地鐵隧道設(shè)計與施工研究

1、地鐵隧道設(shè)計與施工研究匯報人：張晗秋指導(dǎo)老師：石鈺鋒匯報時間：2015.11.13匯報提綱 背景簡介 隧道設(shè)計 施工技術(shù)背景簡介 隧道概念與分類 地鐵隧道定義和特點 地鐵發(fā)展趨勢概念與分類隧道：以某種用途、在地面以下用任何方法按規(guī) 定形狀和尺寸修筑的斷面面積大于2平方米的洞室。交通隧道：鐵路、公路、水底、地下、人行水工隧道：引水、泄洪、排沙市政隧道：給水、污水、線路、人防礦山隧道：運輸、通風(fēng)地鐵定義和特點 在大城市的地下修建車站和隧道，并在其中鋪設(shè)軌道，以電動快速列車運送大量乘客的城市鐵路系統(tǒng)。 特點：1 安全、快捷、方便、準時 2 改造地面環(huán)境、節(jié)約地面空間 3 拉動周邊經(jīng)濟 4 人防功能

2、面臨的問題：1 建造和運營成本高 2 建設(shè)周期長 3 前期準備時間長 4 安全性有待提高排名（2010）國家/地區(qū)軌道交通總長度（km)站臺數(shù)目軌道交通啟用年度1美國1747.3103718702中國內(nèi)地1021.165419693日本803.172219334西班牙642.455519195英國533.138618636韓國482.247719747俄羅斯446.828119358德國446.448419029法國345.9477190010巴西257.5195197411墨西哥233.4206196912香港218.21711910城市（2015）城區(qū)人口(萬） GDP（億）線路里程（km

3、）線路條數(shù)北京196113777.9452720天津1293.89224.961404上海230217165.9857716重慶2884.678902025廣州1018.210604.4826010武漢978.535565.93953南京800.550862256大連6135158.11436深圳1035.89150.911785長春756336980.92香港702.6415196.319112合計14346.07102549.62518.989隧道設(shè)計設(shè)計步驟：1 收集資料進行路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計 2 根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃進行路網(wǎng)方案設(shè)計 3 線路設(shè)計 路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計 路網(wǎng)規(guī)劃是城市軌道交通工程設(shè)計建設(shè)的主

4、要依據(jù)，也是城市軌道交通規(guī)劃的重要組成和具體體現(xiàn)，也是城市建設(shè)的重要組成部分。應(yīng)具有：全局性、客流預(yù)測、線路走向、車站布置、交通組織原則。路網(wǎng)基本結(jié)構(gòu) 放射形 放射網(wǎng)形 放射加環(huán)線形 棋盤形 混合形放射形放射網(wǎng)形放射加環(huán)線形棋盤形混合形基本方法 逐線規(guī)劃擴充法、主客流方向路網(wǎng)規(guī)劃法、效率最大優(yōu)化法、點-線-面要素法等 點：局部研究。大型交通吸引點、交通瓶頸 線：主要交通干道?？瓦\交通走廊，串聯(lián)點，構(gòu) 成面 面：整體研究。區(qū)域內(nèi)的功能定位和合理分布，路網(wǎng)構(gòu)架整合，交通預(yù)測與供給平衡 堅持以整體指導(dǎo)局部，以局部支持整體的思路路網(wǎng)方案設(shè)計客觀分析交通戰(zhàn)略自然、人文等制約條件其他城市社會經(jīng)濟特征經(jīng)驗路

5、網(wǎng)規(guī)模及其與路網(wǎng)形態(tài)的關(guān)系研究對象網(wǎng)絡(luò)待評價方案集客觀預(yù)測評價模型方案評價方案補充方案篩選優(yōu)化路網(wǎng)路線方案設(shè)計步驟線路設(shè)計線路設(shè)計是對每一條線路進行勘測、規(guī)劃和設(shè)計工作的總和。分為四個階段：可行性研究階段、總體設(shè)計階段、初步設(shè)計階段和施工設(shè)計階段。內(nèi)容：1 地質(zhì)調(diào)查與勘測 2 線路選線 3 線路平面設(shè)計 4 線路縱斷面設(shè)計地質(zhì)調(diào)查與勘測 隧道工程的勘測設(shè)計一般分為兩階段進行，即初測階段和定測階段。隧道勘測的基本內(nèi)容有：地層、巖性調(diào)查；地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查；水文地質(zhì)調(diào)查；城市管網(wǎng)調(diào)查；線路選線目的：確定線路走向、車站分布、輔助線分布、線路交叉形式、線路敷設(shè)方式。1 經(jīng)濟選線：選擇行車線路的起始點和經(jīng)過點

6、。2 技術(shù)選線：根據(jù)行車路線，結(jié)合規(guī)范和設(shè)計要求，確定不同坐標(biāo)處線路位置。3 輔助線：折返線，存車線，車輛段出入線線路平面設(shè)計原則：1 線路應(yīng)與城市發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合 2 雙線右側(cè)行車制 3 線路運行速度1 線路平面位置選擇：地下線平面位置、高架線平面位置、地面線平面位置；2 線路左右線斷面位置選擇：一般是并列于同一街道范圍內(nèi)，有平行式、上下重疊式、分開式等；3 最小半徑的確定：一般最小曲線半徑取350m；4 地鐵緩和線的確定：最小長度為20m；主要是考慮不短于一節(jié)車廂的全軸距而確定的。線路縱斷面設(shè)計原則：（1）保證列車的運行安全、平穩(wěn)及舒適性；（2）結(jié)合不同的地形、地質(zhì)及水文條件，力求方便乘客并

7、降低造價；（3）應(yīng)盡量設(shè)計成符合列車運行規(guī)律的節(jié)能型坡道?？v坡要求：正線最大縱坡宜采用30%0，困難段可采用35%0，輔助線最大不宜大于40%0；正線最小縱坡不宜小于3%0；車站縱坡采用2%0。線路豎曲線半徑：避免在變坡點產(chǎn)生的附加加速度不超過允許值。正線附加加速度av一般取0.1m/s2.線別一般情況困難情況正線區(qū)間50003000車站端部30002000輔助線2000車場線2000線路坡段長度：兩豎曲線間夾直線不小于25m；對于大坡度，由于牽引功率限制，要求：60%0坡度限長500m，50%0坡道限長1000m，小于50%0坡道不限。施工技術(shù)1 隧道工程的施工特點2 施工方法 隧道施工始終

8、與工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件有關(guān)。 隧道是一個狹長的建筑物，工作面少。 洞內(nèi)施工環(huán)境較差。 大型的隱避工程。 施工不受氣候影響。隧道工程的施工特點施工方法-明(蓋）挖法由地面挖開的基坑中修筑地下構(gòu)筑物的方法中修筑。其基坑分為敞口放坡和有圍護結(jié)構(gòu)的基坑。方法施工方法-凍結(jié)法原理：利用凍土具有強度高、可隔水的性質(zhì)進行地層加固。將低溫冷媒（低溫鹽水）送入地層，通過熱質(zhì)交換來凍結(jié)地層。人工凍土墻對復(fù)雜的水文條件和地質(zhì)條件的適應(yīng)性強。凍結(jié)墻均勻完整、可靠性高等特點。尤其在松軟含水地層中，效果顯著。面臨的問題：土體性質(zhì)的弱化、凍脹融縮與地表移動、凍融附加應(yīng)力對主體結(jié)構(gòu)的影響、混凝土低溫凍害。施工步驟：（1）組裝凍結(jié)工作站（2）埋設(shè)凍結(jié)管。在凍結(jié)孔內(nèi)設(shè)置凍結(jié)器，將不同凍結(jié)孔內(nèi)的凍結(jié)器連成一個系統(tǒng)，與凍結(jié)站相連。（3)積極凍結(jié)。凍結(jié)壁從每個凍結(jié)管向外擴展，在每個凍結(jié)管周圍形成凍結(jié)圓柱，當(dāng)凍結(jié)管的凍結(jié)圓柱連成一片時，隨著凍結(jié)時間的延長，地層平均溫度逐漸降低，凍土墻的強度逐漸增大。（4）維護凍結(jié)。補充能量損失，維持地層的溫度恒定。（5)解凍。當(dāng)?shù)貙娱_挖和永久結(jié)構(gòu)施工完成后，解凍，拔除凍結(jié)管。人工凍土場溫度場的發(fā)展凍結(jié)溫度場是一個相變的、移動邊界和有內(nèi)熱源的、邊界條件復(fù)雜的不穩(wěn)定導(dǎo)熱問題。研究凍結(jié)過程中溫度場的目的：（1）求算凍土的強度，確定凍結(jié)壁的厚度；（2）了解與檢查凍結(jié)壁形成情況及厚度；（3