100

参考文献 101

致谢 102

VI

第1章绪论

第1章绪论

1.1设计概况

1.1.