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地鐵是怎樣建成的?鉆小二今天才知道!
發布時間:2020-04-28      發布人:鉆牌

越來越多的人選擇地鐵綠色出行

當我們享受著軌道交通帶來的便利的同時

想必不少小伙伴都想知道

它是如何建成的呢?

能在地底,甚至地上高架橋上飛馳

地鐵的修建必定是一項非常龐大的工程

一、地鐵的誕生

19世紀中葉,英國倫敦街頭交通堵塞嚴重。一位名叫查爾斯.皮爾遜的律師想到火車跑得很快,怎樣讓火車跑進城市呢?一次,查爾斯看到墻角的老鼠洞里,一只老鼠在跑來跑去,他提出一個妙想:讓火車在地下跑起來!1863年,這個“異想天開”得以實現——世界上第一條地鐵在倫敦誕生了!隨后,世界大城市紛紛建造地鐵。這種速度快不堵車、環保又舒適的交通工具,深受大家喜愛。

那么,地鐵是怎樣建成的呢?

建設地鐵可不是件簡單的事情哦!地鐵是高密度、特大型、綜合性軌道交通運輸系統,涉及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。地鐵線路像蜘蛛網一樣四通八達,稱為地鐵線網。

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。

二、地質構造與勘察

因為地鐵一般是建在地下,所以我們還要充分了解地下世界。地下一般是由很復雜的巖土構成的。

可是我們沒有透視眼,怎樣弄清楚地下的情況呢?這時就要依靠工程地質勘察了。


鉆孔取樣勘探

街机捕鱼达人 SHIYONGDIZHIZHANJIZAIDIBIAOXIAZHANCHUSHENSHENDEKONG,RANHOUYONGKONGXINZHANTOUJIANGYANTUYANGDAICHUDIMIANJINXINGQUYANGFENXI。YIBANZHANKONGJIANJUWEIJISHIMI,YUDAODIXIARONGDONG、GUSHIDENGFUZADIZHI,ZHANKONGJIANJUSUOJIANWEIJIMI。

電法勘探

GENJUGELEIYANTUDIANXUEXINGZHIDECHAYILAIFENXIDIZHIQINGKUANG。

磁法勘探

TONGGUOGUANCEHEFENXIYOUYANTUDECIXINGCHAYISUOYINQIDECIYICHANG,JINXINGDIZHIYANJIU。

聲波法勘探

街机捕鱼达人 TONGGUOZAILIANGKONGJIANFASHESHENGBO,RANHOUGENJUBUTONGYANTUFENJIEMIANSHANGFANSHEHUILAIDESHENGBOJINXINGDIZHIFENXI。

三、地鐵車站的確定

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、與其它交通方式換乘便捷、周邊環境條件等因素。


四、明挖法施工

正式開工前,要準備一塊滿足施工需求的場地。地鐵車站一般是從地面自上而下進行開挖,這就是安全又經濟的明挖法施工。

開挖前,需要處理影響施工的建筑、綠化和管線等,還要增加臨時道路,以減少建設地鐵時對交通出行的影響。


A、綠化遷移

SHIGONGFANWEINEIDELVSEZHIWU,XUYAOJINXINGQIANYI,ZAISHIGONGWANCHENGHOUJINXINGHUIFU。

B、交通疏解

WEIBAOZHANGJIAOTONGSHUNCHANG,YUANDAOLUJINXINGTUOKUANHUOGAIDAO,XINGCHENGXINDEDAOLU,YIBAOZHANGCHELIANGHEXINGRENZHENGCHANGTONGXING。SHIGONGWANCHENGHOUZAIJINXINGDAOLUHUIFU。

C、房屋拆遷

WEILEBAOZHANGSHIGONGHEZHOUBIANANQUAN,ZAIGONGCHENGSHIGONGYINGXIANGFANWEINEIDEJIANZHU,XUYAOBAOHUHUOCHAIQIAN。

D、管線遷改

CHENGSHIDIXIAMAIZANGLECUOZONGFUZADEGUANXIAN,RUDIANLI、TONGXIN、RANQI、ZILAISHUIGUANDAODENG,ZAISHIGONGQIANXUYAOJINXINGBAOHUHUOQIANGAI。

有了施工場地后,我們開來了很多機器,準備施工啦!首先,我們來建造地鐵車站的“外殼”例如地下連續墻,保護基坑與周邊安全。

Step1、成槽

街机捕鱼达人 SHIYONGCHENGCAOSHEBEIZAIJIKENGDEZHOUBIANXINGCHENGYIDUANDUANSHENCAO。

Step2、吊裝鋼筋籠

BAYIGENGENGANGJINBANGZHACHENGYUSHENCAOXINGZHUANGWENHEDEGANGJINLONG,ZAITONGGUOQIZHONGJIJIANGTADIAOJINSHENCAOZHONG。

Step3、灌注混凝土

街机捕鱼达人 ZAIDIAOZHUANGLEGANGJINLONGDECAONEI,GUANZHUHUNNINGTU,ZHUCHENGYIDUANGANGJINHUNNINGTUQIANG。

Step4、形成封閉的地下連續墻

街机捕鱼达人 JIANGMEIYIKUAIGANGJINHUNNINGTUQIANGLIANJIEQILAI,XINGCHENGYIGEJIANGJIKENGWEIZHUDEBAOHUQIANG,FANGZHIJIKENGTANTA,BAOHUZHOUBIANANQUAN。

在連續墻完成后,便開始一邊開挖一邊支撐,形成一個巨大的方形深坑。我們就是在這個深坑里面建造地鐵車站。

Step5、基坑開挖

ZAIBAOHUQIANGWEIHEDEKONGJIANNEIJINXINGTUFANGKAIWA,JIKENGXINGZHUANGXIANGYIGEDADADECHANGFANGXINGHEZI。

Step6、搭建支撐梁

街机捕鱼达人 MEIWADAOYIDINGSHENDU,JIUYAOZAIDIXIALIANXUQIANGLIANGCEZHIJIANJIASHEZHICHENGLIANG,BAOHUJIKENGANQUAN。

Step7、基坑底部防水施工

ZAIJIKENGDIBUPUSHEFANGSHUIJUANCAI。

Step8、綁扎鋼筋網

BANGZHACHEZHANZHUTIJIEGOUDEGANGJINWANG。

在搭好的鋼筋網上灌注混凝土,這時地鐵車站的雛形漸漸成型了。

Step9、灌注混凝土

WANGANZHUANGHAOMOBANDEGANGJINWANGGUANZHUHUNNINGTU,YICIJIANZAODIBAN、CEQIANG、ZHONGBANHEDINGBAN。

車站主體建成后,就可以恢復管線和道路了。


五、鋪蓋法與礦山法施工

在交通疏解困難的道路上,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,這就是鋪蓋法施工。

先在道路底下建造中立柱及圍護結構,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。

如果施工的場地周圍有很多密集的樓房和道路,那該怎么辦呢?在地址條件允許的情況下,我們可以采取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。

礦山法暗挖施工時,要按順序一小塊一小塊地挖,慢慢地挖出一個地下空間來。

當遇到富含地下水的地層,無法保證支撐隧道壁的穩定時,可選擇冷凍法施工。利用人工制冷技術使地層凍結,增加其強度和穩定性后,再進行施工。一些地鐵車站、通道、區間就是通過礦山法暗挖施工來完成的。

六、“鋼鐵蚯蚓”鉆洞神器

地鐵的鉆洞神器稱之為“盾構機”,它就像蚯蚓一般在地底下暢通無阻!

說完車站后,我們就開始講隧道啦!這里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。

Step1

街机捕鱼达人 GONGRENZAIGUANPIANCHANGJIANGYIPIANPIANDUNGOUGUANPIANYUZHIHAO,ZAIYUNSONGDAOSHIGONGXIANCHANG

Step2

街机捕鱼达人 TONGGUOLONGMENDIAO,JIANGGUANPIANDIAORUDUNGOUSHIFAJING

Step3

DUNGOUGUANPIANBANYUNCHEJIANGGUANPIANYUNSONGJINSUIDAO

Step4

DUNGOUJIDUIGUANPIANJINXINGPINZHUANG,XINGCHENGSUIDAO

盾構機就像一條“鋼鐵蚯蚓”,它經過的地方,一條長長的隧道就建成了。

A、控制室

街机捕鱼达人 KONGZHIDUNGOUJITUILI、SUDU、FANGXIANGDENGJUEJINCANSHUDECAOZUOSHI。

B、螺旋排土器

LUOXUANPAITUQIJIANGDAOPANQIEXUEXIALAIDENITUHESHIKUAIYUNSONGDAOPIDAICHUANSONGJI,ZUIHOUZAIYOUZHATUCHEYUNCHUSUIDAO。

C、管片組裝機

街机捕鱼达人 GUANPIANZUZHUANGJIJIANGDUNGOUGUANPIANYICIJINXINGPINZHUANG,YIBAN6PIANGUANPIANZUCHENGYIQUANSUIDAO,GUANPIANDEKUANDUCHANGWEI1.5MI。

盾構機在漆黑的地下掘進會迷路嗎?

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,操作人員可及時調整掘進狀態,使盾構機沿著正確的方向掘進。


盾構機是只能前進不能后退的,它會挖到下一個地鐵站或豎井,完成任務后吊出地面。


七、消滅“攔路虎”--孤石和溶洞

當盾構機在前進的過程中,常會出現兩大“攔路虎”——孤石和地下溶洞,讓我們來看看軌道交通建筑者是如何消滅它們的吧~

出站的列車由于下坡而很快地提高速度,進站的列車借助于上坡來降低速度,這種建造方法在運營時更加節能降耗。

風亭

街机捕鱼达人 DITIECHEZHANYUSUIDAOXUYAOJINXINGTONGFENG,FENGTINGJIUSHIDITIEYUDIMIANDEHUANFENGKOU,YIZHIBAOCHITONGFENGZHUANGTAI,FENGTINGPAICHUDEQITISHIWUHAIDE。

防淹門

DANGDITIESUIDAOCHUANYUEJIANGHEHUOHUBOSHI,WANYIYUDAOLESHUIDAOGUANJINSUIDAODEXIANQING,ZHESHIFANGYANMENJIANGJINJIGUANBI,BAOHUDITIEANQUAN。

排水泵

SHOUJISUIDAONEIDEJISHUI,PAIZHISHIZHENGGUANWANG。

盾構機在地下挖掘時,經常會冒出一些“攔路虎”。像孤石這種又大又硬的石頭,盾構機的“牙齒”啃不動它,這時就要把它挖掉或炸碎。

Step1

SHIGONGRENYUANCONGDIMIANWANGXIAZHANKONG,YIZHIZHANDAOGUSHICHU。

Step2

TIANJINZHAYAO,JIANGGUSHIZHASUI。

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。


Step1

街机捕鱼达人 SHIGONGRENYUANZHANYITIAOZHIDARONGDONGDEKONG。

Step2

ZAIKONGZHONGGUANZHUSHUINIJIANG,JIANGRONGDONGTIANMAN,DUNGOUJICAINENGTONGGUO。


八、怎樣江底挖掘和保護地面建筑?

除了孤石和溶洞,地下還有各種各樣的障礙。

上軟下硬地層

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花崗巖殘積土

ZHEZHONGDICENGYUSHUIZEBIANNIJIANG,KENENGDAILAIDIBIAOCHENJIANG,SHENZHITAFANGDEFENGXIAN,XUTIQIANJINXINGJIANGSHUICHULI。

煤層瓦斯

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盾構機穿過重重地質挑戰,來到了大江邊。在江底挖掘時風險很大,盾構機需小心翼翼地挖掘前行。

在江底,經常會遇到上軟下硬底層、砂層、淤泥層和承壓水等阻撓。盾構機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,風險巨大。

盾構施工時,除了要解決地下的難題,也要保護地面上的建筑,如房屋、高架橋、鐵路等。

盾構下穿高鐵

DUNGOUJIZAICHUANYUEGAOTIESHIYAOQIUHENGAO,WEIFANGZHIDIMIANCHENJIANGERYINGXIANGXIANLUYUNSHU,XUDUISUIDAOSHANGFANGDICENGJINXINGJIAGU。

樁基托換

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  • ZAITIELUDELIANGPANGFENBIEJIANZAOLIANGGESHUJING。

  • ZAIJIHUAJIANZAODESUIDAOSHANGFANG,LIYONGSHUJINGDUITUTIJINXINGYUJIAGU。

  • DUNGOUJICHUANGUOSHUJINGHETUTI,WANCHENGXIACHUANGAOTIEDESHIGONG。

九、沉管法與高架法施工

當地鐵隧道與市政道路合建過江時,聰明的工程師想出了另外一種工法——“沉管法”將岸上預制好的一節節隧道管段沉到江底進行拼裝,形成隧道。

Step1

XIANZAICHUANTAISHANGHUOGANWUZHONGZHIZUOSUIDAOGUANDUAN,GUANDUANLIANGDUANYONGLINSHIFENGDUMENMIFENG。

Step2

JIANGSUIDAOGUANDUANTUOYUNDAOSUIDAOSHEJIWEIZHI——JICAOSHANGFANG。

Step3

WANGGUANDUANZHONGJIAZAI,SHIQICHENDAOJICAONEI,BINGYONGSHUILIYAJIEFAJIANGXIANGLINGUANDUANLIANJIE,RANHOUCHAICHUFENGDUMEN,SHIGEJIEGUANDUANLIANTONGCHENGWEIZHENGTIDESUIDAO。

有時候,地鐵跑著跑著,咦,突然就到地面高處了!這里采用了高架法施工。


由架橋機將預制好的一段段梁片依次進行拼接,形成高架橋。


十、地鐵建設的三個關鍵節點

隧道完工后,要鋪設軌道、電纜、通信等設施。 隧道、軌通、電通是地鐵建設的三個關鍵節點。


基礎設施都建完啦,大家是不是就可以去坐地鐵了呢?

還不行哦!我們還要裝修車站、安裝機電設備、系統聯調、驗收和試運行。


機電設備是各種機械和電氣設備的總稱,為列車正常安全運行和乘客便利舒適搭乘地鐵提供綜合保障。

列車不能一直跑。它也是需要休息和養護的。我們要給它們建一個“家”——車輛段。車輛段是對地鐵車輛進行運營管理、停放、維修及保養的場所


那地鐵是如何做到安全、準點、快捷、舒適地運行呢?因為它有一個聰明的“大腦”——地鐵控制指揮中心。

控制指揮中心是對全線列車運行、電力供應、車站設備運行、防火報警、環境監控、票務管理及乘客服務等,全程進行調度、指揮和監控的“中樞”。


十一、持續做好地鐵保護

從開始建造一直到開通之后,我們還要持續不斷地進行地鐵保護工作,防止其它工程建設影響地鐵。


保護區內施工不得影響地鐵各個系統安全正常運營,范圍包括:

1、DIXIACHEZHANYUSUIDAOJIEGOUWAIBIANXIANWAICE50mNEI;

街机捕鱼达人 2、DIMIANHEGAOJIACHEZHANYIJIXIANLUGUIDAOJIEGOUWAIBIANXIANWAICE30mNEI;

街机捕鱼达人 3、CHURUKOU、FENGTING、BIANDIANZHANDENGFUSHUJIAN、GOUZHUWUJIEGOUWAIBIANXIANWAICE10mNEI;

4、GUIDAOJIAOTONGGUOJIANGSUIDAOJIEGOUWAIBIANXIAN100mNEI。

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