地铁是怎么挖的有多深(地铁的隧道是用什么机器挖的)

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19世纪中叶,英国伦敦街头交通堵塞严重。一位名叫查尔斯.皮尔逊的律师想到火车跑得很快,怎样让火车跑进城市呢?一次,查尔斯看到墙角的老鼠洞里,一只老鼠在跑来跑去,他提出一个妙想:让火车在地下跑起来!1863年,这个"异想天开"得以实现——世界上第一条地铁在伦敦诞生了!随后,世界各地纷纷效仿,建起了各式各样的地铁,但你知道人类是如何打出"老鼠洞"?地铁内部究竟是怎样施工的呢?

通常,地铁施工方法主要有:明挖法、盖挖法(盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法)、暗挖法(浅埋暗挖法、盾构法)。

明挖法

明挖法是在一定支护体系的保护下开挖基坑,然后在基坑内施作地下工程主体结构的施工方法。由于明挖法易于保证施工安全质量、地层适应性强、施工工期较短、造价低等优点,近年来在国内各城市中得到普遍应用,北京市甚至提出了"能明则明、能盾则盾"的地铁施工原则。

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优点:(1)便于设计:明挖法边坡支护结构、支撑和锚固体系受力比较明确,便于选择合理的设计方案和参数;

(2) 便于快速施工:一般情况下,明挖法的施工场地比较开阔,工作面较多,可以组织大量人员、设备、材料、机具等进行快速施工;

(3) 便于控制施工安全、质量和进度:明挖法的施工工序和作业面大部分可以直接观察和检查,施工项目便于检测,安全隐患便于发现,安全措施便于制订和落实,应急抢险救援场地条件比较好,因此施工的安全、质量和进度容易控制;

(4) 在拆迁量小的情况下,工程造价较低:明挖法和矿山法、盾构法相比,人员投人相对较少,设备相对简单,施工效率相对较高,在拆迁量小的情况下,造价较低。

缺点:(1)拆迁工作量大,扰民大,影响交通:在城市采用明挖法施工,一般情况下,需要拆迁建筑物、改移管线和树木,必要时进行交通管制;

(2)受气候、气象条件变化影响大:在寒冷地区或大风、大雾、雨、雪、冰冻天气,明挖法施工比较困难,容易出现险情;

(3)对环境影响校大:明挖法施工带来的噪声、粉尘、污水、振动等对环境影响比较大。此外,由于降水作业,可能引起地下水位下降、地面沉降、建筑物倾斜及地下管线破坏;

(4)易发生基坑整体失稳破坏:在不良地质和复杂环境中,一旦设计或施工不当,会发生边坡滑移或基坑整体失稳,可能造成重大人员伤亡和灾害。

盖挖法

盖挖法是指当地下工程施做时需要穿越公路、建筑等障碍物而采取的新型工程施工方法,是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作,也可以逆作。

优点:(1)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;

(2)基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全;

(3)盖挖逆作法施工一般不设内布支撑或锚固,施工空间大;

(4)盖挖逆作法施工基坑暴露时间短,用于城市街区施工时,可尽快恢复路面。

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缺点:(1)盖挖法施工时,混凝土内衬的水平施工缝的处理较困难;

(2)盖挖逆作法施工时,暗挖施工难度大,费用高;

(3)盖挖法每次分部开挖及浇筑衬砌的深度,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。

暗挖法

暗挖法是即不挖开地面,采用在地下挖洞的方式施工。矿山法和盾构法等均属暗挖法。尽管浅埋暗挖法城市隧道及地下工程施工技术已较为成熟,但由于工程水文地质条件的不确定性和施工环境的复杂性,使得在浅埋暗挖法地下工程施工过程中,仍存在许多施工风险,也发生过许多风险事故。

隧道及地下工程施工时有下列特点:①受工程地质和水文地质条件的影响较大;②工作条件差、工作面少而狭窄、工作环境差;③暗挖法施工对地面影响较小,但埋置较浅时可能导致地面沉陷;④有大量废土、碎石须妥善处理。

隧道及地下工程的施工方法最初是采用矿山开拓巷道的方法,故称为矿山法,此法应用范围很广。

19世纪,为修筑水底隧道,创制了盾构,经100多年的改进,盾构法成为在松软地层中常用的方法之一。

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