北京地铁9号线工程汇报交流1课件

1、一、工程概况及特点、难点二、主要科技创新项目三、新技术推广应用四、社会、经济效益汇 报 内 容一、工程概况及特点、难点二、主要科技创新项目三、新技术推广应一、工程概况及特点、难点一、工程概况及特点、难点3地质水文概况及特点：北京地铁工程首次穿越第三纪砾岩与卵石交互地层砾岩 层砾岩 层 卵石-圆砾 层 一、工程概况及特点、难点3地质水文概况及特点：北京地铁工程首次穿越第三纪砾岩与卵石交44地质水文概况及特点：全线穿越的地层中富含大粒径、高强度、不规则分布的卵漂石，国内外罕见。 卵石含量为5080，含量高、级配差，大粒径卵石、漂石的含量为15%45%，可见最大粒径近1.8m，最大抗压强度值超过20

2、0 MPa 一、工程概况及特点、难点44地质水文概况及特点：全线穿越的地层中富含大粒径、高强度、全线位于永定河冲洪积扇的西部，线路穿越的地层主要为卵石层、砾岩层及其交汇层，地层间富含大粒径、高强度、不规则分布的卵漂石可见最大粒径达到1.8m，给采用盾构、暗挖、明挖等工法施工带来了极大困难。 一、工程概况及特点、难点全线位于永定河冲洪积扇的西部，线路穿越的地层主要为卵石层、砾军事博物馆站位置环境复杂，难以形成封闭降水体系，该地区第三纪基岩凸起且微地形变化较大，降水无法达到正常降水漏斗的效果，不能通过较完整的单井漏斗叠加来控制潜水断面。 一、工程概况及特点、难点军事博物馆站位置环境复杂，难以形成封

3、闭降水体系，该地区第三纪 受地质和周边环境条件复杂的影响，9号线采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、铺盖法、逆作法等多种工法进行车站施工。 一、工程概况及特点、难点 受地质和周边环境条件复杂的影响，9号线采用了二、主要科技创新项目二、主要科技创新项目 积极探索轨道交通与城市规划协调方案，充分体现轨道交通与城市规划协调发展的理念，开启了地铁一体化设计的序幕。包括：郭公庄站及车辆段上盖开发、六里桥站综合一体化开发和换乘枢纽、丰台南路站综合开发。二、主要科技创新项目规划设计创新一体化设计 积极探索轨道交通与城市规划协调方案，充分体现9号线站厅层9号线站台层14号线站台层14号线站台层14号线站台层14号线

4、站厅层结合不同的环境特点和换乘线路，采取了灵活多样的换乘方式：包括最便捷的同台换乘方式、交叉车站通过楼扶梯实现台台换乘；上下叠落式换乘、站厅换乘、通道换乘等。二、主要科技创新项目规划设计创新9号线站厅层9号线站台层14号线站台层14号线站台层14号线 9号线首次在北京地铁尝试了管线综合三维动态模拟图的应用，通过在丰台科技园站的应用获得了很多宝贵的经验，进而推广应用到全线，取得不错的效果，实现了在设备用房和管线密集走廊区有了设备检修空间。二、主要科技创新项目规划设计创新管线综合三维动态模拟技术的应用 9号线首次在北京地铁尝试了管线综合三维动态模拟图的应用 为进一步优化换乘站的设计，第一次在地铁设

5、计过程中引入了客流仿真模拟。三、主要科技创新项目规划设计创新客流仿真模拟 为进一步优化换乘站的设计，第一次在地铁设计过程中引 北京西站是一座集地铁和国铁换乘的大型枢纽，地下具有多层交通功能，无法完全参照现行的防火规范进行设计，存在如何将站台及站厅的消防设计与运营管理模式有机结合并取得最佳效果的难题。为保证北京西站的消防安全，对北京西站进行了消防性能化设计。二、主要科技创新项目规划设计创新消防性能化设计 北京西站是一座集地铁和国铁换乘的大型枢纽，地下建筑技术1）在北京首创了上下叠落车站：七里庄站将14号线上下行线路叠落起来9号线从中间穿过，解决现状条件过窄的问题。2）在北京首创了商业与车站完全融

6、合设计：丰台南路站将车站设备用房区和公共区之间插入商业，并和周边商业联通，车站设备管线和商业管线分层布置在站内。3）在北京首创了圆形换乘厅的“上侧下岛台台换乘”，且与开发结合的车站形式：六里桥站首创了80m半径的圆形换乘厅，实现了换乘便捷以及与周边开发的无缝衔接。4）开创新理念下的车辆段上盖开发：在郭公庄车辆段的运用库上设置了汽车库和开发住宅的实施条件，并探索了新阶段北京地铁的上盖开发的设计标准。二、主要科技创新项目规划设计创新六里桥站七里庄站丰台南路站郭公庄站及车辆段建筑技术1）在北京首创了上下叠落车站：七里庄站将14号线上下1、第一次在大粒径、高含量、高强度砂卵石地层中施工地铁车站和区间2

7、、第一次穿越大面积水域（玉渊潭东湖及永定河引水渠）3、第一次矿山法施工不降水作业（军事博物馆站）4、第一次长距离穿越铁路编组站（12股道编组）5、第一次采用环形半盖逆作法施工直径80米车站（六里桥站）6、第一次采用铺盖法体系（七里庄站）7、第一次实施预留车站的改造工程（北京西站）8、第一次实施30m长钢支撑体系未设临时立柱（丰台南路站）9、第一次在楼板层进行盾构接收。（七里庄站、白石桥南站）结构技术二、主要科技创新项目规划设计创新玉渊潭军博站六里桥站北京西站白石桥南站七里庄站铁路编组站丰台南路站1、第一次在大粒径、高含量、高强度砂卵石地层中施工地铁车站和车站的特色装饰：以格子与框架结构为主，传

8、统书法临摹的九宫格演绎轨道交通的通达性；强调现代化工业科技与简约文明；营造注重功能的轨道交通空间氛围。二、主要科技创新项目规划设计创新车站装饰装修车站的特色装饰：以格子与框架结构为主，传统书法临摹的九宫格演车站装饰精雕细刻，亮点突出，观感美观 车站装饰装修二、主要科技创新项目规划设计创新车站装饰精雕细刻，亮点突出，观感美观 车站装饰装修二、主要科 地铁9号线地质条件异常复杂，加上复杂的环境条件，给施工带来极大困难，全体参建人员经过大胆创新和实践，创造了北京地铁建设史上曾经的诸多首次，其成果达到了国内乃至当时国际的先进水平。三、主要科技创新项目土建施工技术创新 地铁9号线地质条件异常复杂，加上复

9、杂的环境条 盾构施工中，根据不同区段的水文地质特点，量身定制了大功率盾构机，采用辐条式刀盘、半辐条式刀盘、及基于全新锤击破岩理念研制的新型面板式刀盘等多种刀盘形式。 通过优化盾构掘进参数、调整注浆材料配比等新技术的应用，完成了区间掘进，成功解决了盾构法施工穿越富含大漂石地层的世界性难题。第一次在富含大粒径漂石的地层中施工地下车站和区间 盾构隧道二、主要科技创新项目土建施工技术创新 盾构施工中，根据不同区段的水文地质特点，量身暗挖施工中，通过采用自进式中空注浆锚杆、深孔注浆等超前土体加固技术。开挖过程中针对不同部位的漂石处理技术，以及漂石的破碎和运输方法的完善，顺利完成了全部暗挖工程。第一次在富

10、含大粒径漂石的地层中施工地下车站和区间暗挖隧道 二、主要科技创新项目土建施工技术创新暗挖施工中，通过采用自进式中空注浆锚杆、深孔注浆等超前土体加 研究形成了砂卵石地层旋挖钻机快速钻进技术，发明了钻井液用固体润滑剂，研制了聚合物-膨润土泥浆和聚合物胶液，解决了砂卵石地层钻具润滑和桩孔护壁防漏的难题。第一次在富含大粒径漂石的地层中施工地下车站和区间围护桩 二、主要科技创新项目土建施工技术创新 研究形成了砂卵石地层旋挖钻机快速钻进技术，发明了钻井液军事博物馆站-白堆子站区间下穿永引河、玉渊潭东湖等大面积水域，河宽66米，东湖水面宽330米。结合大功率盾构机，及掘进压力、推力、扭矩、刀盘转速等控制技术

11、的综合运用，首次在北京成功实现了复杂地层条件下长距离穿越大面积水域。第一次穿越大面积水域（玉渊潭东湖和永引河） 二、主要科技创新项目土建施工技术创新军事博物馆站-白堆子站区间下穿永引河、玉渊潭东湖等大面积水域车站施工位置环境复杂，难以形成封闭降水体系，该地区第三纪基岩凸起且微地形变化较大，降水无法达到正常降水漏斗的效果，不能通过较完整的单井漏斗叠加来控制潜水断面。第一次矿山法施工不降水作业（军事博物馆站） 二、主要科技创新项目土建施工技术创新车站施工位置环境复杂，难以形成封闭降水体系，该地区第三纪基岩车站主体结构下沉8米，见缝插针布置降水井进行区域降水，采用以堵为主，疏排结合的措施进行控制，突

12、破了矿山法对常规降水作业的依赖。二、主要科技创新项目土建施工技术创新第一次矿山法施工不降水作业（军事博物馆站）车站主体结构下沉8米，见缝插针布置降水井进行区域降水，采用以丰台南路站-丰台东大街站区间下穿丰台火车站12股轨道编组站，影响区域长214米，结构埋深19米，采用矿山法经过相应地层的专题试验，顺利通过。第一次长距离穿越铁路编组站（12股道编组） 三、主要科技创新项目土建施工技术创新丰台南路站-丰台东大街站区间下穿丰台火车站12股轨道编组站，六里桥站换乘大厅为直径80米的两层圆形结构，采用大直径环形板，半盖挖逆作法施工技术，融合了盖挖法和明挖法的优点，充分发挥圆形结构的受力特点，在北京地铁

13、建设中尚属首次。第一次采用环形半盖逆作法施工直径80m圆形车站 二、主要科技创新项目土建施工技术创新六里桥站换乘大厅为直径80米的两层圆形结构，采用大直径环形板七里庄站位于丰台北路口，场地狭小，在进行大量科研试验和攻关后，采用装配式铺盖体系，既满足了道路通行能力，又保证了车站的顺利施工。第一次采用铺盖法体系（七里庄站） 二、主要科技创新项目土建施工技术创新第一次采用铺盖法体系（七里庄站） 二、主要科技创新项目土第一次采用新方法进行地层勘察 采用人工探井、微动探测、声波测试等多种综合勘探方法以及现场跟踪，对砂卵石和砾岩工程特性、卵石地层勘察方法的选型、沿线空间分布规律及水文地质特征等内容进行了研

14、究，掌握了9号线沿线大粒径卵石的分布特征及物理力学特性，为土建施工提供了有力保证。二、主要科技创新项目土建施工技术创新第一次采用新方法进行地层勘察 采用人工探井、微动探测过既有1号线开挖采用127超前管棚+超前注浆+背后回填注浆作为主要技术措施，采用传统监控量测和远程自动化监测系统，及时反馈沉降信息，注浆及时补偿应力损失。顺利下穿既有地铁1号线 二、主要科技创新项目土建施工技术创新过既有1号线开挖采用127超前管棚+超前注浆+背后回填注浆 军事博物馆站是一座中部为单层结构、两端为双层结构的“端进式”采用PBA 工法暗挖车站，与明挖施工的换乘厅有机结合，实现集散、换乘的功能。采用PBA工法暗挖

15、，完成“端进式” 地下车站的施工。二、主要科技创新项目土建施工技术创新 军事博物馆站是一座中部为单层结构、两端为双层结构的“端进在正线新增橡胶浮置板减振道床，并在车辆段采用了减振鱼尾板，达到了环评要求，实现设计意图及功能需要，线路平顺，车辆运行平稳，减振达标,整体道床外形美观，观感良好。梯形轨枕道床施工完成的橡胶浮置板道床施工完成的弹性长枕道床 浇筑完成的整体道床钉道完成的线路二、主要科技创新项目设备系统技术创新轨道系统在正线新增橡胶浮置板减振道床，并在车辆段采用了减振鱼尾板，达供电系统采用10kV开闭所供电方式，每座开闭所从供电局引入两路10kV电源，保证了供电的安全和可靠性；牵引供电系统采

16、用DC750V接触轨供电，系统稳定可靠，各项功能完备。二、主要科技创新项目设备系统技术创新供电系统供电系统采用10kV开闭所供电方式，每座开闭所从供电局引入两通信系统包含专用通信、公安通信、政务通信等；是北京轨道交通首次投入使用的基于线路的10Gb/s MSTP传输系统。子系统较多，各专业间互相配合密切，设备效果完善。二、主要科技创新项目设备系统技术创新通信系统通信系统包含专用通信、公安通信、政务通信等；是北京轨道交通首信号系统采用Urbalis888系统，是目前全球最先进、最成熟的基于网络化的无线连续通信CBTC信号系统，该系统信号设备安装整齐划一，内部配线工艺精湛，系统功能齐全，设备运行稳

17、定可靠。二、主要科技创新项目设备系统技术创新信号系统信号系统采用Urbalis888系统，是目前全球最先进、最成消防系统：车站综控室内通过BAS系统实现对设备的实时监视及远程控制。火灾模式下由FAS主机根据编程实现对相关设备的启动或切换。消防火灾报警、通讯设施、综合布线、安全防范等系统安装质量情况良好，运转正常。 二、主要科技创新项目设备系统技术创新消防系统消防系统：车站综控室内通过BAS系统实现对设备的实时监视及远二、主要科技创新项目设备系统技术创新电梯设备自动扶梯都配置有先进的超速、欠速保护装置和防意外逆转保护装置，全面采用双驱动主机结构及最先进的控制系统-双32位的微电脑控制系统，确保运

18、行安全可靠。 双32位微电脑控制系统的结构示意图 两侧双驱动主机布置俯视示意图 二、主要科技创新项目设备系统技术创新电梯设备自动扶梯都配安全门屏蔽门采取全封闭模式，包含机械和电气部分，采用智能化的监控系统实时控制，安装牢固，开闭灵敏、准确。二、主要科技创新项目设备系统技术创新安全门系统安全门屏蔽门采取全封闭模式，包含机械和电气部分，采用智能化的北京市首条节能示范线北京地铁九号线综合节能人文轨道建设绿色轨道建设科技轨道建设节水节能减排降噪供电系统节能环境与设备监 控系统节能综合监控系统 节能给排水系统 节能通风空调系统 节能节能坡的应用装修节能地铁9号线设计先行先试，旨在建设北京轨道交通节能示范

19、线。节能措施和创新技术体现在工程设计和建设的方方面面，较同期线路节能10-20%。二、主要科技创新项目节能技术创新北京市首条节能示范线北京人文轨道建设绿色轨道建设科技轨道建设节能坡二、主要科技创新项目节能技术创新节能坡二、主要科技创新项目节能技术创新车 辆9号线列车主要依靠电制动，不仅减少了空气制动产生的闸瓦粉尘，而且使列车牵引供电整体节电5%以上二、主要科技创新项目节能技术创新车 辆9号线列车主要依靠电制动，不仅减少了空气制动产生的闸瓦 水系统是9号线节能重要的一环也是节水的主角，经对比测算，9号线工程冷却水泵比4、5、10号线节能40%以上，采用新的技术方案改造后北京西站工程节能可达60%

20、以上；水系统二、主要科技创新项目节能技术创新变频控制水泵 水系统是9号线节能重要的一环也是节水的主角，经对比供电系统二、主要科技创新项目节能技术创新供电系统二、主要科技创新项目节能技术创新空调系统二、主要科技创新项目节能技术创新空调系统二、主要科技创新项目节能技术创新（一）第一次实施预留车站的改造（北京西站）二、主要科技创新项目项目管理技术创新9号线的北京西站站与铁路北京西客站于上世纪九十年代末同期建成，地铁车站站台为地铁独立使用，站厅与铁路共用。施工时在现场管理和问题解决上进行了大量创新探索，经过大量的协调、检测、配合工作，完成了对预留北京西站的渗漏水治理、结构改造、设备更新改造、装修改造等

21、工作，同时保证了铁路北京西站的正常运营和管理。（一）第一次实施预留车站的改造（北京西站）二、主要科技创新项（二）建立以计划为龙头、合同为依据、考评为手段的全新管理模式，极大的激发了各参建单位的积极能动性。二、主要科技创新项目项目管理技术创新（二）建立以计划为龙头、合同为依据、考评为手段的全新管理模式二、主要科技创新项目科研成果 地铁九号线丰台北路站，位于丰台区万丰与丰台北路交叉口北侧，车站主体位于城市主干路万丰路正下方，交通流量大，占路进行明挖施工对周边环境影响巨大，在施工中首次采用了半铺盖半明挖法，该工程为国内首次引进、吸收、消化并再创新地应用了装配式铺盖法，解决了中间桩施工定位、铺盖版快速

22、安装和拆除、铺盖版防水材料和施工技术等问题，该工程的成功实施，形成了一整套关键技术，实现了复杂环境条件下，半明挖半铺盖施工技术的重大突破，取得了显著的经济效益和社会效益，该项科研成果达到国内先进水平。(一）“装配式铺盖法设计、制造、施工成套关键技术研究”获得2012年北京市科学技术奖一等奖。二、主要科技创新项目科研成果 地铁九号线丰台北路站二、主要科技创新项目科研成果基于该项科研成果形成的“装配式铺盖体系施工工法”被评为2012年北京市工法。“装配式铺盖法设计、制造、施工成套关键技术研究”二、主要科技创新项目科研成果基于该项科研成果形成的“装配二、主要科技创新项目科研成果具体从以下几方面重点开

23、展研究工作。（1）工程地质、地层、水文补充调查（2）刀盘结构型式及刀具布置方式研究（3）渣土改良技术研究（4）盾构掘进控制技术研究国内外专家和学者虽然在上述四个问题上进行了大量的研究，但是多数是针对砂卵石地层多数为中、小粒径的卵石地层，而9号线是主要针对富含超大粒径漂石地层盾构隧道施工技术的研究。（二）“富含超大粒径漂石地层盾构施工技术研究及工程应用”获得2014年北京市科学技术奖二等奖。二、主要科技创新项目科研成果具体从以下几方面重点开展研究二、主要科技创新项目科研成果基于该项科研成果形成的“富水富含大粒径漂石复杂地层盾构隧道施工工法”被评为2012年北京市工法和2014年国家级工法。“富含

24、超大粒径漂石地层盾构施工技术研究及工程应用”二、主要科技创新项目科研成果基于该项科研成果形成的“富水二、主要科技创新项目科研成果（三）“无水漂卵砾石地层盾构隧道施工关键技术”获得2014年北京市科学技术奖二等奖。主要创新点：1、提出了无水漂卵砾石地层盾构机“以疏为主，以隔为辅”的设计理念，采用“滚动剥落动态平衡”的盾构开挖模式，自主研发了大开口率中间支撑辐条式和多层牙型交错刀盘布置及大直径无轴螺旋输送机。2、基于主动换刀理念，创建了“盾构快速检修井的设计及施工工艺”，实现了盾构快速检修和换刀，形成常压进仓环刀及检修施工模块化成果。3、自主研发泥浆泡沫同步添加技术，并成功应用于无水漂卵砾石地层流

25、塑化改造，实现了减少刀盘、刀具磨损和土压的持续动态平衡，有效达到了土体改良及减阻降矩。二、主要科技创新项目科研成果（三）“无水漂卵砾石地层盾构二、主要科技创新项目科研成果（四）“北京地铁9号线砂卵石砾岩地层土建工程综合技术研究”获得2013年北京市科学技术奖三等奖具体从以下几方面重点和分层次开展了研究工作：（1）砂卵石及砾岩地层勘察技术（2）砂卵石及砾岩地层钻孔灌注桩成孔关键技术（3）砂卵石地层盾构施工关键技术（4）砂卵石地层土压平衡盾构土体改良与塑流化关键技术（5）砂卵石及砾岩地层矿山法施工关键技术（6）大直径环形板半逆作法修建换乘车站设计施工关键技术二、主要科技创新项目科研成果（四）“北京

26、地铁9号线砂卵石二、主要科技创新项目科研成果用于该项成果的“盾构施工实时管理系统V1.0”获得国家版权局计算机软件登记证书（登记号：2012SR0505731） 根据土压平衡盾构的几何构造特点、盾构工法施工特征及北京典型砂卵石地层力学特性，结合推力、刀盘扭矩、刀盘转速、土压力等盾构关键施工参数，研发了“盾构施工实时管理系统V1.0”，全面掌控盾构掘进的控制指标，确保了盾构施工整体受控。“北京地铁9号线砂卵石砾岩地层土建工程综合技术研究”二、主要科技创新项目科研成果用于该项成果的“盾构施工实时（六）发表论文101篇论文发表期刊包括：铁道建筑技术铁道标准设计 工程勘察 都市快轨交通海峡两岸岩土工程/地工技术交流研讨会论文集等知名刊物二、主要科技创新项目科研成果（六）发表论文101篇论文发表期刊包括：二、主要科技创新项目三、新技术推广应用三、新技术推广应用新技术应用推广项目 针对北京地铁9号线工程设计复杂、科技含量高、施工难度大的特点，本工程在科技方面积极推广应用了住建部十项新技术中的十大项、共27个子项目，应用了北京市建设领域百项重点推广项目中的30个项目，坚持“组织健全、项目明确、责任到人、强化过