地下工程.

第三章交通地下工程规划概述所有的建筑工程都需要经过规划阶段，地下工程处于地下，建造或拆除都比较困难，因此规划就尤为重要。地下工程规划是一个涉及多种系统指标的复杂问题。3.1地下工程投资分析1重要性要认清一个工程项目的必要性和可行性，工程的投资分析必不可少，地下结构工程费用投资高，投资分析格外重要。2特殊性最短的时间和最低的造价取得最大的效益（有形效益和无形效益），往往（无形）社会效益大于（有形）经济效益；工程往往是公众和政府行为，目的是保证安全、提高生活质量。3.1地下工程投资分析3项目投资分析需要的参数a项目的目的；b贷款投资的利息；c项目的约束条件；d项目的经济寿命；e业主可以承受的风险；f项目在施工过程中可能遇到的地下环境的不确定性。—一些参数很难实际评价，开工前应对约束条件（自然的、法律的、管理的、政治的、财政的）进行敏感性分析3.1地下工程投资分析4投资的主观性和推测性地下工程项目投资分析不是一门精确的科学具有一定的主观性和推测性；工程经验类比是重要的决策因素。a当前价值法-总费用都换成当前价值，最小最好b回收率法-总费用放到经济寿命年最大回收率最好c费用效益分析法-效益费用比最大者最好3.2交通地下工程规划规划是一项系统性工作；需要考虑工程的可行性、实用性、耐久性及对环境的影响。通常包括三方面内容：主体规划设计施工方法规化设计对邻近结构及环境影响的分析评估以隧道为例具体说明以隧道为例具体说明主体规划：隧道线型选择、施工对地层稳定性影响、隧道断面主体及附属结构的选择、隧道防水方案；施工方法：地层开挖与出渣、地层稳定性维持、地下水；环评：灾害、对邻近结构和设施的影响、地下水系统的变化。3.2.1山岭隧道规划内容包括：地下工程平面和高程位置、形状和大小等工程要素的选择，根据工程的用途、经济和技术条件，考虑地形地貌、地质、水文等情况经过方案比选决定。1地形障碍与隧道定位1）越岭线隧道定位主要以垭口和隧道高程为依据2）河谷线遵循“宁内勿外”3.2.1山岭隧道规划2地质条件与隧道定位1）断层：隧道走向尽量与断层正交2）单斜构造中的软弱结构面：交角尽量垂直3）褶曲构造：选背斜3隧道方案比选：1）单双线：双线2）长短隧道群：长隧道3.2.1山岭隧道规划4隧洞洞口位置的选择1）“早进晚出”；2）山体稳定、不富水，避开不良地质作用；3）不宜设在垭口、沟谷中心、不要与水争路，让出沟心，放在沟谷一侧；4）最好在线路与等高线正交的地方进洞；5）洞口应设在洪水位以上；6）不宜选择在边坡和仰坡过高地带；7）在岩体表面陡立的地方不宜刷原生破面，宜贴壁进洞；8）综合考虑施工场地的布置需要。3.2.1山岭隧道规划5隧道的平面设计应尽可能采用长度比较短、半径比较大的曲线；洞口位置不宜设缓和曲线；一座隧道最好不要设置一个以上的曲线，尤其不宜设置反向曲线或复曲线。6隧道的纵断面设计线路内坡道的型式（单坡、人字坡）、坡度大小（越缓越好）、坡段长度（隧道排水、列车运行）和坡段之间的衔接（不宜过于突然，坡差不宜过大）3.2.2水底隧道的规划水底隧道关键是：1、施工方法的选择沉管法暗挖法（盾构法、掘进机法、钻爆法）围堰明挖法2、稳定性：突水和地层失稳（超前地质预报）3、防水问题：水体向隧道突涌、危情逃生隧道必须采用全封闭防水（衬砌结构自防水、防水板、施工缝、沉降缝止水、分区防水处理等）3.2.3城市地下铁道的规划1路网规划的一般原则1）线路走向与城市主客流方向一致；2）与城市街道布局密切结合，并留有发展余地；3）在客流集散量大的地方设置车站；4）适当的选择路网密度和分布；5）与城市其他公共交通系统相协调；6）路网中各规划线上运量负荷尽量均匀；7）线路走向的选择除考虑地形、地貌、地质、水文等还要了解地面和地下建筑情况，并与地面建筑和设施的未来发展相结合，从而合理有效地综合利用地面和地下的空间资源。3.2.3城市地下铁道的规划路网的结构形式：典型的形式：放射形、放射加环线形、棋盘形、棋盘加环线形车站的种类、功能及站点选择种类分：一般、换乘、折返、终端分布考虑主要因素：城市规模和人口密度；城市地貌、道路和建筑布局；大型客流集散点；合理间距规划设计年限：初期、近期、远期；建设规模按远期设计年限的预测客流量和列车通过能力确定。3.2.3城市地下铁道的规划2平面设计正线必须是复线，平面设计与城市发展规划相结合；地下铁道线路必须尽量节省空间，浅埋线路尽量与道路红线相平行；地铁的区间隧道、车站、出入口应与城市建筑相结合。主要的两个技术指标：曲线半径和长度：宜大不宜小曲线连接：缓和曲线一般采用三次抛物线3.2.3城市地下铁道的规划3纵断面设计纵断面设计应该在保证列车运行安全平稳的前提下，综合考虑列车运行规律、地形、地质、水文、埋深、施工方法、地面和地下既有建筑物及设施等条件。最大允许坡度与行车系统有关，规范有相关规定。3.3交通隧道的限界与构造型式3.3.2铁路隧道曲线地段断面加宽在曲线地段由于车辆偏移和外轨超高带来的车体内倾，铁路隧道需要采用大于直线隧道建筑限界的净空。加宽值=外轨超高引起的车体内倾值+车体中轴线在车体中部相对于线路向曲线内侧的平移距离+车体中轴线在车体两端部分相对于线路向曲线外侧的平移距离。3.3交通隧道的限界与构造型式3.3.1交通隧道的限界与净空要求地下结构的用途决定了地下结构的净空形状和尺寸隧道的建筑限界是在车辆限界和设备限界的基础上制定车辆、设备和建筑三种限界分别控制车辆运行、设备安装和土建工程的作用空间，合理地制定这些限界、控制车辆通行的有效净空断面，有利于控制建筑工程规模、保障运行安全、倡导车辆生产标准化和降低工程总体造价。3.3交通隧道的限界与构造型式3.3.3交通隧道结构的构造形式1主体结构的构造形式按构造方式：喷射混凝土加锚杆（和金属网）支护；现场模筑混凝土衬砌、拼装；预制衬砌（盾构管片、顶管结构和沉管结构）和复合衬砌。喷射混凝土的支护特点：快速性、密贴性柔性锚杆的支护特点：快速性和深入性金属网：增加喷射混凝土的强度和柔性模筑混凝土：坚实稳固、难密贴、作用慢3.3交通隧道的限界与构造型式拼装衬砌：坚实稳固、作用快，需妥善处理与地层密贴及管片接头防水复合衬砌：兼有内衬和外衬的支护特点，作为初期支护，外衬可以适时得的在洞室边缘支护地层、改善洞室附近地层的应力状态，与地层共同变形，允许地层荷载有限制的释放。内衬制止地层和外衬收敛，承受地下水压力，与外衬一起抵抗地层的残留变形和荷载3.3交通隧道的限界与构造型式2洞门及其附属建筑的构造型式洞门：减少洞口开挖量，边坡稳定，导引地表水避开洞口，装饰洞口附属建筑：运营通风（除湿，排除有害气体，净化空气）、安全避让设施、防排水设施、电力及通讯设施。思考题1地下工程规划需要考虑工程自身的那些性能？2山岭隧道规划包括那些内容？规划中各方案选择的原则是什么？3水底隧道规划的关键点是什么？4城市地下铁道的规划的一般原则是什么？5隧道的建筑限界是根据什么制定的？6为什么铁路隧道曲线段面需要加宽？7地下结构的构造形式有那些？各自的支护特点是什么？