地鐵是怎樣建成的

地鐵是怎樣建成的？

19世紀中葉，英國倫敦街頭交通堵塞嚴重。一位名叫查爾斯.皮爾遜的律師想到火車跑得很快，怎樣讓火車跑進城市呢？一次，查爾斯看到墻角的老鼠洞里，一只老鼠在跑來跑去，他提出一個妙想：讓火車在地下跑起來！1863年，這個“異想天開”得以實現(xiàn)——世界上第一條地鐵在倫敦誕生了！隨后，世界大城市紛紛建造地鐵。這種速度快不堵車、環(huán)保又舒適的交通工具，深受大家喜愛。

地鐵的誕生1.1建設地鐵不容易

那么，地鐵是怎樣建成的呢？建設地鐵可不是件簡單的事情哦！地鐵是高密度、特大型、綜合性軌道交通運輸系統(tǒng)，涉及40多個技術(shù)專業(yè)，得花好幾年的時間才能建成哦。

1.2地鐵線網(wǎng)，蜘蛛網(wǎng)一般的地鐵線路

在地鐵建造之前，工程師首先要規(guī)劃列車行駛的線路。圖中紫色的地鐵線路像蜘蛛網(wǎng)一樣四通八達，稱為地鐵線網(wǎng)。地鐵線網(wǎng)規(guī)劃是在城市發(fā)展戰(zhàn)略、總體規(guī)劃、土地利用規(guī)劃的基礎上，根據(jù)客流預測分析，充分考慮交通與城市發(fā)展之間的關系，選擇方便市民出行、能適應城市可持續(xù)發(fā)展的布局。

1.3常州地鐵1號線

常州市共規(guī)劃設置了6條地鐵線路，總長約208公里，設車站85座。

常州市地鐵1號線全長33.8公里，其中地下線31.5公里，高架線2.1公里，過渡段0.2公里；共設站29座，其中地下站27座，高架站2座，平均站間距1.2公里。2.2工程地質(zhì)勘察，讓我們有了透視眼

可是我們沒有透視眼，怎樣弄清楚地下的情況呢？這時就要依靠工程地質(zhì)勘察了。2工程地質(zhì)勘察

鉆孔取樣勘探

使用地質(zhì)鉆機在地表下鉆出深深的孔，然后用空心鉆頭將巖土樣帶出地面進行取樣分析。一般鉆孔間距為幾十米，遇到地下溶洞、孤石等復雜地質(zhì)，鉆孔間距縮減為幾米。電法勘探根據(jù)各類巖土電學性質(zhì)的差異來分析地質(zhì)情況。磁法勘探通過觀測和分析由巖土的磁性差異所引起的磁異常，進行地質(zhì)研究。聲波法勘探通過在兩孔間發(fā)射聲波，然后根據(jù)不同巖土分界面上反射回來的聲波進行地質(zhì)分析。3地鐵車站的確定

列車行駛的路線確定了，那地鐵車站又要建在哪里呢？依據(jù)城市規(guī)劃，地鐵車站一般會選擇建在住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)等主要客流集散點，方便市民出行。同時考慮土地利用、與其它交通方式換乘便捷、周邊環(huán)境條件等因素。4

明挖法施工4.1安全又經(jīng)濟的明挖法施工

正式開工前，要準備一塊滿足施工需求的場地。地鐵車站一般是從地面自上而下進行開挖，這就是安全又經(jīng)濟的明挖法施工。開挖前，需要處理影響施工的建筑、綠化和管線等，還要增加臨時道路，以減少建設地鐵時對交通出行的影響。A綠化遷移C房屋拆遷B交通疏散D管線遷改施工范圍內(nèi)的綠色植物，需要進行遷移，在施工完成后進行恢復。

為保障交通順暢，原道路進行拓寬或改道，形成新的道路，以保障車輛和行人正常通行。施工完成后再進行道路恢復。為了保障施工和周邊安全，在工程施工影響范圍內(nèi)的建筑，需要保護或拆遷。

城市地下埋藏了錯綜復雜的管線，如電力、通信、燃氣、自來水管道等，在施工前需要進行保護或遷改。4.2開始建造地鐵車站的“外殼”

有了施工場地后，我們開來了很多機器，準備施工啦！首先，我們來建造地鐵車站的“外殼”，例如地下連續(xù)墻，保護基坑與周邊安全。

成槽吊裝鋼筋籠灌注混凝土形成封閉的地下連續(xù)墻使用成槽設備在基坑的周邊形成一段段深槽。

把一根根鋼筋綁扎成與深槽形狀吻合的鋼筋籠，再通過起重機將它吊進深槽中。在吊裝了鋼筋籠的槽內(nèi)，灌注混凝土，筑成一段鋼筋混凝土墻。

將每一塊鋼筋混凝土墻連接起來，形成一個將基坑圍住的保護墻，防止基坑坍塌，保護周邊安全。4.3在深坑里面建造地鐵車站

在連續(xù)墻完成后，便開始一邊開挖一邊支撐，形成一個巨大的方形深坑。我們就是在這個深坑里面建造地鐵車站。

基坑開挖搭建支撐梁基坑底部防水施工綁扎鋼筋網(wǎng)在保護墻圍合的空間內(nèi)進行土方開挖，基坑形狀像一個大大的長方形盒子。每挖到一定深度，就要在地下連續(xù)墻兩側(cè)之間架設支撐梁，保護基坑安全。在基坑底部鋪設防水卷材。綁扎車站主體結(jié)構(gòu)的鋼筋網(wǎng)。4.4地鐵車站雛形漸漸成型

在搭好的鋼筋網(wǎng)上灌注混凝土，依次建造底板、側(cè)墻、中板和頂板。這時地鐵車站的雛形漸漸成型了。

4.5恢復管線和道路

車站主體建成后，就可以恢復管線和道路了。5“鋼鐵蚯蚓”盾構(gòu)機

5.1地鐵隧道大部分用盾構(gòu)法施工修建

說完車站后，我們就開始講隧道啦！這里要用到一種非常特殊的機器，它的名字叫盾構(gòu)機。地鐵隧道大部分都是用這樣的盾構(gòu)法施工來修建的。

①工人在管片廠將一片片盾構(gòu)管片預制好，再運送到施工現(xiàn)場。②通過龍門吊，將管片吊入盾構(gòu)始發(fā)井。③盾構(gòu)管片搬運車將管片運送進隧道。④盾構(gòu)機對管片進行拼裝，形成隧道。5.2盾構(gòu)機就像一條“鋼鐵蚯蚓”

它經(jīng)過的地方，一條長長的隧道就建成了。它由控制室、螺旋排土器、管片組裝機、盾構(gòu)千斤頂、液壓驅(qū)動馬達、刀盤和刀具組成。

控制室螺旋排土器管片組裝機盾構(gòu)千斤頂液壓驅(qū)動馬達刀盤和刀具控制盾構(gòu)機推力、速度、方向等掘進參數(shù)的操作室。

螺旋排土器將刀盤切削下來的泥土和石塊運送到皮帶傳送機，最后再由渣土車運出隧道。

管片組裝機將盾構(gòu)管片依次進行拼裝，一般6片管片組成一圈隧道，管片的寬度常為1.5米。盾構(gòu)機向前推進的動力裝置。千斤頂伸足一環(huán)管片寬度時，便依次向前縮回，留出空隙組裝管片，然后以組裝好的管片為支撐點，再向前推進。通過液壓馬達帶動小齒輪驅(qū)動大齒輪實現(xiàn)刀盤的轉(zhuǎn)動。刀盤在液壓馬達和盾構(gòu)千斤頂?shù)耐瑫r驅(qū)動下，一邊向前推進，一邊利用前方刀具切削泥土和石塊。5.3“鋼鐵蚯蚓”盾構(gòu)機在漆黑的地下掘進會迷路嗎？

當然不會，先進的盾構(gòu)機安裝了高精度的測量系統(tǒng)，能夠動態(tài)顯示當前位置相對于隧道設計軸線的位置偏差，操作人員可及時調(diào)整掘進狀態(tài)，使盾構(gòu)機沿著正確的方向掘進。盾構(gòu)機是只能前進不能后退的，它會挖到下一個地鐵站或豎井，完成任務后吊出地面。6消滅“攔路虎”--孤石和溶洞6.1隧道一般是兩邊高中間低，這樣有利于節(jié)能

出站的列車由于下坡而很快地提高速度，進站的列車借助于上坡來降低速度，這種建造方法在運營時更加節(jié)能降耗。風亭防淹門排水泵風亭防淹門

地鐵車站與隧道需要進行通風，風亭就是地鐵與地面的換風口，一直保持通風狀態(tài)，風亭排出的氣體是無害的。

當?shù)罔F隧道穿越河道或湖泊時，萬一遇到了水倒灌進隧道的險情，這時防淹門將緊急關閉，保護地鐵安全。

收集隧道內(nèi)的積水，排至市政管網(wǎng)。6.2“攔路虎”--孤石

盾構(gòu)機在地下挖掘時，經(jīng)常會冒出一些“攔路虎”。像孤石這種又大又硬的石頭，盾構(gòu)機的“牙齒”啃不動它，這時就要把它挖掉或炸碎。

①施工人員從地面往下鉆孔，一直鉆到孤石處。

②填進炸藥，將孤石炸碎。

6.3“怪獸大嘴”--地下溶洞

還有更危險的情況，就是遇到地下溶洞。溶洞就像“怪獸大嘴”，如果不妥善處理，盾構(gòu)機會跌入溶洞，造成嚴重的事故。

①施工人員鉆一條直達溶洞的孔。

②在孔中灌注水泥漿，將溶洞填滿，盾構(gòu)機才能通過。

6.4其他障礙！

除了孤石和溶洞，地下還有各種各樣的障礙。

上軟下硬地層：當遇到上面軟弱、下面堅硬的地層時，由于受力不均，易造成刀盤損壞及地面塌方，需要謹慎推進或提前處理。

花崗巖殘積土：這種地層遇水則變泥漿，可能帶來地表沉降，甚至塌方的風險，需提前進行降水處理。

煤層瓦斯：遇到地下煤層瓦斯，需小心檢測，有毒氣的話，須排出后方可施工。7.1大運河河底挖掘危危險重重

盾構(gòu)機穿過重重地質(zhì)挑戰(zhàn)，來到了大運河邊。在河底挖掘時風險很大，盾構(gòu)機需小心翼翼地挖掘前行。

在河底，經(jīng)常會遇到上軟下硬地層、砂層、淤泥層和承壓水等阻撓。盾構(gòu)機掘進時需要做好監(jiān)測，謹慎控制。盾構(gòu)機一旦在河底出現(xiàn)故障，檢修異常困難，風險巨大。7怎樣河底挖掘和保護地面建筑？7.2保護地面建筑同樣重要

盾構(gòu)施工時，除了要解決地下的難題，也要保護地面上的建筑，如房屋、高架橋、鐵路等。

盾構(gòu)下穿高鐵盾構(gòu)通過高架樁基盾構(gòu)通過房屋樁基

盾構(gòu)機在穿越高鐵時要求很高，為防止地面沉降而影響線路運輸，需對隧道上方地層進行加固。

①在鐵路的兩旁分別建造兩個豎井。

②在計劃建造的隧道上方，利用豎井對土體進行預加固。

③盾構(gòu)機穿過豎井和土體，完成下穿高鐵的施工。

地鐵隧道需要穿過房屋或高架的樁基時，要為建筑物建造新的樁基。然后處理擋住盾構(gòu)路線的樁基，新的樁基形成新的受力體系，不影響建筑物的安全。

有時候，地鐵跑著跑著，咦，突然就到地面高處了！這里采用了高架法施工。由架橋機將預制好的一段段梁片依次進行拼接，形成高架橋。8高架法施工

9地鐵建設的三個關鍵節(jié)點

9.1隧道、軌通、電通是地鐵建設的三個關鍵節(jié)點。

隧道完工后，要鋪設軌道、電纜、通信等設施。隧道、軌通、電通是地鐵建設的三個關鍵節(jié)點。

還不行，我們還要裝修車站、安裝機電設備、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、驗收和試運行。通風空調(diào)防災與報警車站控制室自動售票機檢票閘機自動扶梯垂直電梯樓梯機電設備房乘客信息顯示屏視頻監(jiān)控9.2基礎設施都建完啦，大家是不是就可以去坐地鐵了呢？

9.3列車的家--車輛段

列車不能一直跑。它也是需要休息和養(yǎng)護的。我們要給它們建一個“家”——車輛段。車輛段是對地鐵車輛進行運營管理、停放、維修及保養(yǎng)的場所。

那地鐵是如何做到安全、準點、快捷、舒適地運行呢？因為它有一個聰明的“大腦”——地鐵控制指揮中心。

控制指揮中心是對全線列車運行、電力供應、車站設備運行、防火報警、環(huán)境監(jiān)控、票務管理及乘客服務等，全程進行調(diào)度、指揮和監(jiān)控的“中樞”。

10持續(xù)做好地鐵保護

10.1地鐵保護范圍

從開始建造一直到開通之后，我們還要持續(xù)不斷地進行地鐵保護工作，防止其它工程建設影響地鐵。

地鐵保護范圍：保護區(qū)內(nèi)施工