1、地鐵隧道設計與施工研究匯報人：張晗秋指導老師：石鈺鋒匯報時間：2015.11.13匯報提綱 背景簡介 隧道設計 施工技術背景簡介 隧道概念與分類 地鐵隧道定義和特點 地鐵發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 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，并在其中鋪設軌道，以電動快速列車運送大量乘客的城市鐵路系統。 特點：1 安全、快捷、方便、準時 2 改造地面環境、節約地面空間 3 拉動周邊經濟 4 人防功能

2、面臨的問題：1 建造和運營成本高 2 建設周期長 3 前期準備時間長 4 安全性有待提高排名（2010）國家/地區軌道交通總長度（km)站臺數目軌道交通啟用年度1美國1747.3103718702中國內地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）城區人口(萬） GDP（億）線路里程（km

3、）線路條數北京196113777.9452720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隧道設計設計步驟：1 收集資料進行路網規劃設計 2 根據路網規劃進行路網方案設計 3 線路設計 路網規劃設計 路網規劃是城市軌道交通工程設計建設的主

4、要依據，也是城市軌道交通規劃的重要組成和具體體現，也是城市建設的重要組成部分。應具有：全局性、客流預測、線路走向、車站布置、交通組織原則。路網基本結構 放射形 放射網形 放射加環線形 棋盤形 混合形放射形放射網形放射加環線形棋盤形混合形基本方法 逐線規劃擴充法、主客流方向路網規劃法、效率最大優化法、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。客運交通走廊，串聯點，構 成面 面：整體研究。區域內的功能定位和合理分布，路網構架整合，交通預測與供給平衡 堅持以整體指導局部，以局部支持整體的思路路網方案設計客觀分析交通戰略自然、人文等制約條件其他城市社會經濟特征經驗路

5、網規模及其與路網形態的關系研究對象網絡待評價方案集客觀預測評價模型方案評價方案補充方案篩選優化路網路線方案設計步驟線路設計線路設計是對每一條線路進行勘測、規劃和設計工作的總和。分為四個階段：可行性研究階段、總體設計階段、初步設計階段和施工設計階段。內容：1 地質調查與勘測 2 線路選線 3 線路平面設計 4 線路縱斷面設計地質調查與勘測 隧道工程的勘測設計一般分為兩階段進行，即初測階段和定測階段。隧道勘測的基本內容有：地層、巖性調查；地質構造調查；水文地質調查；城市管網調查；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、線路敷設方式。1 經濟選線：選擇行車線路的起始點和經過點

6、。2 技術選線：根據行車路線，結合規范和設計要求，確定不同坐標處線路位置。3 輔助線：折返線，存車線，車輛段出入線線路平面設計原則：1 線路應與城市發展規劃相結合 2 雙線右側行車制 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，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車廂的全軸距而確定的。線路縱斷面設計原則：（1）保證列車的運行安全、平穩及舒適性；（2）結合不同的地形、地質及水文條件，力求方便乘客并

7、降低造價；（3）應盡量設計成符合列車運行規律的節能型坡道。縱坡要求：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、與工程地質和水文地質條件有關。 隧道是一個狹長的建筑物，工作面少。 洞內施工環境較差。 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筑物的方法中修筑。其基坑分為敞口放坡和有圍護結構的基坑。方法施工方法-凍結法原理：利用凍土具有強度高、可隔水的性質進行地層加固。將低溫冷媒（低溫鹽水）送入地層，通過熱質交換來凍結地層。人工凍土墻對復雜的水文條件和地質條件的適應性強。凍結墻均勻完整、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：土體性質的弱化、凍脹融縮與地表移動、凍融附加應力對主體結構的影響、混凝土低溫凍害。施工步驟：（1）組裝凍結工作站（2）埋設凍結管。在凍結孔內設置凍結器，將不同凍結孔內的凍結器連成一個系統，與凍結站相連。（3)積極凍結。凍結壁從每個凍結管向外擴展，在每個凍結管周圍形成凍結圓柱，當凍結管的凍結圓柱連成一片時，隨著凍結時間的延長，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。補充能量損失，維持地層的溫度恒定。（5)解凍。當地層開挖和永久結構施工完成后，解凍，拔除凍結管。人工凍土場溫度場的發展凍結溫度場是一個相變的、移動邊界和有內熱源的、邊界條件復雜的不穩定導熱問題。研究凍結過程中溫度場的目的：（1）求算凍土的強度，確定凍結壁的厚度；（2）了解與檢查凍結壁形成情況及厚度；（3