中华人民共和国国家标准地铁设计规范GB 50157条文说明 5
10．1．9 盾构法隧道埋深应根据隧道功能、地面环境、地下设施，工程地质和水文地质条件、盾构特性、施工方法、开挖断面的大小等确定。
日本规范中提出隧道顶部必要的覆土厚度一般为l-1．5D(D为隧道外轮廓直径)，本规范提出盾构法施工的区间隧道覆土厚度一般不小于1．OD。但在工程实践中，不仅有覆土厚度较此值小而取得成功的实例，也出现过覆土厚度较此值大仍产生下陷和漏气的，故应结合工程的具体条件慎重确定，必要时可采取适当的辅助施工措施。若工程中局部地段覆土不足时，也可考虑增加临时人工覆土．如上海延安东路越江隧道，覆土最浅处仅o．5D，上
海地铁二号线龙东路单层地下车站端部盾构进出洞处，覆土仅2．7m(约为o．43D)，采用上述措施后，均满足了安全施工的要求。
双圆盾构的最小覆盖层厚度可按不小于其高度控制。
10．1．10 在用盾构法建造平行隧道时，作用于隧道上的荷载不同于单条隧道的情况．为防止地表下沉、相邻隧道变形，为保证后筑隧道的安全施工，其间必须考虑一定的间距。这里所指的平行隧道，是指在一定区段内，两座或两座以上的隧道在平面或立面平行修筑的隧道。日本规范指出；"实践证明，当在既有隧道外径以内的范围施工时，后筑隧道将对既有隧道产生巨大影响"；前苏联地下铁道设计规范规定，在软土地层中，当平行隧道间距大于l.OD、岩石地层和硬粘土层里不小于0．5D时，无需考虑相互影响，可各自按单线隧道设计。
上海地铁试验工程中，两条平行隧道净距约为0．75D，情况良好。故本条中规定的平行隧道净距一般不小于隧道外轮廓直径。当不能满足上述要求时，应根据土层条件、隧道间的相互关系、隧道孔径、施工方法等具体条件及各座隧道施工的先后次序，分析平行隧道的相互影响。一般情况有；
l 先筑隧道引起的围岩松弛对后筑隧道产生的影响，后筑隧道引起的围岩松弛范围的变化对各座隧道的影响；
2 后筑隧道的开挖对先筑隧道的影响；
3 因压浆产生的挤压影响等。
上述影响可能导致衬砌变形、接头螺栓断裂、罱水、地表下沉增大等现象，必要时除在设计中采取相应措施外，施工中应加强对围岩及隧道的监控，如发现异常，需根据实际情况改变施工方法或采取加固围岩等措施。
据统计，1979年以前，日本修建的盾构车站共12座，盾构隧道之间净距在2～3m的有8座，其中大阪市的阿倍野站，由于在站端要与普通尺寸的箱形隧道连接，两条并列车站隧道的净距逐渐减至0．2m。另外，日本京都地铁的东西线和京津线在御陵站采用同站台换乘，四条区间盾构隧道在长437m的范围内处于超接近状态，且空间相对位置不断变化，最小净距仅687mm。这些车站和区间盾构隧道的施工，由于事先进行了周密的设计，并采取了必要的地层加固和在先筑隧道内架设防止衬砌变形的临时支撑等措施，都取得了成功。
10．1．11 沉管隧道的覆土厚度对工程造价有重大影响，必须综合考虑本条所列各种因素后合理确定。在保证隧道安全运营的基础上，宜浅不宜深．国际隧道协会(ITA)建议的最小覆土厚度为0-0．5m。
10. 2 荷 载
10．2．1 作用在地铁结构上的荷载，如地层压力、水压力、地面各种荷载及施工荷载等，有许多不确定因素，所以必须考虑每个施工阶段的变化及使用过程中荷载的变动，选择使结构整体或构件的应力为最大、工作状态为最不利的荷载组合及加载状态来进行设计。
下面是关于表10．2．1中荷载的说明：
1 隧道上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力应考虑现状及以后的变化，凡规划明确的，应依其荷载设计；凡不明确的，应在设计要求中规定；
2 混凝土收缩及徐变影响：超静定或截面厚度大的结构应考虑混凝土收缩的影响．《铁道隧道设计规范》中规定，混凝土收缩的影响可用降低温度的方法来计算。对于整体浇注的混凝土结构相当于降低温度20℃；对于整体浇注的钢筋混凝土结构相当于降低温度15℃；对于分段浇注的混凝土或钢筋混凝土结构相当于降低温度10℃；对于装配式钢筋混凝土结构相当于降低温度5一lO℃；
混凝土收缩影响是一种长期、缓慢的过程，而混凝土又是一种具有徐变性能的塑性材料。因此，由于时间效应必然引起应力松弛，从而限制或抵消了在混凝土构件中产生的部分收缩应力。为了考虑此种影响，国内外的通常做法是，当把混凝土构件视为弹性体时，将材料的弹性模量或算得的收缩应力予以折减，但折减多少尚无定论。一般将弹性模量乘以0．45的系数；
3 地面车辆荷载及其冲力；一般可简化为与结构埋探有关的均布荷载，但覆土较浅时应按实际情况计算。在道路下方的浅埋暗挖隧道，地面车辆荷载可按lOkPa的均布荷载取值，并不计动力作用的影响；
4 温度影响：通常认为，外露的超静定结构及覆土小于lm或位于严寒地区受外界气温影响较大的洞口段的隧道结构应考虑温度影响，但通过近年来对营运期间的一些明挖施工地铁车站的观测发现，即使具备2～3m的覆土，由于季节温度变化引起的伸缩缝或诱导缝宽度的变化也是明显的。因此，当明挖地铁结构在较长的距离内不设变形缝时，应充分研究温度变化对其纵向应力造成的影响。地铁结构构件因温度变化面引起的内力，应根据当地温度情况及施工条件所确定的温度变化值通过计算确定。为了考虑徐变的影响，当按弹性体计算构件的温度应力时，可将混凝土的弹性模量乘以0．7的系数；
必须重视温度变化对沉管隧道的影响。沉管隧道建成后，管节外侧墙面的温度基本上与周围土体一致，而水下土体的温度变化很小，可视为恒温。管节内部的温度由于隧道通风等原因则有较大变化，从而使沉管内外壁面温度不同而产生较大的温度梯度。
设计时应注重考察结构内外温差在横断面产生的应力，它可能是控制结构配筋的主要因素；另外，温度变化产生的纵向应力和变形，还是选择沉管隧道接头形式的重要依据之-；
5 沉管隧道应考虑沉船、抛锚或河床疏浚以及危险品在隧道内爆炸时产生的冲击力等灾害性荷载的作用。这些荷载的大小与船型、吨位、装载情况、沉没方式和覆土厚度等因素有关。广州黄沙至芳村珠江水下隧道处于珠江主航道上，远期规划通航5000t货轮，沉船及抛锚荷蓑取50kN／m2 ；日本东京港沉管隧道按东京港通航7×104 t吨位的船只考虑，沉船荷载取130kN／m2 ，抛锚荷载取340kN集中力。
当沉管隧道不禁止运送危险品的汽车通过时，要考虑运输危险品的大型罐车：在隧道内发生焊炸的可能性。珠江水下隧道和东京港沉管隧道均按单孔内发生爆炸考虑，爆炸荷载取100kN／m2 ；
6 其他未加说明的部分，可按本节条文或参用国家有关规范，依实际情况取值。
10．2．2 地层压力是地下结构承受的主要荷载。由于影响地层压力分布、大小和性质的因素很多，应根据隧道的具体条件，结合已有的试验、测试和研究资料慎重确定。一般情况，石质隧道可根据围岩分级依工程类比确定围岩压力，土质隧道可按下述通用方法计算土压力：
l 竖向压力；填土隧道及浅埋暗挖隧道一般按计算截面以上全部土柱重量考虑；深埋暗挖隧道按泰沙基公式、普罗托季雅柯诺夫公式或其他经验公式计算；
2 水平压力：根据结构受力过程中墙体位移与地层间的相互关系，分别按主动土压力、静止土压力或被动土压力理论计算；在粘性土中应考虑粘聚力影响。
计算土层的侧压力时，一般有两种方法，一种是将土压力与水压力分开计算，另一种是将水压力作为土压力的一部分进行计算，即所谓水土合算。两种方法的适用条件详见10．2．3条说明。
10．2．3 水压力的确定应注意以下问题；
1 作用在地下结构上的水压力，原则上应采用孔隙水压力，但孔隙水压力的确定比较困难，从实用和偏于安全考虑，设计水压力一般都按静水压力计算，
2 在评价地下水位对地下结构的作用时，最重要的三个条件是水头、地层特性和时间因素。具体计算方法如下：
(1)使用阶段：无论砂性土或粘性土，都应根据正常的地下水位技全水头和水土分算的原则确定；
(2)施工阶段；可根据围岩情况区别对待，
①置于渗透系数较小的粘性土地层中的隧道，在进行抗浮稳定性分析时，可结合当地工程经验，对浮力作适当折减或把地下结构底板以下的粘性土层作为压重考虑；并可按水土合算的原则确定作用在地下结构上的侧向水压力；
②置于砂性土地层中的隧道，应按全水头确定作用在地下结构上的浮力，按水土分算的原则确定作用在地下结构上的侧向水土压力，
3 确定设计地下水位时应注意的问题：
(1)由于季节和人为的工程活动(如邻近插地工程降水影响)等都可能使地下水位发生变动，所以在确定设计地下水位时，不能仅凭地质勘察取得的当前结果，必须估计到将来可能发生的变化。尤其近年来对水资源保护的力度加大，需要考虑结构在长期使用过程中城市地下水回灌的可能性；
(2)地形影响：在盆地和山麓等处，有时会出现不透水层下面的水压力变高的情况，使地下水压力从上到下按线性增大的常规形态发生变化；
(3)符合结构受力的最不利荷载组合原则：由于超静定结构某些构件中的某些截面是按侧压力或底板水反力量小的情况控制设计的，所以在确定设计地下水位时，应分别考虑最高水位和最低水位两种情况。
10．2．4 当轨道铺设在结构底板上时，一般来说，车辆荷载对结构应力影响不大，地铁车辆荷载及其动力作用的影响可略去不计。
10．2．5 国内外各种规范采用的有关人群荷载的标准值(或设计值)见表8，本规范采用了中间值。
10．2．6 对于大型设备，楼板设计时应考虑其运输过程的影响。
lO．3 工程材料
10．3．1 金属材料一般仅用于：
1 当车站立柱的荷载很大或逆筑法施工时，采用钢管混凝土柱或钢骨混凝土柱；
2 用盾构法施工的隧道衬砌管片的连接件；
3 用盾构法施工的隧道开口部位的加强管片。
10．3．2 表10．3．2中混凝土的最低强度等级大多是从满足工程的耐久性要求考虑的。为了减少地下超长结构混凝土的收缩应力和温度应力，除立柱或纵梁等构件外，现浇混凝土结构混凝土的设计强度也不宜采用大于表10．3．2规定的等级。
10．3．3 现行国家标准《混凝土结构设计规范》对普通钢筋推荐采用HRB400和HRB335级钢筋。但地下结构承受荷载大，钢筋用量多，配筋大多由裂缝要求控制。由该规范中的裂缝宽度计算公式可知，在其他条件相同的情况下，为控制构件的裂缝宽度所需要的钢筋面积仅与钢筋类别(光面钢筋或带肋钢筋)有关，而与钢筋的设计强度无关。所以在这种情况下，采用设计强度较高的HRB400级钢筋并不能达到减少钢筋用量或减薄断面厚度的目的。
10．3．4 地铁盾构隧道钢筋混凝土管片连接螺栓的机械性能等级一般采用4．6-6．8级，特殊情况也有采用8．8级的。为了保证隧道的使用寿命，对螺纹紧固件表面必须进行防腐蚀处理。
10．3．5 本条是为提高喷射混凝土的耐久性而提出的要求。城市地铁矿山法隧道大多数修建于第四系地层中，由初期支护和二次衬砌共同承受使用阶段的荷载。因此，对由以喷射混凝土为主要材料构成的韧期支护，也应具备一定的耐久性。但传统的干喷混凝土，由于水灰比不易控制，强度难以超过C20，基本不具备抗渗性；湿喷混凝土技术的推广对减少回弹量、改善工人劳动条件起到了很大的作用，但由于仍使用基于硅酸盐、铝酸盐和碳酸盐等传统速凝剂，导致后期强度大为降低(约50%一60％)，抗渗性提高不多，且对工人还有较大的腐蚀危害．近年来，随着高效减水剂、无碱速凝剂、有机纤维和新品种水泥的开发成功，出现了一种掺入纤维的高性能湿喷混凝土。由于掺入纤维的高性能混凝土具备和易性好、塌落度损失少、回弹量低、后期强度高、抗渗性和耐久性好以及使用中腐蚀性风险低等优点，故宜在地铁工程中推广，此时喷射混凝土的强度等级可采用C25。
10．4 结构形式及衬砌
10．4．1 从保证隧道长期稳定、确保地铁整体道床正常工作的角度考虑，本条规定仅允许在无地下水的I、Ⅱ级围岩中不设受力底板，但仍应用厚度不小于200mm的混凝土铺底。
10．4．2 明挖结构的衬砌。
1 装配式衬砌具有工业化程度高、施工速度快等优点，在前苏联地铁的车站及区间隧道中已被广泛采用．装配式结构的构件在现场应连接成整体，以利于防水、抗震，并提高隧道抵抗纵向不均匀沉降的能力；
2 把地下连续墙和灌注桩等基坑支护作为主体结构的-部分加以利用，既可以节约工程投资，又减少厂资源的消耗，符合可持续发展的要求。我国大多数明挖地铁车站都是按照这一原则设计的。此时，主体结构的侧墙可有单-墙、叠合墙和复合墙等三种形式。
(1)单一墙：围护结构直接作为主体结构的侧墙，不另作参与结构受力的内衬墙，多采用现浇地下连续墙，且槽段之间的接头需作特殊处理。一般顺筑法施工时可采用柔性防水接头；逆筑法施工时采用能传递竖向剪力的刚性防水接头或整体接头。由于灌注桩各柱列之间无构造上的联系，整体性差，防水性能也不可靠，故不宜单独作为主体结构的侧墙使用；
(2)叠合墙：围护结构作为主体结构侧墙的一部分，与内衬墙组合成叠合式结构，通过结构和施工措施，保证叠合面的剪力传递，叠合后可把二者视为整体墙。此种形式的围护结构电多采用
地下连续墙；
(3)复合墙；围护结构作为主体结构侧墙的一部分，与内衬墙组成复合式结构，墙面之间不能传递剪力和弯矩，只能传递法向压力。围护结构可采用地下连续墙、钻孔灌注桩或人工挖孔桩等。
在围护墙和内衬墙之间可敷设隔离层或封闭的防水层。用分离式灌注桩作为基坑支护时，虽然其与内衬墙之间有时也通过设置拉接钢筋传递一定的拉力，但由于连接较弱，也应视为复合墙。在含水地层中，灌注桩的外侧一般须设止水帷幕，因此施工阶段的水土压力由围护墙承受。长期使用阶段需考虑止水帷幕失效和地下水绕流等因素，水压力作用在内衬墙上。
三种形式侧墙的综合比较见表9。
侧墙形式对工程投资、结构受力、施工和使用等有较大影响，应结合使用要求、围护结构的形式、工程地质与水文地质条件及场地条件等通过技术经济比较确定。采用单一墙时，对泥浆中浇注的地下墙混凝土的耐久性应有论证依据，否则，在设计叠合墙或复合墙时，应考虑在长期使用过程中外部荷载因地下墙材料性能退化和刚度下降向内衬的转移。
10．4．3 盾构法施工的隧道衬砌结构。
1 盾构法施工的隧道衬砌的造型，应根据工程地质和水文地质条件、功能要求、衬砌成型方式等因素确定。为防水、防腐蚀、增加衬砌的强度和刚度、修正施工误差或减少竣工后的噪声和振动，装配式结构可采用双层衬砌。但双层衬砌施工周期长、造价高，在满足工程使用和受力要求的前提下，应优先采用单层衬砌；
2 装配式时砌使用的材料有钢筋混凝土、钢、铸铁或这几种材料的组合。目前大量使用的为钢筋混凝土衬砌，该方法具有制作方便、强度大、耐久性和耐压性好、有较高的经济效益等优点，而且使用高精度钢模板也可保证其尺寸的精度．仅在受力复杂的缺口圆环等部位才使用钢管片、铸铁管片或钢与钢筋混凝土的复合管片；
3 为了适应侧式车站之间的区间隧道施工的需要，近年来出现了一种双圆盾构，相应的衬砌形式是一种带中柱的双圆结构。和传统的双线大直径盾构相比，双圆盾构具有空间利用充分、地面沉降较小等优点，特别适用于在较狭窄的街区下通过的区间隧道。
10．4．4 矿山法施工的结构衬砌。
1 从充分利用衬砌材料的抗压强度、提高结构的承载能力、减少施工难度、简化工程措施、保证围岩稳定和保护环境等方面考虑，矿山法施工的地铁结构应优先选用马蹄形断面，在地质条件差的Ⅳ一Ⅵ级围岩中尤为必要；
但在实际工程中，由于施工工艺要求或受施工条件的限制，即使在V～Ⅵ组围岩中，有时也采用直墙拱结构或平顶直墙结构；在I～Ⅲ级围岩中的车站，为了充分利用地下空间，也有采用直墙拱结构的；
2 整体式衬砌是矿山法施工的隧道广泛采用的一种衬砌型式，有长期的实践经验．复合式衬砌在矿山法施工的地铁隧道中应用前景广阔，具有能抑制围岩变形、充分发挥围岩自承能力，能适应隧道建成后衬砌受力状态变化等突出优点，尤其适合在地质条件较差的地段或浅埋条件下使用，一般可用于Ⅱ～Ⅳ级围岩中；
3 鉴于施工质量较难控制，且耐久性难以保证，锚喷衬砌目前不宜在通行列车和人员、设备集中的区间隧道和地下车站中采用。
10．5 结构设计
10．5．1 结构设计的一般规定。
第2款，普通钢筋混凝土结构的最大计算裂缝宽度允许值。
1 表10．5．1 是根据耐久性要求提出的，当有外观要求时，最大计算裂缝宽度允许值不应大于0．2mm；
2 当混凝土保护层厚度较大时，虽然裂缝宽度的计算值也较大，但从总体上看，较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的，故本规范规定，当设计采用的最大裂缝宽度计算式中保护层的实际厚度超过30mm时，可将保护层厚度的计算值取为30mm。
第3款，结构的计算简图。
1 为了反映双层衬砌的实际受力情况，结构分析时，应选用与其传力特征相符的计算模型和截面计算参数；
2 按结构实际受载过程分析的必要性．除了放坡施工的明挖结构或用全断面法开挖的矿山法隧道以及单圆盾构隧道外，现代地铁结构的受力大多有以下特点：
(1)结构的主要受力构件常兼有临时结构与永久结构的双重功能，其结构形式、构件组成、刚度、支承条件和荷载情况在结构形成过程中不断变化；(2)结构受力与施工方法、开挖步序和工程措施关系密切。尤其是用矿山法施工的大型地下车站，开挖、初衬、二衬、临时隔墙的解体交替进行，结构体系应力转换频繁而复杂；
(3)新施作的构件是在既有结构体系已产生变形和应力的情况下设置的，荷载效应有连续性。
上述特点决定了结构体系中某些关键部位受力的最不利情况，往往不是在结构完成后的使用阶段。所以传统的不考虑施工过程影响、结构完成后一次加载的计算模式，或虽考虑施工阶段和荷载变化的影响，却忽略结构受力连续性的分析方法，都不能反映结构的实际受力情况，按此进行的设计也不一定是安全的。所以本规范提倡按结构实际受载过程进行结构的内力和变形分析。这含有两层竟思，一是在施工阶段按施工过程进行分析：二是使用阶段分析时要考虑施工阶段在结构体系中已产生的内力和变形，即所谓受力的连续性。有关明挖结构在使用阶段的内力分析中是否考虑施工过程影响的两种方法的比较见10．5．2条第3款的说明。
3 分阶段计算时考虑结构受力连续性的方法。
在分阶段计算结构的内力时，需要考虑各阶段之间受力的连续性，基本方法有"总和法"和"增量法"(也称"叠加法")。两者都可用于整个受力过程中结构体系的刚度或构件组成不发生改变的情况，否则只应采用增量法．总和法的典型实例是明挖基坑在开挖和加撑阶段对围护墙的受力分析。此时，已知外荷载是各施工阶段实际作用在结构上的有效土压力或其他荷载，在支撑处应计入设置支撑前该点墙体己产生的水平位移，由此可直接求得当前施工阶段完成后结构的实际位移及内力。采用增量法计算时，外荷载和所求得的结构位移及内力都是相对于前一个施工阶段完成后的增量。对盖挖逆筑结构和初衬、二衬交互施作的矿山法车站结构，都需采用增量法计算。
第4款，侧向地层抗力和地基反力。
侧向地层杭力和地基反力，可统称为地层抗力。通常地层抗力的考虑有两种方怯，一种方法是假定地层抗力与地层位移无关，是与承受的荷载相平衡的反力，并事先对其分布形式进行假定，另一种方法则认为地层抗力从属于地层的变形，一般都假定地层抗力的大小与地层变形成线性关系，并称之为弹性抗力。前者适用于地层相对于结构刚度较软弱的情况，把结构视为刚体，多用于计算地基反力；后者适用于柔性结构，多用于计算侧向抗力。
地层抗力有利于地下结构承载力的提高，但其大小及分布规律与地下结构的型式及其在荷载作用下的变形。结构与地层的刚度、施工方法、回填与压浆情况、土层的变形性质有关，在设计中应慎重确定．在确定地层抗力时，反映抗力与地层位移之间比例关系的基床系数是一个重要的计算参数，它与地层条件、受力方向、承载面积、构件形状和位移量等因素有关，一般可通过实验、查表并结合地区经验选用，但要注意室内小尺寸试件试验得出的结果往往偏高。用于基坑围护结构的受力分析时，基床系数可取为与深度无关的常数(常数法)或与深度成比例(m法)。当假定为与深度无关的常数时，开挖面坑底以下一定深度范围内宜取为三角形分布，以反映基坑开挖过程中坑底土体受到扰动而使其强度降低的实际情况。在软土地层中，这一深度取3-5m；在其他地层中，可取围护结构截面厚度的3倍。
第6款，车站结构纵向强度和变形的分析。
当明挖结构沿纵向间隔一定距离设置伸缩缝时，其纵向应力一般不会成为控制结构设计的因素。但遇本款所列情况时，必须分析结构的纵向应力．除温度变化和混凝土收缩影响外，一般可采用弹性地基粱模型进行分析，求出其变形和内力后检算其强度。当地下连续墙采用普通圆形接头时，接头部位的强度检算不应考虑其参与工作。
软土地层中，为了确保行车安全，一般沿车站纵向不设贯通结构横断面的伸缩缝。这种情况下，即使没有本款提到的前三种因素，也必须考虑温度变化、混凝土收缩和地基纵向不均匀沉降对车站结构的纵向变形和内力的影响。
第9款，抗震设计。
1 地下结构的震害．地下结构由于受到地层的约束，加之城市隧道大多采用抗震性能较好的整体现浇钢筋混凝土结构及能够适应地层变形的装配式圆形结构，震害明显低于地上结构。但对埋置于软弱地层或上软下硬地层中的城市地铁隧道的抗震问题必须高度重视。尤其对以下情况，应充分研究地震的影响：
(1)大断面的明挖结构和埋置于IV～Ⅵ级围岩中的矿山法隧道：
(2)结构局部外露时；
(3)隧道直接作为地面建筑或城市桥梁的基础时；
(4)隧道处于性质显著不同的地层中时；
(5)隧道下方的基岩沿深度变化很大时；
(6)隧道处于可能液化或软枯土地层以及处于易产生位移的地形条件时；
(7)隧道断面急剧变化的部位，如区间隧道与车站主体的连接部、通风竖井与水平通道的连接部、正线的分岔处及换乘节点等。
2 长期以来，地铁结构的抗震设计，基本是参照《铁路抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和国家标准《建筑抗震设计规范》进行的。前者设计现念较为陈旧，设计方法也不完善，自1987年颁发以来，至今；长见修订。后者的对象是工业与民用建筑，并不完全适用于单建的隧道工程，尤其是地铁隧道。地铁结构的抗震设计，必须根据地铁工程的特点和地震发生后对地铁的使用要求，针对不同的地形、地质条件和结构类型，采用不同的设计方法和构造措施，不能完全照搬上述两本规范。
地下工程一旦遭受破坏，修复困难且代价极大。为了实现震后"尽快恢复交通"的需要，对地铁道遭受罕遇地震时的破坏程度进行限制也是必要的。
3 抗震计算方法。当前我国地铁隧道横断面的抗震分析多按地震系数法进行。这一方法的基本出发点是，认为地震对地下结构的作用主要包括两部分，一是结构及其覆盖层重量产生的与地表地震加速度成比例的惯性力，二是地震引起的主动侧压力增量。
一般认为，地震系数法用于下面两种情况较为适宜，一是地下结构与地面建、构筑物合建，即作为上部结构的基础时，二是当与围岩的重量相比，结构自身的重量较大时(例如防护等级特别高的抗爆结构)。但是对于单建的以民用为主要目的的地铁隧道，由于其包括净空在内的单位体积的重量一般都比围岩重量轻，地震时几乎与围岩一同变形．这时，作为地震对结构的作用，随围岩一同产生的变形的影响是主要的，惯性力的影响则可忽略不计。以这一概念建立起来的抗震分析方法称为"反应位移法"或"地震变形法"，其特点是以地下结构所在位置的地层位移作为地震对结构作用的输入。因此，不加区别地把地震系数法作为地下结构抗震分析的唯一选择难以反映大多数地下结构地震时的真实工作状况。
无论是地震系数法还是反应位移法，都是将随时间变化的地震作用用等代的静力荷载或静位移代替，然后再用静力计算模型求解结构的反应。对于大型地下结构或沉管隧道等，用动力分析方法与静力法的计算结果进行对照也是必要的。
此外，对于地铁区间隧道等小断面长条形结构，地震时沿隧道纵向产生的拉压应力和挠曲应力可能会成为结构受力的控制因素。因此，还需对隧道纵向的抗震进行分析，尤其是用盾构法施工的装配式管片结构，其纵向连接螺栓应能承受地震产生的全部拉力。
4 构造措施。应区别不同的围岩条件和施工方法，根据地下结构地震条件下的受力和破坏特点，有针对性地采取抗震措施。
地下整体现浇钢筋混凝土框架结构的变形和破坏有以下特点：
(1)粱板构件具有良好的延性，能承受较大的超载，尤其是瞬时作用的动力荷载；
(2)立柱基本是一种脆性破坏，是框架结构中受力量薄弱的部位和首先遭受破坏的构件；
(3)结构的最终毁坏是由于立柱丧失承载能力而导致顶板被压塌。
因此，提高地下框架结构抗震能力的最有效方法应是改善立柱的受力条件和受力特征，尽可能用中墙代替立柱；当建筑要求必须设置立柱时，尽量采用塑性性能良好的钢管混凝土柱；当采用钢筋混凝土柱时，可以借鉴《建筑抗震设计规范》的思路，如限定其轴压比并对箍筋的配置提出相应的要求等。单建明挖结构和埋置于Ⅳ～Ⅵ组围岩中的矿山法施工的结构，其立柱的抗震等级可按三级考虑。
对粱板构件的配筋构造要求则应把重点放在确保其不出现剪切破坏和充分发挥构件的变形能力上，例如对受拉区和受压区钢筋合理配筋串的控制等。由于结构纵向侧墙的整体刚度较大，抗震能力较强，故原则上中间纵向框架的节点构造可不按抗震要求设计。
与地面建、构筑物合建的明挖地下结构的抗震等级与上部结构相同。
采用装配式结构时，应加强接缝的连接措施，以增强其整体性和连续性。
在不同结构的连接部位，宜采用柔性接头。
在装配式衬砌的环向和纵向接头处设弹性密封垫，以适应地震中地层施加的一定变形。
5 可液化地层及软粘土震陷地层的判别与处理。
(1)砂土液化。判别土层液化的方法很多，如我国的《建筑抗震设计规范》和日本的港口设计规范基于标准贯入试验和颗粒粒径累加的方法、我国《岩土工程勘察规范》推荐的用静力触探判别的方法，以及国外依据土层的剪切波速或剪应力比较的判别方法等。目前国内地铁的勘察部门对液化土层的判别多采用单一方法，这是不妥当的。地铁一旦破坏则后果严重．加之工程规模特别巨大，液化处理费用高昂，所以对其周边土层的液化判别必须谨慎从事，应采用多种方法相互印证，并结合室内动三轴试验和地区工程经验进行专门的分析。而对于所采用措施的可靠性，也宜通过室内试验加以确认。
设计时应根据不同情况分析液化土层对结构受力和稳定可能产生的影响，并采取相应对策。作为一条基本原则，不应将未经处理的可液化土层作为地铁车站天然地基的持力层。
具体对策应根据地震烈度和地基土的液化程度，结合液化土层与车站结构的相对位置关系和结构的施工方法等，通过技术经济比较后确定，一般可分为两大类；
1)防止支承隧道的地基土液化的措施：
①基底土换填．应挖除全部的液化土层；
②采用注浆、旋喷或深层搅拌等方法对基底土进行加固。处理深度应达到可液化土层的下界。
对基底土换填或加固宽度的控制范围，应根据地基土的处理深度来确定。例如，我国《构筑物抗震设计规范》规定，从基础外缘伸出的地基处理宽度，不应小于基础底面以下处理深度的l／3，且不小于2m。
2)在地层液化后仍使隧道保持稳定的措施：
①在隧道底部设置摩擦桩．桩插入非液化土层的深度通过计算确定：
②将围护结构嵌入非液化土层。
(2)软粘土的震陷。软土地基在地震或其他反复荷载作用下可能会因其强度降低和基底土的侧向流动产生显著的沉降，即所谓"震陷"。鉴于工程的重要性和使用要求的特殊性，在软土地层中修建地铁时，必须结合具体的场地条件对震陷问题进行专门分
析。
第10款，本款规定是为保证围岩与结构的共同工作，同时也是控制开挖引起的地层位移的需要。主要包括：
1 用盾构法施工的隧道，在软土地层或需要严格控制地面沉降的地段应进行同步注浆；
2 用矿山法施工的不良地质地段或偏压地段的隧道，以及处于Ⅲ～Ⅵ级围岩中的隧道拱部应及时注浆。