第一篇：西安地铁一号线车体钢结构设计架构探讨论文
前言
目前，国内很多城市已经建设或正在筹划建设地铁，地铁车辆市场前景非常有潜力。其中不锈钢地铁车辆已成为当今地铁车辆中的主流产品。
不锈钢车体相对于其它种类车体具有以下优点：车体重量轻、耐腐蚀性能强、防火性能高、维护成本低、全寿命周期（30年）成本底、车体表面无需涂装。西安地铁一号线车辆主要参数（单位：mm）
车体长度 Tc： 19500
T，M，Mp： 19000
车辆高度（不含受电弓）： 3800
车体宽度： 2800
地板面距轨面高度： 1100
两转向架中心距： 12600
车辆编组： +Tc–Mp-M-T–Mp–Tc+结构方案
车体结构符合标准EN12663-2000 《铁道车辆车体结构要求》，类型归属于其中P-Ⅲ，即地下快速轨道交通车辆。
车体结构由底架、侧墙、端墙、顶棚和司机室（仅Tc车有）等构成的薄壁筒型整体承载焊接结构（如图1），能够承受垂直、纵向、扭转、自重、载重、牵引力、横向力、制动力等动、静载荷及作用力，使用期限30年内能承受正常载荷的作用而不产生永久变形和疲劳损伤，具有足够的刚度和强度，满足维修和纠正脱轨等要求，车体可承受的纵向压缩和拉伸静载荷分别不低于800kN和640kN。
图1 Tc车体钢结构
2.1 顶棚
顶棚钢结构是由两根上弦梁、数根弯梁、空调机组平台、受电弓平台（仅Mp车）、侧顶板、波纹顶板等组焊在一起（如图2）。波纹顶板采用缝焊，其余板梁间均采用点焊。在车顶组件内侧设有刚性连接梁及吊座装配，用于安装车内顶板、灯具、扶手和空调系统的送风道等部件，安装牢固可靠。
空调机组平台、受电弓平台（仅Mp车）采用模块化设计，整体与车顶边梁组焊，设计时充分考虑到平台的强度和刚度，保证平整，确保设备的正常使用。车顶能承受所支撑的负载及设备保养人员。
图2 顶棚结构
2.2 底架
底架组件由边梁、横梁、波纹地板和端底架组件焊接而成（如图3）。底架骨架由两根通长的冷弯滚轧不锈钢边梁与不锈钢横梁及端底架组焊成，骨架上面铺设不锈钢波纹地板。牵引梁是承受和传递牵引力、制动力与冲击力的主要部件，它由上下盖板、立板、腹板焊接成箱形结构。枕梁是转向架和车体的连接机构，由上盖板、下盖板、立板及加强板焊接成箱形结构，枕梁与转向架上的空气弹簧安装座相连。枕梁和牵引梁均采用耐候钢材料。底架边梁为通长的HT级不锈钢冷弯型钢，边梁与横梁之间用高强度不锈钢连接板连接成框架结构，连接板与不锈钢梁之间采用点焊焊接。所有横梁均采用不锈钢压型槽钢，梁上开长圆孔，用来安装电线管和制动管。端部底架的枕梁、牵引梁和内层边梁、内层端梁均采用耐候结构钢，内衬碳钢与外部不锈钢采用塞焊焊接。枕梁、牵引梁和内层边梁及内层端梁采用高耐候钢，确保30年不用挖补修理。
图3 底架结构
2.3 侧墙
侧墙主要由侧墙骨架、墙板、门框、门上梁装配等组成（如图4）。侧墙板采用装饰性的BG拉丝板，不带波纹和压筋，侧墙骨架梁柱以高强度不锈钢材料为主，梁柱断面选用盆形，与外墙板点焊后形成箱形，从而加大断面矩提高抗弯刚度。为防止在门区及端部出现蒙皮外板褶皱现象，增加内衬补强板与梁柱、蒙皮点焊一体。
侧墙门角和窗角为应力集中区，再在窗角区域采用高强度级板补强。保证车体在纵向、垂向、扭转等载荷作用下，强度、刚度满足要求，门开、关运动自如。
图4 侧墙结构
2.4 端墙
端墙由不锈钢外板、立柱、横梁和贯通道加强梁组成（如图5），蒙皮与钢结构骨架焊接方式采用点焊方式连接，整个框架能够满足列车连挂载荷和能量吸收的要求。端墙和底架、侧墙、顶棚组焊为一体后，有效地防止列车相撞时客室的受损变形，保证乘客安全。
图5 端墙结构
2.5 司机室
司机室玻璃钢外罩内预埋钢骨架，玻璃钢与钢骨架组成整体结构。司机室采用螺栓及焊接方式与车体连接;司机室前端底架上设有吸能区，可以吸收列车冲撞过程中的巨大冲击能量，保护客室部分不损坏。玻璃钢罩板需加强的部位预埋钢板，整体玻璃钢罩既有利于流线型司机室的实现，也有效地减轻了车重。
2.6 结构连接
司机室后端梁通过连接螺栓与侧墙、底架连接好，后端梁的顶部再与顶棚进行塞焊连接;端墙与顶棚、侧墙采用点焊焊接，端墙外蒙皮与底架采用塞焊焊接;侧墙与底架边梁采用点焊焊接;顶棚的侧顶板与侧墙采用点焊焊接。焊接前在相应位置均匀涂抹导电密封胶。
（a）司机室与顶棚连接（b）端墙与顶棚连接
（c）端墙与侧墙连接（d）端墙与底架连接
（e）底架与侧墙连接（f）顶棚与侧墙连接
图6 结构连接图有限元分析
为验证设计是否该合理，按照EN12663标准，采用有限元分析法对西安地铁一号线车体进行静强度、刚度分析。
3.1 有限元计算模型
基于有限元网格划分软件HyperMesh对车体进行有限元离散，并采用有限元分析软件ANSYS对车体进行静强度、刚度分析。
根据车体结构，建立车体相应结构和型材的中面线框并通过三维建模方法建立与之对应的有限元分析所需的车体三维中面模型;
根据车体部件之间的焊接关系图纸，在车体三维中面模型中，创建“铆点”。“铆点”转化为单元结点，为点焊的“点对”准确位置的确定创造了条件;
根据车体部件的设计数据，将车体三维中面模型全部离散，由于“铆点”的存在，点焊的点对随之生成，车体有限元模型则以任意四节点薄壳单元为主，三节点薄壳单元为辅。
图7 车体结构有限元模型
3.2 计算工况
其中：整备状态下的车辆自重m1，转向架重量m2，超员AW3。
3.3 计算结果
车体的刚度和静强度分析结果：垂直静载荷超员负载条件下，车体中心线上边梁的垂向位移为11.6mm，Mp车体中心线上边梁的垂向位移为10.3mm。根据EN12663标准。车体在超员负载（AW3）条件下，车体中心线上边梁的静态挠度不应超过车辆两转向架中心距的千分之一，即12.6mm。根据计算应力，车体在垂直载荷、纵向压缩工况、纵向拉伸工况、救援工况、吊装工况及扭转载荷工况作用下，车体各部件的最大应力均未大于车体该部位所用材料的许用应力，车辆设计满足要求。车体静强度试验
2012年5月，由青岛四方车辆研究所，按JIS E7105-2006《铁道车辆车体的静载荷试验方法》和EN12663标准对车体钢结构，进行垂向载荷试验、车端压缩载荷试验、车端拉伸载荷试验、扭转试验、三点支承试验。试验结果表明车体结构设计均满足要求，并且与计算结果基本相符。结束语
目前，西安地铁一号线地铁已正式运营，再次证明了车辆指标达到标准，西安地铁一号线项目的顺利进行为我司不锈钢车辆生产奠定了基础。根据目前国内外城市轨道交通和地铁车辆市场的需求，不锈钢车体的车辆将会被广泛应用。
第二篇：合肥地铁一号线
线路简介
合肥轨道交通1号线北起天水路站，南至徽州大道站。以地下线形式沿新蚌埠路向南，经北二环路，穿过合肥火车站，沿胜利路、马鞍山路向南，至望湖中路转向西，再向南沿佳洲路直穿高铁站，之后沿青海路、庐州大道、珠江路至线路终点徽州大道站。线路全长约29.06km，全部为地下线。三期全线共设车站26座，全部为地下车站，新建滨湖车辆段一座，骆岗停车场一座，大东门控制中心一座，明光路主变电所和紫云路变电所2座。工程总投资约133.98亿元。合肥地铁1号线将采用B型车6辆(4动2拖)编组，每列定员1460人，最高时速达80公里，平均旅行速度33km/h，发车时间间隔最短为2分钟一班。
合肥轨道交通1号线一期、二期工程(合肥站~~徽州大道站)，1号线一期全长24.58km。最大站间距2462米，最小站间距714.5米，平均站间距1106米，其中换乘站6座。在速度设计方面，1号线全线平均速度为每小时33公里。这样算来，从天水路站起点站到徽州大道底站，44分钟就能跑完全程。按照每站1106米计算，平均两分钟就能跑完一站路。1号线是分批建设、同步运营。最终的轨道交通1号线，从合肥火车站到滨湖新区的徽州大道站，一共23个站都会如期在2016年底实现运营。1号线车辆采用标准的B型车，4动2拖编组，机电设备包含供电、通信、信号、通风空调、火灾自动报警、环境与设备综合监控、自动售检票、电扶梯、屏蔽门、门禁、综合监控等系统。为保证乘客安全，合肥地铁站都将安装屏蔽门系统，将站台与地铁轨道隔离。屏蔽门系统由门体结构、门机系统、电源系统和控制系统组成，侧式站台和岛式站台车站每站设置2列站台屏蔽门，双岛4线站台车站设置4列站台屏蔽门。共设置48侧站台屏蔽门系统，全长约115.28米。
站点设置
合肥轨道交通1号线站点：天水路站—物流大道站—瑶海公园站—合肥站(1,3号线换乘)—凤阳路站—明光路站—大东门站(1,2号线换乘)—芜湖路站—南一环站—太湖路站(1,6号线换乘)—水阳江路站—葛大店站—望湖城站—高铁南站站(1,4,5号线换乘)—繁华大道站—大连路站—花园大道站—锦绣大道站—紫云路站(1,7号线换乘)—中山路站—方兴大道站—云谷路站—南宁路站—贵阳路站—湖南路站(1,5号线换乘)—徽州大道站。注：天水路站—火车站站在本次建设中暂不实施。合肥地铁即合肥市城市轨道交通，是合肥城市公共交通系统的重要组成部分。轨道交通远景线网总长322.5公里，其中市区线路7条，全长215.3公里；市域线5条（含1条机场专用线），全长107.2公里。远期中心城区城市轨道交通远期规划方案由6条城市轨道交通线路组成，共设置了15个轨道交通枢纽，全长181.1公里。总体规划分为四个阶段建设：
第一阶段：2009年~2017年，建设合肥地铁1号线、合肥地铁2号线，形成“十”字形的基本骨架;第二阶段：2014年~2020年，建设合肥地铁3号线、合肥地铁4号线、合肥地铁5号线，与合肥地铁1号线、合肥地铁2号线共同形成以主城区为中心向外围组团放射的基本骨架网络，基本覆盖了中心城区的主要客流走廊;第三阶段：2020年~2025年，在骨架网络基础上，建设合肥地铁6号线、合肥地铁7号线、合肥地铁机场线即8号线，在中心城区范围内形成完善的城市轨道交通线网。
第四阶段：2025年后，建设合肥地铁9号线-合肥地铁12号线及扩展延伸线，实现线网规划的远景目标。
地铁1号线建设工程于2012年6月1日全线正式开工；
2014年上半年，地铁1号线将进入大规模的隧道挖建时段，分布在1号线全线的12台盾构机，将全部实现井下作业；
2015年2月隧道贯通，2015年3月份前后，地铁1号线将实现全线洞通； 2015年4月轨通，2016年10月试运行； 2016年12月全线通车试运营。
历史沿革编辑
1994年
1994年，合肥开始实施地铁规划。2007年
●2007年06月，合肥市启动《合肥市城市快速地铁建设规划》及相关支撑性文件编制工作。规划中的3条地铁线路分别是：1号线，火车站－滨湖区，总长约32公里；2号线，龙岗开发区－科学城，总长约31公里；3号线，磨店职校城－大学城－派河，总长约38公里。2008年
●2008年05月04日，合肥市有轨电车一号线建设指挥部成立。●2008年06月19日，合肥市有轨电车公司筹备组成立。●2008年10月，经合肥市政府批准地铁建设规划及相关支撑性文件正式上报国家发改委、建设部。后又分别经国家发改委、建设部及环保部组织专家评审并获得通过。
●2008年11月10日，《合肥市城市快速轨道交通建设规划》正式上报国家发展与改革委员会和国家住房和城乡建设部。
●2008年11月11日，“合肥市轨道交通建设办公室”和“合肥轨道交通公司筹备组”成立，并与“合肥有轨电车一号线建设指挥部”、“合肥有轨电车公司筹备组”合署办公。
●2008年11月27日，市轨道办在北京组织召开合肥市城市轨道交通线网规划及城市轨道交通建设规划》成果专家咨询会。2009年
●2009年01月10日至2009年01月11日，国家发改委委托中国国际工程咨询有限公司在肥召开专家评估会，审议通过《合肥市城市快速轨道交通建设规划》。
●2009年02月24日至2009年02月25日，建设部委托省建设厅在肥举行专家评审会，审议通过《合肥市城市快速轨道交通建设规划》。
●2009年02月27日，《合肥市城市快速轨道交通线网及建设规划环境影响报告书》上报国家环保部。
●2009年03月31日，《合肥市轨道交通1号线客流预测报告》通过专家预评审会。●2009年04月22日，市轨道办组织召开合肥市轨道交通1号线与马鞍山路高架桥结合设计工程方案审查会。
●2009年05月09日，市国资委同意合肥市建设投资控股（集团）有限公司投资组建合肥城市轨道交通有限公司。
●2009年06月03日，中国国际工程咨询公司在肥组织专家预评估会，原则通过《合肥市轨道交通1号线一期工程可行性研究报告》。
●2009年06月05日至2009年06月06日，环境保护部组织专家审查会，审议通过《合肥市城市快速轨道交通线网及建设规划环境影响报告书》。
●2009年06月27日，合肥城市轨道交通有限公司举行成立暨揭牌仪式。
●2009年07月07日至2009年07月08日，合肥地铁1号线试验段土建工程试验段初步设计通过评审并获得市发改委立项批复。
●2009年07月16日，合肥地铁1号线试验段土建工程施工项目正式公开招标。●2009年08月07日，合肥地铁1号线试验段开工暨1号线奠基仪式在滨湖新区举行。●2009年08月10日，国家环保部批复《合肥市城市快速轨道交通线网及建设规划环境影响报告书》。
●2009年10月13日，轨道公司召开专家评审会，审议通过《合肥地铁1号线客流预测报告》。
●2009年10月20日，南北高架一号线配套工程三座轨道交通车站（芜湖路站、南一环路站、水阳江路站）开工建设。
●2009年11月，合肥市地铁1号线的测绘成果已正式通过验收，意味着地铁工程的开展将有科学、高精度的“指路标”。
●2009年12月12日，合肥首个地铁站——水阳江站正式破土动工。
●2009年12月16日，《建设规划》完成国家发改委、住房和城乡建设部会签程序，上报国务院。2010年
●2010年01月28日至29日，合肥市轨道办邀请来自北京、上海等地的11名国内轨道交通知名专家，为地铁1号线一期工程总体设计进行预评审会。经过“把脉”，专家组认为合肥地铁1号线的设计合理、工作深度符合要求，可以作为下阶段设计的依据。
●2010年03月31日，经省政府第52次常务会议审议通过，轨道交通1号线项目被列入2010年全省“861”项目投资计划安排。
●2010年05月13日，合肥市发改委批准合肥铁路南站轨道交通配套工程立项。●2010年07月15日，经国务院批准，国家发改委正式下文批复了《合肥市城市轨道交通建设规划》。2011年
●2011年04月11日，合肥地铁1号线一期工程可行性研究报告获得国家发改委的正式批复。2012年
●2012年01月，合肥地铁1号线二期工程可行性研究报告获得国家发改委的正式批复。●2012年06月，合肥地铁1号线全线开工建设。
●2012年11月10日，合肥乃至全省首台盾构机在合肥地铁1号线繁华大道站下井，为合肥轨道交通建设掀开了新的一页。2013年
●2013年01月，合肥地铁2号线工程可行性研究报告获得国家发改委的正式批复。●2013年02月19日，合肥地铁2号线第一批工程正式封闭施工，吹响了合肥地铁2号线建设的号角。
●2013年06月17日，合肥地铁2号线第二批工程正式开工建设。
●2013年10月12日，合肥地铁3号线工程可行性研究及设计总体总包项目中标 ●2013年10月17日，合肥地铁2号线第三批工程西段全面开工建设。●2013年10月22日，《合肥市城市轨道交通近期建设规划（2014～2020）》建设总长114公里的3、4、5号地铁线已通过专家评审。
●2013年11月22日，合肥地铁1号线第三台盾构机从合肥站站点下井。●2013年11月26日，合肥地铁3号线工程迎来全面地质勘探。●2013年12月22日，合肥地铁3号线站点工程招设计咨询启动。2014年
●2014年01月24日，合肥地铁3号线工程勘察监理及施工图强审项目公开招标。●2014年03月12日，合肥地铁4号线工程开始“破土”勘察。
●2014年03月13日，合肥地铁3号线工程潜山路站正式开工建设。●2014年04月05日，合肥地铁3号线工程己通过国家发改委评审。
●2014年05月15日，《合肥市城市轨道交通建设规划（2014年-2020年）环境影响报告书》通过环保部审查。
●2014年06月22日，合肥地铁2号线第四批工程东段正式全面开工建设。●2014年07月29日，合肥地铁3号线启动第一次环评。●2014年08月18日，《合肥市城市轨道交通近期建设规划（2014～2020）》建设总长114公里的3、4、5号地铁线已获得国家发改委批复。
●2014年11月19日，合肥地铁3号线启动第二次环评。
●2014年12月8日，《合肥市城市轨道交通建设规划（2014年-2020年）》（即合肥轨道交通第二轮建设规划），获得国务院正式批准。
●2014年12月11日，合肥地铁5号线云谷路站土建工程环境影响评价第一次公示。●2014年12月31日，合肥地铁3号线第一批工程正式开工建设。2015年
●2015年04月21日，合肥城市轨道交通协会正式成立。
●2015年05月14日，合肥地铁4号线、合肥地铁5号线工程可行性研究报告正式招标。
■工程节点控制工期计划表
节点工期 工程节点目标
※2012年06月01日 合肥地铁1号线建设工程于全线正式开工
※2014年上半年 合肥地铁1号线将进入大规模的隧道挖建时段，分布在合肥地铁1号线全线的12台盾构机，将全部实现井下作业
※2015年02月 隧道贯通
※2015年03月 合肥地铁1号线将实现全线洞通
※2015年04月 轨通
※2015年07月04日 地铁变电所送电1（庐州大道主变电所供电范围的滨湖车辆段）
※2015年08月 主变电所送电
※2015年09月14日 滨湖车辆段接触网送电（电通）
※2015年10月01日 首列车到段
※2015年09月30日 地铁供电系统设备安装、调试；接触网架线、安装、调试；杂散电流安装、调试；区间动照安装、调试
※2015年12月17日 地铁供电系统送电（地铁电通）
※2015年12月19日 144小时稳定测试
※2015年12月27日 接触网整正、拉出值调整
※2016年03月29日 冷滑
※2016年03月31日 接触网送电（电通）
※2016年04月01日 热滑
※2016年04月01日 综合调试（动车测试）
※2016年10月01日 试运行
※2016年12月31日正式开通运营
第三篇：天津地铁一号线概述
天津地铁一号线概述：地铁一号线设计是沿南北交通主轴，缓解南北方向的交通矛盾。这条线路符合城市总体规划要求，在中环线以内保持在地面以下，符合城市居民出行的主要客流方向。
天津地铁既有线改造工程于2001年启动。天津地铁于2001年10月9日起停运，改造工程于2002年11月21日正式开工，并于2005年12月28日建成通车，原定于2006年3月28日开始观光性试运营，但在3月28日地铁车站贴出通知，观光性试运行未能照计划进行。最终于2006年6月12日开始载客试运营。
改造后的地铁1号线全长26.188公里，其中高架线8.743公里，地面线1.509公里，过渡线0.558公里，地下线15.378公里(包括既有线7.335公里)，设刘园、西横堤、果酒厂、本溪路、勤俭道、洪湖里、西站（因整修此站于09年5月28日起临时取消）、西北角、西南角、二纬路、海光寺、鞍山道、营口道、小白楼、下瓦房、南楼、土城、陈塘庄、复兴门、华山里、财经大学、双林共22座车站。既有线所设的新华路站被永久关闭，成为中国大陆第一个永久关闭的地铁站。官方说法为因此站与小白楼站相距过近而被关闭。亦有人指出此站关闭很可能因为与天津市委市政府地下构建物相连通，不便进行改造。
地铁一号线设计是沿南北交通主轴，缓解南北方向的交通矛盾。这条线路符合城市总体规划要求，在中环线以内保持在地面以下，符合城市居民出行的主要客流方向。天津市居民原有的出行习惯是以和平区为中心，向外呈放射性发展。现在，在保留和平区辐射功能的同时，居民的出行规律以海河为界，海河以西居民的出行顺序依次为红桥、南开、和平、河西，海河以东的出行顺序为河北、河东、河西，而西北角至小白楼路段是天津市交通流量最大的地方，其中尤以南开区二纬路附近和南京路交通最为拥挤。在这些路段的早7点高峰时段，地铁的最大输送能力将达到4.81万人次/小时。
地铁一号线跨越北辰区、红桥区、南开区、和平区、河西区、津南区6大行政区，不仅能有效地改善沿线交通阻塞及中心地区交通拥挤的紧张状况，而且缩短了出行者花费在路上的时间。一号线全长约27公里，从刘园出发，沿辰昌路、丁字沽三号路中心线高架通过，过本溪路后入地下转向东南，穿越天骄公寓住宅区、洪湖里住宅区、造纸三厂、子牙河、石棉瓦厂，在铁路西站与既有线北端点相接，既有线过西站后沿大丰路、西马路、南开三马路、南京路至新华路东侧，再经大沽南路过围堤道、土城后转为高架线，通过大沽南路、微山路、珠江道，在财经学院东侧变为地面线进入终点双林站。
第四篇：西安地铁1号线
西安地铁1号线
一期工程已于2008年10月开工，计划2013年建成通车
一期建设：后围寨——纺织城 线路西起西安市西大门后围寨站，经三桥站，沿枣园路一路东行，经皂河、汉城路、枣园站后，沿大庆路经开远门、劳动路至玉祥门站。线路穿越古城墙后沿莲湖路、西五路、东五路经洒金桥、北大街、五路口至朝阳门站，穿越古城墙后，沿长乐路经康复路、通化门、万寿路、长乐坡站，西行下穿浐河后经浐河、半坡站后沿纺北路至终点纺织城站。线路全长23.9千米，设车站19座。功能定位：该线路位置为西安市东西向主客流走廊。线路起点后卫寨为西安市对外交通的西大门，后围寨连接西宝高速、西兰公路、西户公路、快速干道、西宝高速疏导线等，是西安市西向对外交通枢纽；终点纺织城东向连接西潼高速、西潼公路、西蓝高速、西韩公路等，是西安市东向对外交通枢纽。线路连接西郊汉城路、玉祥门，城市中心北大街、解放路，东郊金花路、长乐路以及城区内城西客运站、西安客运站、康复路批发市场、长乐路客运站、半坡客运站等大型客流集散点和长途客运枢纽。一号线远期向西延伸至西安咸阳国际机场，向东延伸至临潼旅游度假区，可大大促进西安市旅游事业的发展及沿线土地开发利用，进一步加强西安作为国际级旅游城市的地位。因此，从一号线在城市中所发挥的作用和在交通中的重要地位分析，将其确定为规划轨道交通线网中的骨干线。
地铁一号线二期工程西起咸阳森林公园，向东沿世纪大道布设，经沣东路、上林路等规划路，跨绕城高速后，在太平河西侧设张家村站引线后至后卫寨站，线路长约6.3公里，共设车站4座。计划2013年开工建设，2016年建成通车试运营。
站点（加注O为换乘车站，斜体为远期规划）：森林公园-沣东路-上林路-张家村-后围寨-三桥-皂河-枣园-汉城路-开远门-劳动路-玉祥门-洒金桥-北大街②-五路口④-朝阳门-康复路-通化门③-万寿路-长乐坡-浐河-半坡-纺织城⑥
车辆段：西咸车辆段
停车场：灞河停车场
第五篇：地铁一号线施工现场参观心得
地铁南站心得
2012年12月1日星期六上午9点，我们一行六人来到了徐仁忠师兄所在的地铁1号线施工现场进行参观学习。
徐师兄先接我们到了华阳站的施工现场，这里施工比较早一些，基坑一端已经打满了支撑管来进行支撑护壁。基坑底部有两台挖掘机在明挖，我们可以清楚地看到基坑底部岩土是由杂填土、卵石和红色泥岩构成。从师兄讲解中我们得知支撑管只是在基坑一些比较重要的部位才会设置，其他的对变形要求不是很严格的区域我们一般采取锚杆支护，同时基坑一端还环绕着大量的围护桩，也起到了防止基坑两侧变形的作用。师兄介绍说，针对土层的特点，两台挖掘机采取的直接放坡开挖的方式。接下来，师兄给我们介绍了监测人员每天要做的工作，主要包括地表沉降监测、建筑物沉降监测、围护桩桩位水平位移监测等等，并带领我们看了现场工作人员的实地演示。
华阳站参观结束后，师兄又驱车带领我们去了广都北站的施工现场。华阳站施工时间相对晚一些，基坑开挖的深度还不是太深，我们看到基坑内两组工作人员分别正在给基坑两侧喷射混凝土护壁和打锚杆。基坑外缘还有两组人员在进行沙的筛分和混凝土的配比，同时我们还看到了现场进行降水的井点。
通过今天在地铁站的参观学习，我们不但学到了不少知识，还懂得了每一个工程不仅仅是掌握一两门学科知识就能解决的，我们需要掌握多方面的知识，需要各个专业人士的团结协作才能把工作做好。同时，这次现场学习也是一次宝贵的经验，期待以后我们能有更多的机会去现场学习参观。
基坑开挖
由于挖深大而支撑层数多,根据本地下室的特点,经综合考虑,决定采用的挖土方案为:(1)以挖土机为主,充分利用中间没有支撑结构的部分(前期作为挖土操作平台,后期作为挖土机械的作业区);(2)由于上下层支撑间距小,需大量使用人工挖土;(3)后期利用第一道支撑在其上搭设钢构平台,利用轻型的22m臂长抓土机及9m臂长挖土机在平台上作业,配合克林吊在基坑四周抓土;(4)每道支撑按结构分区施工,挖土同样分区开挖,对于靠近地铁的钢筋混凝土支撑,特别强调需在支撑位置挖土完成后48h内浇捣完成。同时为提高支撑早期强度及缩短工期,在支撑砼内使用早强剂。
基坑土方开挖的原则是“先支撑后开挖,分层分区开挖。”在监测数据的指导下将基坑土体分5层施工作业:第1层自北向南,大面积后退挖土,并及时将土运走,陆续构筑第1道钢筋混凝土支撑;第2层挖土时,需待第一道支撑砼强度达到70%,并按平面对称划分6个区按分区进行挖土,及时按区构筑第2道钢筋混凝土支撑;在第2道支撑达到70%强度时进行第3层挖土,利用中区土平以台作挖运平台,同样按分区进行挖土,及时性地构筑第3道钢筋混凝土支撑;第3道支撑达到70%强度时进行第4层挖土,还是利用中部挖运平台,分区进行基坑土挖运,当南向裙楼底板标高达到,则先清理该项部分基底及时浇捣该部分底板,再陆续构筑第4道支撑;在第4道支撑砼强度达到70%时,进行第5层挖土施工,在第1道支撑上搭设钢平台,将中区土平台挖除,并利用克林吊在基坑四周配合抓土,加快挖土进度,当基底标高达到时及时清理浇捣西侧、北侧两块地库底板,再陆续构筑电梯井部分的第5道支撑,同样电梯井部分基坑土挖运及底板浇筑同上方法施工。
施工监测
为尽可能减少基坑挖土对基坑围护结构及其周围环境(特别是地铁)造成的不利影响,及时掌握的工作情况,确保施工安全,在整个施工中实施信息化监测施工。在地下连续墙内埋设测斜管以监测各种情况下墙体的侧向变形,并在地下连续墙背后埋设土压力盒;在每道支撑内沿轴向埋设钢筋应力传感器以监测支撑轴力的变化;在地铁上行线隧道内设置准测点以监测地铁隧道的水平位移、垂直沉降变化;另外,对四周环境及地下管线也进行沉降观测。
4.1 实测情况
根据实测数据,基本上可以分为4个阶段:开始挖土至完成第2道支撑底挖土;至第3道支撑完成;至第4道支撑完成;至底板浇筑完成。
(1)地下连续墙的位移 实测结果表明,地下连续墙的最大位移都集中出现在第3阶段。整个地下连续墙出现的最大位移位于沿黄陂路一侧(西侧)的I14号测管(第3阶段,41.3mm),沿淮海路(临近地铁即北侧)一侧是19.2mm(I16号测管,第3阶段)。其结果与相邻的北块相似,淮海路一侧连续墙变形较小,有利于控制地铁隧道的水平位移。
沿淮海路连续墙变形小的原因是由于地铁隧道施工时曾对地基土进行了加固处理,同时亦因香港广场北块与南块同时施工,处于对称平衡状态。
(2)地下连续墙后土体的位移 根据实测数据,可以归纳出这样的一个规律:连续墙与其后土体位移的变化规律是一致的,而数值上则是土体大于连续墙。整个基坑出现的最大墙后土体位移与连续墙一样,位于沿黄陂路55.5mm(与I14紧邻的E11孔,第3阶段),而沿淮海路一侧的最大土体位移则是34.8mm(与 15相邻的E10孔,第3阶段)。
(3)支撑轴力 第1道支撑在第1、2、5层挖土时其轴力值较高,均在4000kN上下,而在下面每道支撑完成时(第2、3、4道)均会显示其轴力监测值下降(降至2200～3500kN)。
第2道支撑轴力在5500kN左右,第3道支撑轴力则为5000kN上下。所监测到的轴力较为稳定、合理,其值均小于设计值。也就是支护结构安全稳定,确保了围护结构连续墙的位移在预想的允许值内。
(4)地铁隧道内监测 经测试,隧道的最大沉降值,施工的第1阶段为-2.1mm,第2阶段为2.29mm,第3阶段为6.07mm,第4阶段为4.20mm(至完成地下室底板时沉降观测值为-0.4mm)。在地下室底板完成后沉降量趋于渐小,2个月后其沉降观测值已接近于开挖前的数值;隧道的最大水平位移值,施工的第1阶段为-0.5mm,第2阶段为-3.0mm,第3阶段为-6.5mm,第4阶段达到-8.5mm。在地库底板完成后,由于土体的滞后变形,隧道的水平位移仍有微量的增加,但同沉降值一样很快就趋于很小。其沉降及水平位移值均小于地铁公司的报警值(沉降10mm、水平20mm)。
4.2 对测试结果的体会
(1)地下连续墙在整个施工过程中变化较小,说明围护及支护结构体系稳定性好,因而整个施工对周围建(构)筑物及管线等的影响较小。
(2)连续墙与其后土体水平位移相匹配,土体位移值较大;土体沉降值随层深增加而变小,下部深层土体有上抬趋势,与地铁隧道后期上抬相吻。
(3)邻近建筑物通过观测,其倾斜约为1.5/2000,倾角0.043°,倾斜甚小,说明基坑开挖引起的不均衡沉降较小。
(4)随着基坑的开挖施工,邻近的地铁隧道开始时下沉,后期则上抬。这是由于前期基坑上部周边土体侧移而后期则因浅层土体侧移较大而形成应力释放,促使隧道上抬。相信待地下室工程完成后,则地铁隧道将逐渐恢复常态。
(5)由于基坑紧邻地铁隧道,尽管隧道的位移值是控制的最重要目标,但基坑连续墙及其后土体的位移与隧道密切相关,故而它们都应同时作为监测的重要项目。
鲁公网安备37028302000876号