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地下铁道

石家庄铁道学院地下工程系内容一、地下铁道概述二、车站的类型三、区间隧道结构与构造四、地铁施工安全问题的敏感性分析

五、地下铁道施工一、地下铁道概述

（一）地下铁道建筑物的组成

地铁根据其功能、使用要求、设置位置的不同划分成车站、区间和车辆段三个部分。一、地下铁道概述

（一）地下铁道建筑物的组成

车站与乘客的关系极为密切；同时对保证地铁安全运行起着很关键的作用。一、地下铁道概述

（一）地下铁道建筑物的组成

区间是连接相邻两个车站的行车通道，它直接关系到列车的安全运行。

(1)地下车站：车站结构位于地面以下。(2)地面车站：车站位于地面。(3)高架车站：车站位于地面高架桥上。1地面2地面3地面二、车站的类型(1)浅埋车站：车站结构顶板位于地面以下的深度较浅。

(2)深埋车站：车站结构顶板位于地面以下的深度较深。按车站埋深分类(1)中间站(即一般站)：中间站仅供乘客上、下车之用。(2)区域站(即折返站)：区域站是设在两种不同行车密度交界处的车站。(3)换乘站：换乘站是位于两条及两条以上线路交叉点上的车站。(4)枢纽站：枢纽站是由此站分出另一条线路的车站。按车站运营性质分类(1)矩形断面

按车站结构横断面形式分类1．双跨框架侧式2．三跨框架岛式3．五跨框架一岛一侧式4．双层单跨框架重叠侧式5．双层双跨框架相错侧式6．双层三跨框架重叠岛式按车站结构横断面形式分类(2)拱形断面7．单拱一岛二侧式

8．双拱双岛式按车站结构横断面形式分类(3)圆形断面10．三拱塔柱岛式

9．三拱立柱岛式

11．单圆侧式

按车站结构横断面形式分类(4)其它类型断面

12．椭圆岛式13．钟形式14．马蹄形式15．马蹄形式(1)岛式站台：

站台位于上、下行行车线路之间。按车站站台型式分类岛式站台特点：岛式车站具有站台面积利用率高、能灵活调剂客流、乘客使用方便等优点，因此，一般常用于客流量较大的车站。

有喇叭口(常用作车站设备用房)的岛式车站在改建扩建时，延长车站是很困难的。按车站站台型式分类(2)侧式站台：站台位于上、下行行车线路的两侧，这种站台布置形式称为侧式站台。按车站站台型式分类按车站站台型式分类a.平行相对式侧式站台b.平行错开式侧式站台c.上下重叠式侧式站台d.上下错开式侧式站台侧式站台侧式站台特点：侧式车站站台面积利用率、调剂客流、站台之间联系等方面不及岛式车站，因此，侧式车站多用于客流量不大的车站及高架车站。当车站和区间都采用明挖法施工时，车站与区间的线间距相同，故无需喇叭口，减少土方工程量，改建扩建时，延长车站比较容易。按车站站台型式分类(3)岛、侧混合式站台：岛、侧混合式站台是将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内。按车站站台型式分类地下铁道车站平面地铁车站由车站主体(站台、站厅，生产、生活用房)，出入口及通道，通风道及地面通风亭等三大部分组成。结构三形式三及选三择构造三要求1、明挖三法修建三的隧三道衬三砌结三构☆2、矿山三法修建三的隧三道衬三砌结三构☆3、盾构三法修建三的隧三道衬三砌结三构☆4、特殊三地段隧道三衬砌三结构☆1、明挖三法修建三的隧三道衬三砌构三造☆2、矿山三法修建三的隧三道衬三砌构三造☆3、盾构三法修建三的隧三道衬三砌构三造☆三、区间隧道结构与构造

线路中心线车辆限界建筑限界OXY396045005404100X矩形三隧道三建筑三限界三(明三挖法三施工三)8504350Φ=5200车辆限界建筑限界圆形三隧道三建筑三限界三(三盾构三法施三工)51602604255648203230795795车辆限界线路中心线隧道中心线建筑限界马蹄三形隧三道建三筑限三界(三暗挖三法施三工)300220040055045041004000400特点三：整三体性三好，三防水三性能三好，三但施三工工三序较三多，三速度三较慢三。特点三：整三体性三较差三，对三于有三特殊三要求三(如三防护三、抗三震)三的地三段要三慎重三选用三。410050030055030040001502200a、三构件三拼装三式③区三间喇三叭口三隧道喇叭三口衬三砌通三常都三采用三整体三式钢三筋混三凝土三结构。第一段第二段第三段aabb衬砌三的基三本结三构类三型—三—复三合式三衬砌由初三期支三护、三防水三隔离三层和三二次三衬砌三所组三成。3．三盾构三法修三建的三隧道三衬砌三结构武汉三地铁管片三外径三为6三.0三m，三环宽三1.三5m三，厚三度为三30三0m三m。三衬砌三环纵三、环三缝均三采用三弯螺三栓连三接。管片三模具未脱三模的三管片三环三拼装三试验三台模具清理管片三生产三过程混凝土浇筑管片从模具内吊出抗压检测拼装试验管片存放养护池内养护钢管三片：焊接三性好三，便三于加三工和三维修三，重三量轻三，便三于施三工；三其缺三点是三刚度三小、三易变三形，三抗锈三性差三，价三格较三贵。铸铁三管片三：强度三高，三防水三和防三锈蚀三性能三好，三易加三工，三刚度三大；三其缺三点是三价格三较贵三。按管三片按三材料三可分三为:钢筋三混凝三土管三片：耐久三性和三耐压三性都三比较三好，三刚度三大三，防三水性三能有三保证三；其三缺点三是重三量大三，抗三拉强三度较三低，三在脱三模、三运输三、拼三装过三程中三，容三易将三其角三部碰三坏。按管三片螺三栓手三孔成三型大三小可三分为三:箱形三管片三：因手三孔较三大而三呈肋三板形三结构三。接三头螺三栓的三穿入三和拧三紧比三较方三便，节省三了材三料，三单块三管片三重量三减轻三，便三于运三输和三拼装三。但三因截三面削三弱较三多，三在盾三构千三斤顶三推力三作用三下容三易开三裂。平板三型管三片：因螺三栓手三孔较三小或三无手三孔而三呈曲三板型三结构三的管三片。三截面三削弱三较少三或无三削弱三，故三对千三斤顶三推力三具有三较大三的抵三抗力三，对三通风三的阻三力也三较小三。目前三较为三通用三的是三柔性三连接三，常三用的三有以三下几三种形三式：单排三螺栓三连接三：按螺三栓形三状又三可分三为弯三螺栓三连接三、直三螺栓三连接三和斜三螺栓三连接三三种三。(a)直螺栓联结端肋(b)弯螺栓联结(c)斜螺栓联结R标准环楔形环Δ/2Δ/2封顶三块的三拼装三形式三有径三向楔三入和三纵向三插入三两种三。衬砌三环的三拼装三形式三有错缝和通缝两种。(a)通缝(b三)错三缝四、三地铁三工程三事故三典型三案例1、三上海三轨道三交通三4号三线联三络通三道冷三冻法三施工三事故1、三上海三轨道三交通三4号三线联三络通三道冷三冻法三施工三事故2、三南京三地铁三二号三线工三程地三面塌三陷引三起煤三气爆三炸2、三南京三地铁三二号三线工三程地三面塌三陷引三起煤三气爆三炸2、三南京三地铁三二号三线工三程地三面塌三陷引三起煤三气爆三炸3、三南京三地铁三一号三线隧三道市三中心三区段三盾构三隧道三被淹4、三广州三地铁三三号三线沥三滘车三站连三续墙三倒塌4、三广州三地铁三三号三线沥三滘车三站连三续墙三倒塌4、三广州三地铁三三号三线沥三滘车三站连三续墙三倒塌5、三广州三地铁三管片三开裂涌水三与地三表塌三陷5、三广州三地铁三管片三开裂涌水三与地三表塌三陷5、三广州三地铁三管片三开裂涌水三与地三表塌三陷6、三广州三地铁三5号三线地面三塌陷7、三北京三地铁三十号三线第三二十三二标三段熊三猫环三岛8、三北京三三环三京廣三橋輔三路排水三管断三裂引三起地三面坍三塌9、三北京三地铁三5号三线1三2标三段路面三拱裂9、三北京三地铁三5号三线1三2标三段路面三拱裂10三、北三京地三铁十三号线三苏州三街车三站坍塌三事故10三、北三京地三铁十三号线三苏州三街车三站坍塌三事故图1－16－6断面图图4－11第四步支护结构支弯矩/N·m10三、北三京地三铁十三号线三苏州三街车三站坍塌三事故图1－1支护和端头过梁断面图图1计算模型11三、深三圳地三铁1三号线三续建三工程三白石三洲站12三、杭三州地三铁湘三湖站三工地三塌陷三事故12三、杭三州地三铁湘三湖站三工地三塌陷三事故（二三）施三工事三故原三因分三析1、三工程三地质三、水三文地三质条三件复三杂地铁三线路三所处三地层三的工三程地三质、三水文三地质三条件三复杂三，受三地下三水影三响甚三大。2、三工程三环境三条件三复杂车站三采用三明挖三法或三浅埋三暗挖三法修三建修三建，三且多三处于三十字三路口三，施三工不三仅对三交通三有一三定的三影响三，由三于地三下管三网密三布，三且邻三近建三筑物三，工三程环三境条三件十三分复三杂,三施工三具有三很大三的风三险。区间三隧道三采用三盾构三法或三浅埋三暗挖三法修三建，三且在三城市三干道三下或三下穿三、侧三穿建三筑物三修建三，还三可能三穿越三河流三、铁三路及三多种三地下三管线三等，三施工三中具三有很三大的三风险三。3、三工程三结构三形式三多、三施工三工法三多、三施工三难度三大车站三——三明挖三法、三盖挖三法、三浅埋三暗挖三法区间三——三明挖三法、三盾构三法、三浅埋三暗挖三法4、三地铁三建设三规模三空前目前三全国三有2三2座三城市三正在三修建三地铁三,工三程规三模大三,投三资之三多。三建设三管理三、勘三察、三设计三、施三工、三监测三等方三面人三才不三足及三经验三贫乏三。5、三工程三前期三工作三量大三，工三作难三度大三，有三些不三能出三来到三位新建三线路三涉及三面广三，拆三迁占三地范三围较三大，三地下三管线三加固三、改三移和三交通三导改三等协三调工三作量三大、三难度三大，三甚至三制约三工期三。（二三）施三工事三故原三因分三析1）三塌方2）三涌水三或渗三水（三突水三）3）三隧道三结构三变形三过大4）三周围三建（三构）三筑物三、路三面及三地下三管线三的破三坏（三）三规避三工程三风险三之对三策（1三）浅三埋暗三挖法三施工三，虽三然拱三顶有三小导三管超三前支三护，三但掌三子面三是敞三开的三，掌三子面三的稳三定关三系到三隧道三本身三和地三面的三安全三。（2三）浅三埋暗三挖法三支护三主要三由人三工完三成，三施工三质量三受人三为因三素影三响较三多，三支护三背后三充填三密实三、拱三脚支三垫稳三定、三支护三封闭三距离三等工三艺细三节直三接影三响施三工变三形和三安全三。（3三）施三工中三不确三定性三因素三比明三挖法三和盾三构法三工法三要多三，施三工风三险也三相应三增大三。浅埋三暗挖三法施三工易三发生三的技三术因三素：2、三盾构三法修三建区三间隧三道盾构三法施三工是三在盾三构机三壳体三的保三护下三进行三掘进三的。三从整三体上三来说三，盾三构法三施工三时的三安全三风险三性是三比较三小的三。但三由于三施工三中各三种不三确定三性因三素的三存在三，盾三构法三施工三仍存三在工三程风三险和三发生三安全三事故三。施工阶段可能存在的安全事故盾构进出洞阶段工作井塌方盾构进出洞漏水漏浆盾构进出洞时机械故障盾构进洞时轴线偏离过大盾构推进阶段土仓压力设置不当盾构正前方工作面失稳盾构前方地层出现空洞盾构遭遇障碍物注浆参数控制不当运输车脱轨、碰撞盾构推进中轴线控制不佳盾尾密封失效管片接头漏水漏浆管片拼装时碰撞、就位不准盾构机及其辅助设备故障其它盾构三施工三事故三类型三：盾构三到达三事故盾构三接收三井外三地面三沉陷盾构三塌方三事故联络三通道三塌方三引起三地面三沉降三和建三筑物三倾斜盾构三施工三规避三安全三风险三对策三：防止三盾尾三漏浆三措施（1三）提三高同三步注三浆质三量与三管理（2三）加三强盾三尾舱三的管三理（3三）盾三尾漏三浆对三策防止三隧道三过量三沉降三和上三浮的三措施在盾三构掘三进过三程中三，严三格土三仓土三压平三衡，三对盾三构机三和管三片进三行姿三态控三制，三加强三同步三及二三次注三浆，三加强三隧道三监测三。砂卵三石地三层与三其它三地层三相比三，具三有明三显的三特殊三性，三盾构三掘进三存在三较大三的困三难，三主要三体现三在以三下几三个方三面：（1三）砂三卵石三是一三种典三型的三力学三不稳三定地三层，三地层三反应三灵敏三，开三挖面三不稳三定，三容易三产生三坍塌三；（2三）砂三卵石三颗粒三的塑三流性三极差三，土三压平三衡不三易控三制，三而且三土渣三向外三排出三也较三困难三；（3三）砂三卵石三切削三机理三不明三，盾三构推三力与三刀盘三扭矩三难以三确定三；（4三）刀三盘、三刀具三磨损三严重三。盾构三在砂三卵石三地层三掘进三的问三题3、三明挖三法修三建车三站及三区间通过三对明三挖法三施工三的基三坑事三故的三风险三分析三可知三，明三挖法三施工三容易三导致三的安三全事三故大三致可三分为三10三种，三如下三表所三示。三在下三表中三的1三～7三项，三其最三终的三结果三是导三致基三坑坍三塌、三周围三建（三构）三筑物三、地三下管三线破三坏以三及人三员伤三亡。编号安全风险事故1基坑侧壁渗漏2支撑系统失稳3坑底隆起破坏4围护结构整体失稳5坑底管涌、流砂6坑内滑坡7围护结构折断或大变形8周围建（构）筑物损伤或破坏9路面破坏10人员伤亡及财产损失基坑三施工三规避三安全三风险对策三：（1三）基三坑开三挖过三程中三的时三空效三应（2三）基三坑钢三管支三撑的三质量三控制（3三）基三坑开三挖纵三向入三坡的三坡度三控制（4三）做三好深三基坑三内排三水工三作（5三）合三理确三定结三构施三工段三长度三，减三少基三坑暴三露时三间（6三）严三禁在三基坑三周边三堆放三、瞬三时增三加荷三载（7三）加三强对三基坑三开挖三施工三全过三程的三监控4、三妥善三处理三好地三铁施三工与三地下三管线三的关三系（1三）现三状及三特点管线三修建三年代三久：三地下三管线三分布三密集三，种三类繁三多，三建设三年代三远近三不一三，并三分属三多个三管理三部门三。供水三管网三中部三分管三线使三用年三限过三长，三部分三管线三已处三于超三期使三用，三安全三系数三极低三。管线三破裂三或渗三漏具三有突三发性三或隐三伏性由于三各种三管线三埋藏三在地三下，三不容三易探三明管三线的三确切三位置三，在三施工三时，三发生三事故三前没三有任三何预三兆。造成三的后三果严三重，三社会三影响三大由于三管线三的破三裂造三成居三民停三水、三停电三、中三断通三信信三号以三及发三生交三通阻三塞，三造成三的社三会影三响极三大。（3三）管三线安三全控三制措三施在地三铁施三工过三程中三进行三管线三的安三全控三制是三非常三必要三的，三不但三可以三保证三管线三的安三全，三同时三也能三避免三因管三线问三题诱三发的三地铁三及周三边其三他建三（构三）筑三物的三安全三事故三。具三体控三制措三施可三从以三下几三方面三着手三。详细三了解三施工三场区三的管三线情三况要实三现地三下管三线的三安全三控制三，首三先必三须了三解施三工场三区管三线信三息，三包括三：1）三管线三埋置三深度三、管三线走三向、三管线三及其三接头三的型三式、三管线三与基三坑的三相对三位置三等。三可根三据城三市测三绘部三门提三供的三综合三管线三图，三并结三合现三场踏三勘确三定。2）三管线三的基三础型三式、三地基三处理三情况三、管三线所三处场三地的三工程三地质三情况三。3）三管线三所在三道路三的地三面人三流与三交通三状况三，以三便制三定适三合的三测点三埋设三和监三测方三案。制定三科学三合理三的管三线控三制标三准和三工前三加固三方案管线三控制三标准三:根据三管线三探查三的结三果，三结合三施工三场区三的地三质条三件、三施工三方法三等，三在施三工前三要对三管线三的受三力和三变形三进行三预测三分析三，并三综合三考虑三管线三的使三用功三能、三埋设三年代三、材三质、三构造三、接三头形三式等三诸因三素，三借助三已有三的控三制标三准对三管线三的安三全性三作出三评价三，并三制定三出科三学合三理的三管线三变形三控制三标准三，以三确保三管线三在地三铁施三工期三间的三安全三。工前三加固三方案三:对于三无法三满足三控制三标准三的管三线，三应在三地铁三施工三前进三行加三固，三提高三其抗三变形三能力三。对三于影三响地三铁施三工安三全的三管线三，如三渗漏三严重三的管三线，三在地三铁施三工前三也应三采取三有效三措施三进行三治理三，如三注浆三等。采取三切实三有效三的监三测方三法地下三管线三的监三测内三容包三括垂三直沉三降和三水平三位移三两部三分，三一般三而言三，相三对于三水平三位移三，沉三降监三测更三加重三要。三地下三管线三测点三重点三布置三在有三压管三线（三如煤三气管三线、三给水三管线三等）三上，三对抗三变形三能力三差、三易于三渗漏三和年三久失三修的三雨污三水管三也应三重点三监测三。测三点布三置在三管线三的接三头处三或者三对位三移变三化敏三感的三部位三，沿三着管三线延三伸方三向每三5～三15三m布三置一三个测三点。洞内三施工三：根三据监三控量三测数三据，三当发三现管三线渗三漏或三管线三的阶三段沉三降超三过阶三段控三制标三准时三，应三采取三有效三措施三，如三在洞三内打三设注三浆钢三花管三，对三管线三下方三及周三围软三化土三体加三固，三提高三地层三抗变三形能三力。1.三明三确安三全管三理目三标，三健全三安全三管理三体系(1三)规三划阶三段三：对三区域三环境三条件三和地三质状三况作三出正三确判三断，三对岩三土特三性初三步勘三探调三查，三研究三工程三修建三存在三的风三险能三否规三避，三施工三安全三能否三得到三保证三，对三线位三和站三位选三择要三十分三谨慎三。（2三）设三计阶三段：三进一三步掌三握地三质状三况和三岩土三特性三，作三出符三合安三全和三客观三条件三的设三计；三设计三要充三分考三虑工三程结三构的三安全三性和三施工三的可三操作三性；三制定三安全三准则三；对三工程三环境三条件三作充三分调三查，三并采三取有三力措三施，三保证三施工三安全三和工三程环三境安三全，三编制三监控三量测三计划三等。三进一三步优三化设三计方三案，三提高三设计三质量三。对三工程三风险三从设三计角三度提三出应三对措三施。（三三）强三化工三程建三设管三理（3三）施三工阶三段：三编制三可行三的实三施性三施工三组织三设计三；严三格按三设计三文件三和相三关规三范进三行施三工；三对工三程风三险进三行分三析并三采取三有效三的相三应对三策，三制定三专项三施工三方案三；对三工程三施工三安全三建立三完善三的管三理体三系；三编制三详尽三的监三控量三测计三划和三实施三方案三，制三定专三人负三责，三严格三按程三序开三展工三作，三切实三做到三信息三化施三工。三加强三施工三过程三管理三，加三强监三理工三作。（4三）建三设单三位依三法履三行职三责，三遵循三基建三程序三，充三分发三挥总三体协三调作三用，三为施三工单三位提三供安三全生三产的三必须三条件三，监三督施三工过三程中三的安三全。五、三地下三铁道三施工（一三）三施工三方法三的选三择（二三）三明挖三法施三工（三三）三盖挖三法施三工（四三）三新奥三法施三工（五三）三盾构三法施三工（六三）三沉埋三法施三工（一三）施三工方三法的三选择一施工三方法三分类地铁三隧道三施工三方法三选择三主要三受工三程地三质、三水文三地质三、地三形地三貌、三沿线三环境三的要三求、三施工三单位三的技三术水三平、三施工三进度三、经三济条三件等三因素三限制三。明挖三法盖挖三法矿山三法新奥三法盾构三法沉管三法掘进三机法顶进三法1、三方法三概述二明挖三法开挖基坑修筑衬砌回填土石恢复路面二明挖三法2、三优点①施三工方三法简三单，三技术三成熟三。②工三程进三度快三，工三作面三大，三便三于机三械和三大量三劳动三力投三入三，根三据需三要可三以分三段同三时三作业三。③浅三埋时三工程三造价三和运三营费三用三均较三低，三且能三耗较三少。二明挖三法3、三缺点①外三界气三象条三件对三施工三影响三较大三。②施三工对三城市三地面三交通三和居三民地三正常三生活三有较三大影三响，三且易三造成三噪音三、粉三尘及三废弃三泥浆三等的三污染三。③需三要拆三除工三程影三响范三围内三的建三筑物三和地三下管三线。④在三饱和三的软三土地三层中三，深三基坑三开挖三引起三的地三面沉三降较三难控三制，三且坑三内土三坡的三纵向三稳定三成为三威胁三工程三安全三的重三大问三题。二明挖三法二明挖三法4、三分类敞口三明挖三也称三无围三护结三构基三坑明三挖，三靠放三坡保三持土三坡稳三定。具有三围护三结构三的明三挖法三的围三护结三构分三类很三多，三如地三下连三续墙三、灌三注桩三、钢三板桩三等。二明挖三法二明挖三法二明挖三法二明挖三法5、三适用三范围敞口三明挖三适用三于地三面开三阔，三周围三建筑三物稀三少，三地质三条件三好，三土质三稳定三且在三基坑三周围三无较三大荷三载，三对基三坑周三围的三位移三和沉三降无三严格三要求三的情三况。具有三围护三结构三的明三挖适三用于三施工三场地三狭窄三，土三质自三立性三较差三，地三层松三软，三地下三水丰三富，三建筑三物密三集的三地区三。二明挖三法6、三发展三方向1)三有效三井点三降水三系统三；2)三可靠三的支三撑系三统；3)三大型三土方三机械三，混三凝土三搅拌三及运三输机三械。三盖挖三法1、三方法三概述修筑边墙开挖顶部土体修筑顶盖回填并恢复路面开挖下部土体修筑底板及内部结构三盖挖三法2、三优点①简三化施三工程三序，三降低三工程三造价三。可三靠近三地面三建筑三物的三基础三施工三。②占三地宽三度比三一般三明挖三法小三，且三无振三动和三噪音三。③可三最大三限度三地减三少地三面交三通的三干扰三。④可三免去三或减三少施三工时三的水三平支三撑系三统。⑤在三松软三地层三中修三建地三下多三层建三筑物三的好三方法三。三盖挖三法3、三缺点①施三工工三序复三杂，三交叉三作业三多。三②三出土三不方三便。③板三墙柱三接头三多，三防水三困难三。三④工三效低三，速三度慢三。⑤结三构完三成前三，中三间立三柱承三受荷三载有三限。三盖挖三法4、三分类盖挖三顺作三法盖挖三逆作三法盖挖三半逆三作法顺作三与逆三作组三合盖挖三与暗三挖组三合盖挖三与盾三构组三合三盖挖三法5、三适用三范围适