【文章內(nèi)容簡介】 圖25節(jié)能縱坡示意圖 根據(jù)能量守恒定律，在只有重力做功的條件下，物體的動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變。可以得出以下等式： mv12/2=mv22/2+mgh式中：v———速度，m/s； h———高度，m； g———重力加速度， m/s2； m———為列車質(zhì)量，kg。 從該式，可以看出與質(zhì)量無關。 即：v12/2=v22/2+gh進站列車到達坡下 A 處時的速度為 V1，根據(jù)牽引計算圖，進站制動初速一般為 40km/s，即 40km/h=。 車輛“沖”到站臺上 B 處的速度 V2，一般可設定為 7 km/h，即 7 km/h= m/s。得出站臺高度 h 為 m。 實際上列車上坡時，還受到其它阻力作用，所以站臺高度一般可以設置為 5 m 較為合適。 三、節(jié)能坡的坡段長度 通過比較，在節(jié)能坡坡度相同條件下，250 m長的節(jié)能坡方案比其他方案多節(jié)能 3%~5%[2]，故推薦 80 km/h 的列車采用 200 m 長的節(jié)能坡坡段長度。 從上述的節(jié)能坡的坡度 22‰~26‰和節(jié)能坡坡段長度 200 m，也基本吻合能量轉(zhuǎn)換分析得出的站臺高度 5 m 的數(shù)值。 表27區(qū)間坡道匯總起點里程坡長坡度1CK10+200 %2CK11+300 %3CK11+ %4CK12+200 % 具體數(shù)據(jù)見縱斷面圖 圖25區(qū)間線路縱斷面概圖（右線） 根據(jù)以上標準并結合實際情況，在CK11+，下坡坡度25‰。在CK11+,下坡坡度19‰。同理在CK12+,上坡坡度25‰。取B點圖示：圖26變坡點B圖示 第三章 隧道襯砌結構設計地鐵限界不僅制約著地鐵車輛的外形尺寸,還直接影響到地鐵工程土建部分的投資規(guī)模,對地鐵造價有重要影響。確定一個既能保證車輛運行安全,又不增大隧道空間的經(jīng)濟、合理的斷面是限界設計的任務和目的。限界是保障地鐵安全運行、限制車輛斷面尺寸、限制沿線設備安裝尺寸、確定建筑結構有效尺寸的圖形。根據(jù)不同的功能要求,地鐵限界分為車輛限界、設備限界、建筑限界。車輛限界是指車輛在直線地段正常運行狀態(tài)下的最大動態(tài)包絡線。所謂正常運行狀態(tài)是指一系懸掛和二系懸掛在正常彈性范圍內(nèi)、易損件磨耗不過限等。高架或地面線車輛限界易受風荷載的影響,在計算時需要考慮,而這一點與隧道內(nèi)是不同的。設備限界是車輛在運行途中一系懸掛或二系懸掛發(fā)生故障狀態(tài)時的動態(tài)包絡線,用以限制安裝設備不得侵入的一條控制線。建筑限界是在設備限界基礎上,考慮了設備和管線安裝尺寸后的最小有效斷面。建筑限界中不包括測量誤差、施工誤差、結構沉降、位移變形等因素。本設計中采用整體式道床，曲線地段超高設置方法采用第一種設置方法，即內(nèi)軌降低半超過，外軌抬高半超高。根據(jù)客流量預計，編組等因素確定車型。由于無客流量預計資料，本設計中車型選用A型車，最小曲線半徑采用450m。南昌地鐵設計采用A型車，即車體長度22100mm，寬3000mm，高3800mm，車輛定距15700mm，轉(zhuǎn)向架固定軸距2500mm，地板面距走行軌面高度1130mm《地鐵設計規(guī)范》（GB501572003），本區(qū)間圓形隧道應接全線盾構施工地段的最小半徑確定隧道建筑限界加高，即采用R=450m進行建筑限界加高的計算。凹形豎曲線：凸形豎曲線：式中：.——凹、凸形豎曲線半徑（mm） ——車輛定距（mm） ——車輛固定軸距（mm） ——車輛長度（mm）有公式可得3. 曲線地段隧道凈空圓形隧道在曲線超高地段，應采用隧道中心線向線路基準線內(nèi)側(cè)偏移的方法解決軌道超高造成的內(nèi)外側(cè)不均勻位移量。位移量按以下公式計算。式中——隧道中心線對線路基準線內(nèi)側(cè)的水平位移量（mm）： ——隧道中心線豎向位移量（mm）： ——隧道中心至軌頂面的垂向距離（mm）： s——軌道標準軌距（mm）： H——外軌超高（mm）。本設計中，取h=120mm。由公式可得：：其中4. 隧道內(nèi)凈空確定根據(jù)前述規(guī)定及計算，建筑限界采用直徑為5200mm，考慮施工誤差、測量誤差、設計擬合誤差、不均勻沉降等諸多因素確定的，根據(jù)技術要求，只要在施工過程中的控制措施得當，建筑限界5200mm的基礎上再留有100mm的富余量，基本上均能滿足要求，故本設計的隧道內(nèi)徑選用5500mm。表31秋水廣場～中山西路區(qū)間隧道主要工程規(guī)模隧道內(nèi)尺寸5500mm隧道外尺寸6200mm管片厚度350mm管片寬度1200mm單線全長 圖31 隧道橫斷面圖 施工方法選擇南昌市軌道交通1號線是軌道交通線網(wǎng)中一條L形的骨干線，在昌北新區(qū)線路呈S型，為南北走向，至紅谷灘中心區(qū)世貿(mào)路附近折為東西向行走，下穿贛江，并在南昌老城區(qū)內(nèi)形成東西向軌道交通主干線。規(guī)劃一期工程起訖點為昌北至瑤湖的奧體中心。本次在巖土工程勘察過程中，線路做了一次較大調(diào)整。秋水廣場站始定于贛江中大道與會展路交匯處，經(jīng)過線路變更后，定于贛江中大道與世貿(mào)路交匯處西側(cè)。變更后起點秋水廣場站至濱江大道站終點里程為ZK10+～ZK12+，區(qū)間長度為1855米，其中過贛江河床的長度為1245米，隧道整體剖面上呈中部低，兩側(cè)高的倒人字形坡，～?！瑪M采用盾構法施工方案。本工程建設單位為南昌軌道交通有限公司，設計總體單位為上海市隧道工程軌道交通設計研究院，勘察監(jiān)理單位為廣州地鐵設計研究院有限公司。由于工期較緊，現(xiàn)場施工涉及的單位多、協(xié)調(diào)工作繁雜，建設單位在對各家勘察單位進行綜合考察與比選后，最終決定將本工程段初、詳勘工作委托我院承擔。并決定初、詳勘察工作一次性實施。本工程為大型市政軌道交通工程，根據(jù)其工程的規(guī)模和特征，按《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》（GB503071999）和《巖土工程勘察規(guī)范》（GB500212001）的規(guī)定，該工程為重要工程，破壞后果很嚴重，本工程的重要性等級為一級；本工程建（構）筑物基礎位于地下水位以下，地下水對本工程具不利影響，工程場地復雜；工程沿線巖土種類較多，巖性不均勻，性質(zhì)變化較大，據(jù)此確定本工程地基的復雜程度等級為中等復雜場地。綜合確定本次勘察等級為甲級。1明挖施工法通常在地面條件允許的情況下，地鐵區(qū)間隧道宜采用明挖法，但對社會環(huán)境影響很大，僅適合在無人、無交通、管線較少之地應用，該方法現(xiàn)較少采用。明挖法是指挖開地面，由上向下開挖土石方至設計標高后，自基底由下向上順作施工，完成隧道主體結構，最后回填基坑或恢復地面的施工方法。根據(jù)本區(qū)間隧道的工程環(huán)境，交通繁忙，明挖法不適用。2蓋挖施工法埋深較淺、場地狹窄及地面交通不允許長期占道施工情況下采用蓋挖法施工。依據(jù)主體結構施工順序分為蓋挖順作法、蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法。該法是在既有道路上先完成周邊圍護擋土結構及設置在擋土結構上代替原地表路面的縱橫梁和路面板，在此遮蓋下由上而下分層開挖基坑至設計標高，再依序由下而上施工結構物，最后覆土恢復為蓋挖順作法；反之先行構筑頂板并恢復交通、再由上而下施工結構物為蓋挖逆作法。此法可用于車站施工，對于區(qū)間隧道而言，工程造價過高，不宜采用。3暗挖施工法暗挖法是在特定條件下，不挖開地面，全部在地下進行開挖和修筑襯砌結構的隧道施工辦法。暗挖法主要包括:鉆爆法、盾構法、掘進機法、淺埋暗挖法、頂管法、新奧法等。其中尤以淺埋暗挖法和盾構法應用較為廣泛，目前北京地區(qū)的隧道施工當中亦以該兩種方法居多。（1）鉆爆法我國地域廣大、地質(zhì)類型多樣，重慶、青島等城市處于堅硬巖石地層中，廣州地鐵也有部分區(qū)段處于堅硬巖石地層中，這種地質(zhì)條件下修建地鐵通常采用鉆爆法開挖、噴錨支護（與通常的山嶺隧道相當）。鉆爆法施工的全過程可以概括為：鉆爆、裝運出碴，噴錨支護，灌注襯砌，再輔以通風、排水、供電等措施。在通過不良地質(zhì)地段時，常采用注漿、鋼架、管棚等一系列初期支護手段。根據(jù)隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸，鉆爆法隧道開挖可采用各種不同的開挖方法，例如：上導坑先拱后墻法、下導坑先墻后拱法、正臺階法、反臺階法、全斷面開挖法、半斷面開挖法、側(cè)壁導坑法、CD法、CRD法等。對于爆破，有光面爆破、預裂爆破等技術。對于隧道初期支護，有錨桿、噴混凝土、掛網(wǎng)、鋼拱架、管棚等支護方法。及時的測量和信息反饋常用來監(jiān)測施工安全并驗證巖石支護措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等幾種方法，其中在噴射混凝土內(nèi)表面張掛聚乙烯或聚氯乙烯板，然后再灌注二次混凝土襯砌被認為是一種效果良好的防滲漏措施。（2）盾構法盾構法施工是以盾構這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構(shield )是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。鋼筒的前端設置有支撐和開挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進所需的千斤頂；鋼筒的尾部可以拼裝預制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構每推進一環(huán)距離，就在盾尾支護下拼裝(或現(xiàn)澆)一環(huán)襯砌，并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防止隧道及地面下沉。盾構推進的反力由襯砌環(huán)承擔。盾構施工前應先修建一井，在豎井內(nèi)安裝盾構，盾構開挖出的土體由豎井通道送出地面。盾構法的主要優(yōu)點:除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進行，既不影響地面交通，又可減少對附近居民的噪聲和振動影響；盾構推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行，施易于管理，施工人員也比較少；土方量少；穿越河道時不影響航運；施工不受風雨等氣候條件的影響；在地質(zhì)條件差、地下水位高的地方建設埋深較大的隧道，盾構法有較高的技術經(jīng)濟優(yōu)越性，適宜采用。（3）掘進機法在埋深較淺、但場地狹窄和地面交通環(huán)境不允許爆破震動擾動，又不適合盾構法的松軟破碎巖層情況下采用。該法主要采用臂式掘進機開挖，受地質(zhì)條件影響大。可以采用，但不夠經(jīng)濟，且工期較長。（4）淺埋暗挖法淺埋暗挖法又稱礦山法，起源于1986年北京地鐵復興門折返線工程，是中國人自己創(chuàng)造的適合中國國情的一種隧道修建方法。該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎上，針對中國的具體工程條件開發(fā)出來的一整套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法。與新奧法的不同之處在于，它是適合于城市地區(qū)松散土介質(zhì)圍巖條件下，隧道埋深小于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術方法。它的突出優(yōu)勢在于不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。（5）頂管法頂管法是直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設中小型管道的一種施工方法。適用于富水松軟地層等特殊地層和地表環(huán)境中中小型管道工程的施工。主要由頂進設備、工具管、中繼環(huán)、工程管、吸泥設備等組成。4混合法可以根據(jù)地鐵隧道的實際情況，在地鐵隧道的施工過程中采用以上2種或2種以上的方法同時使用，稱其為混合法。本區(qū)間隧道工程地質(zhì)情況相似，不宜采用混合法。5施工方法確定通過以上論述，對各個施工方法進行比較，結合工程的現(xiàn)實條件，區(qū)間隧道地處鬧市，交通繁忙，根據(jù)線路布置情況，隧道穿越地段地表主要為現(xiàn)狀路面及高層建筑，穿越地層主要為粘土層，從各施工方案的工程材料、機械設備、施工順序、施工方法、施工人員，環(huán)境影響因素及施工條件的變化等方面考慮，結合經(jīng)驗，綜合以上工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件以及環(huán)境條件，各種施工方法的特點，采用盾構法施工最為合適。 隧道襯砌管片結構設計隧道襯砌是承受隧道周圍水、土等荷載，以確保隧道結構的凈空和安全的地下結構，屬于永久構造物。隨著社會不斷地向工業(yè)化和機械化發(fā)展，隧道施工也提出向工業(yè)化和機械化改進，于是隨著隧道施工機械化的發(fā)展，出現(xiàn)了裝配式隧道襯砌。這種襯砌是將若干在工廠或現(xiàn)場預制的構件運入坑道內(nèi)，用機械拼裝而成，一經(jīng)裝配，即可承受圍巖壓力。這種襯砌具備下列優(yōu)點：(1) 經(jīng)裝配成環(huán)，不需養(yǎng)生時間，即可承受圍巖壓力；(2) 大量構件可以在工廠成批生產(chǎn)，在洞內(nèi)進行機械化拼裝，從而改善了勞動條件，節(jié)省了勞動力；(3) 拼裝時，不需要臨時支護如拱架、模板等，從而節(jié)省了大量的支撐材料及勞動力；(4) 拼裝因采用了機械化而提高，縮短了工期，還可能降低造價。當然，這種襯砌也存在一些缺點，例如在坑道內(nèi)需要足夠的拼裝空間，制備構件的尺寸要求有一定的精度，接縫多，防水較困難等。盾構隧道的襯砌有多塊預制管片在盾尾內(nèi)拼裝而成，管片環(huán)的分塊主要由管片制作、運輸、安裝等方面的實踐經(jīng)驗確定，但應滿足受力要求。從過去的經(jīng)驗及實際運用情況來看。地鐵隧道分塊為6~8塊較多。該設計中采用6塊式的。三片A型管片、兩塊B型管片和一塊封頂?shù)腒型管片組成，K型管片有從隧道內(nèi)側(cè)插入的（半徑方向插入型），也有從隧道軸方向插入的（軸方向插入型）。該區(qū)間中采用軸方向插入型。盾構隧道的拼裝方式有兩種，通縫拼裝和錯縫拼裝。通縫拼裝時，管片襯砌結構的 整 體 剛 度 較 小 ，導 致 變 形 較 大 、內(nèi) 力 較 小 。而 采 用 錯 縫 拼 裝 時，管 片 襯 砌 結 構的 整 體 剛度 較 大，導 致 變 形 較 小 、內(nèi) 力 較 大 。同 時 錯 縫 拼 裝 時 ，要 求 縱 向 螺 栓的布置能夠進行一定角度的錯縫拼裝，因此，對于管片的分塊設計要求比通縫拼裝條件下要高。錯縫拼裝的偏轉(zhuǎn)角度根據(jù)縱向螺栓的布置而定，可以兩環(huán)一組錯 縫 拼 裝 ，也 可 以 三 環(huán) 一 組 錯 縫 拼 裝，通常K型管片放在隧道拱頂范圍以內(nèi)。該區(qū)間斷采用錯縫式拼接。 圖32管片安裝位置展開圖 根據(jù)盾構隧道覆土深度，周圍環(huán)境，工程地質(zhì)條件，本工程盾構隧道襯砌方案初步選為：襯砌厚度為350mm，外徑為Φ62