地鐵相對(duì)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(shí)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(jì)過(guò)程中，很多設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中基本概念混淆、錯(cuò)誤。因此，我們來(lái)回顧下它的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
從歷史來(lái)看，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)先后經(jīng)歷了容許應(yīng)力法、破損階段設(shè)計(jì)法、多系數(shù)界限狀態(tài)設(shè)計(jì)法、概率極限設(shè)計(jì)法，目前《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》就是采用的概率極限設(shè)計(jì)法。
1、如果單從承載力設(shè)計(jì)方法來(lái)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(gè)世紀(jì)。
2、當(dāng)然，《鐵路隧道設(shè)計(jì)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?yàn)榈叵陆Y(jié)構(gòu)、特別是深埋隧道類，是荷載計(jì)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(jì)，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?yàn)榛窘y(tǒng)計(jì)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(jì)算、淺埋隧道按照松散荷載計(jì)算、超淺埋隧道按照全土柱加地面動(dòng)、靜荷載計(jì)算。在我們實(shí)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(shí)，采用塌落拱計(jì)算荷載。
2)建議礦山法隧道按照《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)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(shí)，按照深埋處理，荷載取為;
當(dāng)埋深時(shí)，按照淺埋荷載計(jì)算，按公式計(jì)算(計(jì)算較為繁瑣);
當(dāng)埋深時(shí)，按照超淺埋荷載計(jì)算，取全土柱荷載。
2、盾構(gòu)法隧道荷載計(jì)算方法：
1)盾構(gòu)法計(jì)算荷載采用太沙基公式計(jì)算，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)各家設(shè)計(jì)院及主流參考書籍中取得共識(shí)。
2)一般可以參考12m覆土作為一個(gè)深淺埋的分界，但注意最終計(jì)算應(yīng)以太沙基公式計(jì)算為準(zhǔn)。
3)上述計(jì)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(wèn)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(duì)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(duì)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(duì)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(jì)算的軸力偏小，彎矩偏大)。
對(duì)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(shí)際情況確定。一般情況下合算計(jì)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(jì)算確定。
3)應(yīng)準(zhǔn)確的計(jì)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(jì)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(jì)
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(yàn)算，通過(guò)概念設(shè)計(jì)或構(gòu)造措施滿足罕遇地震設(shè)防要求。
3)地震安全評(píng)估報(bào)告的取值：50年使用年限時(shí)，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(shí)，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(xiǎn)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(wú)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(kāi)挖前2榀鋼架不受力，也不存在及時(shí)受力的問(wèn)題;
型鋼鋼架背后無(wú)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(zhǎng)度應(yīng)該為臺(tái)階高度+1m。所以，小導(dǎo)管長(zhǎng)度5m是指臺(tái)階高度2.5m的情況。
