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關鍵詞:地鐵; 不良地質條件;處理意見;
中圖分類號:U231+.3 文獻標識碼:A 文章編號:
一、工程及區域地質的概括
1.工程概況
本站為西安市城市快速軌道交通二號線工程勘察階段的一個明挖地下車站,結構為地下二層島式,位于長安南路路中,三森家具對面,平面呈長方形,南北向布置,車站北端起于YAK21+840.9,南端止于YAK22+1038.9,全長198.0m。埋于地面下約14.8m。擬采用明挖法施工。
2. 區域地質概況
西安市位于渭河斷陷盆地中段南部,西安凹陷的東南隅。西安凹陷是渭河斷陷盆地中的沉積中心之一,周邊為四條深大斷裂帶所切圍,其東邊界為長安—臨潼斷裂,西為啞柏斷裂,南為秦嶺山前斷裂,北為渭河斷裂。區內構造形跡主要表現為隱伏斷裂構造,按其走向可分為EW向,NE向和NW向三組。對地鐵線路有影響的為長安—臨潼斷裂及上盤的西安正斷層組(其地面反映為西安地裂縫)。
場地地層巖性特征
1. 場地地層巖性特征
地鐵二號線全段地層“按時代從新至老”、“第四系地層按粒徑由細至粗”、“黏性土依據塑性指數、工程特性;砂類土依據密實程度及分布差異等細分為亞層”順序統一編號。
按上述分層依據,結合本區段的工程地質斷面,劃分巖土層。每個巖土層分別按巖土層代號,巖土名,時代成因,巖性描述布列如下:
全新統地層(Q4)
雜填土(Q4 ml):由碎石、灰渣及黏性土組成,較密實。站區地表大面積分布。一般厚1.8~2.2m,平均厚1.95m。
素填土(Q4 ml):主要由黏性土組成,含白灰渣及少量磚瓦碎塊,疏密不均。一般厚0.6~2.1m,平均厚1.32m。站區地表較少量分布。
黑壚土(Q4 el):褐色,蟲孔發育,見多量白色鈣質條紋,含蝸牛殼碎片。堅硬~硬塑狀態。一般厚0.9~2.4m,平均厚1.68m。位于人工填土下,站區內基本連續分布。天然密度ρ=1.77~1.81ɡ/㎝3 ,天然含水量w=21.3~21.9%,孔隙比e=0.830~0.873,液性指數IL =0.01~0.21,壓縮性系數α0.1-0.2=0.13~0.34MPa-1,壓縮模量Es0.1-0.2 =5.4~14.2 MPa,為中壓縮性土;失陷系數δs2.0=0.011~0.038,具失陷性。
上更新統地層(Q3)
新黃土(Q3eol):褐黃色,大孔、蟲孔發育,見少量白色鈣質條紋及蝸牛殼碎片,堅硬~可塑狀態。一般厚8.9~10.9m,平均厚9.65m。站區內連續分布。天然密度ρ=1.36~1.81ɡ/㎝3,天然含水量w=18.8~28.8%,孔隙比e=0.805~1.465,液性指數IL =0.0~0.60,壓縮性系數α0.1-0.2=0.12~1.68MPa-1,壓縮模量Es0.1-0.2 =1.5~18.0MPa,為中壓縮性土;失陷系數δs2.0=0.005~0.102,具失陷性。
古土壤(Q3el):紅褐色,具針狀孔隙,含多量白色鈣質條紋及結核,團粒結構,底部結核富集成30cm左右硬層。堅硬~硬塑狀態。一般厚1.9~4.6m,平均厚3.75m。站區內連續分布。天然密度ρ=1.78~1.92ɡ/㎝3 ,天然含水量w=18.3~23.7%,孔隙比e=0.676~0.857,液性指數IL =0.0~0.23,壓縮性系數α0.1-0.2=0.09~0.21MPa-1,壓縮模量Es0.1-0.2=8.2~19.0 MPa,為中壓縮性土;不具失陷性。
中更新地層(Q2)
飽和軟黃土(Q2eol):褐黃色,大孔、蟲孔發育,含少量白色鈣質條紋,見蝸牛殼碎片,軟塑~流塑,已流塑狀態為主。一般厚6.7~8.2m,平均厚7.48m。站區內連續分布。天然密度ρ=1.80~2.03ɡ/㎝3 ,天然含水量w=26.2~34.0%,孔隙比e=0.691~0.960,液性指數IL =0.79~1.12,壓縮性系數α0.1-0.2=0.13~0.54MPa-1,壓縮模量Es0.1-0.2=3.6~14.8 MPa,為中壓縮性土。
古土壤(Q2el):紅褐色,具針狀孔隙,含多量白色鈣質條紋及結核,團粒結構,中間夾薄層黃土,常稱“紅二條”。可塑狀態。一般厚4.4~6.1m,平均厚5.3m。站區內連續分布。天然密度ρ=1.83~2.05ɡ/㎝3 ,天然含水量w=24.7~30.7%,孔隙比e=0.657~0.932,液性指數IL =0.69~0.95,壓縮性系數α0.1-0.2=0.16~0.28MPa-1,壓縮模量Es0.1-0.2=6.2~12.3 MPa,為中壓縮性土。
~老黃土(Q2eol):褐黃色,針孔孔隙較發育,含少量鈣質條紋,見蝸牛殼碎片,可塑狀態。一般厚0.9~6.4m,平均厚4.48m。站區內與古土壤交替成層連續分布。天然密度ρ=1.97~2.06ɡ/㎝3 ,天然含水量w=23.9~30.8%,孔隙比e=0.636~0.799,液性指數IL =0.67~1.03,壓縮性系數α0.1-0.2=0.17~0.27MPa-1,壓縮模量Es0.1-0.2=6.4~9.8 MPa,為中壓縮性土。
~古土壤(Q2el): 紅褐色,具針狀孔隙,含白色鈣質條紋及結核,團粒結構。硬塑~可塑狀態。一般厚1.1~3.7m,平均厚2.38m。站區內與黃土層交替成層連續分布。天然密度ρ=1.98~2.01ɡ/㎝3 ,天然含水量w=21.9~25.9%,孔隙比e=0.656~0.719,液性指數IL =0.60~1.03,壓縮性系數α0.1-0.2=0.15~0.29MPa-1,壓縮模量Es0.1-0.2=6.0~11.3 MPa,為中壓縮性土。
2.土石工程分級
根據該地區段巖土工程條件,按國家標準《地下軌道、輕軌交通巖土工程勘察規范》(GB50307-1999),本區間土石工程分級如下:
Ⅱ級普通土
該區段主要為上更新統新黃土、層古土壤及層飽和如黃土、其次為表層人工填土。機械需部分刨松方能鏟挖滿載。
Ⅲ級硬土
中更新土老黃土及古土壤。機械需普遍刨松方能鏟挖滿載。
三、圍巖分類
根據該區間地下線路高程與附近地層巖性特征等,按國家標準《地下軌道、輕軌交通巖土工程勘察規范》(GB50307-1999)將隧道圍巖分為Ⅰ~Ⅲ三類。其中Ⅰ、Ⅱ類圍巖為該區間主要圍巖類型。
1、京張鐵路為詹天佑主持修建并負責的中國第一條鐵路,它連接北京豐臺區,經八達嶺、居庸關、沙城、宣化等地至河北張家口,全長約200公里,1905年9月開工修建,于1909年建成。
2、詹天佑(1861年4月26日-1919年4月24日,英文名:Jeme Tien Yow),男,漢族,字眷誠,號達朝 。祖籍徽州婺源,生于廣東省廣州府南海縣,故居位于廣州市荔灣區恩寧路十二甫西街芽菜巷42號。12歲留學美國,1878年考入耶魯大學土木工程系 ,主修鐵路工程。他是中國近代鐵路工程專家,被譽為中國首位鐵路總工程師。其負責修建了京張鐵路等工程,有“中國鐵路之父”、“中國近代工程之父”之稱。
(來源:文章屋網 )
【關鍵詞】豎井;錨噴一襯
1、錨噴一襯施工工藝流程
在碎石、花崗巖等復雜地質情況下,采用的錨噴一襯施工工藝流程主要分三個步驟:工作豎井施工、錨噴一襯、套管頂進。
2、錨噴一襯施工方法
2.1工作豎井施工方法
在花崗巖等地質情況下,豎井施工可采用倒掛井壁法。豎井施工包括井口鎖口圈梁及井口圍護、豎井井身初襯、豎井提升系統等方面的內容。
2.1.1豎井作業準備
豎井施工前對施工準備工作做一次詳細檢查,尤其需要挖探槽進一步探查地下管線情況,檢查各種防排水、支護監測等措施的準備情況。進行詳細的測量放線定位。提前做好工地用料、建材的檢測工作和砂漿、砼配合比的設計工作。
工作豎井深度根據具體情況而定,一般鐵路、公路穿越深度約為5m,上口寬約為7×5m,設臨時鋼支撐,初期支護采用400mm厚的C25網噴混凝土及格柵鋼架組成聯合支護體系。
2.1.2豎井施工工藝流程及工藝
施工流程主要為豎井施工就以測量定位、豎井鎖口圈施工、豎井井身施工、豎井封底施工、土方開挖、提升系統裝配等幾個主要施工工序作施工說明。
2.1.3豎井鎖口圈施工
1)施工順序。豎井鎖口圈施工主要包括測量放線、土方開挖、鋼筋綁扎、立模以及澆注砼等工序。
2)井口開挖和噴錨支護。確保鎖口圈施工范圍無地下管線的情況下,采用人工開挖土方,必須自上而下分層、分段依次開挖,嚴禁掏底施工。開挖后及時施作“100mm厚C10混凝土墊層”支護結構。
3)鎖口圈鋼筋綁扎。鎖口圈鋼筋在鋼筋加工廠加工,嚴格按照井口尺寸及相關規范要求進行加工。加工前需先對鋼筋調直及除銹,確保鋼筋潔凈,無損害,表面無油、漆污、鐵銹,鋼筋調直后平直、無局部彎折。
4)鎖口圈模板支撐。鎖口圈模板施工采用定型鋼模板,復合木板輔助,模板接縫處塞膠條防止漏漿。模板拼裝前及時、準確放樣,以20cm垂直間距設好鎖口圈邊線檢查點。模板背后使用方木及架子管支撐固定,各接觸點頂緊塞實,架子管連接處使用旋轉扣件固定牢固。
5)混凝土澆注。混凝土等級為C20,采用插入式振搗棒振搗,澆筑沿鎖口圈軸線方向采用“一個坡度、薄層澆注、循序推進、一次到頂”的連續澆筑方法。在每個澆注部位的前后布置兩道振搗器,第一道布置在混凝土卸料點,主要解決上部混凝土的搗實。第二道布置在混凝土坡腳處,確保下部混凝土搗實,混凝土澆注向前推進,振搗器搗固跟上,確保整個混凝土體的質量,搗固上層時,插入下層不小于50mm,不大于300mm,保證上下層連接。
2.1.4提升架安裝
豎井提升系統采用卷揚機提升系統。
2.1.5豎井井身施工
豎井開挖施工先將空壓機、注漿機、真空泵、攪拌站、風鎬等設備調試良好。并在開挖前備足錨噴料、雙液漿等以備急用。
1)豎井井身開挖
豎井開挖時從開挖輪廓線上一點沿順時針(逆時針)進行順序開挖,嚴格控制開挖步距。
2)初支施工
開挖完成后即進行初噴,封閉開挖后的臨空面土體,噴射混凝土厚度4~8cm。
格柵的安裝:首先豎井中線要準確,設交叉十字線控制,避免格柵偏離中線造成嚴重的超欠挖現象;控制標高從地面引到豎井內,用水準儀控制每榀格柵標高。
鋼筋網片焊接:φ6.5@150×150mm鋼筋網內外雙層布設,搭接一個網眼,焊接固定,噴砼時不允許晃動。
連接筋焊接:連接筋采用Ф20鋼筋,水平間距0.5m,內外側間隔布置。
3)豎井封底
豎井開挖至設計標高后,豎井底部采用Ф14@0.1×0.2m,橫縱向排列,鋼筋與格柵預埋鋼板螺栓連接,噴射200mm厚C25混凝土。
2.1.6后背梁施工
后背梁梁長5m,錨入底板以下70cm,采用Ф16、Ф10鋼筋和C25混凝土澆筑。
2.2錨噴一襯施工
襯砌采用Ф32、L=2.5m超前小導管,環向間距300mm;網片采用Ф6,網格70×70mm;格柵主筋為Ф22螺紋鋼,拱架縱向間距0.5m;縱向連接筋采用Ф20鋼筋,環向間距0.5m;采用300mm厚C25噴射混凝土。
2.2.1施工工藝
根據地質情況,應用巖土力學理論,充分利用和維護土體自穩能力,以達到結構及土體穩定的目的。在超前支護的前提下嚴格遵循短進尺、強支護、快封閉、勤量測的原則分步開挖支護。
拱部弧型部分順著拱外弧線采用人工環狀開挖,周邊用洋鎬修整,盡可能減少對拱部開挖土體的擾動。
開挖輪廓經尺寸檢查滿足設計要求后,立即初噴5cm厚C25素噴混凝土封閉開挖面,再架立格柵鋼架,依據斷面中線及標高,準確就位。由于分步開挖,格柵鋼架架立時注意控制連接板精度。每片格柵鋼架間采用螺栓連接,要求保證螺栓連接質量。拱腳部位嚴禁架立在虛土上,如存在超挖,應用混凝土墊塊或木板墊塞牢固,同時每拱腳各打設φ32,2.5m長的鎖腳錨管,錨桿尾段與拱架焊接牢固,控制拱部下沉。格柵鋼架定位后,掛設φ670×70mm鋼筋網片,鋼筋網緊貼初噴混凝土,掛在格柵鋼架外側,鋪設平順,用細鐵絲與格柵鋼架綁扎牢固。格柵鋼架間采用縱向聯接筋連接,聯接筋縱向搭接長度滿足規范要求(單面焊10d,d為鋼筋直徑),同時保證焊接質量。
上述各項經檢查符合要求后,即進行噴射C25混凝土到設計厚度,噴射時由拱腳自下而上分層進行,保證混凝土噴射密實,不留空洞。
在開挖支護過程中應嚴格控制開挖進尺,避免冒進,每循環開挖進尺為一榀格柵間距,即0.5m。用激光指向儀控制開挖中線及水平,確保開挖斷面圓順,無欠挖,開挖輪廓線充分考慮施工誤差、預留變形和超挖等因素的影響。對意外出現的超挖或局部塌方應采用噴砼回填密實,并及時進行背后回填注漿。
開挖過程中必須加強監控量測,當發現地面沉降或拱頂、拱腳和邊墻位變形值超過設計允許值或出現突變時,應停止掘進,打錨桿掛網,噴射混凝土封閉掌子面,及時加設臨時支撐或仰拱,形成封閉環,控制位移和變形。做好開挖的施工記錄和地質斷面描述,加強對洞內外的觀察。
2.2.2格柵架設施工工藝及技術
為保證管道開口處的結構安全,開挖前先沿初襯外輪廓打設超前導管、注漿支護再開挖,同時該處并排架設2榀初支格柵,加強支護。管道洞室開挖成形后,為防止開挖面暴露時間過長,引起坍塌,應立即進行格柵掛網噴射混凝土施工。
1)格柵鋼架的制作
格柵鋼架在鋼筋加工廠采用冷彎分段制作,段與段之間采用角鋼螺栓連接。加工完拭拼合格后,運至現場安裝。格柵質量必須符合下列條件。
(1)加工成型的格柵鋼架應圓順;允許偏差為:拱架矢高及弧長±20mm,架長±20mm。
(2)格柵鋼架組裝后應在同一個平面內,斷面尺寸允許偏差為±20mm,扭曲度為20mm。
(3)格柵鋼架各單元主筋、加強筋、連接角鋼焊接成型,片與片之間用螺栓栓接。
2)格柵鋼架的安裝
格柵架設質量要求
(1)格柵鋼架應架設在與管道軸線垂直的平面內,安裝位置允許偏差為:與線路中線位置支距不大于30mm,垂直度5%。
(2)格柵鋼架保護層厚度≮25mm,其背后應保證噴射混凝土密實。
(3)格柵鋼架安設正確后,縱向必須用鋼筋連接牢固,并與鎖腳錨桿焊接成一體。
3)鋼筋網加工架設
鋼筋網在現場編制加工成0.65m×1.5m的網片,加工時,Ф8盤條冷拉調直并除銹后現場截取編網,點焊成網片,工作面鋪設。
網片加工、鋪設應符合下列要求:
(1)鋼筋網片應與格柵鋼架連接牢固,網片搭接長度不少于20cm。
(2)網片鋪設應緊貼支護面并保持30mm的保護層。
2.2.3噴混凝土施工工藝
1)濕噴混凝土機具及工藝流程。噴射混凝土采用噴射干噴工藝。噴射用混凝土采用現場拌合,由豎井下料管入運料車運至噴射工作面。噴射混凝土配合比由現場試驗室根據現場實驗選擇,并經過試驗驗證。
2)噴混凝土特殊技術要求。噴射混凝土采用濕噴工藝,噴射設備采用混凝土噴射機,人工掌握噴頭直接噴射混凝土。
噴射混凝土作業在滿足《錨桿噴射混凝土支護規范》有關規定的基礎上,采取以下技術要求:
(1)攪拌混合料采用強制式攪拌機,攪拌時間不小于2分鐘。原材料的稱量誤差為:水泥、速凝劑±1%,砂石±3%;拌合好的混合料運輸時間不得超過2小時;混合料應隨拌隨用。
(2)混凝土噴射機具性能良好,輸送連續、均勻,技術性能滿足噴射混凝土作業要求。
(3)噴射混凝土在開挖面暴露后立即進行,作業符合下列要求:
噴射混凝土作業應分段分片進行。噴射作業自下而上,先噴格柵鋼架與拱壁間隙部分,后噴兩鋼架之間部分。
噴射混凝土分層進行,一次噴射厚度根據噴射部位和設計厚度而定,拱部宜為5cm~6cm,邊墻為7cm~10cm,后噴一層應在先噴一層凝固后進行,若終凝后或間隔一小時后噴射,受噴面應先用風水清洗干凈。
噴射混凝土噴頭垂直受噴面,噴頭距受噴面距離以0.6m~1.2m為宜。噴頭連續、緩慢做橫向環行移動,使受噴面厚度均勻、密實。
噴射混凝土作業應保持供料均勻,噴射連續。
正常情況采用干噴工藝,混凝土的回彈量邊墻不大于15%,拱部不大于25%。
(4)噴射混凝土終凝2小時后開始灑水養護,灑水次數應以能保證混凝土具有足夠的濕潤狀態為度;養護時間不得少于14天。
(5)噴射混凝土表面應密實、平整,無裂縫、脫落、漏噴、空鼓、滲漏水等現象,平整度允許偏差為±3cm。
2.3套管頂進施工
2.3.1頂管
頂進套管尺寸根據具體管道外徑選擇,內徑大于300左右為宜。
管口形式可選擇鋼承口、企口等方式。
2.3.2頂管注漿加固
頂管施工過程中,為了保證管線質量和施工期間公路、鐵路運營線安全,開挖前采用超前小導管注漿預加固地層,小導管采用Ф32普通鋼管,長度2.5m,間距每米設三根,搭接1.25m,外插腳15°,布置在上半圓弧的外側。注漿漿液為改性水玻璃,注漿壓力宜控制在0.1-0.5Mpa。
2.3.3頂進
1)平基
在頂管施工開始前,對結構內底進行全面的測量,校正其中誤差,根據設計坡度在底部做平基以滿足頂管需要。
2)導軌
(1)采用43kg/m鋼軌作為導軌,長度為6m,導軌間距為86cm。
(2)兩導軌順直、平行、等高、其縱坡與管道設計坡度一致。
(3)導軌安裝允許偏差為:
軸線位置 3mm 頂面高程 0~+3mm 兩軌間距 ± 2mm
(4)安裝后的導軌牢固,不得在使用過程中位移,需經常檢查、校核。
3)后背
為滿足頂進過程中后背力的要求,后背梁采用C25混凝土,厚度1.2m、寬度5m,高度為2m。
4)頂管
(1)下管:采用人工滾管,吊車下管。
(2)頂進施工完成后要認真測量、填寫記錄,記錄要求真實、整潔、字體工整。
(3)在路基坡腳外每次頂進進尺不超50cm,進行路基后每次頂進進尺不超30cm,土質情況較差須適當縮小進尺。
2.3.4管外注漿
為了保證公路、鐵路的安全運行和路基土質的穩固,在頂管全線完成后,須進行管外的注漿處理,必須嚴格控制注漿量及注漿壓力。管外注漿一般采用泥漿泵注入水泥注漿法,將施工中的空隙全部注滿,施工完成后對鐵路路基進行雷達探測,保證施工后的土質穩定性,確保公路、鐵路的安全運行。
3、事故處理方式
錨噴一襯施工方法易引起兩部分事故,塌方與地表沉降。當出現以上兩種情況時,可采用以下處理方式。
1)塌方量較小時的處治方法
(1)對塌方相鄰地段作強支護,以控制塌方的發展和蔓延;(2)待相鄰段穩定后,以短進尺清渣;(3)清除危石后立即施噴混凝土;(4)打錨桿或超前注漿管棚;(5)掛鋼筋網復噴混凝土至設計厚度;(6)進行監控量測;(7)循序漸進,往前施工;(8)襯砌加強(鋼拱加徑向型鋼支撐)。
2)塌方量很大或通頂時的處治方法
(1)對塌方相鄰段作強支護,以控制塌方的發展和蔓延;(2)對塌體從地表(淺埋時)或隧道內沿開挖線以外打孔注漿或超前管棚注漿,膠結松散塌體;(3)待穩固后,小段清渣;(4)及時掛網、噴混凝土;(5)安設鋼支撐,并縱向連接,上下與錨桿焊接形成為一初期支護的完整受力體;(6)進行監控量測;(7)循序漸進,往前施工;(8)襯砌加強(護拱腹部留空)。
3)地表有沉陷的處治方法
(1)地表處理。地表及時回填并夯實(或噴混凝土封閉),可預埋注漿管,搭防雨棚(或植草皮),挖排水溝;(2)對塌方相鄰段作強支護,以控制塌方的發展和蔓延;(3)塌方體處理,洞內塌體用鋼軌或小鋼管棚超前支護;立鋼拱架,在排與排之間施焊鋼筋連接,使之成為整體。(4)塌渣處理,隨挖隨撐;超挖部分用同級混凝土回填(或用漿砌片石回填);(5)進行監控量測;(6)循序漸進,往前施工;(7)襯砌按鋼筋混凝土結構進行特殊設計。
世界第一條地下鐵道的誕生,為人口密集的大都市如何發展公共交通取得了寶貴的經驗。1879年電力驅動機車的研究成功,使地下客運環境和服務條件得到了空前的改善,地鐵建設顯示出強大的生命力,世界上一些著名的大
都市爭相繼建造地鐵。
倫敦自1863年創建世界上第一條地下鐵道以來,歷經130多年的發展,通過不斷提高技術水平,倫敦地鐵系統以成為當今世界上的先進技術范例之一,尤其是地鐵實現了電氣化后,倫敦的地鐵幾乎每年都有新進展。
美國紐約于1867年建成了第一條地鐵。隨著紐約城市規模的擴大,城市人口不斷增加,到1900年市區人口已有185萬人,同時地鐵建設也在不間斷地發展。現在紐約已發展成為世界上地鐵線路最多、里程最長的一座城市。
法國巴黎也是最早修建地鐵的城市之一,但比英國要晚37年。為舉辦“凡爾賽展覽會”而修建的巴黎第一條地下鐵道從巴士底通往馬約門,全長約10km,它為巴黎地鐵網絡的不斷發展和完善大下了基礎。時至今日,巴黎已建成世界上層次最多的地鐵和第一條全自動無人駕駛地鐵。
柏林的第一條地鐵開通于1902年。發展至今,市區地鐵已四通八達,有的線路已采用自動化運行技術。
西班牙也是歐洲較早修建地下鐵道的國家之一。1919年,馬德里的第一條地鐵線路開始運行。
日本東京的第一條地鐵線路于1927年建成通車。雖然日本的地鐵也是效法歐洲技術建設而成的,但他們在修建地鐵的同時,著重開發主要車站及其鄰近的公眾聚集場所,這些場所能促進地下商業中心的建設,而且與地下車站連成一片,使地鐵這一公益性基礎設施獲得了新的活力,取得了較好的經濟效益和社會效益。
莫斯科的第一條地鐵1932年開始動工,線路全長約11.6km,共設置車站13座,到1935年5月建成通車運營。其建設速度之快,在當時是空前的。以后莫斯科的地鐵建設就一直沒有中斷過,即使在第二次世界大戰期間也沒有停頓。發展至今,莫斯科地鐵系統的建筑風格和客運效率是舉世聞名的,地鐵列車最短間隔只有80秒。
第二次世界大戰以后,世界上地鐵建設蓬勃發展。到目前世界上已經有100多座城市建成了地下鐵道,線路總長度超過7000公里。
中國第一條地鐵于1969年10月在北京建成通車。到2008年,北京市地鐵運營線路達到8條,運營里程達到200 多公里。
香港地鐵是由政府的地鐵公司經營。自第一條線路于1977年建成通車以來,香港地鐵發展迅速,線路每公里接載的乘客超過10萬人次,比世界其他地區的地鐵都高。從這個意義上說,香港地鐵是世界上使用密度最高的市區鐵路之一,也是最繁忙的地下交通系統。
上海于1995年5月建成通車。截至2008年,上海地鐵運營線路總長230多公里,線網規模位列中國城市之首。
天津地鐵始建于1970年6月。現階段天津地鐵規劃由9條軌道交通線路組成,總長度為227公里。
廣州是中國第四個擁有地鐵的城市,第一條地鐵于1999年6月正式通車。2007年廣州地鐵總長度達到116公里。規劃到2020年,將建成530多公里的地鐵線路,核心區站點覆蓋率將達到80%以上。
關鍵詞:地鐵車站建筑;城市空間利用;方案優化
0引言
地鐵是城市中快速準確、安全舒適、班次頻密、大眾運輸、不受其他交通工具干擾的一種新型交通方式,而地鐵的建設對地下空間的開發利用是不可逆轉的,地鐵線路一旦建設,難于恢復原狀,并勢必影響鄰近地塊兒的利用。地鐵建設中主體結構設計使用年限通常為100年,結合城市規劃及地塊周邊實際情況,如何減小地鐵車站對周邊地塊的沖擊是每個建筑設計人員應當思考的問題之一。
1地鐵的誕生
19世紀50年代末,為解決英國倫敦街道的交通擁擠問題,一位名叫查爾斯.皮爾遜的律師提出地下鐵路的設想,倫敦市政當局采用該建議進行地下鐵路的修建,第一條由蒸汽機車牽引的地下鐵路與1863年順利通車,該地鐵長約6km,標志著世界上第一條快速、大運量的城市軌道交通的誕生。
2地鐵的發展
2.1國外地鐵的發展
自1863年,第一條以蒸汽機車牽引的地下鐵路誕生至今已有150年的歷史,伴隨電力驅動機車的成功研制,地下鐵路運在環境、服務等方便得到空前改善。世界各國的大都市相繼投入地鐵建設,地鐵的發展經歷著探索、低潮、復蘇、蓬勃發展、成熟穩固幾個階段,目前已有100多座城市具有地鐵運輸工具,線路總長超過了7000多公里。
2.2國內地鐵的發展
1969年10月,我國第一條地鐵線在北京建成通車;1984年12月,第二條地鐵線在天津建成通車;1979年,香港地鐵開通,成為中國第三個擁有地鐵的城市。改革開放至20世紀末,上海、廣州、深圳相繼投入地鐵建設。21世紀以來,隨著城市的迅速發展,城市規模擴大,城市人口急增,我國地鐵建設進入階段,國內各省會城市及繁華的大城市均投入地鐵的火熱建設中。
3城市地下空間的利用
隨著城市規模的擴大,城市土地資源愈加緊缺,人類逐漸開始對城市展開立體開發,我國對城市地下空間的利用處于探索階段。我國城市地下空間的利用主要包括地下鐵路運輸、地下停車場、樓盤的地下室、市政公共設施等。城市地鐵往往是城市的大動脈,貫穿與整個城市中,對整個城市的長期規劃起著舉足輕重的作用。地鐵車站建筑不僅僅占用地下空間資源,往往延伸至地面,并影響到周邊地塊兒的利用。地鐵車站建筑設計時,如何降低對周邊地塊的影響成為設計師應當考慮的問題之一。
4 車站建筑形式分析
4.1工程背景
本文以某市地鐵城際線興梅站為例,介紹地鐵車站的建筑設計方案,分析各方案的優缺點,并提出幾點關于減小地鐵車站建筑對周邊地塊影響的建議,希望對地鐵建筑設計盡量減小對地塊兒的影響有所啟發。
綜合分析車站站間距、客流吸引情況、對既有建筑的保護等多方面因素后,本站站位設置于縱六路與興梅路交叉口,沿興梅路方向設置。其中,興梅路為28m,縱六路為30m,縱六路尚處于規劃階段。
4.2站位環境介紹
興梅站站址處,東北象限是經濟適用房小區,尚在建設當中;東南象限為拆遷堆填區,規劃為混合用地;西南象限為居民小區;西北象限除混凝土廠房外均為拆遷空地,規劃為混合用地。由于該處道路路網尚未形成,僅有極少數車輛、少數居民通行。由于興梅站至汪家村站區間去下穿涵洞,該涵洞制約車站軌面標高,該站按覆土3.5m設計,滿足市政管線的敷設。
4.3車站方案分析
該站站址環境簡單,東南象限及西北象限基本為拆遷空地,而西南象限和東北象限的小區樓房均距道路紅線較近,綜合考慮興梅站周邊環境、既有建筑、及線路走向等方面后,提供以下兩個方案。
方案一:車站采用地下兩層島式站臺形式,車站設備用房主要集中與車站右端,車站右端設備區采用局部單層外掛形式,變電所、環控機房等設備用房布置與外掛區域,車站外掛設備用房與車站主體設備用房見走道布置與變形縫處,更加充分利用車站內部建筑面積。
圖1 方案一總平面圖 圖2 方案一站廳分層平面圖
方案二:車站采用地下兩層島式站臺標準站形式,車站采用順長布置,設備用房集中于車站右端。
圖3 方案二總平面圖
4.4 車站方案對比分析
方案一與方案二共同點:車站建筑總面積基本相同,風亭均設置與西北象限及東南象限的拆遷空地上。
方案一,車站西北象限出入口與車站主體的圍合區域充分利用,該處附屬外掛部分按單層設置,在外掛部分與主體之間的變形縫處設置走道,充分利用車站內有效的建筑面積;西北象限內的出入口與車站主體共用結構側墻。風亭集中布置與地塊中,將對地塊的影響盡量降低。
方案二,車站采用常見的島式站臺標準站形式,出入口與車站主體的圍合區域影響至地面空間,圍合區域有所浪費,風亭等附屬對周邊的混合用地地塊影響較方案一大。
地鐵車站建筑方案的比選中,我們通常綜合考慮經濟性、安全性、適用性等多方面因素而選擇最為合理的車站建筑形式。整個車站所占用的地下空間一旦形成,影響將是100年或更久,對后續地塊的使用、管線的敷設、管廊的設置都有很大的影響。地鐵車站方案設計時,在考慮經濟、安全、適用的基礎上,建筑設計師是否應多加考慮下降低對地塊、管線、管廊的影響,盡量更為合理的使用我們人類共同的地下空間。
5結語
我國對于城市地下空間的利用依舊處于探索階段,地鐵車站建筑使用期限長、規模巨大,對城市地下空間的規劃和使用具有較大的影響。在車站建筑設計中,我們在考慮了安全可靠、功能合理、技術先進、經濟適用的基礎上,是否更應當結合站位周邊的環境,優化車站方案,減小出入口及風亭的對周邊環境的影響,減小附屬建筑與主體建筑圍合區域的浪費,使得車站建筑對周邊環境、周邊地塊等的影響盡量降低。
參考文獻:
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1、南京南站坐地鐵到南京站大概需要35分鐘左右。
2、南京南站到南京站,乘坐1號線地鐵,總計13站,平均每站需要耗時2到3分鐘,因此總耗時大概需要35分鐘左右。乘坐1號線地鐵,從南京南站到南京站,往邁皋橋方向,具體列車信息如下:首班車:06:06,末班車:23:46;約4分鐘一趟。
3、南京地鐵1號線是南京地鐵第一條建成運營的線路,于2005年5月15日開通觀光運營,同年9月3日正式運營,標志色為藍色。
(來源:文章屋網 )
魯迅先生曾對這個民族的記憶力發出過質疑:“我們都不太有記性。這也難怪,人生苦痛的事太多了,尤其是在中國。記性好的,大概都被厚重的苦痛壓死了;只有記性壞的”,然而,再怎么健忘,面對一次次信號系統失靈,也不禁會追問,這種重復是否太沒有技術含量,過于拙劣?
信號供應商卡斯柯擁有隱形卻強硬的力量,幾乎壟斷了中國高鐵與各城市地鐵的信號系統,塑造著地鐵躍進下天翻地覆的中國城市和城市中人們的生活:由于兼備國內壟斷企業和國際知名企業的雙重優勢,從一開始的上海地鐵1號線到2004年開通的上海3號線、4號線;從2008年中國第一條基于無線通信的北京2號線CBTC信號系統到中國第一條無人駕駛的北京機場線信號系統,再到上海10號線以及2009年后的深圳地鐵2號線、5號線,廣州6號線,北京地鐵亦莊線、9號線、房山線等信號系統項目,可以說,中國各城市的地鐵都在按照卡斯柯的語言運行。
除了地鐵,在鐵路電氣化發展中,卡斯柯也占據壟斷地位。據媒體調查信息顯示,目前卡斯柯的TDCS(列車調度指揮系統)產品已遍布11個鐵路局,市場占有率超過60%。卡斯柯在全國高速客運專線的調度集中控制系統市場上的占有率也高達85%,同時也是普速鐵路調度集中系統的主要承擔單位,市場占有率達75%。
可以說,神州大地,現代都市,處處卡斯柯,即便是市民中產想走犬儒道路,也無可躲避。借用80年代兩部藝術作品的名稱可以拼湊出形容中國城市居民當下狀態的語言:卡斯柯信號,你別無選擇。
在事故發生后,記者去其公司采訪,大門緊閉不說,里面員工更是談笑風生,究竟是誰給了他們底氣?在此前的信號系統故障發生后,又是什么力量讓他們憑借著一句“不會再出事故”的“承諾”輕松過關?之前的問責,是否存在著永遠到不了的邊界?
有評論將信號引發的事故視為高速前進的市場撞上了停滯不前的體制。“經濟增長遭遇改革停滯,是當下最主要的困局。卡斯柯引發的問題已經釋放出了足夠強烈的信號:久拖不決之下,各種“體制性追尾”或許將會不斷發生”。而在現實層面,更急迫要追問的是,為何在一次次事故之后,卡斯柯能夠繼續做大做強,制造出一個“風險社會”?
華為企業業務中國區總裁馬悅戲稱他帶領的團隊是“紅七軍團”,因為團隊成員來自華為原中國區行業市場部、原華為賽門鐵克合資公司、華為軟件部門、華為終端部門、運營商BG、社會招聘以及海外歸國等七個方面。但正是這一支“混搭”的團隊,實現了華為企業業務中國區過去兩年銷售收入復合增長超過40%的業績。而今年的增長更明顯提速,截至9月底銷售收入同比增長60%以上,接近于去年全年的銷售收入。
2013年12月26日,這一天對于鄭州市民將是個特殊的日子,全長26.2公里的鄭州地鐵一號線一期建成通車正式投入運營,鄭州將成為中原地區第一個擁有軌道交通的城市,中部六省第二個擁有軌道交通的城市;這一天對華為也是個特殊的日子,因為華為企業業務中國區將全球首個eLTE城市軌道交通解決方案應用于鄭州地鐵一號線無線項目。
在鄭州軌道交通有限公司總工程師夏景輝的心目中,對此除了感到興奮之外,更多的是期待和一點點忐忑。因為鄭州地鐵一號線引入了最新的4G技術TD-LTE用于車輛和地面通信,在全球城市軌道交通領域鄭州亦屬首例。
力不從心的無線專網
鄭州軌道交通網絡由6條線路規劃組成,呈“三橫兩縱一環”的棋盤放射狀結構,總長202.53km。1號線是鄭州市第一條城市軌道交通線路,承擔了緩解市區東西向交通流,加強老城、新區的聯系的重要任務。
一號線的設計中,乘客信息系統(PIS)的建設是重要課題之一。在夏景輝看來,快速移動的地鐵列車和地面之間的大流量無線通信順暢連接問題(簡稱“車地”無線通信)是全球性的難題。傳統的無線專網技術對于支持高速運行下的高帶寬業務已經顯得力不從心。
據此次鄭州一號線的通信解決方案供應商華為工程師分析,傳統軌道交通無線傳輸面臨三大瓶頸。首先,PIS數據傳輸實時性、穩定性無法保證、乘客體驗非常差。其次,車載視頻監控數據無法實時回傳。此外,采用WLAN建設車地無線網絡,單個AP僅能實現200米左右的覆蓋距離,且設備穩定性差。全路段覆蓋需在軌道沿線布設大量有源設備,故障率非常高,運維難度非常大。
試水eLTE
鄭州軌道交通設計研究院院長黃純介紹,從2010年起他們開始介入無線技術的考察,與多家供應商展開技術交流,LTE技術是其中之一,其他還有WLAN、WiMAX、MESH等。
LTE是行業公認的移動通信技術發展趨勢,其穩定性已在全球市場得到廣泛驗證。打動夏景輝、黃純他們的是LTE在高速移動狀態下良好的接入性能和高帶寬業務支撐能力,這一點其他技術無法比擬。
鄭州地鐵經過多方論證,最終采用基于4G LTE技術的華為eLTE解決方案,鄭州地鐵1號線項目中承載PIS和視頻監控業務,未來該系統還將承載CBTC(基于通信的列車控制系統)和寬帶集群調度業務,有效解決當前車地無線系統分散建設、易受干擾、業務不連續的問題。
鄭州地鐵為何敢于首吃螃蟹?夏景輝說,任何項目都存在風險,但如果風險可控,他們就愿意去嘗試。能夠嘗試就是一種創新。
事實上,華為的eLTE寬帶集群解決方案已經有過實施的先例,比如天津市政務網、煙臺港生產調度系統、南方電網TD-LTE無線智能電網項目等等,都是這兩年華為企業業務中國區的典型客戶。
華為企業業務中國區交通系統部部長陳斌表示,華為在交通行業截至2012年底,華為GSM-R在中國鐵路份額超過50%以上。GSM-R保障中國第一條嚴寒地區干線――哈大高鐵安全運行;朔黃鐵路成為全球第一條采用LTE承載列控的貨運鐵路;在高速公路領域,華為傳輸設備在中國份額超過70%,服務里程約6萬公里,高速公路信息化解決方案已成功應用在中國京秦高速等眾多項目中。
調整“方法論”
2013年華為企業業務中國區的業績有了質的突破。究其原因馬悅表示,“其實在2011年的時候,公司從上到下心態都很浮躁。”到2012年年初,企業業務BG明確了兩大戰略:一是聚焦主力產品和價值客戶,實現可持續發展;第二是“被集成”,這是華為面向企業客戶選擇的商業模式,根本目的是不與合作伙伴形成利益競爭關系,充分激發合作伙伴的積極性。馬悅表示這是“方法論上的調整,是回歸業務本質”。
在中國市場需要“因地制宜”的方法論,馬悅總結起來是6句話24個字:“堅定信念、艱苦奮斗,實事求是、敢闖新路,依靠群眾、勇于勝利”,他稱之為“井岡山精神”。
不過華為的企業業務想在除互聯網之外的傳統行業深耕,困難也顯而易見:需求方想要什么和供應方能提供什么之間存在話語錯位,這也是整個中國ICT建設中的深層次矛盾。
華為企業業務中國區總裁馬悅對此有清醒的認識。他說,云計算、大數據、BYOD移動辦公、物聯網等創新必將給整個ICT行業帶來商業模式、商業生態環境的巨大并且深刻的變化。“華為企業業務中國區只依靠在過去運營商市場上的成功經驗是行不通的。”馬悅說,當前雖然已經找到了一條適合華為企業業務、適合中國行業市場的基本方法,但面對快速發展和變化的企業業務市場,他認為還遠遠不夠,華為需要不斷的學習。
華為企業業務中國區總代中建材,其總經理李大慶表示,華為是個學習型企業,這幾年最大的感覺就是華為企業業務發展尤為迅速,實際上跟他自身要求以及企業氛圍有關系,學習新事物很快。
在馬悅的構想中,ICT行業的業務模式正在發生著深刻變化,以客戶體驗和客戶愿景為中心的服務模式將取代傳統的銷售模式。“這個服務是‘大服務’的概念。”馬悅稱,大服務指的是為客戶提供信息化頂層架構設計,提供ICT咨詢、規劃服務,涵蓋咨詢、規劃、設計、建設和運營的整個生命周期,是整個ICT解決方案的基礎框架和最主要的組成部分。
從援建非洲政府辦公樓到居民住房,再到建造中東伊朗第一條地鐵到東盟的多條公路,從上世紀70年代的坦贊鐵路開始,中國的海外援建項目在世界的許多地方開花結果,中國企業也由此走向世界。在向世界播撒友好種子的同時,中國經濟也打開了自己的世界之窗,并在世界各個角落留下中國印章――海外援建。
伊朗地鐵的中國企業夢
今年2月份,《廣州日報》開展了“行走亞洲”主題報道活動。2月1日,《廣州日報》記者陳安等人踏上了伊朗的土地,對中國企業承建的中東第一條地鐵進行了實地探訪。
陳安告訴本刊記者,采訪團在核危機籠罩下的伊朗不停地走了7天,看到中國制造的“總統一號工程”德黑蘭地鐵就感到親切。
“是中國人的高效和技術,圓了伊朗人心中的地鐵夢。”伊朗人法哈德(Farhad Shakib)說了一句讓中國人感到驕傲的話。法哈德在德黑蘭旅游公司Iaman Pars Tour 上班,家里早就有小車,伊朗的普通汽油每升才7角錢左右,但是他表示平時出行更喜歡坐地鐵。“只有乘坐地鐵,才能避開地面上混亂的交通,同時遠離噪音和汽車尾氣。”
目前已通車的地鐵一號線、二號線和五號線(郊區電氣化鐵路),全都由中國企業承建,成十字形將德黑蘭東西南北貫通起來。每天有80萬人次的市民通過地鐵去這個西亞最大城市的各個角落。這個擁有1400多萬人口的現代城市,近400萬輛汽車奔馳在容納能力只有100萬輛的道路上。
被伊朗政府命名為“總統一號工程”的德黑蘭地鐵,在上世紀70年代開始根據法國的技術進行了大量土建。但長達8年的兩伊戰爭耗費了伊朗大量的人力國力,地鐵建設一擱置就是20年。直到1995年3月,在中伊兩國政府的推動下,中信集團公司和德黑蘭城鄉鐵路公司正式簽署合同,獨立承建德黑蘭地鐵一、二號線工程。從2000年2月21日起,伊朗為這個地鐵的建成先后舉行了7次慶典。目前德黑蘭地鐵項目一、二號線全部通車,全長49.1公里,日客流量達到80多萬人次,累計運送乘客超過1億人次。
“中國地鐵在德黑蘭家喻戶曉,贏得伊朗人認可,值得中國人驕傲!”中國駐伊朗大使館經濟商務參贊處路長金參贊說。“這是中國第一次向國外出口設備和技術,具有劃時代的意義。”中信地鐵項目指揮部高級工程師朱正權說。雖然德黑蘭地鐵已有三條線,但中國與伊朗的地鐵故事還在延伸。“在伊朗軌道交通領域,中國企業已經牢牢站穩雙腳,沒有任何外國企業能撼動中國的領先地位。”金參贊介紹說,僅德黑蘭市就計劃建設9條地鐵線,目前還有伊朗設拉子和伊斯法罕兩個城市主動邀請中國企業進行地鐵設計和咨詢工作。
陳安對本刊記者說,伊朗地鐵是中國重點援外項目,目前中東地區經濟發展迅速,中國企業能在世界市場中競標成功,這是國際市場對于中國技術力量的認可,這對于構建中伊雙邊關系具有重要的歷史意義。
海外援建,打開中企海外之門
2月2日當地時間8時許,乘坐的專機抵達蘇丹首都喀土穆國際機場,開始他非洲之行的第三站。5天前蘇丹總統府即發表聲明,稱主席這次訪問將“大大推動兩國在政治、經濟、社會等領域的友好合作關系向前發展”而成為“蘇中友好關系發展史上的里程碑”。
蘇丹是非洲的能源大國。探明石油儲量約為25億桶,另有80億-120億桶潛在資源。目前已勘探開發的僅占總儲量的10%。數據顯示,蘇丹原油日產量約為50萬桶,去年中國石油需求的7%來自蘇丹。蘇丹政府顧問伊布拉希姆進一步指出,蘇中合作的成績可以成為非洲國家對外合作的范本。
青島建設集團自1983年開始走出國門,近3年境外營業額達到3.5億美元。除了在20余個國家的高樓大廈插上了“青建海外”的大旗外,中國的一批海外援建項目成了青島建設的基地:中國援建萊索托圖書館兼檔案館工程、中國援建馬里總統府工程、中國援建薩摩亞皮體育場工程等。“山東制造”也逐漸在境外揚名。除了海爾的產品全球開賣,中國重汽在國內生產基地不夠用的情況下,開始在伊朗等地籌建裝配廠,實現重卡境外組裝;成山輪胎則與老外合作生產高檔子午胎,產品全部銷往歐美市場。
在近日召開的山東省大企業集團建設座談會上,山東省大企業集團不約而同地將“走出去”列為集團發展的重要目標。兗礦集團表示,實施“走出去”戰略,是企業發展到一定階段的必然選擇。兗礦因此頻頻向國外、省外出手,收購澳大利亞南田煤礦,成為中國煤炭行業第一家境外掘金的企業;與山東黃金合作開發委內瑞拉金礦,也是上乘之作;以買方信貸方式承攬委內瑞拉鐵路項目,是中國承接的最大國外鐵路項目。
另據新華社3月19日消息,中國鐵道建筑總公司第十八局牽頭與沙特蘇威克特公司合作,日前中標沙特南北鐵路線第二標段440公里的工程項目,標價為5.236億美元。
陳安說,在伊朗,到處可以看到中國的商品,這與中國的援建項目獲得該國的好感不無關系。今年8月起,伊朗街頭有望出現中國制造的出租車,東南汽車將向伊朗出口8000輛得利卡汽車,全部用于置換伊朗的城市出租車。而伊朗街頭上的摩托車,有98%都是中國貼牌生產的。
1999年,中國打破了日韓等國壟斷,成功地承接了伊朗5艘30萬噸超大型油輪,創下了中國造船業一次接單150萬噸、合同金額3.7億美元的歷史紀錄,使中國在超大型油輪建造上實現“零”的突破。
海外援建構建和諧世界
商務部研究院國際市場部主任趙玉敏對本刊記者說,目前,中國在多個發展中國家都有援建工程項目,而且派出中方的工程技術人員參與,這是中國發展對外關系的重要外交方式。事實上,中國的這些海外援建項目,大部分屬于中國政府出錢,由中國公司承建。一方面,中國政府贏得了外交上的贊譽、加強了與受援國的雙邊關系,中國公司則獲得經濟上的回報,同時為這些企業走出國門適應海外市場打開了窗戶。正是為了維護良好的周邊環境、尤其是與周邊發展中國家的友好的關系,中國才派出那么多的工程技術人員援助當地建設項目。這是維護雙邊關系的需要,是塑造負責任的大國的需要;建立良好的周邊國家關系是中國和平崛起的需要。而許多中國商人已趁著正在增溫的中非關系,在非洲開店,低價出售從中國進口的商品。此外,中國的援建項目從過去的給“魚”到今天的授之以“漁”,就是要加強受援國的造血功能,加強地區之間的長期友好合作,構建和諧世界。