苏州轨道交通4号线宝带东路站车站结构设计说明.doc
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1、苏州市轨道交通4号线工程初步设计宝带东路站结构设计说明书目 录1概述11.1 工程概述11.2工程可行性研究报告专家组评审意见12设计依据22.2设计所采用的主要规范33设计范围44设计原则及标准45地质概况65.1工程地质条件65.2水文地质条件85.3 水土腐蚀性评价95.4不良地质作用105.5场地和地基地震效应以及液化判别105.6土层物理力学指标106. 车站结构设计126.1结构方案的选择126.2结构计算187. 施工方法及技术措施307.1施工方法的论证及方案比选307.2主要施工步骤357.3指导性施工组织安排367.4地面、地下管线改移及防护措施367.5施工场地布置及交通
2、疏解377.6与邻近工程的关系及处理方案387.7与区间隧道工程接口处理397.8施工监控量测398. 结构防水设计428.1防水原则及防水标准428.2结构防水措施439存在问题与建议45附件:471工 程 数 量 表 :472有关协议、纪要和文件593图纸目录60 苏州市轨道交通4号线工程初步设计宝带东路站结构设计说明书第二分册 车站结构与防水1 概述1.1 工程概述苏州市轨道交通4号线连接了相城区、古城区、吴中区、吴江市松陵镇等重要组团,是苏州市南北方向的骨干线路,与轨道2号线共同支撑城市发展副轴。主线线路起于相城区“荷塘月色”主题公园南侧的苏虞张路站,途经相城北部新城、苏州火车站、北寺
3、塔、观前商圈、南门商圈、吴中区中心城区、吴江市滨湖新城、吴江汽车站、通苏嘉城际铁路松陵站等客流集散点,止于吴江市同津大道。主线全长42.022km,设车站31座,均为地下车站。宝带东路站为全线的第16座车站,为地下二层车站,与近期3号线换乘,换乘节点为地下三层。站址位于宝带东路和东吴北路路口,沿东吴北路南北向布置,周边有多栋建筑及重要管线。站址主要邻近豪仕登大酒店、汇盛花苑、华润万家和苏州市吴中区电信局。重要管线内容详见7.4节。宝带东路站北端头井和南端头井均为盾构接收井,车站埋深为端头井19.2米,标准段为17.41米,换乘节点区为24.56米。 1.2工程可行性研究报告专家组评审意见(1)
4、人民路上多座车站采用半盖挖顺作法施工,临时路面系均采用现浇混凝土梁板不一定为最佳方案,应对临时路面系进行多方案比选,如军用梁+预制钢筋混凝土盖板方案。回复:采用军用梁预制钢筋混凝土盖板从施工方便性和工期影响看有优势,其不足在于:租赁成本高,造价优势不明显;存在使用期间噪声扰民的问题;结构净高较大,可能导致路面抬高,影响地面交通。借鉴1、2号线经验建议采用混凝土梁整体现浇盖板,提高围护强度、刚度,人民路段交通流量大,建筑物管线较多,可提高基坑安全性。2 设计依据2.1设计依据1)苏州市轨道交通4号线及支线工程可行性研究报告(中铁第四勘察设计院集团有限公司 2012.04)2)苏州市轨道交通4号线
5、及支线工程可行性研究报告专家组评审意见(2012.05)3)苏州市轨道交通4号线工程初步设计技术要求(中铁第四勘察设计院集团有限公司2012.02)4)苏州市轨道交通4号线工程初步设计文件编制统一规定)(中铁第四勘察设计院集团有限公司2012.02)5)苏州市轨道交通4号线及支线工程初步设计文件组成与内容(中铁第四勘察设计院集团有限公司2012.02)6)苏州市轨道交通4号线工程地下建(构)筑物调查报告(冶金工业部华东勘察基础工程总公司 2010.9 )7)苏州市轨道交通4号线工程地下管线调查成果报告(冶金工业部华东勘察基础工程总公司 2010.9 )8)苏州市轨道交通4号线岩土工程初步勘察报
6、告(苏州地质工程勘察院2010.9)9)苏州市轨道交通4号线越西支线岩土工程初步勘察报告(上海市轨道工程轨道交通设计研究院2010.9)10)苏州市轨道交通4号线工程地形图 (江苏省测绘院2012.3)11)苏州市轨道交通4号线初步设计车站防水通用 (中铁第四勘察设计院集团有限公司2010.09)苏州轨道交通指挥部、苏州市各区政府、苏州轨道交通有限公司及4号线总体组下发的相关会议纪要、技术联系单。2.2设计所采用的主要规范1)地铁设计规范(GB50157-2003)2)地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)(2003年版) 3)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)(20
7、06版)4)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)5)混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)6)地下工程防水技术规范(GB50108-2008)7)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)8)建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)9)人民防空工程设计规范(GB50225-2005)10)轨道交通工程人民防空设计规范(RFJ022009)11)铁路隧道设计规范(TB10003-2005)12)铁路工程抗震设计规范(GB50111-2006)(2009年版)13)建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)14)建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)15)
8、建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)16)锚杆喷射混凝土支护规范(GB50086-2001)17)混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476-2008)18)建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)19)地铁杂散电流腐蚀防护技术规程(CJJ49-92)20)钢结构设计规范(GB50017-2003)21)铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范(TB10002.4-2005)22)铁路桥涵地基和基础设计规范(TB10002.5-2005)23)混凝土外加剂应用技术规范(GB50119-2003)24)城市道路设计规范(CJJ 37-90)25)城市轨道交通技术规范 (GB5049
9、0-2009)26)城市轨道交通地下工程建设风险管理规范(GB 50652-2011)其它现行的国家有关标准、规范、规定和地方有关管理部门的批复文件等。3 设计范围车站有效站台中心里程:右CK16+810.990,车站设计分界起点里程:右CK16+735.990,车站设计分界终点里程:右CK17+018.990。结构外包全长286.2m,标准段外包宽度为24.3m。4 设计原则及标准1)应根据本站的工程地质、水文地质及周围建筑、道路、地下管线等环境条件和区间隧道施工方法,经技术、经济及环境因素等综合比较,合理地选择施工工法及相应的基坑围护及结构方案。2)结构设计应满足施工、运营、城市规划、防水
10、、杂散电流腐蚀保护的要求;结构净空尺寸应满足限界、施工工艺及使用要求,并考虑施工误差、结构变形及后期沉降的影响。3)结构设计分别按施工阶段和正常使用阶段,根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求进行强度、刚度和稳定性计算。地铁的主体结构工程按使用年限为100年的要求进行耐久性设计,应按混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476-2008)执行,并满足现行的混凝土结构设计规范和地铁设计规范中的有关规定。结构重要性系数不应小于1.1。4)根据车站结构的类型和施工方法,应分别按照有关的设计规范对其在施工阶段和正常使用阶段进行强度计算,必要时还应进行刚度和稳定性计算。尚应按照混凝土结构设计规范(
11、GB50010-2010)进行抗裂和裂缝宽度验算。钢筋混凝土的裂缝开展允许值应根据结构类型、使用要求、所处环境条件和防水措施等因素加以确定。按照荷载效应标准组合并考虑长期作用影响,构件最大计算裂缝宽度:土中缺氧环境、水中环境、迎土面地表附近干湿交替环境均按照0.2mm控制,其余按照0.3mm控制。5)围护结构方案应以工程地质和水文地质条件、基坑宽度和深度为依据,考虑与主体结构的相互关系,防水要求,对周边地面建筑物和地下构筑物的影响,施工难易程度等,经全面经济技术比较确定。6)结构的计算模式,应充分考虑结构的实际工作情况,并反映施工过程和结构与周围地层的相互作用。7)地下结构宜采用信息化设计及施
12、工;在既有资料和地质勘察成果的基础上进行设计;根据施工现场监控量测的信息反馈修正设计、指导施工。8)结构抗震设防烈度为7度,设防分类属交通运输类,相当于地面乙类建筑,抗震等级为三级。在结构设计时采取相应的构造处理措施,以提高结构的整体抗震能力。9)车站结构应具有战时防护功能,应按平战转换进行设计。设防部位按六级人防荷载进行验算,并应能设置相应的防护设施。10)地下车站结构的防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。以结构自防水为主,附加外防水为辅,关键在于处理好施工缝、变形缝等缝的防水。5 地质概况5.1工程地质条件根据地质资料,地层层序自上而下依次为:2杂填土
13、层:褐黄灰杂色,松散,以水泥、沥青路面为主,局部含较多碎石、混凝土块等建筑垃圾,局部有架空现象。属第四系全新统(Q4)近代人工堆积物,层厚0.403.80m,平均层厚1.39m,层底标高-0.242.74m,该层压缩性不均,土质不均,沿线除河道外其余大部分地段均有分布。3素填土层:褐黄灰灰黄色,松散松软,以粘性土为主,含植物根茎,夹少量碎石砖,局部勘探点表层含建筑垃圾及夹淤泥层,属第四纪全新世(Q44)近代人工堆积物,层厚0.308.40m,平均层厚2.63m,层底标高-5.182.47m,该层压缩性不均且高,土质不均,沿线除河塘部位外均有分布,局部厚度较大。1粘土:褐黄灰黄色,可塑为主,局部
14、硬塑,含铁锰质结核,夹灰色条纹。为第四纪晚更新世(Q32-3)冲湖积相沉积物,层厚0.305.30m,层顶标高-9.912.47m,该层压缩性中等。2粉质粘土:灰黄青灰,可塑为主。含铁锰质斑点及灰色团块,下部夹薄层粉土,局部粉土含量高。为第四纪晚更新世(Q32-3)冲湖积相沉积物,层厚0.408.40m,层顶标高-14.610.17m,该层压缩性中等。3粉土:灰黄灰色,稍中密,饱和。夹少量薄层粉质粘土,含云母碎片,标贯击数平均值N14.1。为第四纪晚更新世(Q32-3)冲湖积相沉积物,层厚0.807.60m,层顶标高-12.30-0.63m,该层压缩性中等。1粉质粘土:灰色,软流塑。薄层理发育
15、,夹少量薄层粉土。为第四纪晚更新世(Q32-2)海陆交互相沉积物,层厚0.8013.00m,层顶标高-14.85-4.30m,该层压缩性中等偏高。2粉砂或粉土:灰黄灰色,中密为主,饱和。夹薄层粉质粘土,局部为粉砂,含云母碎片,标贯击数平均值N24.3。为第四纪晚更新世(Q32-2)海陆交互相沉积物,层厚1.0019.00m,层顶标高-15.42-4.83m,该层压缩性中等。3粉土夹粉砂:灰色,中密为主,饱和。夹少量薄层粉质粘土,含云母碎片,标贯击数平均值N30.4。为第四纪晚更新世(Q32-2)海陆交互相沉积物,层厚1.5012.70m,层顶标高-17.40-15.33m,该层压缩性中等。2粉
16、砂或粉土:灰色,中密密实,饱和。夹少量夹薄层粉质粘土,主要矿物成分为石英、长石,含云母碎片,标贯击数平均值N40.5。为第四纪晚更新世(Q32-2)海陆交互相沉积物,层厚5.6030.00m,层顶标高-33.23-20.13m,该层压缩性中等偏低。2粉质粘土:灰绿青灰色为主,可塑软塑。含铁质氧化物斑点,下部夹少量薄层粉土。为第四纪中更新世(Q22-2)冲湖相沉积物,层厚0.7013.60m,层顶标高-55.09-41.90m,该土层压缩性中等。粉土:青灰色灰色,密实,饱和。局部为粉砂,夹少量薄层粉质粘土,含云母碎屑,标贯击数平均值N52.8。为第四纪中更新世(Q21)冲湖相沉积物,层厚1.10
17、8.70m,层顶标高-60.24-46.77m。该土层压缩性中等偏低。1粉质粘土:灰青灰色灰绿色,软塑。夹少量薄层粉土及粘土。为第四工纪中更新世(Q21)冲湖相沉积物,层厚3.0010.10m,层顶标高-60.10-53.50m,该土层压缩性中等。2粘土或粉质粘土:灰绿灰黄色,可塑,位于苏蠡路站阳澄湖中路区域以粉质粘土为主,澄湖站同津大道站区域以粘土为主。含铁锰质结核,压缩性中等。5.2水文地质条件5.2.1地表水苏州市(吴江市)属于亚热带季风气候,雨量较大,轻度潮湿,沿线河道纵横,地表水系极其发育,太湖中水经河道源源不断给场区内补给地表水,地表水另一来源为大气降水,水位标高的变化主要受太湖水
18、位,周围江湖水位及季节性降水变化而变化,以蒸发及人工取水为区内地表水的主要排泄方式。苏州市区防汛警戒水位1.62m(吴淞高程3.50m)。苏州市50年一遇的洪水位为2.49m(1954),100年一遇的洪水位为2.62m; 5.2.2 地下水根据地下水埋藏条件,可将地下水分为孔隙潜水、微承压水及承压水。1)潜水潜水含水层主要由全新统Q4填土层组成,勘察区域内均有分布,填土层由粘性土夹碎石组成,由于其颗粒级配不均匀,固结时间短,往往存在架空现象而形成孔隙,成为地下水的赋存空间,其透水性不均匀。主要接受大气降水的入渗补给,同时接受沿线污水、自来水的渗漏补给。其富水性受岩性和厚度控制,因含水层渗透性
19、差,单井涌水量较小,为民井开采层位,水质尚可,局部受污染。勘察期间苏州测得潜水稳定水位为地面下1.01.50m左右,标高1.461.48m,该层水对基坑开挖有直接影响。苏州地区降雨主要集中在69月份,在此期间,地下水位一般最高;旱季为12月份至翌年3月份,在此期间地下水位一般最低。据区域水文资料,苏州市历史最高潜水位为2.63m,近35年最高潜水位2.50m(1985国家高程基准),最低潜水位标高为0.21m,潜水位年变幅一般为12m。2)微承压水微承压水含水层由晚更新世沉积成因的3、3粉土、2粉土或粉砂层组成,其隔水顶板为1、2粘性土层,隔水层底板缺失,与下层的承压含水层连通。据实测结果,微
20、承压水水头标高在-0.201.90m,该层为对车站基坑开挖有直接影响的含水层。富水性主要受含水介质厚度制约。该含水层的补给来源主要为潜水和地表水。据区域资料,苏州市历年最高微承压水头标高为1.74m,近35年最高微承压水水位为1.60m左右,年变幅1m左右。3)承压水根据钻探结果,承压水含水层由晚更新世沉积成因的土层组成,主要为2粉砂或粉土、粉土层,具承压性,属于本区第I承压水。据2号线实测资料,其水头标高在-0.225-2.92m之间。该含水层的补给来源主要为承压水的越流补给及地下迳流补给,以地下迳流及人工抽吸为主要排汇方式。据区域资料,承压水水头标高在-2.70m左右,年变幅1m左右。5.
21、3 水土腐蚀性评价5.3.1水的腐蚀性评价据水质分析结果,沿线地表水对混凝土有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性;潜水对混凝土有微腐蚀性,长期浸水环境中对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性,干湿交替环境中对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性;微承压水对混凝土有微腐蚀性,长期浸水环境中对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性5.3.2土的腐蚀性评价苏州地区系水网化平原区,地下水位埋深较浅,据本地区气象条件,结合场地环境及环境水腐蚀性评价结果,经综合判别,场地土(包括地下水位以下及地下水位以上土体)对混凝土有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。5.4不良地质作用4号线沿线地势平坦、无全新活动断裂
22、、岩溶、采空区、滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用。不良地质现象主要表现为地下车站由于施工降水造成的地面沉降及盾构施工过程中对土层的扰动或剪切破坏,引起地层的次固结,从而引起地面沉降等不良地质现象。5.5场地和地基地震效应以及液化判别苏州市及吴江市抗震设防烈度为6度,按建筑抗震设计规范(GB50011-20010),设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.05g,场地类别为类,特征周期为0.45s;抗震设防类别应为乙类。场地20m以浅饱和粉(粉)土层为不液化土层,地基土不存在液化趋势。5.6土层物理力学指标各土、岩层物理力学指标见表5.1-1。 57 岩土工程初步设计参数建议值表 表5.
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