隧道與地下工程 課件 第7、8章 隧道施工、地下工程

本章提要：

本章主要介紹了新奧法施工的基本方法，敘述了不同地質(zhì)條件下采用不同隧道斷面開挖方案（如全斷面法、臺階法、臺階分部開挖法等）及噴錨支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用，介紹預(yù)支護(hù)技術(shù)、二次襯砌施工以及初期支護(hù)中錨桿和噴射混凝土施工工藝。還概要地說明了其他隧道施工方法，如新意法等。第7章

隧道施工第7章

隧道施工7.1概述7.2新奧地利隧道施工法7.3淺埋暗挖法7.4新意法7.5巖溶隧道施工7.1概述1)隱蔽性大，未知因素多。2)作業(yè)空間有限，工作面狹窄，施工工序干擾大。3)施工過程作業(yè)的循環(huán)性強(qiáng)，因隧道工程是縱長的，施工嚴(yán)格地按照一定順序循環(huán)作業(yè)，如開挖就必須按照“鉆孔—裝藥—爆破—通風(fēng)—出渣”的順序循環(huán)。4)施工作業(yè)的綜合性強(qiáng)，在同一工作環(huán)境下進(jìn)行多工序作業(yè)(掘進(jìn)、支護(hù)、襯砌等）。1.礦山法隧道施工特點(diǎn)5)施工過程的地質(zhì)力學(xué)狀態(tài)是變化的，圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)也是變化的，因此隧道施工是動態(tài)的。6)作業(yè)環(huán)境惡劣，作業(yè)空間狹窄，施工噪聲大，粉塵、煙霧，潮濕，光線暗，地質(zhì)條件差及安全問題等給施工人員帶來了不利的工作環(huán)境。7)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)性大。風(fēng)險(xiǎn)性是與隱蔽性和動態(tài)性相關(guān)聯(lián)的，在施工過程中，施工人員必須隨時關(guān)注隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)性。8)氣候影響小。隧道施工可以不受或少受晝夜更替、季節(jié)變換、氣候變化等自然條件的改變的影響，可以持續(xù)穩(wěn)定地安排施工。1.礦山法隧道施工特點(diǎn)隧道施工方法山嶺隧道施工方法水底隧道施工方法淺埋及軟土隧道施工方法礦山法(鉆爆法)明挖法蓋挖法淺埋暗挖法盾構(gòu)法沉管法盾構(gòu)法2.隧道施工方法掘進(jìn)機(jī)法（1）施工條件（2）圍巖條件（3）隧道斷面的面積（4）埋深（5）工期（6）環(huán)境條件3.施工方法選擇

在一個工程施工的時候選擇合理的施工方法要體現(xiàn)出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理以及安全使用等要求。一般來說，選擇施工方案時要考慮以下幾個因素：新奧法——新奧地利隧道施工法（NewAustriaTunnelingMethod，NATM），是奧地利隧道工程師臘布希維1963年提出來的。采用控制爆破掘進(jìn)的手段，進(jìn)行噴射混凝土和錨桿為主要支護(hù)措施，然后通過監(jiān)測圍巖的變形，動態(tài)修正設(shè)計(jì)參數(shù)和變動施工方法的一種隧道的施工方法，其核心內(nèi)容是充分發(fā)揮圍巖的自承能力。它是在早噴錨技術(shù)上總結(jié)發(fā)展起來的。7.2新奧地利隧道施工法7.2.1施工程序及基本原則1.施工程序圖7-1新奧法施工流程圖7-2隧道施工過程的主要作業(yè)2.

隧道施工應(yīng)遵循的基本原則1）少擾動。在施工中必須充分保護(hù)巖體，盡量減少對巖體的擾動，避免過度破壞巖體的強(qiáng)度。2）早噴錨。為了充分發(fā)揮巖體的承載能力，應(yīng)允許并控制巖體的變形。3）勤量測。以直觀、可靠的測量方法和測量數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確評價圍巖（或圍巖支護(hù)）的穩(wěn)定狀態(tài)，或判別其動態(tài)發(fā)展趨勢，以便及時調(diào)整支護(hù)形式和開挖方法，確保施工安全和順利進(jìn)行。4）緊早封閉。為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力功能，施工中應(yīng)盡快使之閉合，從而形成封閉的筒形結(jié)構(gòu)。

新奧法施工，按其開挖面的大小位置可分為：全斷面法、臺階法、分部開挖法等三大類及若干變化方案。7.2.2基本施工方法1.全斷面法

全斷面法是按照隧道設(shè)計(jì)輪廓一次爆破成型的施工方法。其施工順序?yàn)椋?）用鉆孔臺車鉆眼，然后安裝炸藥、連接導(dǎo)火線；2）退出鉆孔車，引爆炸藥，開挖出整個隧道斷面；3）排除危石，安設(shè)拱部錨桿和噴第一層混凝土；4）用裝渣機(jī)將石渣裝入渣車，運(yùn)出洞外；5）安設(shè)邊墻錨桿和噴射混凝土；6）必要時可噴拱部第二層混凝土和隧道底部混凝土；7）開始下一輪循環(huán)；8）在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后，或按施工組織中規(guī)定日期灌注二次襯砌。全斷面法應(yīng)該注意的問題有：1）搞清楚開挖面前方的地質(zhì)情況，隨時做好應(yīng)急措施，以確保施工安全；2）各種施工機(jī)械設(shè)備必須配套，保證充分發(fā)揮機(jī)械的效率；3）加強(qiáng)各項(xiàng)輔助作業(yè)，尤其加強(qiáng)通風(fēng)，保證工作面有足夠的新鮮空氣。2.臺階法

臺階法是將斷面分成上下兩個斷面進(jìn)行開挖，包括長臺階法、短臺階法和超短臺階法，其劃分一般是根據(jù)臺階的長度來定義的。

①長臺階法

長臺階法，上、下斷面相距較遠(yuǎn)，上臺階超前50m以上或大于5倍洞跨。②短臺階法

上、下斷面相距較近，上臺階長度小于5倍但大于1--1.5倍洞跨。③超短臺階法

上下臺階相距較近，上臺階僅超前3--5米。圖7-3臺階法施工形式a）長臺階法；b）短臺階法；c）超短臺階法圖7-5長臺階的縱向工序布置和機(jī)械配置

臺階法特點(diǎn)：

（1）長臺階法：相對于全斷面，長臺階一次開挖的斷面和高度都比較小，只需配置中型鉆孔臺車施工，對維持開挖面的穩(wěn)定有利。適用范圍較全斷面法廣泛。

（2）短臺階法：可縮短支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合的時間，改善初期支護(hù)的受力條件，有利于控制隧道變形。適用范圍廣，I--V級圍巖都能采用。缺點(diǎn)是上臺階出渣時對下半斷面施工的干擾大，不能全部平行作業(yè)。

（3）超短臺階法：支護(hù)閉合時間更短，更有利于控制圍巖變形，能有效地控制地表沉陷。缺點(diǎn)是上下斷面相距較近，作業(yè)相互干擾，施工速度較慢。施工中選擇何種臺階法需要根據(jù)初期支護(hù)形成閉合斷面的時間要求，以及上斷面施工所用的開挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備對施工場地大小的要求，然后進(jìn)行選擇何種臺階法。（1）環(huán)形開挖預(yù)留核心土法環(huán)形開挖預(yù)留核心土法又稱臺階分部開挖法，一般將斷面分成環(huán)形拱部、上部核心土、下部臺階三部分。3.分部開挖法

分部開挖法是將隧道斷面分部開挖成型，且一般將某部分巖體超前開挖。分部開挖法可分為幾種變化方案：圖7-7環(huán)形開挖預(yù)留核心土法工序圖（2）三臺階七步開挖法三臺階七步開挖法是以弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法為基本模式，分為上、中、下三臺階七個開挖面，各部位的開挖與支護(hù)沿隧道縱向錯開，平行推進(jìn)的施工方法。圖7-8三臺階七步開挖法工序示意圖（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（又稱眼鏡工法）當(dāng)隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差，單側(cè)壁導(dǎo)坑法難以控制圍巖變形時，可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。圖7-9雙側(cè)壁導(dǎo)坑法工序示意圖（4)中隔壁法（CD法）中隔壁法是在軟弱圍巖大跨隧道中常要的一種方法。這種方法是將斷面分成左、右兩部分，每一部分又分為上、下幾個臺階。圖7-10中隔壁法（CD法）工序圖（5)交叉中隔壁法（CRD法）CRD法是在軟弱圍巖大跨隧道中，先分部開挖隧道一側(cè)。施作部分中隔壁和橫隔板，并封閉成環(huán)；再分部開挖隧道另一側(cè)，完成橫隔板施工，最終隧道整個斷面封閉成環(huán)的施工方法。

圖7-11交叉中隔壁法（CRD法）工序示意圖

7.2.3新奧法的掘進(jìn)技術(shù)

在目前開發(fā)隧道的主要方法仍然是鉆孔爆破法。開挖工作包括鉆眼、裝藥、爆破等幾項(xiàng)內(nèi)容，對于開挖工作應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)要求：（1）按設(shè)計(jì)要求開挖斷面；（2）石渣大小應(yīng)便于裝渣作業(yè)；（3）掘進(jìn)速度快，少占作業(yè)循環(huán)時間；（4）爆破在充分發(fā)揮其能力的前提下，減少對圍巖的震動

破壞，減少對施工用具設(shè)備及支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞，并盡

量節(jié)省爆破器材消耗。1.鉆眼機(jī)具（1）風(fēng)動鑿巖機(jī)風(fēng)動鑿巖機(jī)俗稱風(fēng)鉆，主要是手持式氣腿鑿巖機(jī)，它是以壓縮空氣的膨脹為驅(qū)動力。它具有靈活方便，使用簡單等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是工人勞動強(qiáng)度大，能耗大，噪聲大等。風(fēng)動鑿巖機(jī)（2）液壓鑿巖機(jī)液壓鑿巖機(jī)是以電力帶動高壓油泵，通過改變油路，使活塞往復(fù)運(yùn)動，進(jìn)行沖擊作業(yè)。與風(fēng)動鑿巖機(jī)相比具有動力能耗少、鑿巖速度快、鑿巖功效高、環(huán)境保護(hù)較好等優(yōu)點(diǎn)。（3）鑿巖臺車將多臺液壓鑿巖機(jī)安裝在一個專門移動的設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)多機(jī)同時作業(yè)。液壓鑿巖臺車2、炮眼種類掘進(jìn)機(jī)工作面的炮眼可分為掏槽眼、輔助眼、周邊眼。掏槽眼：針對隧道開挖爆破只有一個臨空面的特點(diǎn)，為提高爆破效果，宜先在開挖斷面的適當(dāng)位置布置幾個掏槽炮眼；輔助眼：位于掏槽炮眼與周邊炮眼之間的炮眼稱為輔助眼繼爆管；周邊眼：沿隧道周邊布置的炮眼稱為周邊眼。圖7-12炮眼種類1-6：掏槽眼；7-49：輔助眼；50-92：周邊眼炮眼布置的原則和方法：1）先布置掏槽眼，其次周邊眼，最后輔助眼。2）周邊眼沿設(shè)計(jì)輪廓線均勻布置。3）輔助眼的布置由施工經(jīng)驗(yàn)決定。輔助眼的布置主要是解決炮眼間距E和最小抵抗線W的問3、掏槽眼布置掏槽眼的作用是將開挖面上某一部位的巖石掏出一個槽，以形成新的臨空面，為其他炮眼的爆破創(chuàng)造有利條件。根據(jù)排列形式可以分為斜眼掏槽和直眼掏槽兩大類。掏槽眼種類（1）斜眼掏槽特點(diǎn)：掏槽眼與開挖面斜交。常見形式：錐形掏槽、楔形掏槽、復(fù)式

掏槽。優(yōu)點(diǎn)：可以按巖層實(shí)際情況選擇掏槽方

式和掏槽角度。容易把巖石拋出，

而且需要的掏槽眼數(shù)量少。缺點(diǎn)：眼深受坑道斷面尺寸的限制，不

便多臺鉆機(jī)一起工作。圖7-13斜眼掏槽（2）直眼掏槽常見形式：平行龜裂掏槽、角柱掏槽、螺旋掏槽優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)比較方便，不隨循環(huán)進(jìn)尺的改變而變化掏槽形式，

僅需改變炮眼深度，石渣拋擲距離也可縮短。缺點(diǎn)：炮眼數(shù)目和單位用藥量要增多，炮眼位置和鉆眼方向

也要求高度準(zhǔn)確。

a)b)c)圖7-14炮眼布置形式（單位：cm，炮眼旁數(shù)字為毫秒雷管段別）a）雙臨空孔型；b）三臨空孔型；c）單臨空孔型4.控制爆破

在隧道爆破施工中，首要的要求是炮眼利用率高，開挖輪廓及尺寸準(zhǔn)確，對圍巖震動小。采用光面爆破與預(yù)裂爆破技術(shù)，可以控制爆破輪廓，盡量保持圍巖穩(wěn)定性。

（1）光面爆破光面爆破指爆破后斷面輪廓整齊，超挖和欠挖符合規(guī)定要求的爆破。

光面爆破基本原理：光面爆破是通過正確確定周邊眼的各爆破參數(shù)，使爆破后的圍巖斷面輪廓整齊，最大限度地減輕爆

破對圍巖的震動和破壞，盡可能維持圍巖原有完整性和穩(wěn)定性的爆破技術(shù)。光面爆破的主要參數(shù)：①周邊眼的間距②光面爆破層的厚度③周邊眼密集系數(shù)④周邊眼的線裝藥密

度等為獲得光面爆破效果，可采取以下技術(shù)措施：①適當(dāng)加密周邊眼②合理確定光面爆破層厚度③合理用藥④采用小直徑藥卷不耦合裝藥結(jié)構(gòu)⑤保證光面爆破眼同時起爆⑥要為周邊眼光面爆破創(chuàng)造臨空面光面眼間距光面層厚度光面眼間距光面層厚度（2）預(yù)裂爆破：預(yù)裂爆破實(shí)質(zhì)上是光面爆破的一種，其爆破原理與光面爆破相同，只是分區(qū)起爆順序不同。預(yù)裂爆破很適用于穩(wěn)定性差而又要求控制開挖輪廓的軟弱巖層。但預(yù)裂爆破的周邊眼間距和最小抵抗線都要比光面爆破的小，相應(yīng)地要增多炮眼數(shù)量，鉆眼工作量增大。預(yù)裂爆破的分區(qū)起爆順序?yàn)椋?/p>

周邊眼——掏槽眼——輔助眼——底板眼。光面爆破的分區(qū)起爆順序?yàn)椋?/p>

掏槽眼——輔助眼——周邊眼——底板眼7.2.4新奧法支護(hù)技術(shù)

1.預(yù)支護(hù)技術(shù)

當(dāng)隧道穿過的地層軟弱破碎，而地應(yīng)力很大時，圍巖表現(xiàn)為較強(qiáng)的流變性，隨時會發(fā)生坍塌，有時甚至不挖自塌，工作面不穩(wěn)定。此時，若仍然采用常規(guī)支護(hù)措施，將不能有效地控制圍巖的變形和阻止坍塌，而且圍巖的松弛變形還會進(jìn)一步向圍巖深層發(fā)展，造成更大范圍的圍巖松弛，改變地層狀態(tài)和地下水環(huán)境，嚴(yán)重時還會波及地表，改變地面形態(tài)，危及地面建筑物的穩(wěn)定和安全。為了保證在軟弱破碎圍巖中隧道開挖面的穩(wěn)定性或控制隧道產(chǎn)生過大的變形，則需要對圍巖采取預(yù)加固措施以提高其自穩(wěn)能力。（1）超前錨桿支護(hù)

超前錨桿是指沿開挖輪廓線，以一定的外插角向開挖面前方鉆孔安裝錨桿，形成對前方圍巖的預(yù)錨固，而后在提前形成的圍巖錨固圈保護(hù)下進(jìn)行開挖等作業(yè)。圖7-15超前錨桿布置示意圖（2）超前管棚支護(hù)

管棚支護(hù)是利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向開挖面前方打入鋼管構(gòu)成的棚架來加固開挖面前方巖層的預(yù)支護(hù)方法。管棚預(yù)支護(hù)圍巖a）管棚的環(huán)向布置；b）管棚鋼管縱向錯接；c）鋼管端部橫向連接

圖7-16管棚的配置和形狀（3）超前小導(dǎo)管注漿

超前小導(dǎo)管注漿是在開挖前，沿坑道周邊向前方巖層內(nèi)打入帶孔小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向巖層壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，在坑道周圍巖體就形成一定厚度的加固圈。在此加固圈的保護(hù)下即可安全地進(jìn)行開挖等作業(yè)。圖7-17超前小導(dǎo)管注漿a)超前小導(dǎo)管布置；b）注漿半徑及孔距選擇；c）小導(dǎo)管全圖（4）超前深孔帷幕注漿圖7-18超前深孔帷幕注漿a)洞內(nèi)超前注漿

b)地表超前注漿

c)平導(dǎo)超前注漿

2.初期支護(hù)

初期支護(hù)指在隧道開挖后圍巖自穩(wěn)能力不足的條件下，為保證隧道在施工期間的穩(wěn)定和安全所采取的工程措施。初期支護(hù)主要用錨桿和噴射混凝土來支護(hù)圍巖，并且初期支護(hù)施工完成后也作為永久承載結(jié)構(gòu)的一部分，與圍巖共同構(gòu)成永久的隧道結(jié)構(gòu)承載體系。（1）錨桿支護(hù)

按其對圍巖加固的區(qū)域分類，錨桿可分為系統(tǒng)錨桿、超前錨桿和局部錨桿三種。

系統(tǒng)錨桿：指在一個掘進(jìn)進(jìn)尺范圍內(nèi)的巖體被挖除后，沿隧道橫斷面的徑向安裝在圍巖內(nèi)的錨桿。

超前錨桿：是指沿開挖輪廓線，以稍大的外插角，向開挖面前方圍巖內(nèi)安裝的錨桿。

局部錨桿：是指為維護(hù)圍巖的局部穩(wěn)定或?qū)Τ跗谥ёo(hù)的局部加強(qiáng)，只在一定的區(qū)域安裝的錨桿。按其錨固形式的不同，錨桿有如下分類：（2）噴射混凝土支護(hù)

噴射混凝土可以作為隧道工程的永久性或臨時性支護(hù)，也可以與各種形式的錨桿、鋼纖維、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)成組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)。圖7-19干噴施工工藝

噴射混凝土的噴射方式

噴射工藝噴射混凝土的工藝種類分為干噴、濕噴和混合噴，其主要區(qū)別在于投料程序不同，尤其是加水和速凝劑的時間不同。圖7-20濕噴施工工藝噴錨支護(hù)形式的選擇根據(jù)具體的隧道圍巖條件，選擇合適的噴錨支護(hù)形式及了解不同支護(hù)形式的技術(shù)特點(diǎn)和施工工藝要求有助于更好地保證隧道施工安全，并實(shí)現(xiàn)隧道施工良好的經(jīng)濟(jì)效益。（3）鋼纖維噴射混凝土

普通混凝土抗壓強(qiáng)度高，但抗拉強(qiáng)度低，其抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/8左右。為改善混凝土的性能，提高混凝土抗拉強(qiáng)度，人們常常在混凝土內(nèi)添加各類增強(qiáng)纖維。鋼纖維噴射混凝土是在噴射混凝土中加入鋼纖維，彌補(bǔ)噴射混凝土的脆性破壞缺陷，改善噴射混凝土的物理力學(xué)性能的新型混凝土。

為增大鋼纖維與混凝土的粘結(jié)力，通常可改變鋼纖維的表面特征，因而有幾何形狀、斷面形狀形式多樣的鋼纖維。3.二次支護(hù)（永久襯砌）隧道的二次支護(hù)（永久襯砌）通常采用模筑混凝土襯砌，襯砌質(zhì)量的好壞直接影響整個隧道的工程質(zhì)量和使用功能，因此，施工必須嚴(yán)格安設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行，以確保質(zhì)量。

二次模筑混凝土襯砌施工的工作內(nèi)容有：澆筑前的準(zhǔn)備工作，混凝土的制備與運(yùn)送，澆筑作業(yè)，養(yǎng)護(hù)與拆模，以及必要時在成洞地段對襯砌背后進(jìn)行的壓漿工作等。（1）混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作包括：

開挖斷面檢測放線定位拱架模板準(zhǔn)備立?；炷林苽浜瓦\(yùn)輸圖7-22襯砌施工常用形式混凝土的制備與運(yùn)送

制備：混凝土應(yīng)采用機(jī)械攪拌

運(yùn)送：一般采用攪拌車運(yùn)送混凝土，以防運(yùn)輸時間過長而離析或初凝。途中運(yùn)輸?shù)臅r間應(yīng)盡量縮短，一般不應(yīng)超過45min。（2）混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)與拆模隧道襯砌混凝土的澆筑應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1)保證搗固密實(shí)，使襯砌具有良好的抗?jié)B防水性能，尤其應(yīng)處理好施工縫。2)整體模筑時，應(yīng)注意對稱澆筑，兩側(cè)同時或交替進(jìn)行，以防止未凝混凝土對拱架模板產(chǎn)生偏壓引起的偏移。3)若因故不能連續(xù)澆筑，則應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行接縫處理。襯砌接縫應(yīng)為半徑方向。4)邊墻基底以上lm范圍內(nèi)的超挖，宜用同級混凝土同時澆筑。其余部分的超、欠挖應(yīng)按設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)定處理。5)襯砌的分段施工縫應(yīng)與設(shè)計(jì)沉降縫、伸縮縫及設(shè)備洞位置統(tǒng)一考慮，合理確定位置。6)多數(shù)情況下隧道施工過程中，洞內(nèi)的濕度能夠滿足混凝土的養(yǎng)護(hù)條件。但在干燥無水的地下條件下，應(yīng)注意進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。7)二次支護(hù)的拆模時間，應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度增長情況來確定。（2）混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)與拆模（3）壓漿、仰拱和底板

在澆筑襯砌混凝土?xí)r，雖然要求將超挖部分回填，但由于操作方法方面的原因，其中有些部位并不可能回填得很密實(shí)。這種情況在拱頂背后一定范圍內(nèi)較為明顯。因此，要求在襯砌混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，向這些部位進(jìn)行壓漿處理，以使襯砌與圍巖（或一次支護(hù)）密貼（全面緊密接觸），達(dá)到限制圍巖后期變形，改善襯砌受力工作狀態(tài)的目的。7.2.5隧道防排水施工

1、防排水原則：隧道防排水應(yīng)遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，采取切實(shí)可靠的設(shè)計(jì)、施工措施，保障結(jié)構(gòu)物和設(shè)備的正常使用和行車安全。對地表水和地下水應(yīng)作妥善處理，洞內(nèi)外應(yīng)形成個完整的防排水系統(tǒng)。

2、隧道防水類型隧道可分為防水型隧道和排水型隧道兩類。3.防水措施隧道防水工程措施包括：

（1）噴射混凝土防滲

（2）防水層防水

（3）施工縫、變形縫防水

（4）防水混凝土

（5）襯砌背后回填注漿4.排水工程措施隧道排水系統(tǒng)主要包括：

（1）環(huán)向排水盲管

（2）縱向排水盲管

（3）側(cè)溝

（4）橫向排水盲管

（5）中央排水管（1）排水盲管環(huán)向排水盲管的作用是在巖面和初期支護(hù)噴射混凝土之間、初期支護(hù)混凝土與防水板之間提供過水通道,并使之滲到縱向排水管。環(huán)向盲管一般選用φ50m軟式透水管。

縱向排水盲管是沿縱向設(shè)置在襯砌低部防水板與初期支護(hù)之間的透水盲管，目前常用的縱向排水管是直徑為80?150mm的彈簧排水盲管或帶孔透水管?？v向排水管的作用是將環(huán)向排水管等排下來的水匯集并通過橫向排水管排到側(cè)溝或中央排水管(溝)。

橫向排水盲管位于襯砌基礎(chǔ)的下部，布設(shè)方向與隧道軸線垂直，是連接縱向排水管與側(cè)溝或中央排水管(溝)的水流通道。（2）側(cè)溝隧道內(nèi)側(cè)溝主要用于匯集地下水，并將地下水引入中央排水管(溝)，同時起到沉淀和兼顧部分排水的作用。側(cè)溝設(shè)置符合以下要求：①側(cè)溝坡度應(yīng)與隧道坡度一致。②水溝斷面應(yīng)根據(jù)水量大小確定，要保證有足夠的過水能力，且便于清理和檢查。③雙線隧道可設(shè)置雙側(cè)或中心水溝。④洞內(nèi)水溝均應(yīng)設(shè)置蓋板。⑤根據(jù)地下水情況，于襯砌墻腳緊靠蓋板低面高程處，每隔一定距離設(shè)置一個10cm泄水孔。(3)中央排水管(溝)中央排水管(溝)是主要排水管，同時匯集道床頂部積水，疏干低板下積水。中央排水管(溝)采用帶孔預(yù)制混凝土管段拼接而成,縱向間隔一定距離設(shè)置檢查井。(4)緩沖排水層防水板背面的緩沖層不僅具有保護(hù)防水板的功能，還要具有一定的排水能力。7.2.6洞口段施工

洞口段指隧道開挖可能給洞口地表造成不良影響（下沉、塌穴等）的隧道范圍。不同隧道的地形、地質(zhì)情況不同，線路位置不同，其洞口地段的范圍不盡相同。一般地，可認(rèn)為洞口淺埋段即是隧道洞口地段。1.進(jìn)洞方式

洞口段施工中最關(guān)鍵的工序就是進(jìn)洞開挖。洞口段施工方法的確定取決于諸多因素，如地質(zhì)條件、地形條件、施工機(jī)具配備情況、洞外相鄰建筑的影響、隧道自身構(gòu)造特點(diǎn)等，其中最主要的是地質(zhì)條件。按地質(zhì)條件，進(jìn)洞方式有以下幾種施工方法可供選擇。

（1）全斷面法進(jìn)洞

（2）臺階法進(jìn)洞

（3）管棚法進(jìn)洞

（4）其他進(jìn)洞方法2.明洞施工

（1）先墻后拱法先墻后拱法又稱為“全部明洞先墻后拱法”，這種方法適用于埋深較淺，且按臨時邊坡開挖能暫時穩(wěn)定的對稱式明洞。

優(yōu)缺點(diǎn)：襯砌整體性好，施工空間大，有利于施工。其缺點(diǎn)是土方開挖量大，刷坡較高。

先墻后拱法a)橫斷面；b)縱斷面

圖7-26先墻后拱法a)橫斷面；

b)縱斷面1-臺階1開挖；2-臺階2開挖；3-臺階3開挖；4-灌注邊墻；5-灌注拱部

（2）先拱后墻法當(dāng)路塹邊坡較高，明洞埋置較深，或明洞位于松散圖層中，不能一挖到低時（全部明挖可能引起邊坡坍塌），應(yīng)采用先拱后墻法施工。

優(yōu)缺點(diǎn)：先拱后墻法的優(yōu)點(diǎn)是土石方開挖量較小，刷坡較少。其缺點(diǎn)是襯砌整體性較差，邊墻的施工空間窄小，防水層施作不方便。

圖7-27先拱后墻法1-上臺階開挖；2-灌注拱部；3-下臺階核心土開挖；4-左側(cè)馬口開挖；5-灌注左側(cè)邊墻；6-右側(cè)馬口開挖；7-灌注右側(cè)邊墻7.2.7出渣運(yùn)輸方法

出渣作業(yè)可以分解為:裝渣、運(yùn)渣、卸渣三個環(huán)節(jié)1、裝渣

出渣量應(yīng)為開挖后的虛渣體積，計(jì)算方法為：

Z--單循環(huán)爆破后石渣量，m3；R--巖體松脹系數(shù)，見表7-3；△--超挖系數(shù)，視爆破質(zhì)量而定，一般可取1.15?1.25；L--設(shè)計(jì)循環(huán)尺寸，m；S--開挖斷面面積，m2裝渣的方式可以采用人力裝渣或機(jī)械裝渣

優(yōu)缺點(diǎn)：人力裝渣，勞動強(qiáng)度大，速度慢，僅在短隧道缺乏機(jī)械或斷面小而無法使用機(jī)械裝渣時，才考慮采用。機(jī)械裝渣速度快，可縮短作業(yè)時間，目前隧道施工中常用。裝渣機(jī)械翻斗式、鏟斗式、蟹爪式、挖斗式裝渣機(jī)的走行方式有軌道走行和輪胎走行兩種。翻斗式裝碴機(jī)蟹爪式裝碴機(jī)2、運(yùn)輸運(yùn)輸方式：有軌運(yùn)輸、無軌運(yùn)輸

優(yōu)缺點(diǎn)：有軌運(yùn)輸多采用電瓶車及內(nèi)燃機(jī)車牽引，斗車或梭式礦車運(yùn)渣，它既適應(yīng)大斷面開挖的隧道，也適用于小斷面開挖的隧道，尤其適應(yīng)于較長的隧道運(yùn)輸(3km以上)，是一種適應(yīng)性較強(qiáng)的和較為經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式。無軌運(yùn)輸是采用各種無軌運(yùn)輸車出渣和進(jìn)料。其特點(diǎn)是機(jī)動靈活，不需要鋪設(shè)軌道，能適用于棄渣場離洞口較遠(yuǎn)和道路坡度較大的場合。缺點(diǎn)是由于多采用內(nèi)燃驅(qū)動，作業(yè)時，在整個洞中排出廢氣，污染洞內(nèi)空氣,故一般適用于大斷面開挖和中等長度的隧道中，并應(yīng)注意加強(qiáng)通風(fēng)。3.卸渣在隧道洞口，要根據(jù)地形特點(diǎn)考慮棄渣的利用和處理，進(jìn)行全面規(guī)劃，合理安排卸渣。卸渣路線要短，堆渣場地勢要低，盡量避免倒運(yùn)棄渣。7.3淺埋暗挖法7.3.1、淺埋暗挖法的概念

新奧法是20世紀(jì)60年代奧地利專家臘布玆維奇在前人的隧道工程經(jīng)驗(yàn)中累積中提出來的一套隧道設(shè)計(jì)、施工技術(shù)，其核心是利用圍巖支護(hù)隧道使圍巖本身形成支承環(huán)。中國工程師在此基礎(chǔ)上，結(jié)合中國國情，創(chuàng)立了淺埋暗挖法，其特點(diǎn)是沿用新奧法原理體系，建立量測信息反饋設(shè)計(jì)和施工，同時采取超前支護(hù)、改良地層和注漿加固等配套技術(shù)來完成隧道的設(shè)計(jì)和施工。目前深埋、淺埋和超淺埋的提法有很多，但都不太準(zhǔn)確，有必要進(jìn)行區(qū)分。上述幾種埋置深度隧道的設(shè)計(jì)和施工方法都有區(qū)別。一般深埋隧道荷載按塌落拱計(jì)算，可按新奧法原則設(shè)計(jì)，可利用圍巖自身承載力，其主要問題是隧道本身的施工安全；淺埋隧道按松散荷載計(jì)算，超淺埋隧道則按全土樁加地面動、靜換算荷載計(jì)算，其主要問題是應(yīng)控制地層位移，保護(hù)環(huán)境。7.3.2深埋、淺埋和超淺埋的判定圖7-28壓力拱7.3.3淺埋暗挖法的機(jī)理

淺埋暗挖法源于新奧法，但強(qiáng)調(diào)進(jìn)行預(yù)支護(hù)和及時支護(hù)，控制地面沉降，保證施工和地面、地下建筑物的安全。淺埋暗挖法機(jī)械化程度低，主要是靠入工施工，因此較為機(jī)動靈活，對工程的適應(yīng)性較強(qiáng)，可作成各種結(jié)構(gòu)形式，在地質(zhì)情況較差的情況下需要采取輔助施工措施。淺埋暗挖法施工的基本原則：“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”圖7-30隧道支護(hù)特征曲線7.4新意法

20世紀(jì)70年代中期，意大利的PietroLunardi教授對數(shù)百座隧道進(jìn)行理論和現(xiàn)場試驗(yàn)研究，創(chuàng)立了巖土控制變形分析法（ADECO-RS法）。2006年7月，原鐵道部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)考察了意大利佛羅倫薩薩博羅尼亞告訴鐵路采用ADECO-RS法施工的RatⅠcosa隧道施工現(xiàn)場。2006年10月，擁有ADECO-RS法的意大利特萊維集團(tuán)組團(tuán)來中國，考察了鄭西客運(yùn)專線黃土隧道施工現(xiàn)場，并與中國同行進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流。同年11月，在北京召開的“中國高速鐵路隧道國際學(xué)術(shù)研討會”上，特萊維集團(tuán)對ADECO-RS法作了專題報(bào)告，并將其用中文解釋為新意法。國際巖石力學(xué)學(xué)會（ⅠSRM）的FrederⅠcL。Pellet教授2006年在中國巡回講學(xué)中也稱巖土控制變形分析法（ADECO-RS法）為意大利隧道施工法（NewⅠtalⅠanTunnellⅠngMethod,NⅠTM）。

（1）超前核心土超前核心土是掌子面前方一定體積的土體，呈圓柱形，圓柱體的高度和直徑大致等于隧道直徑。（2）掌子面擠出變形掌子面擠出變形是開挖介質(zhì)對隧道開挖產(chǎn)生的變形反應(yīng)的主要表現(xiàn)形式，其主要發(fā)生在超前核心土內(nèi)；擠出變形的大小取決于其土的強(qiáng)度、變形特性及其所處的原始應(yīng)力場；擠出變形發(fā)生在隧道掌子面的表面，沿隧道水平軸線方向發(fā)展，幾何形狀大概呈軸對稱，或在掌子面形成螺旋狀突出。

（3）隧道預(yù)收斂

隧道預(yù)收斂是掌子面前方的理論輪廓線的收斂變形，全部取決于超前核心土的強(qiáng)度及變形特性與其原始應(yīng)力狀態(tài)之間的關(guān)系。7.4.2新意法隧道設(shè)計(jì)施工程序圖7-31新意法隧道設(shè)計(jì)施工程序7.4.3新意法與新奧法的比較1.地層變形反應(yīng)的分析方式不同新奧法對地層變形反應(yīng)的分析僅限于掌子面的后方,僅對隧道收斂進(jìn)行分析;新意法不僅對掌子面后方的地層變形反應(yīng)(收斂)進(jìn)行分析,而且更注重對掌子面及掌子面前方地層的變形反應(yīng)(掌子面擠出變形和預(yù)收斂)進(jìn)行分析。2.地層變形反應(yīng)的控制方式不同

由于對地層變形反應(yīng)的分析方式不同,新奧法與新意法對地層變形反應(yīng)的控制方式也不同。新奧法采用錨桿、噴射混凝土、鋼拱架、施作仰拱等手段,僅對掌子面后方的隧道施加約束作用;新意法不僅要求隧道的支護(hù)措施(包括二次襯砌和仰拱)要與掌子面保持適當(dāng)距離,不能落后掌子面太遠(yuǎn),對隧道提供連續(xù)的約束作用,而且要求對超前核心土采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)和加固措施,提高其強(qiáng)度和變形特性,對隧道提供超前約束作用。7.4.4新意法優(yōu)點(diǎn)

新意法重視隧道加固措施，將隧道加固措施視為控制和調(diào)節(jié)隧道變形不可缺少的工具，從而把隧道加固措施視為隧道最終穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的一部分。

在地下工程總造價中，隧道加固措施和地層改良措施的造價變化幅度很大；而隧道開挖和襯砌的造價相對較為穩(wěn)定，對于所有地層，其變化幅度都不大。采用新意法，可以對隧道進(jìn)行完整可靠的設(shè)計(jì)，從而在任何地層條件下進(jìn)行機(jī)械化全斷面隧道施工。采用新意法也可以很容易在隧道施工期間客觀測量出掌子面---超前核心土體系的應(yīng)力---應(yīng)變體系，從而有效克服了之前的圍巖分級方法的缺陷。

巖溶是地表水和地下水對可溶性巖層（碳酸巖類、硫酸巖類、鹵鹽類等）進(jìn)行化學(xué)侵蝕、崩解作用和機(jī)械破壞、搬運(yùn)、沉積作用形成的各種地表和地下溶蝕現(xiàn)象。溶洞是巖溶現(xiàn)象的一種。7.5巖溶隧道施工7.5.1溶洞的類型及對隧道施工的影響

在巖溶地區(qū)修建隧道工程，施工過程中的突水、突泥已成為最嚴(yán)重的工程災(zāi)害之一，大規(guī)模的突水，突泥不但危及隧道施工的進(jìn)度，而且一旦施工措施不但，常常會使隧道建成后運(yùn)營環(huán)境惡劣，地表環(huán)境惡化，給人們的生產(chǎn)和生活造成重大的損失。當(dāng)隧道穿過可溶性巖層時，有的溶洞巖質(zhì)破碎，容易發(fā)生坍塌

。7.5.2隧道遇到溶洞的處理措施

根據(jù)溶洞的分布、類型、溶洞周壁巖層及地下水情況，按照以疏為主、堵排結(jié)合、因地制宜、綜合治理的原則，分別以“疏導(dǎo)、堵填、注漿加固、跨越、宣泄”等措施處理。圖7-32橋涵渲泄水流示意圖圖-33溶洞堵填示意圖

圖7-34錨噴加固與護(hù)拱示意圖圖7-35加深邊墻基礎(chǔ)示意圖1）當(dāng)施工到達(dá)溶洞邊緣時,各工序應(yīng)緊密銜接,支護(hù)和襯砌趕前。2）施工中注意檢查溶洞頂部,及時處理危石。3)在溶蝕地段的爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、少裝藥,并控制爆破藥量,減少對圍巖的擾動。4)在溶洞充填體中掘進(jìn),如充填物松軟,可同超前支護(hù)施工。5)溶洞未做出處理方案前,不要將棄渣隨意傾填于溶洞中。7.5.3溶洞地段隧道施工注意事項(xiàng)復(fù)習(xí)思考題1.選擇隧道施工方案時需要考慮哪些因素？2.新奧法的基本原則是什么？3.根據(jù)不同地質(zhì)條件，隧道開挖方法有哪些？4.光面爆破和預(yù)裂爆破有哪些聯(lián)系和區(qū)別？5.隧道進(jìn)洞方式有哪些？6.隧道深淺埋的判別標(biāo)準(zhǔn)有哪些？7.隧道防排水基本原則是什么？第8章

地下工程內(nèi)容提要：本章闡述地下鐵道、城市地下街、地下倉庫等地下工程，并簡單介紹了地下停車場、地下綜合管廊、人防工程、地下水庫等地下工程。第8章

地下工程8.1

地下鐵道

8.2城市地下街

8.3地下倉庫

8.4地下停車場8.5地下綜合管廊8.6人防工程8.7地下水庫8.1

地下鐵道城市人口不斷增長、機(jī)動車和非機(jī)動車數(shù)量迅速增長，很多大城市交通緊張狀況非常突出，市區(qū)的客運(yùn)交通流量猛增。

道路擁擠、交通堵塞狀況日益嚴(yán)重。

根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)大容量快速軌道交通包括地鐵和輕軌運(yùn)輸是緩解交通緊張狀況的有效途徑，尤其是在市內(nèi)建設(shè)地下鐵道，向地下發(fā)展是今后城市發(fā)展的一種趨勢。地鐵代替地面交通工具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）地鐵交通安全、快捷、方便，載客量大，正點(diǎn)率高，安全舒適。

3）可以改造地面環(huán)境，降低噪聲、減少廢氣污染，為把地面變成優(yōu)美的步行街區(qū)創(chuàng)造條件。

2）對于多條立體交叉地下鐵道，在交叉點(diǎn)設(shè)有樓梯式電梯或垂直電梯，換乘極為方便。

4）地鐵可節(jié)省地面空間，保存城市中心“寸土寸金”的地皮。

5）有一定的抗戰(zhàn)爭和抗地震破壞的能力。8.1.1線路網(wǎng)的規(guī)劃1.路網(wǎng)規(guī)劃原則路網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)遵循以下主要原則：

1）地鐵線路網(wǎng)的走向必須滿足城市交通需要，應(yīng)該充分利用城市已有的道路網(wǎng)。

地站一般以750m為吸引半徑。地鐵兩平行網(wǎng)線間距離，在市區(qū)一般以1400m左右鐵車為宜，同時需考慮街道布局；除特殊情況外，兩線間距離最好不小于800m，且不大于1600m。

2）必須考慮城市遠(yuǎn)景發(fā)展的要求，考慮城區(qū)改造和郊區(qū)發(fā)展的需要.規(guī)劃期限近期為交付運(yùn)營后第10年，遠(yuǎn)期為25～30年。

3）選線應(yīng)從國力、地區(qū)財(cái)政、技術(shù)水平及施工能力的實(shí)際出發(fā)，要充分研究和注意到施工中可能遇到的困難，考慮到與城市其他地下建筑和管線布置的關(guān)系。2.地鐵路網(wǎng)的形式

地鐵路網(wǎng)基本上可分為放射狀,環(huán)狀,綜合型路網(wǎng)等幾種形式。1）放射狀路網(wǎng)

所有線路都通達(dá)市中心，能直接實(shí)現(xiàn)換乘，但市郊之間必須經(jīng)過市中心的換乘站,聯(lián)系不方便,且換乘站上的客流量大,換乘客流相互干擾也大。2）環(huán)狀路網(wǎng)

基本上與城市結(jié)構(gòu)和地面上的道路系統(tǒng)相配合，沿城市繁華地區(qū)客流量集中的道路下呈環(huán)狀布置地鐵路網(wǎng).3）綜合型路網(wǎng)

由放射狀和環(huán)狀線路組成的綜合型路網(wǎng)。世界上相當(dāng)多的城市地鐵路網(wǎng)采用這種形式。北京地鐵線路放射狀路網(wǎng)實(shí)例環(huán)狀路網(wǎng)實(shí)例成都地鐵線路綜合型路網(wǎng)實(shí)例上海地鐵線路3.地下鐵道的線路設(shè)計(jì)

地下鐵道的線路設(shè)計(jì)首先要確定線路的走向,線路形式（如地下,地面,高架）,位置和長度。線路選擇的核心是與客觀存在的最大客流量的流向相吻合，線路運(yùn)營后能否發(fā)揮最大效益將與此密切相關(guān)。

地鐵的埋深是指線路的軌面到地面的距離。

一般，埋深越小越經(jīng)濟(jì)，施工越容易，但埋深也受不良地質(zhì),技術(shù)條件、已有地下管線、建筑物基礎(chǔ)和其他地下工程等的制約.

地鐵埋深一般以20m左右為界，劃分為淺埋和深埋兩種。

4.限界

地鐵限界是指限定車輛運(yùn)行及軌道區(qū)周圍構(gòu)筑物超越的輪廓線，分車輛限界、設(shè)備限界和建筑限界。

（1）車輛限界它是指平直線上正常運(yùn)行狀態(tài)下所形成的最大動態(tài)包絡(luò)線，用以控制車輛制造，以及指定站臺和站臺門的定位尺寸。車輛任何部分都不允許超出此限界之外。

（2）設(shè)備限界它是指在故障運(yùn)行狀態(tài)下所形成的最大動態(tài)包絡(luò)線，用以限制行車區(qū)的設(shè)備安裝。

（3）建筑限界它是指在設(shè)備限界基礎(chǔ)上，滿足設(shè)備和管線安裝尺寸后的最小有效斷面。在建筑限界以內(nèi)，設(shè)備限界以外的空間，應(yīng)能滿足固定設(shè)備和管線安裝的需要，所有構(gòu)筑物的任何突出部分都不得侵入。

在曲線段還應(yīng)考慮車輛相對于軌道中心線的偏移量和加高量.曲線地段地鐵限界根據(jù)該段斷面形狀進(jìn)行加寬和加高，方法如下

(1）矩形和馬蹄形隧道建筑限界應(yīng)按直線地段的建筑界限分別計(jì)算其加寬和加高。限界坐標(biāo)系是與軌道中心線相垂直平面內(nèi)的二維直角坐標(biāo)系，通過兩鋼軌頂中心連線的中點(diǎn)引出的水平線定義為橫向坐標(biāo)軸，以X軸表示；通過該中點(diǎn)垂直于水平軸的垂線定義為縱向坐標(biāo)軸，以Y軸表示，兩軸相交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。（X1，Y1），（X4，Y4），（X8，Y8）分別為計(jì)算加寬和加高點(diǎn)的控制坐標(biāo)值。曲線內(nèi)側(cè)加寬:

(8-1)曲線外側(cè)加寬:

(8-2)頂部加高:(8-3)(8-4)

2）對于圓形隧道建筑限界應(yīng)按全線最小曲線半徑來確定其加高和加寬。3）對于道岔區(qū)的建筑限界直線段應(yīng)根據(jù)不同種類的道岔和車輛有關(guān)尺寸計(jì)算其加寬量，根據(jù)安裝設(shè)備計(jì)算其加寬量。

在道岔導(dǎo)曲線范圍的內(nèi)側(cè)加寬:（8-5）

在道岔導(dǎo)曲線范圍的外側(cè)加寬:（8-6）

（4）豎曲線地段的建筑限界根據(jù)豎曲線的形式計(jì)算加高。

凹形豎曲線范圍內(nèi)加高:（8-7）凸形豎曲線范圍內(nèi)加高:（8-8）

(5)車站（直線地段）站臺高度應(yīng)低于車廂地板面50～100mm。站臺邊緣距車廂外側(cè)面之間的空隙宜采用100mm

8.1.2線路網(wǎng)規(guī)劃

線路是機(jī)車車輛和列車運(yùn)行的基礎(chǔ)，地鐵線路是由路基,隧道,地鐵車站,軌道組成的一個整體工程結(jié)構(gòu)。

地鐵線路按其運(yùn)營中的作用,可分為正線,輔助線,車場線.

輔助線是為保證正線運(yùn)營而配置的線路，輔助線包括折返線,渡線,聯(lián)絡(luò)線,停車線,出入線,安全線等；

車場線是場區(qū)作業(yè)的線路，行車速度低，故線路標(biāo)準(zhǔn)只要滿足場區(qū)作業(yè)需要即可。

但為解決調(diào)車,處理必須轉(zhuǎn)線運(yùn)行事宜，線路之間可根據(jù)需要設(shè)置聯(lián)絡(luò)線。因轉(zhuǎn)線運(yùn)行機(jī)率很小，故聯(lián)絡(luò)線為單線。

1.線路平面

(1)線路平面位置與埋深的確定:線路平面位置，特別是車站位置應(yīng)盡可能與地面交通相對應(yīng)，地下線路應(yīng)盡可能采用直線，減少彎曲線路，平面位置與埋設(shè)深度應(yīng)綜合考慮下列因素：

（a）地面建筑物,地下管線和其他地下建筑物的現(xiàn)狀與規(guī)劃

（b）工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件。

（c）地鐵準(zhǔn)備采用的結(jié)構(gòu)類型與施工方法,運(yùn)營要求等。

(2）最小曲線半徑的確定:它是指當(dāng)列車以“平衡速度”通過曲線時，能夠保證列車安全,穩(wěn)定運(yùn)行的圓曲線半徑的最低限值。

列車在曲線上運(yùn)行產(chǎn)生離心力，通常以設(shè)置超高（h=11.8V2/R）來產(chǎn)生向心力，以達(dá)到平衡離心力的目的。當(dāng)R一定時，V越大要求設(shè)置的超高就越大，但規(guī)定最大超高h(yuǎn)max=120mm。因此，當(dāng)速度要求設(shè)置的超高大于最大超高值hmax時，就會產(chǎn)生未被平衡的離心加速度α。按目前我國地鐵車輛運(yùn)行情況，一般取Rmin＝300m；在困難情況下，取Rmin=250m。一般情況下地鐵正線最小曲線半徑為300～600m，困難情況下為250～300m。(3)緩和曲線的確定

在地鐵線路上，直線和圓曲線不是直接相連的，它們之間需要插入一段緩和曲線，其目的在于滿足曲率過渡,軌距加寬和超高過度的需要，以保證乘客舒適安全。

我國地鐵常采用三次拋物線型的緩和曲線。三次拋物線型的緩和曲線其方程式為：

按超高順坡率的要求，一般超高順坡率不宜大于2％，困難地段不應(yīng)大于3％，按此要求，緩和曲線的最小長度為：

保證乘客舒適度，從限制未被平衡離心加速度時變率，緩和曲線的最小長度：（4）路線平面圓曲線的夾直線長度的確定

兩相鄰曲線間的直線段，稱為夾直線。線路內(nèi)圓曲線的長度越短，對改善瞭望條件，減少行車阻力和養(yǎng)護(hù)維修有利，但最短不能小于車輛的全軸距，因此，作出以下規(guī)定：(a)正線及輔助線的圓曲線最小長度不宜小于20m,在困難情況下，不得小于一個車輛的全軸距。

(b)正線及輔助線上兩相鄰曲線間的夾直線長度不應(yīng)小于20m，車場線上的夾直線長度不得小于3m，即不應(yīng)短于車輛轉(zhuǎn)向架的軸距。

(c)為避免增加勘測設(shè)計(jì),施工和養(yǎng)護(hù)維修的困難,地鐵線路不宜采用復(fù)曲線。2.線路縱斷面

(1)線路的坡度

地鐵線路因排水的需要和各站臺線路的標(biāo)高不同，線路是有坡度的。坡度的大小用千分率表示。

(a)正線的最大坡度宜采用3%，困難地段可采用3.5%，輔助線的最大坡度宜采用4%（均不包括各種坡度折減值）。

(b)一般情況下線路的坡度與隧道排水溝坡度一致，為了滿足排水需求，隧道內(nèi)正線最小坡度不宜小于3‰。

(c)隧道內(nèi)車站坡度應(yīng)盡量平緩，車站站臺線路坡度宜采用3‰，在困難條件下可設(shè)在2‰或不大于5‰的坡道上。

(d)根據(jù)溜車條件，規(guī)定車場線坡度不大于1.5‰。

(e)為便于道岔的養(yǎng)護(hù)和維修，道岔應(yīng)鋪設(shè)在較緩的坡道上。規(guī)定道岔設(shè)在不大于5‰的坡度上，困難條件可將道岔設(shè)在不大于10‰的坡道上。道岔圖示(2)線路豎曲線半徑

坡道與坡道,坡道與平道的交點(diǎn)處發(fā)生變坡，列車通過變坡點(diǎn)會產(chǎn)生附加加速度，車鉤應(yīng)力將發(fā)生變化。為保證行車平順與安全,當(dāng)兩相鄰坡段的坡度代數(shù)差等于或大于2‰時，就應(yīng)設(shè)置豎曲線連接。3.軌道

軌道式直接承受機(jī)車,車輛巨大壓力的部分，由鋼軌,軌枕,道床,道岔等組成。(a)鋼軌

正線輔助線:宜采用60kg/m鋼軌,也可采用50kg/m鋼軌。

車場線:宜采50kg/m的鋼軌(b)軌枕與道床

軌枕是鋼軌的支座，起著保持鋼軌位置，固定軌距，承受鋼軌傳來的壓力并將其傳遞給道床（基礎(chǔ)）的作用(c)道岔

道岔是線路連接設(shè)備之一，起著將機(jī)車,車輛由一股道轉(zhuǎn)入另一股道的調(diào)車作用。8.1.3地鐵車站1.車站位置

一般設(shè)置在地下，但應(yīng)盡量接近地面，車站接近地面，則工程量小，方便乘客進(jìn)、出車站。

我國已有地鐵線路，站間距離市區(qū)多為1km左右，郊區(qū)不大于2km。

2.車站類型

按照運(yùn)營性質(zhì)的不同，車站類型可分為終始站,中間站,區(qū)間站和換乘站等。

3.站臺型式

站臺是地鐵車站的最主要部分，有高架式,地面式,半地下式等

按與正線之間的位置關(guān)系，站臺可分為島式站臺、側(cè)式站臺和島側(cè)混合式站臺等4.站廳布置

站廳布置形式一般可分為分離式、貫通式、分區(qū)式站廳，站廳也有與地下商業(yè)街連通在一起布置的。

5.出入口布置

最低不得少于2個，且在街道兩側(cè)均應(yīng)設(shè)有車站出入口。6.風(fēng)廳（風(fēng)道）布置

地下車站按通風(fēng)、空調(diào)工藝要求，一般需設(shè)活塞風(fēng)井、通風(fēng)井和排風(fēng)井。每個地下車站通常設(shè)置1～2個通風(fēng)道。7.車站功能的綜合化

車站功能的綜合化是指與城市其他交通方式的綜合，與地下市政公用設(shè)施的綜合，與商業(yè)、服務(wù)設(shè)施的綜合，或與民防工程設(shè)施的綜合等。一般車站造價相當(dāng)于相同長度隧道造價3～10倍。出入口風(fēng)廳（風(fēng)道）8.2城市地下街

城市地下街是指修建在城市繁華的商業(yè)街下或客流集散量較大的車站廣場下,內(nèi)設(shè)由許多商店,人行通道和廣場等組成的綜合性地下建筑。1.城市地下街的設(shè)計(jì)原則

(a)地下商業(yè)街的建設(shè)必須與城市再開發(fā)同步進(jìn)行，納入城市地下空間利用的總體規(guī)劃；(b)在擬建地下街時，首先要明確其功能，并相應(yīng)確定各組成部分的合理比例，特別要與城市地下交通設(shè)施、公用設(shè)施等一起綜合考慮；(c)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益綜合分析，預(yù)測可能的投資償還期；(d)地下街規(guī)劃要考慮發(fā)展成地下綜合體的可能性。2.城市地下街的規(guī)劃設(shè)計(jì)

按規(guī)模分有小型（小于3000m2）中型,（3000～10000m2）、大型（大于10000m2）。城市地下街平面形式有道路交又口型、中心廣場型、復(fù)合型等。3.城市地下街平面布置

可按矩形平面、帶形平面、圓形、環(huán)形平面、橫盤式平面等類型布置。(a)矩形平面這種形式多用于大，中跨度的地下空間。(b)帶形平面這種形式跨度較大，為坑道式，設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)功能要求及貨柜特點(diǎn)綜合考慮。(c)圓形和環(huán)形平面這種形式多用于大型商場（或商業(yè)中心）。(d)橫盤式平面這種形式用于綜合型的地下商業(yè)街。4.橫斷面設(shè)計(jì)

城市地下街的橫斷面有拱形斷面、平頂斷面、拱平結(jié)合斷面等型式。(a)拱形斷面結(jié)構(gòu)受力好，起拱高度較低（約2m），拱部空間可充分利用。(b)平頂斷面由拱形結(jié)構(gòu)加吊而成，或頂板做成平頂。(c)拱平結(jié)合斷面中央大廳為拱形斷面，兩側(cè)做成平頂。5.縱斷面設(shè)計(jì)

城市地下街的縱剖面可隨地表面起伏而變，最小縱向坡度必須滿足排水需要，一般不得小于3％。6.結(jié)構(gòu)類型

一般埋深較淺，結(jié)構(gòu)類型一般有直墻拱、矩形框架、梁板式結(jié)構(gòu)等。8.3地下倉庫

地下倉庫是修建在地下作為短期或長期存放生活資料與生產(chǎn)資料用的倉庫。8.3.1地下燃油庫1.地下燃油庫布置要求

先要保證工藝流程的合理和交通運(yùn)輸?shù)谋憷?，工藝流程的合理主要表現(xiàn)在作業(yè)區(qū)與儲存區(qū)的關(guān)系上；防火、防爆是油庫布置的特殊要求之一，必須按照規(guī)定保證各個區(qū)之間和各種建筑物之間的防火、防爆距離。2.地下燃油庫類型

可分為開鑿硐室儲庫、巖鹽溶淋洞室油岸、廢舊礦坑油庫等。

根據(jù)以上水封油庫原理，建造地下水封石油庫必須具備以下3個基本條件：(a)巖石完整、堅(jiān)硬，巖性均一，地質(zhì)構(gòu)造簡單。(b)在適當(dāng)深度有穩(wěn)定的地下水位存在，而水量又不很大。(c)所儲存的油品比重小于1，不溶于水，并且不與巖石或水發(fā)生化學(xué)作用。水封巖洞油庫優(yōu)點(diǎn)：(a)安全性好。

(b)節(jié)省投資。

(c)適合戰(zhàn)備要求。

(d)占地面積少。

(e)維修費(fèi)用低。

(f)對自然景或破壞小。(g)建設(shè)速度快。

(h)使用壽命長。8.3.2地下儲氣庫

地下儲氣庫是利用地下氣密的多孔巖層或洞穴作為倉庫儲存燃?xì)?，是儲存大量燃?xì)庾罱?jīng)濟(jì)和比較安全的方法。

地下儲氣可分為枯竭油氣層儲存、地下含水層儲氣、地下洞穴儲氣、內(nèi)襯巖洞儲氣、地下罐體儲氣等類型。8.3.3地下糧庫

地下儲糧的有以下有點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：儲糧品質(zhì)好，穩(wěn)定性強(qiáng)，蟲霉繁殖少，損耗降低，管理方便，不必翻倉。地下儲糧不足之處是一次性投資較高和缺乏對其內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測手段。

糧食儲藏的最合適的條件