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    地鐵是怎樣建成的

    發布時間:2017-03-21 14:25:06    訪問次數:387

     廣州市在建地鐵線路共11條(段)、260公里,計劃于2016、2017年左右陸續建成。在數十米深的地下,地鐵列車呼嘯而過,這條每天運載630萬人的地下鋼鐵巨龍到底是怎樣建成的?隧道如何挖,如何防止地下水倒灌?挖掘過程中,沿路地面上的房屋該如何保護?挖掘后泥土隨機涌來,這些沙土怎樣處理?工人們在圍擋里究竟在干什么?


      17號上午,地鐵公司發布了一本以手繪插圖的形式完整系統地介紹地鐵建設方方面面的通俗科普讀物《地鐵是怎樣建成的》。


      翻開這本《地鐵是怎樣建成的》才發現原來地鐵誕生的靈感來源于老鼠洞,原來修建地鐵的挖掘機竟然是只進不退的"鐵蚯蚓",原來地底下真的有可以吞下龐大機器的"大嘴怪獸",原來地鐵列車也有個溫馨的家可以"洗澡休息"……《地鐵是怎樣建成的》手繪本為讀者披露了很多有趣的故事。全書用30余幅手繪插圖形象生動地介紹了地鐵工程的建造方法和流程,展示了地鐵誕生,地鐵線路與站點規劃,車站、隧道施工方法等方方面面。同時還介紹了在素有"地質博物館"之稱的廣州,地鐵建設過程中常遇到的地質難題和解決辦法。讓讀者對自己每天乘坐的地下交通工具有一個全面、深入、專業的了解。


    以下內容是節選自書中簡介
    明修棧道 暗度陳倉

      建地鐵可不是件簡單的事情,地鐵是高密度、特大型、綜合性軌道交通運輸系統,涉及線路、軌道、橋梁、車輛、供電、消防、環保等40多個技術專業,得花好幾年的時間才能建成。


      在地鐵建造之前,工程師首先要規劃列車行駛的線路,地鐵線網規劃是在城市發展戰略、總體規劃、土地利用規劃的基礎上、根據客流預測分析,充分考慮交通與城市發展之間的關系,選擇方便市民出行、能適應城市可持續發展的布局。列車行駛的路線確定了,那地鐵車站又要建在哪里呢?依據城市規劃,地鐵車站一般會選擇建在住宅區、商業區等主要客流集散點,方便市民出行。同時考慮土地利用、與其他交通方式便捷、周邊環境條件等因素。


      在充分考慮人民大街的交通承載能力后,地鐵往往會采用三種不同的施工方法:明挖法、鋪蓋法施工、礦山法暗挖施工。


      明挖法,就是直接從地面挖開,施工完之后再回填;明挖法的特點是施工技術相對簡單、成本較低。開挖前,需要處理影響施工的建筑、綠化何管線等,還要增加臨時道路,以減少建設地鐵時對交通出行的影響。


      鋪蓋法施工,就是先在路面下方挖出一定的空間,然后將頂部封閉,實現"還路于民"。在交通疏散困難的道路上,為減少對交通的影響,有時會在地面上鋪一個大蓋板,作為臨時路面供車輛通行,底下進行施工。先在道路底下建造立柱及圍護結構,在其上方搭建支撐梁,然后在支撐梁上鋪上蓋板,供車輛通行,在蓋板下方進行施工。鋪蓋法一定程度兼顧了行車與施工,但會增加施工的難度。


      礦山法暗挖施工,建一個小小的施工豎井,施工人員從豎井下去,像"土拔鼠"一樣在地下建造車站或隧道。采用礦山法暗挖施工一般是因為施工的場地周圍有很密集的樓房和道路。這種方法將最大限度減小施工期間對中心城區交通的影響,但會增加工程風險,加大工程投資、延長工期。


    地鐵隧道如何挖?"鋼鐵蚯蚓"乾坤大挪移

        不少市民很好奇:"地鐵隧道那么長挖掘機是怎么挖的?挖出來的土又如何處理的呢?"


      地鐵隧道的開挖需要用到一種非常特殊的機器,它的名字叫盾構機,地鐵隧道大部分都是用這樣的盾構法施工來修建的。盾構機就像一條,它經過的地方,一條條長長的隧道就建成了,所以地鐵人士也稱它為"鋼鐵蚯蚓"。這條"鋼鐵蚯蚓"的刀盤和刀具在液壓馬達和盾構千斤頂的同時驅動下,一邊向前推進,一邊利用前方道具切削泥土和石塊,即使是很硬的石頭,它也可以將其絞碎,吞進肚子里,再通過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。


      那"鋼鐵蚯蚓"在漆黑的地下會迷路嗎?當然不會,先進的盾構機安裝了高精度的測量系統,能夠動態顯示當前位置相對于隧道設計軸線的位置偏差,操作人員在操作室通過控制盾構機推力、速度、方向等掘進參數,可及時調整掘進狀態,使盾構機沿著正確的方向掘進。"鋼鐵蚯蚓"不僅可以吞掉挖出來的土,它邊前進還能邊將盾構管片進行拼裝,一般6片管片組成一圈隧道,管片的寬度常為1.5米。"鋼鐵蚯蚓"的盾構千斤頂,盾構機向前推進的動力裝置。千斤頂伸足一環管片寬度時,便依次向前縮回,流出空隙組裝管片,然后以組裝好的管片為支撐點,再向前推進。


      但"鋼鐵蚯蚓"也有致命弱點,它只能前進不能后退,它必須要挖到下一個地鐵或豎井,完成任務后才能吊出地面。所以事先必須通過地質勘察弄清楚地質情況,一旦"鋼鐵蚯蚓"遇到溶洞而陷在里面,那它可能就要永遠留在里面了。


    地鐵穿房而過,房屋安全如何保障?

      盾構機在挖掘過程遇到一些"攔路虎"如又大又硬的大石頭、"怪獸大嘴"溶洞要如何處理?如何從珠江底橫穿而過?穿過居民房屋的時候會不會對房屋安全產生影響?


     "鋼鐵蚯蚓"在地下挖掘時,經常會冒出一些"攔路虎"。孤石這種又大又硬的石頭,"鋼鐵蚯蚓"的"牙齒"啃不動它,這時就要把它挖掉或炸碎。首先施工人員從地面往下鉆孔,一直鉆到孤石處,填進炸藥,將孤石炸碎。


      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,盾構機會跌入溶洞,造成嚴重的事故。這時施工人員就要設法將溶洞填滿。施工人員首先也是鉆一個直達溶洞的孔,然后在孔中灌注水泥漿,將溶洞填滿,"鋼鐵蚯蚓"才能通過。


      "鋼鐵蚯蚓"穿過重重地質挑戰,來到了大江邊,在江底挖掘時風險很大,"鋼鐵蚯蚓"需要小心翼翼地挖掘前行。在江底,經常會遇到上軟下硬地層、砂層、淤泥層和承壓水等阻撓,"鋼鐵蚯蚓"掘進時需要做好監測,謹慎控制。盾構機一旦在江底出現故障,檢修異常困難,搞不好就可能永眠江底了,風險巨大。


      有的市民提出,地鐵在城市地底下橫穿而過,通過一些樓房的時候如何保障樓房的安全呢?通常地鐵施工方會選擇在房屋樁基的空隙間穿過,對房屋安全不會影響。但遇到必須穿過房屋樁基的時候該怎么辦呢?這時地鐵施工方往往會進行樁基托換處理,為建筑物建造新的樁基,然后處理擋住盾構路線的樁基,新的樁基形成新的受力體系,不影響建筑物的安全。


      完成上述重重困難后,工人開始給隧道鋪設軌道、電纜、通信等設施,對車站進行裝修、安裝機電設備、系統聯調,經過驗收和試運行后,列車就可以正式上軌了。


    消息來源:天工網
    原文鏈接: http://wd.tgnet.com/DiscussDetail/201412182526249273/1/
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