地铁是怎样建成的

地铁是怎样建成的？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，世界大城市纷纷建造地铁。这种速度快不堵车、环保又舒适的交通工具，深受大家喜爱。地铁的诞生1.1建设地铁不容易那么，地铁是怎样建成的呢？建设地铁可不是件简单的事情哦！地铁是高密度、特大型、综合性轨道交通运输系统，涉及40多个技术专业，得花好几年的时间才能建成哦。1.2地铁线网，蜘蛛网一般的地铁线路在地铁建造之前，工程师首先要规划列车行驶的线路。图中紫色的地铁线路像蜘蛛网一样四通八达，称为地铁线网。地铁线网规划是在城市发展战略、总体规划、土地利用规划的基础上，根据客流预测分析，充分考虑交通与城市发展之间的关系，选择方便市民出行、能适应城市可持续发展的布局。1.3常州地铁1号线常州市共规划设置了6条地铁线路，总长约208公里，设车站85座。常州市地铁1号线全长33.8公里，其中地下线31.5公里，高架线2.1公里，过渡段0.2公里；共设站29座，其中地下站27座，高架站2座，平均站间距1.2公里。2.2工程地质勘察，让我们有了透视眼可是我们没有透视眼，怎样弄清楚地下的情况呢？这时就要依靠工程地质勘察了。2工程地质勘察钻孔取样勘探使用地质钻机在地表下钻出深深的孔，然后用空心钻头将岩土样带出地面进行取样分析。一般钻孔间距为几十米，遇到地下溶洞、孤石等复杂地质，钻孔间距缩减为几米。电法勘探根据各类岩土电学性质的差异来分析地质情况。磁法勘探通过观测和分析由岩土的磁性差异所引起的磁异常，进行地质研究。声波法勘探通过在两孔间发射声波，然后根据不同岩土分界面上反射回来的声波进行地质分析。3地铁车站的确定列车行驶的路线确定了，那地铁车站又要建在哪里呢？依据城市规划，地铁车站一般会选择建在住宅区、商业区等主要客流集散点，方便市民出行。同时考虑土地利用、与其它交通方式换乘便捷、周边环境条件等因素。4明挖法施工4.1安全又经济的明挖法施工正式开工前，要准备一块满足施工需求的场地。地铁车站一般是从地面自上而下进行开挖，这就是安全又经济的明挖法施工。开挖前，需要处理影响施工的建筑、绿化和管线等，还要增加临时道路，以减少建设地铁时对交通出行的影响。A绿化迁移C房屋拆迁B交通疏散D管线迁改施工范围内的绿色植物，需要进行迁移，在施工完成后进行恢复。为保障交通顺畅，原道路进行拓宽或改道，形成新的道路，以保障车辆和行人正常通行。施工完成后再进行道路恢复。为了保障施工和周边安全，在工程施工影响范围内的建筑，需要保护或拆迁。城市地下埋藏了错综复杂的管线，如电力、通信、燃气、自来水管道等，在施工前需要进行保护或迁改。4.2开始建造地铁车站的“外壳”有了施工场地后，我们开来了很多机器，准备施工啦！首先，我们来建造地铁车站的“外壳”，例如地下连续墙，保护基坑与周边安全。成槽吊装钢筋笼灌注混凝土形成封闭的地下连续墙使用成槽设备在基坑的周边形成一段段深槽。把一根根钢筋绑扎成与深槽形状吻合的钢筋笼，再通过起重机将它吊进深槽中。在吊装了钢筋笼的槽内，灌注混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙。将每一块钢筋混凝土墙连接起来，形成一个将基坑围住的保护墙，防止基坑坍塌，保护周边安全。4.3在深坑里面建造地铁车站在连续墙完成后，便开始一边开挖一边支撑，形成一个巨大的方形深坑。我们就是在这个深坑里面建造地铁车站。基坑开挖搭建支撑梁基坑底部防水施工绑扎钢筋网在保护墙围合的空间内进行土方开挖，基坑形状像一个大大的长方形盒子。每挖到一定深度，就要在地下连续墙两侧之间架设支撑梁，保护基坑安全。在基坑底部铺设防水卷材。绑扎车站主体结构的钢筋网。4.4地铁车站雏形渐渐成型在搭好的钢筋网上灌注混凝土，依次建造底板、侧墙、中板和顶板。这时地铁车站的雏形渐渐成型了。4.5恢复管线和道路车站主体建成后，就可以恢复管线和道路了。5“钢铁蚯蚓”盾构机5.1地铁隧道大部分用盾构法施工修建说完车站后，我们就开始讲隧道啦！这里要用到一种非常特殊的机器，它的名字叫盾构机。地铁隧道大部分都是用这样的盾构法施工来修建的。①工人在管片厂将一片片盾构管片预制好，再运送到施工现场。②通过龙门吊，将管片吊入盾构始发井。③盾构管片搬运车将管片运送进隧道。④盾构机对管片进行拼装，形成隧道。5.2盾构机就像一条“钢铁蚯蚓”它经过的地方，一条长长的隧道就建成了。它由控制室、螺旋排土器、管片组装机、盾构千斤顶、液压驱动马达、刀盘和刀具组成。控制室螺旋排土器管片组装机盾构千斤顶液压驱动马达刀盘和刀具控制盾构机推力、速度、方向等掘进参数的操作室。螺旋排土器将刀盘切削下来的泥土和石块运送到皮带传送机，最后再由渣土车运出隧道。管片组装机将盾构管片依次进行拼装，一般6片管片组成一圈隧道，管片的宽度常为1.5米。盾构机向前推进的动力装置。千斤顶伸足一环管片宽度时，便依次向前缩回，留出空隙组装管片，然后以组装好的管片为支撑点，再向前推进。通过液压马达带动小齿轮驱动大齿轮实现刀盘的转动。刀盘在液压马达和盾构千斤顶的同时驱动下，一边向前推进，一边利用前方刀具切削泥土和石块。5.3“钢铁蚯蚓”盾构机在漆黑的地下掘进会迷路吗？当然不会，先进的盾构机安装了高精度的测量系统，能够动态显示当前位置相对于隧道设计轴线的位置偏差，操作人员可及时调整掘进状态，使盾构机沿着正确的方向掘进。盾构机是只能前进不能后退的，它会挖到下一个地铁站或竖井，完成任务后吊出地面。6消灭“拦路虎”--孤石和溶洞6.1隧道一般是两边高中间低，这样有利于节能出站的列车由于下坡而很快地提高速度，进站的列车借助于上坡来降低速度，这种建造方法在运营时更加节能降耗。风亭防淹门排水泵风亭防淹门地铁车站与隧道需要进行通风，风亭就是地铁与地面的换风口，一直保持通风状态，风亭排出的气体是无害的。当地铁隧道穿越河道或湖泊时，万一遇到了水倒灌进隧道的险情，这时防淹门将紧急关闭，保护地铁安全。收集隧道内的积水，排至市政管网。6.2“拦路虎”--孤石盾构机在地下挖掘时，经常会冒出一些“拦路虎”。像孤石这种又大又硬的石头，盾构机的“牙齿”啃不动它，这时就要把它挖掉或炸碎。①施工人员从地面往下钻孔，一直钻到孤石处。②填进炸药，将孤石炸碎。6.3“怪兽大嘴”--地下溶洞还有更危险的情况，就是遇到地下溶洞。溶洞就像“怪兽大嘴”，如果不妥善处理，盾构机会跌入溶洞，造成严重的事故。①施工人员钻一条直达溶洞的孔。②在孔中灌注水泥浆，将溶洞填满，盾构机才能通过。6.4其他障碍！除了孤石和溶洞，地下还有各种各样的障碍。上软下硬地层：当遇到上面软弱、下面坚硬的地层时，由于受力不均，易造成刀盘损坏及地面塌方，需要谨慎推进或提前处理。花岗岩残积土：这种地层遇水则变泥浆，可能带来地表沉降，甚至塌方的风险，需提前进行降水处理。煤层瓦斯：遇到地下煤层瓦斯，需小心检测，有毒气的话，须排出后方可施工。7.1大运河河底挖掘危危险重重盾构机穿过重重地质挑战，来到了大运河边。在河底挖掘时风险很大，盾构机需小心翼翼地挖掘前行。在河底，经常会遇到上软下硬地层、砂层、淤泥层和承压水等阻挠。盾构机掘进时需要做好监测，谨慎控制。盾构机一旦在河底出现故障，检修异常困难，风险巨大。7怎样河底挖掘和保护地面建筑？7.2保护地面建筑同样重要盾构施工时，除了要解决地下的难题，也要保护地面上的建筑，如房屋、高架桥、铁路等。盾构下穿高铁盾构通过高架桩基盾构通过房屋桩基盾构机在穿越高铁时要求很高，为防止地面沉降而影响线路运输，需对隧道上方地层进行加固。①在铁路的两旁分别建造两个竖井。②在计划建造的隧道上方，利用竖井对土体进行预加固。③盾构机穿过竖井和土体，完成下穿高铁的施工。地铁隧道需要穿过房屋或高架的桩基时，要为建筑物建造新的桩基。然后处理挡住盾构路线的桩基，新的桩基形成新的受力体系，不影响建筑物的安全。有时候，地铁跑着跑着，咦，突然就到地面高处了！这里采用了高架法施工。由架桥机将预制好的一段段梁片依次进行拼接，形成高架桥。8高架法施工9地铁建设的三个关键节点9.1隧道、轨通、电通是地铁建设的三个关键节点。隧道完工后，要铺设轨道、电缆、通信等设施。隧道、轨通、电通是地铁建设的三个关键节点。还不行，我们还要装修车站、安装机电设备、系统联调、验收和试运行。通风空调防灾与报警车站控制室自动售票机检票闸机自动扶梯垂直电梯楼梯机电设备房乘客信息显示屏视频监控9.2基础设施都建完啦，大家是不是就可以去坐地铁了呢？9.3列车的家--车辆段列车不能一直跑。它也是需要休息和养护的。我们要给它们建一个“家”——车辆段。车辆段是对地铁车辆进行运营管理、停放、维修及保养的场所。那地铁是如何做到安全、准点、快捷、舒适地运行呢？因为它有一个聪明的“大脑”——地铁控制指挥中心。控制指挥中心是对全线列车运行、电力供应、车站设备运行、防火报警、环境监控、票务管理及乘客服务等，全程进行调度、指挥和监控的“中枢”。10持续做好地铁保护10.1地铁保护范围从开始建造一直到开通之后，我们还要持续不断地进行地铁保护工作，防止其它工程建设影响地铁。地铁保护范围：保护区内施工不得影响地铁各个系统安全正常运营，范围包括：1.地下车站与隧道结构外边线外侧50m内；2.地面和高架车站以及线路轨道结构外边线外侧30m内；3.出入口、风亭、变电站等附属建、构筑物结构外边线外侧10m内；4.轨道交通过江隧道结构外边线100m内。漫长而艰辛的施工过程结束了，第一辆地铁列车呼啸出发。与朋友们一起坐地铁时，可别忘了向他们介绍地铁是怎样建成的哦！