5. 衬砌的计算模型及其假设。
1）均质衬砌圆环：饱和含水软土地层，错缝拼接
? 等刚度均质圆环：按自由变形的匀质（等刚度）圆环计算，而接缝上的刚度不足采用衬砌环的错缝拼装予以弥补。
? 平均等刚度圆环：接头刚度的降低等效为圆环刚度的降低。圆环的刚度为μEI
2）多铰圆环:经济，但需周围地层好，能提供足够的抗力。
接头铰接，属超静定结构，依靠地层提供的附加约束和因变形受到地层抗力，处于稳定状态，适用地层条件较好的情况。
3）梁-弹簧模型:可准确分析管片和接头的内力和变形。 管片为梁（直梁或曲梁），管片接头为旋转弹簧，环间接头为剪切弹簧，两环视为一单元，采用有限元法计算截面内力，该模型可计算管片接头的刚度降低和错缝效应。
6. 考虑土层抗力的日本惯用法计算图式和土抗力表达式。
土壤抗力:
2PK?ky(1?2cos?)(kN/m7. 了解日本修正惯用法的计算要点。(略) )8. 山本法的计算原理和假定
山本法的计算原理:在于圆环多铰衬砌在主动土压和被动土压作用下产生，圆环由一不稳定结构逐渐转变成稳定结构，圆环变形过程中，铰不发生突变。这样多铰衬砌环在地层中就不会引起破坏，能发挥稳定结构的机能。 假定:
1) 适用于圆形结构
2) 衬砌环在转动时，管片或砌块视作刚体处理
3) 衬砌环外围土抗力按均变形式分布，土抗力的计算要满足砌环稳定性的要求，
土抗力作用方向全部朝向圆心
4) 计算中不计及圆环与土壤介质间的摩擦力，这对于满足结构稳定性是偏于安全
的
5) 土抗力和变位间关系按文克勒公式计算
9. 盾构法隧道防水的综合处理措施 1、 衬砌的抗渗要求
1)合理提出衬砌本身的抗渗指标
2)经过抗渗试验的混凝土的合适配合比；严格控制水灰比，一般不大于0.4，另加 塑化剂以增加混凝土的和易性。
3)衬砌构件的最小混凝土厚度和钢筋保护层。 4)管片生产工艺：振捣方式和养护条件的选择。 5)严格的产品质量检验制度。
6)减少管片在堆放、运输和拼装过程中的损坏率。
2、管片制作精度要求
管片尺寸偏差和水平拼装偏差满足《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50-2003）要求。 3、接缝防水的基本技术要求 1）防水密封材料的要求
? 保持永久的弹性状态和具有足够的承压能力，使之适应隧道长期处于“蠕动”状态而产生的接 缝张开和错动。 ? 具有令人满意的弹性期龄和工作效能。 ? 与混凝土构件具有一定的粘结力。
? 能适应地下水的侵蚀。
2）环缝密封垫
要有足够的承压能力和弹性复原力，能承受和均布盾构千斤顶顶力，防止管片顶碎。并在千斤顶顶下，密封垫仍保持良好的弹性变形性能。 3）纵缝密封垫
具有比环缝密封垫相对较低的承压能力，能对管片的纵缝初始缝隙进行填平衬齐，并对局部的集中应力具有一定的缓冲和抑制作用。 4、二次衬砌
在目前隧道接缝防水尚未能完全满足要求情况下，在地铁区间隧道内较多的是用双层衬砌。在外层装配式衬砌已趋基本稳定的情况下，进行二次内衬浇捣，在内衬混凝土浇筑前应对隧道内侧的渗漏点进行修衬堵漏，污泥以高压水部浇、清理。
双层衬砌的做法不一，有在外层衬砌结构内直接浇捣两次内衬混凝土的，也有在外层衬砌的内侧面先喷注20mm厚的找平层，再铺设油毡或合成橡胶类的防水层，在防水层上浇注内衬混凝土层的。
内衬混凝土一般者采用混凝土泵再加钢模台车配合分段进行，也有用喷射混凝土进行二次衬砌。 5、其它
隧道防水还有其它的一些附加措施可以采用，诸如隧道外围的压浆，以及地层注浆等，视不同情况予以采用。
第九章：沉管结构
1. 沉管施工法 干舷 水力压接法 （1）沉管施工法: 先在隧址以外的干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时隔墙封闭，然后舾装好拖运、定位、沉放等设备，将其拖运至隧址位置，沉放到江河中预先浚挖好的沟槽中，并连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。用这种方法修建的隧道又称水下隧道或沉管隧道。
（2）干舷：管段浮运时，为保持稳定使管顶露出水面的高度。
（3）水力压接法：是利用作用在管段上的巨大水压力，使安装在管段前端面(靠近既设管段的那一端)周边上的一圈胶垫发生压缩变形，形成一个水密性相当良好可靠的接头。其具体方法是先将新设管段拉向既设管段并紧密靠上，这时接头胶垫产生了第一次压缩变形，并具有初步止水作用。随即将既设管段后端的封端墙与新设管段前端的封端墙之间的水(此时已与管段外侧的水隔离)排走。排水之前，作用在新设管段前、后两端封端墙上的水压力是相互平衡的，排水之后，作用在前封端墙的压力变成了大气压力，于是作用在后封端墙上的巨大水压力（数万kN）就将管段推向前方，使接头胶垫产生第二次压缩变形。经两次压缩变形的胶垫，使管段接头具有非常可靠的水密性。 2. 沉管隧道的特点
1) 对地质水文条件适应性强，施工方法简单。
2) 施工工期短，对航运干扰最小，施工质量容易保证。 3) 工程造价较低。
4) 有利于多车道和大断面布置。
5) 接头少、密实度高、隧道防渗效果好。
6) 具有很强的抵抗战争破坏和抗自然灾害的能力。 3. 了解沉管按材料的分类及优缺点
沉管按材料分为钢壳沉管和钢筋混凝土沉管
（1）钢壳沉管是钢壳与混凝土的组合结构。钢壳有单层和双层两种，单层钢壳管段的外层为钢板，内层为钢筋混凝土环；双层钢壳管段的内层为圆形钢壳，外层为多边形钢壳，内外层之间浇注抗浮压重混凝土。钢壳管段的内断面为圆形，外轮廓有圆形、八角形等多种，一般用于双车道，若需设4车道，则可采用双筒双圆形组合式断面。
优点：外轮廓断面为圆形或接近圆形，沉没完毕后，荷载作用下所产生的弯矩较小；管段的底宽较小，基础处理的难度不大；管段外壳为钢板，浮运过程中不易碰损；钢壳可在造船厂的船台上制作，充分利用船厂设备，工期较短。
缺点：管段的规模较小，一般为2车道，内径一般不超过10m；圆形断面的空间利用率低，且由于车道上方必须空出一个限界之外的空间，车道的路面高程不得不相应压低，使隧道的深度增加，基槽浚挖的量加大；管段耗钢量大，造价较高；钢壳存在焊接拼装的问题，防水质量不保证；钢壳本身的防锈问题尚未完善解决。
（2）钢筋混凝土沉管横断面多为矩形，可同时容纳2～8个车道，有的还设置有维修、避险、排水设施等的专用管廊。。矩形管段一般比圆形管段经济，故目前国内外多采用矩形沉管。 优点：隧道横断面空间利用率高，建造多车道（4～8车道）隧道时，优势显著；车道路面最低点的高程较高，隧道的全长相应较短，所需浚挖的土方量亦较小；不用钢壳防水，节约大量钢材；利用管段自身防水的性能，能做到隧道内无渗漏水。
缺点：需要修建临时干坞，征地搬迁及施工费用高；制作管段时，对混凝土施工要求严格，保证干舷和抗浮安全系数；须另加混凝土防水措施。 4. 沉管结构浮力设计内容及计算要点
设计内容干舷选定和抗浮安全系数验算，目的是最终确定沉管结构的高度和外廓尺寸。 （1）干舷计算方法：按最大的砼容重，最大的砼体积和最小的河水比重计算干舷 （2）抗浮安全系数 K＝管段总重／管段排水重
K=1.05～1.10 管段沉放阶段 K=1.2～1.5 管段使用阶段
设计计算时，应按最小的混凝土容重和体积，最大的河水比重计算各阶段的抗浮安全系数。 5. 沉管变形缝设置要求
1) 能适应一定幅度的线变形和角变形；
2) 施工阶段能传递弯矩，使用阶段能传递剪力； 3) 变形前后均能防水； 6. 沉管基础处理方法 (一) 先铺法：刮铺砂或石垫层。缺点是须有专用设备；须以设计高程和坡度在水底架设导轨；
刮铺完成后，回淤土和坍坡的泥土常覆盖在铺好的垫层上；在流速大、回淤快的河道上施工困难。适用于底宽较小的垫层。
(二) 后填法：挖沟槽时，先超挖100cm，在沟槽底面安设临时支座，沉管沉设到支座上，待
对接完毕后，在沉管底部回填垫料。方法常见方法有灌砂法、喷砂法、灌囊法、压砂浆法、压混凝土法.适用于底宽较大的沉管工程。 7. 软弱土层中的基础处理方法
1) 砂置换软弱地层，缺点地震液化。
2) 打砂桩并加荷预压：固结时间长，影响工期。 3) 减轻沉管重量：不实用。
4) 采用桩基：解决桩顶与管底接触问题。
第十章：基坑围护结构
1、桩墙围护体系: 围护墙、支撑、防水帷幕组成，墙体 厚度较小，通过墙体插入地下一定深度和在开挖面上设置支撑或锚杆系统平衡墙后的水土压力和维持边坡稳定。
重力式维护体系：一般指不设置支撑或锚杆的自立式墙体结构，墙体 厚度较大，通过墙体自重、墙体与地基的摩擦力、墙体在开挖面以下受到土体的被动抗力平衡水土压力，维持边坡稳定。
2、基坑工程设计内容：（1）环境调查和基坑安全等级确定（2）围护结构选型 （3）围护结构设计计算（4）围护结构稳定性验算(5)节点设计 （5）降水设计（7）土方开挖方案（8）基坑监测要求及方案 3、围护结构选型的依据和布置应满足的要求： 依据：
1、 规范规程
2、 岩土工程勘察资料
3、 工程环境条件：临近建筑、道路、地下管线、障碍物 4、 主体工程设计资料：规模、特点、设计图纸 5、 场地施工条件 6、 地区工程经验
经综合比较，确保安全可靠前提下，选择切实可行、经济合理的方案。 遵循原则：
1、 基坑围护结构构件不应超出用工程地范围；
2、 基坑围护结构的构件不能影响主体工程结构构件的正常施工；
3、 有条件时基坑平面形状尽可能采用受力性能好的圆形、正多边形和矩形。 4、了解弹性地基杆系有限单元法的计算原理
弹性杆系有限元法：围护结构作为一空间二维结构体来计算，土的作用则像弹簧地基梁 法一样，用土压力和土弹簧来代替．支撑或钳杆也用弹簧来代替，特点是可以考虑空间 结构的作用；
弹性地基法： 围护结构简化为一单位宽度的竖放的弹性地基梁，梁受墙后土压力的作用， 土的作用则用一系列的土弹簧来代替，计算土弹簧刚度方法则可有e法、m法、c法等， 支撑或锚杆也可用一系列的弹簧来代替。山肩帮男法、弹性法和弹塑性法，该方法考虑了 土、结构和支撑或锚杆的共同作用，结合增量法可以考虑复杂的施工过程，方法简便，关 键是土体弹簧刚度的确定，该方法是目前工程应用的主流方法，已足可以满足工程设计的 需要。
5、围护结构的形式 ：边坡支护结构、重力式支护结构、支（锚）撑式支护结构、中心岛支护结构、逆作法支护结构、中心岛、逆作混合支护结构、盖挖法支护结构（参考书P304） 6、基坑失稳破坏形式：（1）整体失稳破坏（2）承载力不足导致的破坏（3）基底滑动破坏 （4）基地潜蚀、管涌（5）渗流（6）支档结构破坏（7）被动土压力丧失 7、桩式和重力式挡墙的稳定性验算内容。
桩式挡土墙：1围护结构和地基的整体抗滑稳定；2抗隆起稳定性验算；3抗渗流管涌稳定性；
4围护结构内力和变形计算
重力式挡墙：
1 、滑动稳定性验算；2 、倾覆稳定性验算；3、土体整体滑动验算；4、 坑底隆起验算；5.、管涌验算
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