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1、 目录 第一章 工程概况 12 第1节 工程描述 12 1、 概述 12 2、 工程策划 14 3、 盾构机与管片的提供 15 4、 临时工程 15 5、 工程地质与水文地质 18 6、 地震 18 第2节 线路标准 19 1、 线路主要标准 19 2、 限界 20 3、 临近建筑物 20 4、 地下管线 21 第二章 设计 22 第1节 设计组织机构 22 第2节 设计进度安排 22 第3节 图纸目录 23 第4节 结构设计 25 1、 管片设计图及计算书 25 2、 联络通道/泵房设计 63 3、 洞门设计 68 4、 地质补充调查、钻孔及建筑
2、物状况调查计划与方法 71 第5节 沉降计算 72 第6节 有关图纸 74 第7节 设计质量保证措施 74 第三章 工程总体筹划 76 第1节 工程管理目标 76 1、 安全目标 76 2、 质量目标 76 3、 工期目标 77 第2节 总体工期安排 77 1、 业主要求工期 77 2、 施工总体工期安排 78 第3节 里程碑工期安排 79 第4节 施工进度安排 81 1、 区间隧道进度指标 81 2、 掘进作业循环时间 82 第四章 施工组织 83 第1节 组织管理 83 第2节 劳动力组织 89 1、 施工队伍与施工任务安排 89 2、 盾构队作业班
3、制与劳动力配置 91 3、 总体劳动力逐月安排 93 4、 总体人员知识结构 93 第3节 施工中的信息管理 94 1、 建立工程监控量测系统 94 2、 建立施工工艺信息管理系统 96 3、 建立组织信息管理系统 96 第4节 接口界面施工组织与协调 98 1、 协调工作 98 2、 接口工作 99 3、 接口协调原则 100 第5节 突发事件风险分析与措施 101 1、 可控事件 101 2、 可预测事件 101 3、 不可预见事件 102 4、 突发事件风险分析与措施 102 第6节 施工进度监控 105 1、 进度监控的原则 105 2、 进度监控的
4、基本程序 105 3、 进度监控的方法 106 第五章 施工单位设备清单 108 第1节 拟投入的主要施工设备清单 108 第2节 拟投入的主要测量、试验和 114 第六章 盾构机 118 第1节 盾构机选型 118 1、 盾构机比选定型 118 2、 盾构机制造商简介及设备突出特点 119 第2节 盾构机工作原理 123 第3节 盾构机功能描述 124 1、 主机 126 2、 后配套 131 第4节 盾构机主要尺寸和关键参数计算 138 1、 盾构机主要尺寸和技术参数 138 2、 盾构机关键参数计算 145 第5节 有关图纸 147 第七章 施工方法 1
5、47 第1节 地质描述 148 1、 概述 148 2、 区间地质描述 150 3、 补充地质勘察 151 第2节 工程特点 151 1、 工程主要技术难点及对策 151 2、 工程的主要特点 154 第3节 施工准备 155 1、 设备准备与人员培训 156 2、 盾构施工场地平面布置与设施 158 3、 洞口地层加固 162 第4节 盾构机掘进施工 170 1、 掘进施工工艺与流程 170 2、 盾构机拼装拆卸与调头转场方案 200 第5节 特殊地段的掘进 213 1、 盾构穿过秦淮河 213 2、 盾构穿越建筑物时的技术措施 218 第6节 管片生产
6、222 1、 生产方案与计划 222 2、 管片施工工艺 223 第7节 联络通道及泵房施工 231 1、 施工方案 231 2、 施工方法与工艺 232 第8节 洞门施工 236 第9节 结构防水 236 1、 区间防水 236 2、 联络通道防水 238 3、 施工缝防水 239 第10节 施工测量、监测与检测 239 1、 施工测量控制技术 240 2、 施工中的监测 245 3、 施工中的检测 250 第11节 洞内外运输 253 1、 洞内运输 253 2、 洞外土方倒运 256 第八章 工程保证措施 257 第1节 质量保证体系及保证措施 25
7、7 1、 质量保证体系 257 2、 质量保证措施 258 第2节 安全保证措施 271 1、 组织保证措施 271 2、 技术保证措施 274 3、 医疗与卫生 278 4、 消防 278 5、 安全与警卫 278 6、 确保环境安全与施工安全的监控 279 第3节 工期保证措施 279 1、 组织措施 279 2、 技术措施 280 第4节 设备保证措施 282 1、 管理组织体系 284 2、 盾构设备保养制度 284 3、 盾构设备维修制度 286 4、 盾构设备保养内容 286 5、 监测 289 第5节 沿线管线、房屋建筑保护措施 291 1
8、 沿线管线、房屋建筑物的调查 291 2、 管线、建筑物保护措施 292 第6节 环境保护措施与文明施工 295 1、 环境保护措施 295 2、 文明施工 297 第九章 竞争优势和施工建议 303 第1节 具有丰富的相似工程经验 303 第2节 采用最先进的盾构设备 303 第3节 进口高精度的管片模板 304 第4节 投入高素质的人才群体 304 第5节 向业主提供最良好的质量承诺 305 第6节 选用有针对性的辅助工法 305 第十章 南京地铁 306 第1节 矿山法地铁主要施工设备w 306 第2节 企业机构框图3 317 第3节 主要施工设备表（车站
9、矿山法隧道） 317 第4节 主要施工设备表（盾构法隧道） 322 第5节 主要施工设备表 324 第一章 工程概况 第1节 工程描述 1、 概述 一、线路概况 南京地铁XX 线一期工程南起XX 站，北至XX 站。线路全长16.90公里，设车站13 座，车辆段一个。 第二标段为XX 站～XX 站～XX 站两个区间。 XX～XX 区间：盾构法区间圆形隧道起自XX 站北侧端头井，基本上沿中山南路一直向北，在中山南路桥西侧穿越内秦淮河，至XX 南侧端头井。隧道最大纵坡为25‰。 XX～XX 区间：盾构法区间圆形隧道起自XX 站北侧端头井，基本上沿中山南路一直向北至XX 南
10、侧端头井。隧道纵坡为V 形，最大纵坡为18‰。 二、合同规定要完成的工程 （一）、永久和临时工程的设计； （二）、永久和临时工程的施工； （三）、完成所有永久工程和临时工程所需的所有设备，包括盾构机的提供、安装、维修和拆除； （四）、合同中要求的其它任务。 永久工程结构设计寿命为100 年。 三、永久工程内容 （一）、隧道 本标段为两条圆形隧道，由以下两个区间组成： 1、第一区间：工程设计范围为XX 站北侧端头井～XX 站南侧端头井（里程K6+293.800～K7+017.980），区间总长724.180m，上下行线总长为1448.36m。 2、第二区间：工程设计范围为X
11、X 北侧端头井～XX 站南侧端头井（里程K7+235.980～K8+041.211），区间总长805.231m，上下行线总长为1574.46m。。 （二）、联络通道 包括双线隧道之间的两条联络通道/泵房，每条联络通道/泵房包括： 1、连接两条隧道的一条通道； 2、通道下集水池； 3、连通联络通道与地面的抽水/管道井和检修孔，包括检修孔防水盖板； 4、连接隧道最低点和集水池的两条集水管。 5、本标段共有两条联络通道、一座泵房。 （三）、洞门 第二标段包括8 个洞门。 2、 工程策划 一、施工场地 业主在XX 站安排了一台盾构机掘进的施工场地。 二、盾构掘进安排 在
12、本投标文件中，右线为上行线，左线为下行线。 在XX 站，盾构机（左线隧道先始发）从盾构始发井始发，掘进至XX 站调头再掘进回到XX 站，然后盾构机转场至XX 站北端头井，掘进至XX 站调头，再掘进回到XX 站拆卸退场，盾构掘进顺序见图1-1-1。 3、 盾构机与管片的提供 一、盾构机的提供 拟从德国海瑞克公司引进先进的加泥式土压平衡盾构机及后续设备投入本标段工程。 二、管片的提供 本标段管片由铁道部第一勘测设计院负责设计，海瑞克公司负责模具设计与制造；南京大地建设（集团）有限公司负责生产，我方派驻主要技术人员负责全过程生产管理。 4、 临时工程 一、临时工程 施工
13、场地采用钢围挡，房屋一般采用砖房，设置临时供水、供电系统等临时工程，具体见第七篇第三章第二节。在完工后规定的期间内拆除临时工程，并清理工地，或者根据要求和协议把工地复原成施工前的原始状况。 二、监理工程师住宿与办公条件 我局按合同规定负责提供业主、监理工程师及其人员的基本住宿与办公条件，并承担合同规定的各项房屋、设备、设施的修建、购置、安装、管理、保养和维修，并提供必要的设备保洁服务。具体的标准和要求见表1-1-1。 业主与监理工程师办公用房及设施表 表1-1-1 序号 项目名称 规格 数量 备注 一 办公用房 1 卧房 62.3m 5 间 业主1 间 2
14、 办公室 62.3m 5 间 业主1 间，设计代表1 间 3 厨房、浴室（砖砌） 12m2 1 间 二 设施 （一） 办公室 1 文件柜 铁柜 4 套 上下组合，业主1 套 2 办公桌、椅 木质 10 套 业主3 套 3 磁性写字板 21m2 2 个 业主1 个 4 电话 2 部 业主1 部 业主与监理工程师办公用房及设施表 表1-1-1(续) 序号 项目名称 规格 数量 备注 5 复印机 1 台 6 传真机 1 台 7 电脑（配A4 激光打印机1 台，电脑桌1 台） PⅢ
15、1 套 业主用 （二） 卧房 1 床 木质 10 个 2 床头柜 木质 8 个 装修及环境要求： 1、吊顶：顶层用天花吊顶，贴面板装修； 2、地面：木地板； 3、墙面：厨房、浴室贴2m 高的白色瓷砖，其余灰白色批挡； 4、空调通风：每间卧房配1.5 匹窗式空调器1 台（国产）； 每间办公室配1.5 匹窗式空调器1 台（国产）； 浴室配抽风机1 台，洗衣机1 台； 厨房配抽油烟机1 台，电冰箱1 台； 5、照明与动力配电：日光灯管（常规布置）； 6、门窗要求：按常规； 7、卧房：配卧具和洗浴用具。 5、 工程地质与水文地质 该段属古河道
16、冲积平原的古河床及阶地地貌，基岩埋藏较深，区间隧道在粉土及粉砂中通过。地下水埋藏较浅，主要以孔隙潜水为主。 6、 地震 本工程按7 度地震设防。 第2节 线路标准 1、 线路主要标准 一、隧道断面 直线段限界：5200mm。 二、平面 本标段两条平面曲线半径分别为：800m、1000m。 三、纵断面 本标段：最小竖曲线半径：5000m； 车站两端及困难地段最小竖曲线半径：3000m； 最大坡度：25‰； 最小坡度：3‰。； 四、设计标准 设计标准见表1-2-1。 区间隧道设计标准表 表1-2-1 序号 项目 标准 1 安全等级 工程结构安全等
17、级按一级考虑 2 结构设计 结构设计按6 级人防验算 3 防水标准 隧道结构防水标准为：实际渗漏量＜0.1L/m2 day 4 防水设计要求 环缝、纵缝张开6mm 时，在0.8Mpa 外水压力下不漏水 5 裂缝 砼结构允许裂缝开展，但裂缝宽度≤0.2mm 6 结构抗浮安全系数 ≥1.05 2、 限界 隧道标称限界是5200mm。 实际的隧道直径和轮廓，是使一个虚拟的标称直径为5200mm 的以理论轴线为中心的圆盘，在任何一个垂直于业主图纸所定义的隧道理论轴线的平面内通过隧道而不碰触隧道的任何地方。 隧道管片内径不小于5500mm。 3、 临近建筑
18、物 区间隧道基本沿中山南路通过，线路两侧建筑物较多，但离建筑物一般较远，受隧道影响较大的主要建筑物见表1-2-2。 隧道两侧已有主要建筑物调查情况一览表 表1-2-2 序号 编号 建筑物名称 上部结构 基础形式 与隧道关系 1 8 一中综合楼 框架七层 φ600 钻孔灌注桩， 长20～22m >5m 2 9 森葆大厦 框架二十八层 桩基础 2.9m 3 10 住宅楼 砖混七层 浅基础 1.3m 4 11 招商银行办公楼 框架四层 整板浅基础，埋深1.5m 0m 5 13 建行江苏省分行大楼 框架十六层 450450
19、 预制桩,长36m 0m 6 14 NO13 大楼裙房 裙房 浅基础 4.8m 盾构推进经由上述建筑物时，将采取重点保护措施，确保建筑物安全和推进施工的顺利进行。 4、 地下管线 隧道所经过地段地下管线较多，而且地下管线纵横交错，施工时应注意严格控制地面不均匀沉降，以免破坏既有管线。 第二章 设计 第1节 设计组织机构 院副总工程师 XXX 负责设计审定工作 处总工程师 XXX 负责设计审查工作 项目负责人 XXX XXX 负责设计联系和协调工作 专业设计负责人 XXX 负责标准管片设计工作 专业设计负责人 XXX 负责特殊管片及横通道设计工作 专业
20、设计负责人 XXX 负责洞口加固设计工作 第2节 设计进度安排 第3节 图纸目录 第4节 结构设计 1、 管片设计图及计算书 一、管片设计 （一）、钢筋混凝土管片选型 1、根据南京地铁设计技术要求及具体的工程条件，选择钢筋混凝土管片类型及参数如下： 结构形式：单层圆形钢筋混凝土管片装配式衬砌。 隧道内径Φ5500mm。 管片类型：平板型。 管片厚度：350mm。 管片宽度：1200mm。 连接形式：单排弯螺栓，连接件采用镀锌防锈材料。 纵环缝：隧道环向分6 块管片；由3 片标准块、2 片邻接块和1片拱顶块组成，采用错缝拼装。 建筑材料：C50 防水钢筋
21、混凝土。 衬砌拼装：采用举重钳、中心单点吊方式，封顶块纵向插入成环。 2、管片分块 每环管片分为六块，即三块标准块、两块邻接块和一块封顶的楔形块。 3、曲线地段楔形环的设置 （1）、平曲线地段 管片采用错缝拼装，在投标设计中楔形衬砌环暂按一种布置情况进行设计。楔形量为37.1mm。 三山街至新街口区间平曲线半径为800m 及1000m，选用最小半径800m 进行楔形环的设计。其设计参数为：楔形量37.1mm。 （2）、竖曲线地段 竖曲线半径为5000m，不设楔形环，在背千斤顶环面上分段粘贴石棉橡胶板，形成踏步形楔形环面。 （二）、管片制作说明 1、钢筋混凝土衬砌环由封顶块
22、F1),邻接块(L1)1,邻接块(L1)2，标准块(B1)1、(B1)2，(B1)3 构成。 2、尺寸以毫米为单位。 3、材料：混凝土为C50，抗渗等级为0.8Mpa，钢筋为16Mn 钢、A3 钢。 4、衬砌成形精度： 单块检验---宽度0.5mm；弧弦长1.0mm；衬砌外半径+2mm，-0mm；内半径1mm；螺栓孔直径与孔位1mm。 整环拼装检验---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20.2mm（纵缝内需垫以压缩至2mm 厚的传力衬垫）；相连螺栓孔不同轴度小于1mm。 5、衬砌表面密实光洁平整、边棱完整无缺损。 6、钢筋骨架须焊接成型，焊接强度与较
23、小直径等强。 二、结构计算 结构计算采用荷载结构模型，即按地层分类法或由实用公式确定地层压力,按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌内力并进行结构载面设计。支护结构按破坏阶段检算其强度,并对结构进行配筋和抗裂检算。 分别采用SAP90 和ANSYS 软件按均质圆环模型进行隧道衬砌内力计算。计算中，SAP90 采用的是梁单元模型，整个圆形衬砌划分成120 个单元，ANSYS 则是按平面应变分析，采用的是二维实体单元模型，计算时沿径向均匀分成三个单元，环向均匀划分120 个单元，共计360 个二维实体单元。荷载是按土柱理论、朗肯土压力及文克尔弹性地基梁理论和局部变形理论计算后分别等效加在节点上
24、由于隧道衬砌在X 和Y 方向的受力基本平衡，所以在隧道衬砌底部加了一些类似广义弹簧单元的二力杆单元，以抵消微小的不平衡力，同时减小衬砌的刚体位移。 隧道衬砌采用的材料常数如下： 混凝土：C50 混凝土轴心抗压强度：25Mpa 混凝土轴心抗拉强度：2.07Mpa 混凝土重度：25kN/m3 混凝土弹性模量：3.55104MPa 混凝土泊松比：0.2 （一）、模型荷载计算 本次计算根据两个区间的埋深情况分别取其区间最小和最大埋深进行计算，分别取J2 号孔、J21 号孔、J30 号孔、J52 号孔为地质代表进行计算。 竖向土压力按土柱理论计算，侧向土压力按朗肯土压力计算，土体抗
25、力按文克尔弹性地基梁局部变形理论计算。 计算的荷载模型如图2-4-1。 1、J2 号孔荷载计算 选取的J2 号孔横断面的地质情况见地质勘察报告。该处稳定水位1.9m，隧道埋深5m，第一层为6.5m 厚的杂填土（I），第二层为6m的粉砂夹粉土（II2）。 由地质报告查出以上土层的土工参数如下： J2 孔土层土工参数 表2-4-1 （1）、竖向地层压力 ①、拱顶部Pv1 γI——地下水以上采用土体重度；地下水以下采用浮重度； hI——土柱高度 Pv1=60.48 ②、拱背部Pv2 Pv2=(1- π/4)R ri =5.44( kN/m) ③、地面超载W
26、W=20kN/m ④、竖向地层压力： Pv ＝Pv1 +Pv2+W =85.92( kN/m) (2)、侧向地压力 ①、侧向平均土压力Ph1 Ph1=Pv tg2(45- φ/2) =28.64(KN/m) ②、侧向三角形土压力Ph2 P h2=2R γitg2(45- φ/2) =17.75(kN/m) (3)、自重g g=F γh γh ——钢筋混凝土重度 F ——管片厚度 g=8.75 (kN/m) (4)、水压力 上：qw= γwhi=31(kN/m) 下：qw= γwhi=93(kN/m) (5)、侧向土体抗力Pk 4 2、J21 号孔荷载
27、计算 该处稳定水位2.10m，隧道埋深13m，第一层为4.8m 厚的杂填土，第二层为5.0m 厚的粉砂夹粉土（II2），第三层为6.3m 厚的粉砂夹粉土(II4)，第四层为6.60m 厚的粉质粘土（III1）。 选取的J21 号孔横断面的地质情况见《南京地铁地质勘察报告》。由地质报告查出以上土层土工参数如下表： J21 孔土层土工参数 表2-4-2 (1)、竖向地层压力 ①、拱顶部Pv1 Pv1=130.81 ②、拱背部Pv2 Pv2=5.69(kN/m) ③、地面超载W W=20kN/m 竖向地层压力： Pv ＝156.5(kN/m) (2)、侧向地压力 ①
28、加权平均摩擦角及粘聚力 φ=16.78；c=5.44(kPa) ②、侧向平均土压力Ph1 Ph1 =78.30(kN/m) ③、侧向三角形土压力Ph2 Ph2 =21.63(kN/m) (3)、自重g g=F γh=8.75(kN/m) (4)、静水压力 上：qw= γwhi=109(kN/m) 下：qw= γwhi=171(kN/m) (5)、侧向土体抗力 Pk =54.97(kN/m) (6)、地基反力K K =135.38(kN/m) 3、J30 号孔荷载计算 该处稳定水位1.5m，隧道埋深8m，第一层为6.70m 厚的杂填土 （I）第二层为1.6m
29、厚的粉砂夹粉土（II2），第三层为3.60m 的粉土夹粉砂（II3），第四层为8.70m 厚的粉砂夹粉土（II41）。 选取的J30 号孔横断面的地质情况见《南京地铁地质勘察报告》。由地质报告查出以上土层土工参数如下表。 J30 孔土层土工参数 表2-4-3 (1)、竖向地层压力 ①、拱顶部Pv1 ②、拱背部Pv2 Pv2=6.11(kN/m) ③、地面超载W W=20kN/m 竖向地层压力： Pv=111.15(kN/m) (2)、侧向地压力 ①、加权平均摩擦角及粘聚力 φ=18.18；c=9.98(kPa) ②、侧向平均土压力Ph1 Ph1= 43.
30、83(kN/m) ③、侧向三角形土压力Ph2 Ph2 =13.76(kN/m) (3)、自重g g= 8.75(kN/m) (4)、静水压力 上：qw= 65(kN/m) 下：qw= 127(kN/m) (5)、侧向土体抗力Pk Pk =26.57(kN/m) (6)、地基反力K K=89.94(kN/m) 4、J52 号孔荷载计算（深埋） 该处稳定水位1.24m，隧道埋深12m，第一层为3.2m 厚的杂填土（I），第二层为6.3m 厚的粉砂夹粉土(II2)，第三层为2.8m 厚的粉质粘土（II2a），第四层为5.9m 厚的粉质粘土(III11)。 选取的J52 号
31、孔横断面的地质情况见《南京地铁地质勘察报告》。 由地质报告查出以上土层土工参数如表2-4-4： J52 孔土层土工参数 表2-4-4 (1)、竖向地层压力 ①、拱顶部Pv1 ②、拱背部Pv2 Pv2=6.48(kN/m) ③、地面超载W W=20kN/m 竖向地层压力： Pv ＝146.71(kN/m) (2)、侧向地压力 ①、加权平均摩擦角及粘聚力 Ф=18.85 c=8.72(kPa) ②、侧向平均土压力Ph1 Ph1 =62.58(kN/m) ③、侧向三角形土压力Ph2 Ph2 =18.31(kN/m) (3)、自重g g= 8.75(k
32、N/m) (4)、静水压力 上：qw= 107.6(kN/m) 下：qw= 169.6(kN/m) (5)、侧向土体抗力Pk Pk =54.87(kN/m) (6)、地基反力K K=125.5(kN/m) （二）、SAP90 有限元计算结果 计算中采用荷载结构模型的设计理论，沿隧道纵向取1 米作为结构的计算模型。沿衬砌的环向划分了120 个空间梁单元。具体见图2-4-2 所示。 荷载分别采用以上计算的荷载大小，然后将其等效的施加在节点上，由于在荷载计算中同时考虑了衬砌所受的围岩压力和基底反力，所以结构在X 方向Y 方向基本平衡，为了减小结构的刚体位移，在衬砌的底部一部
33、分节点处加上了弹簧约束，以抵抗所施加荷载的不平衡力。 1、J2 号孔荷载计算 （1）、内力计算结果 J2 孔的内力计算结果 表2-4-5 位置 轴力(KN) 剪力(KN) 弯矩(KNm) 位置 轴力(KN) 剪力(KN) 弯矩(KNm) 0 -315.14 -1.15 27.64 90 -421.15 7.13 -2.92 9 -319.58 -11.71 25.14 99 -426.17 -2.37 -1.29 18 -330.14 -19.91 18.10 108 -437.10 -3.82 -5.41 27 -
34、345.56 -23.88 7.88 117 -438.27 -1.21 -6.32 36 -363.91 -22.64 -3.37 126 -435.47 7.34 -4.61 45 -383.00 -15.37 -13.08 135 -430.77 11.16 -0.34 54 -399.14 -4.62 -18.78 144 -425.69 11.53 5.2 63 -410.22 6.06 -19.38 153 -421.26 8.9 10.47 72 -416.36 13.43 -15.43 162
35、 -419.12 5.97 13.18 81 -419.14 14.67 -8.93 171 -418.38 4.2 14.2 180 -417.52 -1.51 15.59 注：上表中轴力压为负，拉为正；弯矩内侧受拉为正，外侧受拉为负。 （2）、弯矩、轴力图 注：左侧为弯矩，右侧为轴力。 2. J21 号孔计算结果 （1）、内力计算结果 J21 孔的内力计算结果 表2-4-6 位置 轴力kN 剪力kN 弯矩kN-m 位置 轴力kN 剪力kN 弯矩kN-m 0 -709.12 -2.71 72.00 9
36、0 -876.08 10.90 -46.37 9 -712.39 -17.59 67.32 99 -878.62 8.63 -42.24 18 -725.02 -35.62 53.92 108 -881.10 11.36 -37.62 27 -745.57 -48.25 33.77 117 -880.54 18.38 -30.46 36 -771.67 -53.45 10.01 126 -875.26 27.20 -19.46 45 -800.30 -49.91 -13.45 135 -864.92 35.12
37、 -4.58 54 -827.50 -38.31 -32.86 144 -851.69 39.17 12.87 63 -849.12 -23.16 -45.70 153 -838.31 37.42 30.39 72 -863.89 -7.40 -51.30 162 -826.76 29.95 45.21 81 -827.24 4.84 -50.73 171 -818.69 18.04 55.12 180 -815.24 3.71 58.76 注：上表中轴力压为负，拉为正；弯矩内侧受拉为正，外侧受拉为负。
38、 （2）、弯矩、轴力图 注：左侧为弯矩，右侧为轴力。 3.J30 号孔计算结果 （1）、内力计算结果 J30 孔的内力计算结果 表2-4-7 位置 轴力kN 剪力kN 弯矩kN-m 位置 轴力kN 剪力kN 弯矩kN-m 0 -476.62 -1.66 39.53 90 -602.59 5.82 -11.80 9 -481.88 -15.23 36.32 99 -607.69 -2.87 -10.69 18 -494.44 -25.96 27.26 108 -613.38 -4.28 -12.38 27 -5
39、12.79 -31.58 13.96 117 -616.38 0.39 -13.70 36 -534.70 -30.85 -0.96 126 -614.61 8.14 -12.26 45 -557.56 -22.60 -14.32 135 -607.71 16.45 -6.99 54 -576.87 -9.99 -23.10 144 -598.55 20.89 1.60 63 -590.08 2.75 -25.86 153 -589.40 20.28 11.50 72 -597.31 11.76 -23.15
40、 162 -581.79 15.30 20.47 81 -600.45 13.63 -17.29 171 -576.95 7.37 26.66 180 575.57 -2.01 28.97 注：上表中轴力压为负，拉为正；弯矩内侧受拉为正，外侧受拉为负。 （2）、弯矩、剪力图 . 注：左侧为弯矩，右侧为轴力 4、52 号孔计算结果 (1)、内力计算结果 J52 孔的内力计算结果 表2-4-8 位置 轴力kN 剪力kN 弯矩kN-m 位置 轴力kN 剪力kN 弯矩kN-m 0 -652.19 -3.32 89
41、42 90 -841.45 9.05 -64.90 9 -655.79 -20.52 83.93 99 -843.71 11.34 -60.21 18 -669.74 -41.77 68.18 108 -844.54 18.16 -53.08 27 -692.74 -57.11 44.35 117 -841.24 28.42 -41.77 36 -721.41 -64.25 15.90 126 -832.43 39.36 -25.47 45 -753.32 -61.71 -12.87 135 -818.15
42、 48.14 -4.69 54 -783.95 -50.03 -37.71 144 -800.93 51.68 18.62 63 -808.81 -33.72 -55.62 153 -783.93 48.47 41.37 72 -826.35 -15.80 -65.44 162 -769.49 37.94 60.32 81 -836.66 -0.57 -67.84 171 -759.49 22.55 72.85 180 -755.25 4.30 77.37 注：上表中轴力压为负，拉为正；弯矩内侧受拉为正
43、外侧受拉为负。 (2)、 弯矩、轴图 （三）、ANSYS 有限元计算结果 本设计使用ANSYS 软件进行计算。采用荷载结构模型的设计理论，计算中把隧道衬砌近似看做平面应变问题，采用PLANE-42 二维实体单元，沿径向划分三个单元，沿环向划分120 个单元，共计360个单元，如图2-4-3 所示。 荷载分别采用以上计算结果，然后把其等效加在周边节点上。由于隧道衬砌在X 方向和Y 方向的受力基本平衡，所以在隧道衬砌底部加了一些类似广义弹簧单元的二力杆单元，以抵消微小的不平衡力，同时减小衬砌的刚体位移。 根据以上的理论、模型、荷载及边界条件，分别求解出埋深为5m的J2 孔，埋
44、深为13m 的J21 孔，埋深为8m 的J30 孔及埋深12m 的J52 孔的内力。 1、J2 孔计算结果 (1) 、计算结果 j2孔内力计算结果 表2-4-9 圆中 位置 节点 环向正应力 σθ M N 圆中 位置 节点 σθ M N kN/m2 kN-m kN kN/m2 kN-m kN 0 1 -2245.4 -28.098 -304.208 99 1 -666.32 12.633 -449.771 2 -1372.3 2 -1065.1 3 -440.92
45、 3 -1476.2 4 507.07 4 -1903.8 9 1 -2194.9 -26.837 -308.145 108 1 -524.6 16.076 -459.200 2 -1361.2 2 -1036.1 3 -469.99 3 -1543.6 4 434.07 4 -2099.4 18 1 -1973.3 -21.561 -321.039 117 1 -415.15 18.699 -465.859 2 -1304.3 2 -1015.2 3 -585.54 3 -1613.5 4 138.
46、79 4 -2246.9 27 1 -1616.4 -13.088 -341.381 126 1 -442.44 18.211 -467.047 2 -1211.5 2 -1019.6 3 -771.01 3 -1609.3 4 -334.35 4 -2226.4 36 1 -1197.3 -3.072 -366.385 135 1 -637.79 13.778 -459.426 2 -1104.2 2 -1084.9 3 -993.48 3 -1521.3 4 -896.33 4 -1987.5 4
47、5 1 -814.62 6.261 -392.441 144 1 -1034.8 5.209 -451.483 2 -1011.7 2 -1188.6 3 -1209 3 -1364.3 4 -1427.9 4 -1545.1 j2孔内力计算结果 表2-4-9 圆中 位置 节点 环向正应力 σθ M N 圆中 位置 节点 σθ M N 54 1 -556.24 12.846 -414.897 153 1 -1408.8 -3.234 -437.640 2 -956.45
48、 2 -1302.3 3 -1373.4 3 -1201 4 -1814.6 4 -1092 63 1 -454.54 15.812 -430.157 162 1 -1799.4 -11.752 -428.328 2 -945.66 2 -1417.8 3 -1463.5 3 -1043.9 4 -2003.5 4 -648.19 72 1 -497.17 15.412 -438.212 171 1 -2095.4 -18.021 -424.454 2 -974.48 2 -1501.6 3 -148
49、2.5 3 -931.96 4 -2006.9 4 -330.05 81 1 -619.53 13.092 -441.268 180 1 -2129.7 -18.997 -419.725 2 -1023.6 2 -1524.3 3 -1458.4 3 -907.07 4 -1902 4 -268.73 90 1 -716.13 11.255 -443.595 138 1 -750.66 11.234 -455.308 2 -1062.9 2 -1117.2 3 -1435 3 -1473.1 4 -1818.7 4 -1851.1 （2）、弯矩、轴力图 2、J21 孔计算结果 （1）、计算结果 j21孔内力计算结果 表2-4-10 j21孔内力计算结果 表2-4-10 (2)、 弯矩、轴力图 3、J30 孔计算结果 （1）、计算结果 j30 孔内力计算结果 表2-4-11 j30 孔内力计算结果 表2-4-11 （2）、弯矩、轴力图 4、J52 孔计算结果 （1）、计算结果 j52 孔内力计算结果 表2-4-12 j52
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