城市軌道交通地下工程設(shè)計與施工學(xué)習(xí)小結(jié)

城市軌道交通地下工程設(shè)計與施工學(xué)習(xí)小結(jié)城市軌道交通地下工程設(shè)計與施工學(xué)習(xí)小結(jié)城市軌道交通地下工程設(shè)計與施工學(xué)習(xí)小結(jié)城市軌道交通地下工程設(shè)計與施工學(xué)習(xí)小結(jié)編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工作業(yè)姓名：周喆學(xué)號：班級：土木14班指導(dǎo)老師：于麗西南交通大學(xué)二零一五年四月城市軌道交通概述城市中使車輛固定在導(dǎo)軌上運(yùn)行并主要用于城市客運(yùn)的交通系統(tǒng)成為城市軌道交通系統(tǒng)。城市軌道交通系統(tǒng)是依據(jù)城市交通總體規(guī)劃的要求，設(shè)置全封閉或部分封閉的專用軌道線路，以列車或單車形式，運(yùn)送相當(dāng)規(guī)?？土髁康墓步煌ǚ绞?。目前，世界上已有40多個國家的140多個城市擁有或正在規(guī)劃建設(shè)城市軌道交通系統(tǒng)。近10年來，隨著我國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，為了解決大城市的交通擁堵問題，各大城市正在大力發(fā)展城市軌道交通工程。統(tǒng)計截至2011年3月，全國已有北京、上海、廣州、深圳、南京、天津、重慶、武漢、長春、大連、成都和沈陽等12個城市的軌道交通投入運(yùn)營，累計通車?yán)锍踢_(dá)1300km（見圖1）。目前全國已有36個城市上報了城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃，已有29個城市獲得批復(fù)，2011年在建總里程約1500km。預(yù)計到2020年，我國城市軌道交通累計運(yùn)行里程將達(dá)到7395km。我國的地鐵建設(shè)規(guī)模及發(fā)展速度將穩(wěn)居世界第一。城市軌道交通可按構(gòu)筑物形態(tài)、運(yùn)營方式、適用車輛類型及運(yùn)輸能力等進(jìn)行分類。按構(gòu)筑物的形態(tài)或軌道相對于地面的位置劃分，城市軌道交通可分為以下三類。地下鐵道：位于地下隧道內(nèi)的鐵路稱為地下鐵道；地面鐵路：位于地面的鐵路稱為地面鐵路；高架鐵路：位于地面高架橋上的鐵路稱為高架鐵路。下面，我們著重討論地下鐵道地下鐵道是指在城市中心修建的快速、大運(yùn)量用電力牽引的軌道交通。線路通常設(shè)在地下隧道內(nèi)，也有在城市中心以外地區(qū)從地下轉(zhuǎn)到地面或高架橋上。地下鐵道有以下特點(diǎn)：運(yùn)能大：單向最大客運(yùn)量可達(dá)6萬到8萬人次/h，有利于大城市中心區(qū)高峰期乘客的疏通。路權(quán)專用。地下鐵道線路絕大部分位于地下，當(dāng)線路延伸至近郊時可采用高架或地面形式。行車速度高，運(yùn)行密度大。車輛平均運(yùn)行速度為30到40km/h，設(shè)計最高車速達(dá)80km/h，行車間隔為2到5min。建設(shè)周期長，造價高。二、城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)城市軌道交通線網(wǎng)的拓?fù)錁?gòu)成，可將其分為車站，以及連接兩個車站之間的線路區(qū)間。地下車站作為城市軌道交通路網(wǎng)中一種重要的建筑物，除了是具有供旅客乘降、換乘和候車的場所，還應(yīng)保證旅客能安全、迅速、方便地進(jìn)出車站，并有良好的通風(fēng)、照明、衛(wèi)生、防災(zāi)設(shè)備和設(shè)施等。1.地下車站的分類（1）按車站站臺形式分類①島式站臺島式站臺，站臺位于上、下行線路之間。車站具有站臺利用率高、能活調(diào)劑客流、乘客使用方便等優(yōu)點(diǎn)，一般常用于客流量較大的車站。②側(cè)式站臺側(cè)式站臺，站臺位于上、下行線路的兩側(cè)。側(cè)式站臺根據(jù)環(huán)境調(diào)劑置成平行相對式、平行錯開式、上下重疊式及上下錯開式等形式。側(cè)式站臺的站臺利用率、調(diào)劑客流、站臺之間的聯(lián)系等方面及不上島式站臺，因此側(cè)式站臺車站多用于客流量不大的車站。③島、側(cè)混合式站臺島、側(cè)混合式站臺就是將島式站臺和側(cè)式站臺設(shè)在一個車站內(nèi)，乘客可以同時在兩側(cè)的站臺上、下車，也可適應(yīng)列車中途折返的需要。（2）按車站橫斷面結(jié)構(gòu)形式分類①矩形斷面。矩形斷面是車站常選用的形式，一般用于淺埋車站。車站可設(shè)計成單層、雙層或多層；跨度可選用單跨、雙跨及多跨的形式。②拱形斷面。拱形斷面多用于深埋車站，有單栱或多跨連拱等形式，單栱斷面由于中部起拱，高度較高，兩側(cè)拱腳處相對較低，中間無柱，因此建筑空間顯得高大寬闊，常會得到理想的建筑藝術(shù)效果。③其他類型斷面主要有馬蹄形、橢圓形等。2.地下車站的特點(diǎn)地下車站埋設(shè)于地下，不占用地面空間，且具有良好的防護(hù)功能，戰(zhàn)時可考慮作為避難場所。但作為地下結(jié)構(gòu)兼具客流集散場所，地下車站還具有以下特點(diǎn)：考慮到施工的復(fù)雜性及結(jié)構(gòu)的安全性，地下車站的結(jié)構(gòu)通常為狹長的筒狀結(jié)構(gòu)。站內(nèi)空間封閉，建筑裝修材料吸聲系數(shù)較小，聲反射強(qiáng)度大。沒有自然光線，全部靠人工采光。為保證地下空間環(huán)境的安全和舒適，設(shè)有龐大的空調(diào)、通風(fēng)設(shè)施。為保證客流安全、順暢、快捷疏散，設(shè)有眾多鮮明的指示標(biāo)牌和消防設(shè)施。地面出入口通過地下通道和地下車站連接，出入口地下部分要采取人防措施，在地面上設(shè)有風(fēng)亭建筑。城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)施工地下鐵道的地下車站多位于人口稠密的城市，施工方法的選擇受到地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)形式，以及周圍建（構(gòu)）筑物的影響。下面對幾種常見的施工方法進(jìn)行介紹。1.明挖法明挖法指的是先將隧道部位的巖（土）體全部挖除，然后修建洞身、洞門，再進(jìn)行回填的施工方法。優(yōu)點(diǎn)：明挖法具有施工簡單、快捷、經(jīng)濟(jì)、安全的優(yōu)點(diǎn)，城市地下隧道式工程發(fā)展初期都把它作為首選的開挖技術(shù)。缺點(diǎn):是對周圍環(huán)境的影響較大。2.蓋挖法當(dāng)?shù)叵鹿こ堂髯鰰r需要穿越公路、建筑等障礙物而采取的新型工程施工方法，是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進(jìn)行施工。主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可以逆作。在城市繁忙地帶修建地鐵車站時，往往占用道路，影響交通當(dāng)?shù)罔F車站設(shè)在主干道上，而交通不能中斷，且需要確保一定交通流量要求時，可選用蓋挖法。優(yōu)點(diǎn)：①圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小，能夠有效控制周圍土體的變形和地表沉降，有利于保護(hù)臨近建筑物和構(gòu)筑物。②基坑底部土體穩(wěn)定，隆起小，施工安全。③蓋挖逆作法施工一般不設(shè)內(nèi)布支撐或錨固，可增大施工空間和降低工程造價。④蓋挖逆作法施工基坑暴露時間短，用于城市街區(qū)施工時，可盡快恢復(fù)路面。缺點(diǎn)：①蓋挖法施工時，混凝土內(nèi)襯的水平施工縫的處理較困難

②蓋挖逆作法施工時，暗挖施工難度大，費(fèi)用高。③蓋挖法每次分部開挖及澆筑襯砌的深度，應(yīng)綜合考慮基坑穩(wěn)定，環(huán)境保護(hù)，永久結(jié)構(gòu)形式和混凝土澆筑作業(yè)等因素來確定。3.礦山法暗挖法的一種，主要用鉆眼爆破方法開挖斷面而修筑隧道及地下工程的施工方法。因借鑒礦山開拓巷道的方法，故名。用礦山法施工時，將整個斷面分部開挖至設(shè)計輪廓，并隨之修筑襯砌。當(dāng)?shù)貙铀绍洉r，則可采用簡便挖掘機(jī)具進(jìn)行，并根據(jù)圍巖穩(wěn)定程度，在需要時應(yīng)邊開挖邊支護(hù)。分部開挖時，斷面上最先開挖導(dǎo)坑，再由導(dǎo)坑向斷面設(shè)計輪廓進(jìn)行擴(kuò)大開挖。分部開挖主要是為了減少對圍巖的擾動，分部的大小和多少視地質(zhì)條件、隧道斷面尺寸、支護(hù)類型而定。在堅實、整體的巖層中，對中、小斷面的隧道，可不分部而將全斷面一次開挖。如遇松軟、破碎地層，須分部開挖，并配合開挖及時設(shè)置臨時支撐，以防止土石坍塌。噴錨支護(hù)的出現(xiàn)，使分部數(shù)目得以減少，并進(jìn)而發(fā)展成新奧法。4.盾構(gòu)法盾構(gòu)法是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法。它是將盾構(gòu)機(jī)械在地中推進(jìn)，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌。同時在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖，通過出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法。適用條件在松軟含水地層，或地下線路等設(shè)施埋深達(dá)到10m或更深時，可以采用盾構(gòu)法。①線位上允許建造用于盾構(gòu)進(jìn)出洞和出碴進(jìn)料的工作井；②隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不小于6m且不小于盾構(gòu)直徑；[2]

③相對均質(zhì)的地質(zhì)條件；④如果是單洞則要有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向,豎直方向；⑤從經(jīng)濟(jì)角度講，連續(xù)的施工長度不小于300m。優(yōu)點(diǎn)①安全開挖和襯砌，掘進(jìn)速度快；②盾構(gòu)的推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等全過程可實現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強(qiáng)度低。③不影響地面交通與設(shè)施，同時不影響地下管線等設(shè)施；④穿越河道時不影響航運(yùn)，施工中不受季節(jié)、風(fēng)雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；⑤在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)越性。缺點(diǎn)①斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)能力差；②新型盾構(gòu)購置費(fèi)昂貴，對施工區(qū)段短的工程不太經(jīng)濟(jì)。③工人的工作環(huán)境較差。城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的發(fā)展方向1.結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展方向（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)計算考慮施工過程的影響。（2）主體采用結(jié)構(gòu)模型的數(shù)值計算。（3）預(yù)應(yīng)力混凝土材料的使用。2.施工方法的展望世界各發(fā)達(dá)國家已有的地鐵車站施工技術(shù)大部分已在我國開發(fā)應(yīng)用，但我國地鐵車站施工技術(shù)的發(fā)展離不開我國的國情，將具有中國特色。蓋挖法可通