長(zhǎng)株潭城際鐵路開(kāi)濱區(qū)間盾構(gòu)施工技術(shù)（二）工程總體設(shè)計(jì)

主要設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

線路等級(jí)：客運(yùn)專線。正線數(shù)目：雙線。速度目標(biāo)值：200km/h。線間距：18m。限制坡度：20‰，個(gè)別地段經(jīng)行車(chē)檢算不大于30‰。最小曲線半徑：1200m。

工程設(shè)計(jì)概況

隧道平、縱斷面設(shè)計(jì)

區(qū)間線路平面自開(kāi)福寺站出后沿開(kāi)福寺路前行，然后通過(guò)R-1200m的半徑微調(diào)線路走向，使其穿越湘江，到湘江中心線后，下穿銀盆嶺大橋，保持直行到達(dá)長(zhǎng)沙船舶廠，然后通過(guò)R-1200m的半徑微調(diào)線路走向后，直線下穿銀杉路，進(jìn)入濱江新城站，線間距為18m。縱斷面呈“V”型，區(qū)間線路出開(kāi)福寺站后，以12.663‰和3‰的坡度下降，下穿湘江到達(dá)湘江大道后再改為19.8‰和2‰的上坡進(jìn)入濱江新城站，區(qū)間埋深最大約39m，最小約10m，線路縱坡變換處采用半徑為1200m的豎曲線進(jìn)行連接。

盾構(gòu)法隧洞施工設(shè)計(jì)

本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間隧道設(shè)計(jì)為雙線圓形隧道，盾構(gòu)隧道開(kāi)挖斷面為9.34m，隧道采用預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌，管片背后注漿回填，隧道襯砌管片外徑為9000mm，內(nèi)徑為8100mm。盾構(gòu)區(qū)間隧道斷面設(shè)計(jì)如圖1所示。

盾構(gòu)掘進(jìn)路線設(shè)計(jì) 盾構(gòu)區(qū)間長(zhǎng)度為2710.7雙線延米，為開(kāi)福寺～濱江新城盾構(gòu)區(qū)間。采用2臺(tái)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。

濱江新城站～開(kāi)福寺盾構(gòu)區(qū)間采用2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，左、右線各采用1臺(tái)盾構(gòu)機(jī)分別從濱江新城站推進(jìn)至開(kāi)福寺站接收、吊出。

湘江隧道盾構(gòu)段掘進(jìn)安排如圖2所示。

管片型式設(shè)計(jì) 管片設(shè)計(jì)為A、B、C、D四型，管片的配筋不同。管片厚度為450mm，每環(huán)管片采用“5+1+1+1”型式，即每環(huán)由封頂塊（F）、臨接塊（L1）、臨接塊（L2）及標(biāo)準(zhǔn)塊（BI）～（B5）共8塊管片組成，8塊管片為不等分塊，最大塊為標(biāo)準(zhǔn)塊（B1）～（B5），外弧長(zhǎng)度為3855.6mm，內(nèi)弧長(zhǎng)為4470mm，外弦長(zhǎng)為3734.8mm，最大單塊重量為8.2t。管片寬度為1800mm，楔形量為32mm（雙面楔形）。盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖3所示。

管片的拼裝 管片采用1/3錯(cuò)縫拼裝，拼裝時(shí)封頂塊先搭接2/3徑向推上，然后縱向插入。接縫形式及連接方式：管片環(huán)、縱縫均不設(shè)凸凹榫槽，僅在環(huán)縫設(shè)置剪力銷(xiāo)。管片環(huán)向及縱向采用M30斜螺栓連接，每環(huán)縱向設(shè)置22顆螺栓，環(huán)向設(shè)置16顆螺栓。具體管片拼裝如圖4所示。

附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 溝槽身均采用C25混凝土，靠近線路側(cè)的溝槽壁結(jié)合接地情況設(shè)置加強(qiáng)鋼筋。道床兩側(cè)設(shè)置排水明溝，水溝為半圓形，半徑為80mm。排水明溝下設(shè)置縱向φ200PVC排水管，排水管兩端連接檢查井或集水坑。溝槽頂部?jī)蓚?cè)（溝槽頂部與管片結(jié)合部）設(shè)置R50的集水槽。

蓋板采用C35鋼筋混凝土，蓋板內(nèi)鋼筋采用HRB335鋼筋。

一般地段隧底采用C25混凝土填充，在軟弱地層、地層性質(zhì)變化較大的軟硬交接地層處設(shè)置C35鋼筋混凝土縱梁。隧底縱梁每60m左右設(shè)一道寬10mm的變形縫，變形縫內(nèi)采用丁晴軟木橡膠填塞。變形縫應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)的環(huán)向接縫錯(cuò)開(kāi)不小于10m。在隧底填充與隧底縱梁分界處設(shè)一道變形縫。

聯(lián)絡(luò)通道及泵房的設(shè)計(jì)

隧道每500m設(shè)置一條連接左右線隧道的人行通道，為直墻拱形斷面，限界尺寸為2.3m（寬）×2.5m（高），長(zhǎng)度為9m，兩端各設(shè)置一道1.5m（寬）×2.1m（高）向通道內(nèi)側(cè)開(kāi)啟的防火門(mén)。在聯(lián)絡(luò)通道的中間2m長(zhǎng)度的范圍內(nèi)局部加寬1m做預(yù)留洞室。聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖5所示。

隧道的V形坡底設(shè)置廢水泵房，廢水泵房與聯(lián)絡(luò)通道合建。廢水泵房設(shè)計(jì)圖如圖6所示。

聯(lián)絡(luò)通道及泵房均采用礦山法施工、復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。在聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖前，4#～7#聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行全斷面注漿，8#和9#聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行管片背后注漿，并對(duì)聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)澗管片及其前后各兩環(huán)襯砌管片進(jìn)行臨時(shí)支撐，然后再進(jìn)行開(kāi)挖。

防水設(shè)計(jì)

盾構(gòu)隧道防水 盾構(gòu)隧道管片以管片混凝土自防水、管片接縫防水、隧道與地下車(chē)站和聯(lián)絡(luò)通道的接頭防水為重點(diǎn)，確保隧道的整體防水效果。所有防水構(gòu)件、附加防水層、混凝土外加劑等，同時(shí)應(yīng)滿足耐久性要求，抗侵蝕系數(shù)≥0.85。

隧道管片采用強(qiáng)度等級(jí)為C50的高性能混凝上，抗?jié)B等級(jí)為S12，限制裂縫開(kāi)展寬度≤0.2mm。

襯砌接縫防水包括彈性密封墊、遇水膨脹橡膠密封墊、最外側(cè)的海綿橡膠條以及內(nèi)側(cè)嵌縫4個(gè)方面。盾構(gòu)段與車(chē)站和聯(lián)絡(luò)通道的接口處理設(shè)置多道遇水膨脹止水條，并通過(guò)預(yù)留注漿管多次注漿實(shí)現(xiàn)防水。襯砌外注漿防水。在襯砌管片與人然上體之間存在環(huán)形空隙，通過(guò)同步注漿和二次注漿（必要時(shí)采用）充填空隙，形成一道外圍防水層，為減少漿材硬化收縮，所有的注漿材料皆宜摻加一定量的微膨脹劑。螺栓孔防水：采用遇水膨脹橡膠密封圈作為螺栓孔密封圈，利用其壓密和膨脹雙重作用加強(qiáng)螺栓孔防水。管片角部加強(qiáng)防水：采用遇水膨脹橡膠止水圈，加強(qiáng)往漿孔與混凝土間密封防水。

聯(lián)絡(luò)通道及泵房的防水 橫通道采用EVA防水板全包防水，防水板外側(cè)鋪設(shè)土工布緩沖層，二次襯砌采用抗?jié)B等級(jí)為S10的模筑鋼筋混凝土。

聯(lián)絡(luò)通道與主隧道接口的防水 在盾構(gòu)隧道與聯(lián)絡(luò)通道接口處初襯中埋一圈環(huán)向的小注漿導(dǎo)管，并在初襯與二襯之間設(shè)置緩膨型水膨脹橡膠止水條及直徑18mm環(huán)向軟式透水管，二襯與管片之間設(shè)置二道遇水膨脹橡膠止水條。具體防水設(shè)計(jì)如圖7所示。

防護(hù)涂層設(shè)計(jì)

管片外表面采用多功能混凝土防護(hù)劑涂刷防水，防護(hù)劑性能指標(biāo)如表2所示。

耐久性設(shè)計(jì)

混凝土主要技術(shù)要求 水泥應(yīng)選用品質(zhì)穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5。為了提高抗?jié)B性能，摻入不低于Ⅱ級(jí)的優(yōu)質(zhì)粉煤灰。最大水膠比：0.35。膠凝材料用量：360～450kg/m2。氯離子含量：不超過(guò)膠凝材料重量的0.06%。堿含量：≤3kg/m2。電通量（56d）：<1000c。

其他措施 襯砌管片主筋的混凝土保護(hù)層厚度50mm，分布鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度除注明外一般不小于30mm。螺栓及墊圈采用鋅基鉻脧鹽涂層做防腐處理，涂層等級(jí)4級(jí)，涂層厚度不小于8.6um，經(jīng)鹽霧試驗(yàn)后出現(xiàn)紅繡時(shí)間不小于1000h。