地鐵相對于既有的公路交通系統(tǒng)而言，具有運(yùn)量大、能耗低、交通效率高、準(zhǔn)時準(zhǔn)點(diǎn)性好、快速安全等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)代城市地下空間建設(shè)的重點(diǎn)。在設(shè)計過程中，很多設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中基本概念混淆、錯誤。因此，我們來回顧下它的設(shè)計要點(diǎn)。

　　從歷史來看，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計先后經(jīng)歷了容許應(yīng)力法、破損階段設(shè)計法、多系數(shù)界限狀態(tài)設(shè)計法、概率極限設(shè)計法，目前《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》就是采用的概率極限設(shè)計法。

　　1、如果單從承載力設(shè)計方法來考慮，允許應(yīng)力或破損階段法至少落后現(xiàn)行混凝土規(guī)范半個世紀(jì)。

　　2、當(dāng)然，《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》沿用有一定的原因，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的解釋，是因為地下結(jié)構(gòu)、特別是深埋隧道類，是荷載計算不清晰造成的。

　　3、若采用允許應(yīng)力或破損階段法設(shè)計，所有的鋼筋、混凝土等參數(shù)不應(yīng)該選用混凝土規(guī)范上的，因為基本統(tǒng)計原理不一樣。

　　2 地鐵區(qū)間隧道的荷載取值

　　1、礦山法隧道基本原則：

　　深埋隧道荷載按照塌落拱計算、淺埋隧道按照松散荷載計算、超淺埋隧道按照全土柱加地面動、靜荷載計算。在我們實際工作中，可參照以下步驟進(jìn)行荷載選�。�

　　1)初判：只有當(dāng)覆土大于2(或2.5)倍塌落拱高度時，采用塌落拱計算荷載。

　　2)建議礦山法隧道按照《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》計算豎向荷載。首先判斷荷載等效高度(類似于塌落拱)。

　　當(dāng)埋深時，按照深埋處理，荷載取為;

　　當(dāng)埋深時，按照淺埋荷載計算，按公式計算(計算較為繁瑣);

　　當(dāng)埋深時，按照超淺埋荷載計算，取全土柱荷載。

　　2、盾構(gòu)法隧道荷載計算方法：

　　1)盾構(gòu)法計算荷載采用太沙基公式計算，已經(jīng)在國內(nèi)各家設(shè)計院及主流參考書籍中取得共識。

　　2)一般可以參考12m覆土作為一個深淺埋的分界，但注意最終計算應(yīng)以太沙基公式計算為準(zhǔn)。

　　3)上述計算中如何考慮土層的c、φ值。

　　4)應(yīng)注意如何考慮活載組合。

　　3 地鐵區(qū)間隧道合算、分算的問題

　　1)隧道分算與合算原則與車站一致，一般是按照土層的滲透系數(shù)確定。

　　2)應(yīng)注意合算或是分算，隧道與車站結(jié)構(gòu)存在明顯區(qū)別!

　　對于純圓型結(jié)構(gòu)，在承受四周均布荷載的情況下只產(chǎn)生軸力、不產(chǎn)生彎矩。對于盾構(gòu)這種圓形結(jié)構(gòu)，在承受近似于均布荷載的水壓力情況下，水壓力對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生軸向力，結(jié)構(gòu)趨于安全。故采用水土合算趨于安全(即計算的軸力偏小，彎矩偏大)。

　　對于馬蹄形結(jié)構(gòu)，采用水土合算還是分算，應(yīng)該根據(jù)實際情況確定。一般情況下合算計算偏于安全。

　　4 地鐵區(qū)間隧道線路曲線

　　1)區(qū)間線路應(yīng)注意限界偏移值。

　　2)區(qū)間縱斷面應(yīng)注意最低點(diǎn)不處于直線坡度最低點(diǎn)，而是偏向于小坡度方向。具體里程應(yīng)根據(jù)計算確定。

　　3)應(yīng)準(zhǔn)確的計算最低點(diǎn)里程和標(biāo)高。

　　4)一般豎曲線不建議進(jìn)入車站，若進(jìn)入車站，建筑設(shè)計人員可以直接從線路圖中量取出去，誤差不大。

　　5)在左右坡度一致的情況下，最低點(diǎn)與軌道最低點(diǎn)重合。

　　5 地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

　　1)地面建筑一般設(shè)防目標(biāo)：三水準(zhǔn)、兩階段設(shè)防。即小震不壞、中震可修、大震不倒。

　　2)地下結(jié)構(gòu)設(shè)防目標(biāo)：二水準(zhǔn)、一階段設(shè)防。即小震不壞、中震不壞、大震可修。一階段表示為采用設(shè)防地震烈度下，采用設(shè)防烈度地震參數(shù)進(jìn)行地震驗算，通過概念設(shè)計或構(gòu)造措施滿足罕遇地震設(shè)防要求。

　　3)地震安全評估報告的取值：50年使用年限時，多遇地震為50年超越概率為62%的地震參數(shù)，重現(xiàn)期為50年;100年使用年限時，采用設(shè)防烈度地震100年超越概念為10%的地震參數(shù)，重現(xiàn)期475年。

　　6 地鐵區(qū)間隧道超前支護(hù)

　　1)在一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用格柵鋼架。

　　2)除非隧道內(nèi)搶險等特殊情況，一般情況下不應(yīng)采用型鋼鋼架支護(hù)，原因如下：

　　很多人認(rèn)為型鋼鋼架強(qiáng)度高是最大的優(yōu)點(diǎn)。但是無論是格柵鋼架還是型鋼鋼架，在與混凝土聯(lián)合受力以后，兩者的剛度差別不大;

　　隧道開挖前2榀鋼架不受力，也不存在及時受力的問題;

　　型鋼鋼架背后無法噴射混凝土，容易形成空隙。且與噴射混凝土結(jié)合不好。

　　3)一般情況下，超前支護(hù)小導(dǎo)管長度應(yīng)該為臺階高度+1m。所以，小導(dǎo)管長度5m是指臺階高度2.5m的情況。