城市轨道交通(全)课件.ppt

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1、1,第三章 城市轨道交通土建工程,第一节 第二节 区间隧道第三节 高架结构第四节 轨道结构第五节 无缝线路,整体概述,第一节 车站一、概述 城市轨道交通车站是城市轨道交通系统最重要的组成部分之一，是乘客出行的基地，旅客上下车以及相关的作业都是在车站进行的，轨道交通车站也是列车到发、通过、折返、临时停车的地点，还是各工种联劳协作的生产基地。车站往往又是连接其它交通方式的枢纽，交通的方便必然促使城市的发展。一般而言，一条地铁线路上各个车站的间距可以是不同的，通常在是市中心人口密集地段，站间距宜为1km左右，郊区车站可在2km左右，区域快速线站间距可达4km以上。,车站的设计要紧紧围绕其功能和目标，

2、一般应当考虑以下几点：车站外观的吸引力旅客的自由移动紧急情况下的安全疏散残疾人通道各种应急服务的通道人群的安全集聚与疏散列车服务的可靠性失效的恢复问题投资的费用问题,区间是连接两个车站的行车通道，根据线路的敷设方式可分为地下区间、路堑式区间、地面区间和高架区间。车场又称车辆段，是地铁列车存放和维修的场所，一般选在城市中心外围地区，并设置在地面。,车辆段设计平面图,Page 7,香港九龙湾车辆段,运营管理用房主要包括站长室、行车值班室、业务室、广播室、会议室、公安保卫、清扫员室等。运营管理用房与乘客关系密切，一般布设在临近乘客使用空间的地方。,车站大厅是乘客、游客聚集的地方。售票大厅是为乘客出售

3、列车客票的地方。,技术设备用房主要包括环控室、变电所、综合控制室、防灾中心、通信机械室、信号机械室、自动售检票室、冷冻站、机房、配电以及上述设备用房所属的值班室等。,（一）从使用功能角度讲 车站组成包括（1）车站大厅；（2）售票大厅；（3）运营管理用房；（4）技术设备用房；（5）辅助用房四大部分。,车站建筑,辅助用房主要包括厕所、更衣室、休息室、茶水间、盥洗间、储藏室等。这些用房均设在站内工作人员使用的区域内。,二、车站组成,通风道及地面通风亭的作用是保证地下车站具有一个舒适的地下乘车和运营环境。,出入口及通道 是供乘客进、出车站的外部建筑设施。,车站主体（站台、站厅、生产、生活用房） 供乘客

4、集散、候车、换车及上下车。它又是地铁运营设备设置的中心和办理运营业务的地方。,（二）从建筑空间位置角度讲 车站结构由车站主体（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。,车站结构,出入口,人行通道,站台层,通风道,四川省体育馆车站,剖面效果图,站台,下穿隧道,过街通道,出入口,车站通道,站台,三、 车站分类,按车站的空间位置分,按车站站台形式分,按运营性质分,按结构横断面划分,车站与地面相对位置关系,按车站的空间位置分,地下车站,地面车站,高架车站,地铁车站的特点,地下车站,地面车站,高架车站,地下车站,西班牙巴斯克地区比尔包地铁车站,空间封闭、狭长、结构类

5、似站内噪声大站内温度高发生火灾后扑救困难机械通风、人工照明施工比较复杂节约城市用地有良好的防护功能,16,英国伦敦利物浦街站,车站简易，工程 量小， 布置灵活乘客进出车站方便可自然通风和天然 采光，节约费用和能源安全疏散较易造价较低,地面车站,高架车站,有行车噪声干扰，根据情况采取封闭或不封闭隔离噪声有永久性的阴影区少占城市地面用地较地下车站施工简易,新加坡轻轨车站,荷兰本拿比地铁站,瑞典斯德哥尔摩地铁站,莫斯科共青团地铁站,法兰克福伯肯黑米尔瓦特地铁站,迪拜地铁站,中间站终点站区域站联运站,按运营性质分,联运站枢纽站换乘站,终点站终点站除了供乘客上下车外，还用于列车折返及停留。因此一般设有多

6、股停车线，还可将线路延长作为中间站或区域站使用,中间站仅供乘客上下车,区域站能使列车在站内折返或停车有尽端折返设备的中间站,联运站车站内设有不同性质的列车线路，例如快车线，区域慢车线等，是单向具有一条以上停车线的中间站。车站内设有两种不同性质的列车线路进行联运及客流换乘。联运站具有中间站及换乘站的双重功能。,枢纽站由此站分出另一条线路的车站，轨道交通线路分岔的车站。枢纽站是设在两种不同行车密度交界处的车站。站内有折返线和设备。枢纽站兼有中间站的功能。,换乘站 位于两条及两条以上线路交叉点上的车站。 具有中间站的功能外，更主要的是它还可从一条线上的车站通过换乘设施转换到另一条线路上的车站。,通往

7、车辆段,终点站,区域站,换乘站,枢纽站,联运站,中间站,岛式站台：站台位于两线中间。常用的一种形式。特点：站台面积利用率高，灵活调整客流、乘客使用方便。通常用于较大客流量的车站。,侧式站台：站台位于线路两侧布置。侧式站台根据环境条件可以布置成：平行相对式、平行错开式、上下重叠式及上下错开式。面积利用率、调整客流、站台之间联系等方面不如岛式站台。侧式站台多用于客流量不大的车站及高架车站。,按站台形式分（侧式、岛式、混合式）,岛式站台,平行相对式侧式站台,平行错开式侧式站台,上下重叠式侧式站台,上下错开式侧站台,岛、侧混合式站台,岛式站台车站,侧式站台车站,San MamesCercanias.,

8、侧式站台,矩形断面拱形断面圆形断面其他类型断面,按结构横断面分类,39,矩形断面示意图,巴黎市政府站矩形断面,北京地铁车站矩形断面,巴黎大学站拱形断面,北京地铁天安门西站拱形断面,圆形断面示意图,圆形断面车站,其他类型断面示意图,广州越秀公园站马蹄形断面,四、车站设计,设计原则,平剖面设计,消防、安全与疏散,车站综合开发和空间利用,设计原则,符合规划站址的选择应满足轨道线路设计及运营的要求，并且同时考虑城市公共交通组织和城市规划的要求。,满足客流车站规模必须满足远期客流的需要，保证陈可安全、迅速疏导、布置紧凑，良好的乘车环境。,换乘便捷与其他交通方式的换乘。,适应环境车站的不同地理位置要与周围

9、城市建筑景观相协调。,合理组织人流路线，划分功能分区(1)乘客与站内人员路线分开；(2)进、出站客流要尽量避免交叉和相互干扰；(3)乘客购票、问讯及使用公用设施时，均不应妨碍客流通行；(4)换乘客流与进、出站客流路线分开；(5)当地铁与城市建筑物合建时，地铁客流应自成体系。,车站宜设在直线段上,车站公用区应划分为付费区与非付费区,无障碍通行,设计原则,平剖面设计,车站规模,站厅层,站台层,平剖面设计,车站规模,规模指车站外形尺寸大小、层数及站房面积多少。车站规模分为3个等级，即1级、2级和3级车站。1级最大，适用于大型商贸、交通枢纽中心，大型集会广场、大型工业区及重要的政治中心；2级较大，适用

10、于中型；3级最小，适用于郊区。车站规模的大小直接影响地铁工程造价的高低。应慎重研究和考虑。,车站规模,站厅层,站厅层的功能,站厅层的位置,站厅层设计,站厅层,站厅层的功能,将出入口进入的乘客迅速安全方便地引导到站台乘车、或将下车的乘客同样引导至出入口出站。站厅层是上、下车的过渡空间，乘客在站厅内需要办理上、下车的手续。因此，站厅内需要设置售票、检票、问讯等为乘客服务的各种设施。站厅层内设有地铁运营设备用房、管理用房，具有组织和分配人流的作用。,用房包括：管理用房和设备用房，设备用房一般分设在车站的两端，并呈现一端大，一端小，中间为站厅公共区，用于客流均匀通向站台(或出站)。,管理用房：站控室及

11、站长室。站控室一般设在站厅公共区的尽端、中部，且高出站厅公共区600mm，视野开阔，能观察站厅中运行管理情况。站长室紧连站控室，合于快速应变情况。,设备用房：占面积最大的是环控机房，其中包括冷冻机房、通风机房及环控电控室。,环控系统组成：1、车站公共区域的环控系统，主要是站厅、站台的制冷送风(包括新风)回风系统；2、车站的排风(排烟)系统；3、站台层列车及车道产生的热量和废气的排热、排烟系统；4、区间隧道发生灾变时的排烟系统；5、各管理用房的小环控系统。,图3.8 车站站厅布置示意图,车站一端,车站两侧,车站两端的上层或下层,车站上层,常用于终点站，且车站一端靠近城市主要道路的地面车站。,常用

12、于侧式车站，客流量不大多采用。,常用于地下岛式车站及侧式车站站台的上层，高架车站站台的下层，客流量较大多采用。,常用于地下岛式车站及侧式车站，客流量很大的车站。,站厅层的位置,站厅层设计,客流通道口,通道口的总宽度必须大于站台至站厅楼梯(包括自动楼梯)总宽度，以利于灾变时的紧急疏散。根据地铁设计规范，通道口最小宽度不得小于2.4m。,售票,人工售票亭、自动售票机(台)数：,客流总量,超高峰系数，1.2-1.4,售票能力，人工1200人/h，售票机600人/h。,进出站检票口及付费区和非付费隔离栏的设置,检票口检票机台数：,超高峰系数，1.2-1.4,出站客流总量,检票机能力，1200人/h,站

13、厅与站台联系的上下楼梯设计,进出站检票机旁还需设置一定宽度的人工开启栅栏门，以便解决检票过程中的特殊情况和较大行李的进出，也有利于站务人员的进出。在检票口周围设有围隔的栏板，区分非付费区和付费区。一般非付费区面积要比付费区面积大，因为客流一经检票就快速地进入站台候车，在付费内很少停留。非付费区应几个通道口以利于客流出站后自由地选择出站通道通向地面的不同方位。在非付费区还必须设置一定的服务设施。,自动梯台数：,预测下客量，人/h,超高峰系数，1.2-1.4,输送能力8100人/h,楼梯利用率，0.8,楼梯宽度安全疏散时间验算：,观测上客量，人/h,站台候车上客总量,自动梯输送能力8100人/h/

14、台,自动梯台数,楼梯上行通过能力(单向)3700人/h/m,楼梯总宽度,1分钟遇灾时反映时间,楼梯宽度：,预测下客量，人/h,超高峰系数，1.2-1.4,利用率，0.7,楼梯双向混行通过能力，取3200人/h/m,地铁规范规定：公共区的步行楼梯宽度不得小于1.8m。,站台层,站台是供乘客上、下车及候车的场所。站台层公共区主要确定：站台有效长度和宽度。,站台长度分为站台总长度及有效长度两种。站台总长度是根据站台层房间布置的位置以及需要由站台进入房门的位置而定。站台有效长度是远期列车编组总长度与列车停站时的允许停车距离不准确值之和。我国停车不准确值为12m，上海达到0.3m。,站台层,岛式站台和侧

15、式站台比较,车站站台最小宽度尺寸(GB50157-92)地下铁道设计规范,站台宽度有两种计算方法：经验法；客流计算法,经验法,岛式站台宽度,侧站台宽度,超高峰小时每列车单向上下车人数,人流密度0.4m2/人,站台长度,岛式站台宽度,侧站台宽度,柱宽,楼梯、自动扶梯宽,客流计算法,岛式站台宽度,侧站台宽度,站台总面积,列车车厢数,从流密度0.75m2/人,超高峰系数1.2-1.4,车厢人数,上下车乘客百分比，取2050%,单拱岛式站台宽度,站台有效长度,乘客沿站台纵向流动宽度，23m,消防、安全与疏散(专门一讲介绍),重要性及危害性,建筑防火技术措施与要求,建筑防水淹技术措施与要求,消防安全与疏

16、散,车站综合开发和空间利用,车站综合开发和空间利用,利用盖挖法修建地铁工程时，当车站顶板距地面高度大于4.5m的情况下，顶板上面可以不再回填土，而利用此空间增加一层面积，进行综合开发和利用。,如：慕尼黑铁路前的地铁车站，地下修建了4层，第一层为地铁站厅兼作城市地下人行过街道，其余空间开设商店和服务设施。第二、三层为不同线路的地铁车站和区域性快车线车站。第四层为地下停车场。,又如：上海地铁徐家汇车站集地铁、商业、城市立交桥三功能于一体。还有南京地铁新街口车站、香港九龙湾车辆段、巴黎苔芳斯地铁车站等。,车站出入口及出入口通道,出入口分类,出入口的设计,平站结合出入口的设计,出入口通道,出入口分类,

17、按使用性质分类,按平面形式分类,按口部围护结构形式分类,按口部修建形式分类,敞口式出入口半封闭式出入口全封闭式出入口,独建出入口合建式出入口,普通出入口战备出入口,图3.9 车站出入口按平面形式分类,一字形,L形,T形,形,Y形,施工简单，进出方便，经济。口部较宽，不宜修在路面狭窄地区。,施工稍复杂，进出方便，较经济，不宜修在路面狭窄地区。,施工稍复杂，造价较高，口部较窄，适合于路面狭窄地区。,环境条件所限，出入口长度较长，此种形式布置出入要走回头路。,布置灵活，适用强，布置两个以上的出入口。,全封闭式出入口,合建式出入口,半封闭式出入口,出入口的设计,出入口的设置,出入口数量,主要尺寸,应根

18、据车站规模、埋深、车站平面布置、地形地貌、城市规划、道路、环境条件并按照车站远期预测高峰小时客流量计算，综合考虑确定。,一般情况下，浅埋地下车站出入口数量不宜少于4个；深埋地下车站出入口的数量不应少于2个。对于客流量较少的车站，若是浅埋的，其出入口数量可酌情减少，但不应少于2个。对于地下浅埋车站分期修建出入口的，第一期修建的出入口数量不应少于2个，每端的出入口不宜少于1个。,出入口宽度按车站远期预测超高峰小时客流量计算确定。根据出入口位置、主客流方向以及可能产生的突发性客流，应分别乘以1.11.25的不均匀系数。车站出入口宽度的总和，应大于该站远期预测超高峰小时客流量所需的总宽度。出入口的最小

19、宽度不应小于2.5m。兼作城市地下人选过街道的车站出入口，其宽度应根据城市过街客流量加宽。车站出入口地面与站厅地面高差较大时，宜设置自动扶梯。出入口宽度计算公式为：,Bn出入楼梯宽度，n出入口序号,车站高峰小时客流量,超高峰系数，1.2-1.4,出入口客流不均匀系数，1.1-1.25,楼梯通过能力,出入口数量,平站结合出入口的设计,出入口数量,不得少于2个直通地面出入口(不含风井、人防连通口)，另外还要有2个与人防连通道相连。,出入口位置,(1)便于隐蔽，位于地面建筑物可能倒塌范围之外。(2)在地面钢筋混凝土结构建筑物之内时，可不考虑倒塌影响。(3)若在倒塌范围之内，其上部必须设防倒塌措施。(

20、4)出入口和连通道应设在车站的两端。,出入口尺寸,按平时要求设计，出入口门洞宽度不小于2.4m，连通道宽度不小于1.5m。,出入口通道,连接出入口与车站站厅之间的通行道路称为出入口通道。,出入口通道分类,地道式,天桥式,浅埋地铁地下车站，当出入口下面的地面与车站站厅地面高差较小，其坡度小于12%可设置坡道；其坡度大于12%，宜设置踏步；如高差太大，可考虑设置自动扶梯。深埋地铁地下车站出入口通道内应设自动扶梯。出入口通道长度超过100m，可考虑设置自动步道。,通道上可设楼梯踏步或自动扶梯。天桥式出入口通道可做成敞开式(两侧设栏杆或栏板)、半封闭式、全封闭式，可根据当地气候等条件选定。,出入口通道

21、设计,通道形式,宽度根据客流量计算确定。,净高一般为2.6m。,出入口通道地面宜做成不小于5的纵坡，以便排水。,通道尺寸,地下车站宜采用地道式出入口通道，高架车站多采用天桥式出入口通道,图3.10 西班牙毕尔包地铁车站地面出入口,车站通风道,车站通风道,地面通风亭,车站通风道,地下车站需要设置环控系统。地面车站及高架车站都修建在地面以上，原则上采用自然通风方式。,通风方式,自然通风,环控系统,开式系统,闭式系统,屏蔽门式系统,地下车站一般设12个车站通风道。,区间隧道中部设区间通风道。,通风道数量,开式系统,闭式系统,屏蔽门式系统,应用机械或“活塞效应”的方法使地铁内部与外界交换空气，利用外界

22、空气冷却车站和隧道。适用于温度低于25，运量较小的地铁。,使地铁内部基本上与外界大气隔离，仅供给满足乘客所需的新鲜空气量，车站采用空调系统，区间隧道的冷却是借助列车运行的“活塞效应”携带一部分车站空调冷风来实现。适用于温度高于25，运量较大。,在车站的站台与区间隧道间安装屏蔽门，将其分隔开，车站安装空调系统，隧道采用通风系统(机械通风或活塞通风，或两者兼用),地面通风亭,尺寸要求,通风口高于地面2m，离建筑物大于5m，进风口与排风口水平距离大于5m，合建时排风口高于进风口5m。,设计处理,(1)与地面开发建筑合建，淡化风井；(2)独建时，形体进行分化，减小庞大体积感，结合地面绿化及城市建筑塑造

23、城市景观；(3)在大片绿地或城市车道中间绿地建设时，独立造型，降低风井高度，风口朝天，隐设于绿化丛中，并妥善处理井底雨水的排出。,图3.11 上海地铁1号线衡山路地面出口与风亭组合设计,图3.12 上海地铁2号线静安寺圆形风亭,残疾人设施,在一些重要车站及大型车站，应考虑无障碍设计，为残疾人乘坐地铁提供方便条件。,对于地下车站和高架车站，一般设置供残疾人使用的专用垂直电梯或坡道。,设有“盲人道”或安设音响信号设施。,垂直电梯应符合下列要求：,1)位置选择及数量：残疾人进入地下车站，首先应由地面出入口进入站厅，然后由站厅到达站台。,2)主要尺寸：电梯轿厢净尺寸不得小于1.41.4m，电梯门净宽不

24、小于0.8m。电梯设候梯厅，其面积不得小于1.51.5m。,3)出入口电梯候梯厅地面应较室外地面高150450mm。有必要时应考虑防水淹设施。高差处应设不大于1：12的坡道。,4)轿厢内应设可供残疾人操作的升降按钮。,图3.13 法国里尔市地铁车站残疾人专用地面出入口,地铁车站人防设计,按国家规定，在地铁建设中应结合人防按六级抗力等级设防，在常规武器袭击下，能保障列车运行及人员出入，作为城市防空疏散运输干道；在核武器、生化武器袭击下，车站能作为800人的临时待蔽场所。,人防车站主要设计内容,车站与区间隧道间设一道防护隔断门；800人的单元防护，预留224t的玻璃钢饮用水水箱和干厕所位置；,出入

25、口、通风口均要考虑防护措施；,装修应符合防震、抗震要求，顶板不允许抹灰，平时使用的吊顶应便于战时拆除。,车站施工的三种方法：,1-明挖法（有围护结构、无围护结构）2-盖挖法（盖挖顺做、盖挖逆做、盖 挖半逆做）3-浅埋暗挖法（从新奥法发展而来）,五、地铁车站施工,方法1、明挖法,定义：明挖法是先从地表面向下开挖基坑至设计标高，然后在基坑内的预定位置由下而上地建造主体结构及其防水措施，最后回填土并恢复路面。特点：作为地铁车站常用施工方法，具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等优点，分类：明挖法施工基坑可以分为敞口放坡基坑和有围护结构的基坑两类,有地连墙围护的明挖法施工步骤,

26、明挖法（有支撑的围护结构）,方法2、盖挖法,定义：盖挖法是先盖后挖，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通，再向下支护的基坑施工。施工基本流程：在现有道路上按所需宽度，以定型标准的预制棚盖结构（包括纵、横梁和路面板）或现浇混凝土顶（盖）板结构置于桩（或墙）柱结构上维持地面交通，在棚盖结构支护下进行开挖和施做主体结构、防水结构。然后回填土并恢复管、线、路或埋设新的管、线、路。最后恢复道路结构。,工艺2、盖挖法,特点：围护结构变形小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降，有利于保护临近建筑物和构筑物；基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全；施工空间大；盖挖逆作法用于城市街区施工时，可尽快恢复路面，对道路

27、交通影响较小。混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难（易漏水）；暗挖施工难度大、费用高；每次分部开挖与浇筑或衬砌的深度，应综合考虑基坑稳定、环境保护、永久结构形式和混凝土浇筑作业等因素来确定。,工艺2、盖挖法,分类：盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。目前，城市中施工采用最多的是盖挖逆作法,盖挖顺做法（围护结构是地连墙）,盖挖逆做法,盖挖半逆做法,盖挖法盖板下部结构,方法3、浅埋暗挖法,定义：在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和锚喷作为初期支护手段，遵循“新奥法”大部分原理。按照“十八字”原则（即管超前

28、、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行隧道的设计和施工，称之为浅埋暗挖技术。浅埋暗挖技术从减少城市地表沉陷考虑，还必须辅之以其他配套技术，比如地层加固、降水等。,浅埋暗挖法,特点：首先，浅埋暗挖法不允许带水作业，如果含水地层达不到疏干，带水作业开挖面的稳定性时刻受到威胁，甚至发生塌方。大范围的淤泥质软土、粉细砂地层，降水有困难或经济上选择此工法不合算的地层，不宜采用此法。第二，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。我国规范对土壤的自立性从定性上提出了要求：工作面土体的自立时间，应足以进行必要的初期支护作业。对开挖面前方地层的预加固和预处理，视为浅埋暗挖法的必要前提，目的就在

29、于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。,浅埋暗挖法,为了有效地解决地面交通等各种干扰问题，采用浅埋暗挖法是修建铁车站的首选方法。浅埋暗挖车站结构的关键的问题是如何控制地表沉陷。因此，寻求合理的施工方法关系重大。主要方法有: 1.中洞法 2.侧洞法 3.双眼镜工法 4.柱洞法 5.洞桩法,浅埋暗挖中洞法,1. 中洞法 （1）中跨部分(包括立柱)采用CRD法施工。先将中洞自上而下分块成环，随挖随撑，及时做好喷锚和钢架初期支护； （2）由下而上施作中跨部分二次模注钢筋混凝土结构，中隔墙也逐层拆除。中洞各工序完成后，就会形成一个刚度很大的完整结构顶住上部土体，从而有效地减少地表沉降量。（3）当中洞完

30、成后，两侧洞采用台阶法，对称自上而下开挖。 （4）同样，初期支护完成后，再自下而上施作两侧洞的二次模注钢筋混凝土衬砌,浅埋暗挖中洞法（三拱立柱式车站施工步骤）,101,浅埋暗挖中洞法,浅埋暗挖中洞法,浅埋暗挖中洞法,浅埋暗挖中洞法,浅埋暗挖侧洞法,2. 侧洞法 与中洞法相反，侧洞法是先对称地用CRD法开挖两个侧洞，待完成二次模注钢筋混凝土结构后，再用台阶法开挖中洞。 由于开挖两个侧洞后，中洞的宽度变窄，其承载土柱承受上覆土体压重的承载力下降，因而可能产生比中洞法要大的地表下沉。,浅埋暗挖侧洞法（三拱立柱式车站施工步骤）,浅埋暗挖双眼睛工法,3. 双眼镜工法 （1）先开挖一侧洞， （2）再开挖另

31、一侧洞， （3）最后开挖中洞。 这种方式不会在同一横断面上同时形成大的跨度，因而更有利于地层的稳定，但施工进度将会减慢。 三跨双拱车站结构采用的双眼镜工法，对地表的沉陷值可以控制在30mm之内，与中洞法相当。,浅埋暗挖双眼睛工法（三拱立柱式车站施工步骤）,浅埋暗挖柱洞法,4 柱洞法 采用“柱洞法”施工。按照“小分块、短台阶、早成环”的原则，将整个断面开挖横向分为：侧洞、有柱的柱洞和中洞共5个洞，每洞分上、中、下三层。 先自上而下对称施工柱洞初支，再由下而上施作柱洞二衬，建立起梁、柱支撑体系。柱洞完成后，施工两个柱洞中间的中洞初支和二衬，形成整个大中洞稳定体系。再对称自上而下施工两侧洞初支，最后

32、纵向分段自下而上对称施作二衬，完成结构闭合。,浅埋暗挖法柱洞法,柱洞法施工步骤,浅埋暗挖法柱洞法,柱洞法施工步骤,第步,纵梁拉压杆,浅埋暗挖法柱洞法,柱洞法施工步骤,顶板,第 步,第步,浅埋暗挖法柱洞法,柱洞法施工步骤,底板,顶板,浅埋暗挖法柱洞法,柱洞法施工步骤,底板,顶板,浅埋暗挖法柱洞法,柱洞法施工步骤,底板,顶板,浅埋暗挖法柱洞法,柱洞法施工步骤,浅埋暗挖法洞桩法,5 洞桩法：其主要原理是在车站立柱和边墙的顶部和底部施作小导洞，通过导洞采用桩基的施工方法施作车站立柱和边墙，而后小断面开挖施作车站顶板，最后在车站顶板的保护下开挖车站主体并进行车站其余结构的施工。 洞桩法施工中车站的主体工

33、程的开挖在车站顶板的保护下进行，施工较为安全，并能有效的控制地表的沉降。,118,施工条基梁、边桩；施工中柱底梁、钢管柱；回填边桩与小导洞间空隙。,浅埋暗挖法洞桩法,洞桩法施工步骤,施工边桩上顶梁、施工中柱顶梁；回填顶梁下与小导洞间空隙。,洞桩法施工步骤,浅埋暗挖法洞桩法,回填顶梁上与小导洞间空隙；而后对称开挖边拱部。,洞桩法施工步骤,浅埋暗挖法洞桩法,破除小导洞初支，左右对称衬砌边拱部；而后开挖中拱部。,洞桩法施工步骤,浅埋暗挖法洞桩法,破除小导洞初支，衬砌中拱部。,洞桩法施工步骤,浅埋暗挖法洞桩法,开挖站厅层土方，施工中板。,洞桩法施工步骤,浅埋暗挖法洞桩法,施工站厅层侧墙。,洞桩法施工步

34、骤,浅埋暗挖法洞桩法,开挖站台层土方，施工底板。,洞桩法施工步骤,浅埋暗挖法洞桩法,洞桩法施工步骤,施工站台层侧墙。,浅埋暗挖法洞桩法,施工站台板。,洞桩法施工步骤,浅埋暗挖法洞桩法,第二节 区间隧道,在城市轨道交通中，相比于车站，区间隧道占有更大的比重。区间隧道施工方法，有些与车站施工方法相同或相似，可归纳为明挖施工法、盖挖施工法、暗挖施工法（包括钻爆法、掘进机法、顶管法、沉管法、盾构法、浅埋暗挖法、新奥法）等。,地铁隧道常见施工方法之一 明挖施工法,定义：明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法 。优点：

35、施工技术简单、快速、经济，常被用为首选方案。 缺点：阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响 。,适用范围：通常在地面条件允许的情况下，地铁区间隧道宜采用明挖法，但对社会环境影响很大，仅适合在无人、无交通、管线较少之地应用，该方法现较少采用。 总结：明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状土的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响,地铁隧道常见施工方法之二 盖挖施工法,埋深较浅、场地狭窄及地面交通不允许长期占道施工情况下采用盖挖法施工

36、。依据主体结构施工顺序分为盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法。该法是在既有道路上先完成周边围护挡土结构及设置在挡土结构上代替原地表路面的纵横梁和路面板,在此遮盖下由上而下分层开挖基坑至设计标高,再依序由下而上施工结构物,最后覆土恢复为盖挖顺作法;反之先行构筑顶板并恢复交通、再由上而下施工结构物为盖挖逆作法。,地铁隧道常见施工方法之三 暗挖施工法,定义：暗挖法是在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工办法。 分类：:钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、新奥法 。 尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。,地下通道修建采用的是“盖挖法”,1.钻爆法,钻爆法施工的

37、全过程可以概括为：钻爆、装运出碴，喷锚支护，灌注衬砌，再辅以通风、排水、供电等措施。在通过不良地质地段时，常采用注浆、钢架、管棚等一系列初期支护手段。根据隧道工程地质水文条件和断面尺寸，钻爆法隧道开挖可采用各种不同的开挖方法,机械化的钻爆法掘进施工,2.掘进机法,在埋深较浅、但场地狭窄和地面交通环境不允许爆破震动扰动,又不适合盾构法的松软破碎岩层情况下采用。该法主要采用臂式掘进机开挖,受地质条件影响大。,悬臂掘进机,国外进口的全断面掘进机,3.顶管法,是直接在松软土层或富水松软地层中敷设中小型管道的一种施工方法。适用于富水松软地层等特殊地层和地表环境中中小型管道工程的施工。主要由顶进设备、工具

38、管、中继环、工程管、吸泥设备等组成。,顶管法施工工艺,4.沉管法,定义：沉管法是将隧道管段分段预制，分段两端设临时止水头部，然后浮运至隧道轴线处，沉放在预先挖好的地槽内，完成管段间的水下连接，移去临时止水头部，回填基槽保护沉管，铺设隧道内部设施，从而形成一个完整的水下通道。优点：沉管隧道对地基要求较低，特别适用于软土地基、河床或海岸较浅，易于水上疏浚设施进行基槽开外的工程特点。,“亚洲第一沉管”,由于其埋深小，包括连接段在内的隧道线路总长较采用暗挖法和盾构法修建的隧道明显缩短。沉管断面形状可圆可方，选择灵活。 基于上述的优点，在大江、大河等宽阔水域下构筑隧道，沉管法称为最经济的水下穿越方案。,

39、5.盾构法,定义：盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法 。盾构(shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构 。优点：机械化程度高、进度快、隧洞形状准确。质量高、衬砌经济；对环境无不良影响、地下水位可保持；对地面结构影响小，对于现场施工人员的安全性较高、劳动强度低。,盾构构造,缺点：准备困难且费用高，只有长距离掘进时才较经济施工工艺复杂；需熟练掌握机器操作，当地层条件变化时实施有风险。适用条件：在松软汗水地层中修建隧道、水底隧道及地下铁路时采用各种不同形式的盾构施工最有意义。,盾构形式分类,按盾构断面形状不同可将其分为:圆形、拱形、矩形、马

40、蹄形4种 。按开挖方式不同可将盾构分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种 。按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人工井点降水、泥水加压、土压平衡式，局部气压盾构，全气压盾构等。,我国盾构技术的进步,掌握了盾构机的选型和配套技术。掌握了盾构隧道的设计和结构计算技术以及防水技术 。掌握了盾构掘进控制技术，掌握了盾构掘进控制技术。掌握了不同地质条件和复杂环境条件下的施工及相关的施工技术 。,随着盾构法研究的深入、工程应用的增多，盾构法施工技术以及盾构机修造配套技术也得到了发展提高。例如：上海地铁隧道基本全部采用盾构法修建。,6.浅埋暗挖法,浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术。

41、 原理：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法，,浅埋暗挖法又称矿山法，是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上，针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法 适用范围：适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径,优势与技术特点,优势：不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序，现被施工单位普遍采纳。技术特点：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测,由于

42、该工法在有水条件的地层中可广泛运用，加之国内丰富的劳动力资源，在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广，已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道，而且在大跨度车站的修筑中有相当的应用。此外，该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。,7.新奥法,定义：新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工。,隧道新奥法施工,简介,新奥法（NATM）是新奥地利隧道施工方法的简称, 在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。 该方法修建地下隧

43、道时，对地面干扰小，工程投资也相对较小，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也可以得到较好的保证。,适用范围,新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。 对于岩石地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，必要时可做二次衬砌 对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后方可施工,第三节 高架结构工程,在轨道交通线路设计时，在如下地段考虑选择高架形式是比较适宜的：城市繁华地区以外的城近郊区，周围建筑较少连接城市中心区与周围卫星城、开发区、机场等中等规模及以下城市，规划预留出城市轨道交通专属用地,多铺设无缝

44、线路、无砟轨道结构列车运行速度高、运行密度大施工建设时的景观要求、环保要求较高必要地段设置防噪屏障大多采用预应力混凝土结构,高架结构工程的特点,高架结构设计原则,上部结构优先采用预应力混凝土结构，其次是钢结构，须有足够的横向和竖向刚度墩位布置符合城市规划要求采取措施降低震动、噪声，消除楼房遮光和防止电磁波干扰轨距采用标准轨距预留安装设备所需的管道及洞孔位置,1、结构体系,中小跨度桥梁 特殊地段简支梁体系、连梁体系 斜拉桥、斜腿钢构,2、梁型,1）预应力混凝土箱梁箱型的闭合薄壁截面抗扭刚度大，整体受力性能好，因而得到广泛应用。按截面形式分为单室单箱梁、单室双箱梁和双室单箱梁。,梁型,2）预应力混

45、凝土板梁板梁截面主要有空心板、低高度板和异形板。,梁型,3）预应力混凝T形梁T形梁与箱梁同属肋梁式结构，兼具箱型梁刚度大、材料用量省的特点。同时，吊装重量小，构件容易修复或更换，避免了箱型梁内膜的拆除困难。,梁型,4）组合箱形梁 在预制厂内用先张法制造槽形梁，架立后再在它上面浇筑钢筋混凝土连续桥面板，将槽形梁连成整体，最终形成组合箱形梁。槽形梁是下承式梁，由车道板、主梁、端横梁三部分组成。主梁是主要的承重结构；车道板位于主梁下方，直接承受车辆载荷；端横梁在施工和维修时起顶梁的作用，作为车道板的两端支承，保证车道板的整体作用。,梁型,5）高架脊梁式结构脊梁式结构分为上承式和下承式。上承式是在上部

46、带大悬臂挑臂结构，下承式是在下底板带大悬臂挑臂结构，城市轨道交通一般多采用后者。下梁式结构和挑臂形式如图：,高架墩台形式,高架墩台一般有如下几种形式：1）倒梯形桥墩特点：构造简单、施工方便、受力合理，具有较强的强度、刚度和稳定性。2）“T” 形桥墩特点：自重小，节省材料，减占地面积，与上部轮廓线过渡平顺，受力合理。3）双柱形桥墩特点：体积小，圬工省，结构轻巧、透空空间大，稳定性好4） “Y”形桥墩特点：与“T” 形桥墩类似，但结构相对更复杂，施工较麻烦。,高架车站结构形式,按照结构形式，高架车站主要分为三类：1）站桥分离式2）站桥结合式3）站桥合一式,第四节 轨道结构,轨道是由钢轨、轨枕、道床

47、、道岔、连接零件和其他附属设施等组成的，用来引导列车行进方向，直接承受由车轮传来的压力，并将之传递、扩散到路基或桥隧建筑物上的整体结构工程，所以也把轨道称为线路的上部建筑。轨道结构应有足够的强度和稳定性、耐久性、绝缘性及适量的弹性，以确保地铁列车安全运行，为旅客提供舒适的环境。,1、轨道结构的形式,钢轮钢轨的轨道结构 钢轨顶面提供车辆走行面，钢轮的轮缘和钢轨侧面的相互作用则提供导向力。采用橡胶轮胎等形式的轨道结构 必须有走行面及侧向的挡板，车辆除走行轮外还水平安置了导向轮。磁悬浮列车非接触式的轨道结构，则必须提供侧向非接触式的导向力。,173,轨道结构的形式,最常见的钢轮钢轨系统由钢轮轮缘和钢

48、轨之间的作用里来提供导向力。,174,钢轮钢轨系统,轮缘是有高度h和坡度的，钢轨顶面也是由圆弧组成，保证钢轮向中间靠。,175,2、轨道结构的组成,传统轨道结构的组成：钢轨轨枕道床连接部分（扣件）道岔附属设备,2-1钢轨,以每米钢轨的质量来区分。检验钢轨的标准有钢轨的化学材质和物理力学指标。钢轨的断面可以分成轨头、轨底和轨腰三个部分，之间用圆滑曲线连接。,（1）钢轨连接,钢轨出厂标准25m和12.5m两种。轨道交通线路上的钢轨是需要连成长轨条的，钢轨与钢轨纵向连接依靠接头板来实现。,179,钢轨连接现场,钢轨接头的破坏形式,折角,台阶、接缝,（2）无缝线路Long welded rail,钢和

49、钢是同种材料，可以通过焊接的方式将其焊接成长钢轨。焊接长钢轨线路就是无缝线路。一般而言，焊接长钢轨的无缝线路长为12km，目前技术上已可能做到全路段的超长无缝线路。,无缝线路技术,无缝线路的钢轨是全长焊接，热胀冷缩在钢轨内产生压或拉力。称为温度应力，温度应力大小和温度差有关铺设时的轨温和测量时的轨温之差。温度应力如何释放？采用什么样的方法来焊接钢轨？,焊接钢轨,2-2 钢轨的“基座”,钢轨必须固定在稳定的、不能变形的“基础”轨枕上，以保持一定的几何形位轨距、水平。最普通的、应用最广的是各种类型的轨枕木、混凝土和钢。,（1）木枕,木枕的弹性是最好的，结构是最简单的。由于资源有限，在我国除了桥上、

50、道岔上很少使用。,（2）砼(tong)（混凝土）轨枕,砼轨枕,砼轨枕,因为砼轨枕不易加工，在桥、道岔等特殊地带的轨道还只能采用木枕，而其他地段则采用砼轨枕。,（3）宽轨枕,因为砼轨枕很重，轨底压应力很大，又出现了一种宽轨枕，几乎满扑整个道床，在上海火车站等处有铺设。,宽轨枕,2-3 道床,有渣道床无渣道床 整体道床 板式道床,194,整体道床,在城市轨道交通中为了免维修、减少工作量，在某些轨道结构中为了加强轨道结构强度，使用了整体道床、板式轨道将轨枕和道床浇筑成一体的轨道结构。,196,197,现浇承轨台式整体道床,2-4 扣件,钢轨和轨下基础是不同材料的两种构件，它们之间的连接需要可靠、简单