北京地鐵西四站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 適合專業(yè)： 土木工程 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基本內(nèi)容和要求： 主要內(nèi)容： 1．車站總平面布置（包括站位選擇、出入口布置、通風(fēng)亭布置等） 2．車站結(jié)構(gòu)形式選擇 3．車站縱斷面設(shè)計(jì) 4．主體結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計(jì)算 5．截面檢算與結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì) 6．施工方案 設(shè)計(jì) 基本要求： 1．獨(dú)立完成上述各項(xiàng)內(nèi)容； 2．車站平、縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)實(shí)際圖紙情況，經(jīng)多方案比選后確定； 3．每項(xiàng)計(jì)算應(yīng)附正規(guī)的計(jì)算簡圖和內(nèi)力圖； 4．各項(xiàng)圖紙應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行； 5．引用規(guī)范應(yīng)注明。 11 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重點(diǎn)研究的問題： 1．車站總平面布置及平、縱斷面設(shè)計(jì) 2．結(jié)構(gòu)各工況內(nèi)力組合計(jì)算及配筋設(shè)計(jì) 3．施工方案設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作： 除學(xué)校規(guī)定的外文翻譯及摘要、論文字?jǐn)?shù)及規(guī)范化等要求以外，應(yīng)提交如下成果： 1．車站總平面布置圖 2．車站結(jié)構(gòu)形式圖 3．車站各層平面布 置圖 4．車站縱剖面圖 5．客流流線圖 6．車站主體結(jié)構(gòu)配筋圖 7．施工場地布置圖（包括施工圍擋、施工豎井的布置等） 8．施工方案設(shè)計(jì)圖 參考資料： 1． 國家標(biāo)準(zhǔn)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（ GB501572021）》 ,北京：中國計(jì)劃出版社 , 第一版， 2．施仲衡，張彌主編，《地下鐵道設(shè)計(jì)與施工》，陜西科學(xué)技術(shù)出版社 3．賀少輝主編，《地下工程》，清華大學(xué) /北京交通大學(xué)出版社 4．王夢恕主編，《地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論》，安徽科學(xué)技術(shù)出 12 版社 設(shè)計(jì)詳細(xì)資料： 1．設(shè)站地區(qū)總平面圖一張（見附圖，比例尺 1： 1000） 2．工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件： 線路垂直于永定河沖、洪積扇的軸部，第四紀(jì)地層沉積韻律明顯，地層由上到下依次為：雜填土、粉土、細(xì)砂、圓礫土、粉質(zhì)粘土、卵石土。其主要物理力學(xué)指標(biāo)如表 1，車站埋深 ， 地下水位在地面以下7m 處；本地區(qū)地震烈度為 6度。 表 1 各層土的物理力學(xué)指標(biāo) 土的類型 厚度（ m） 重度γ（ kN/m3） 彈性抗力系數(shù)(Mpa/m） 變形模量 E（ GPa） 泊松比 μ 內(nèi)摩擦角ф （ 186。） 粘聚力C(Mpa) 雜填土 16 50 20 粉土 5 0 18 90 21 細(xì)砂 19 100 22 圓礫土 120 25 粉質(zhì)粘土 150 23 卵石土 200 27 基巖 22 300 35 3．客流預(yù)測： 預(yù)測單向高峰小時(shí)客流量：初期（ 2021 年） 17800 人次 /小時(shí)，近期（ 2020 年） 19920 人次 /小時(shí)，遠(yuǎn)期 （ 2035 年） 21000 人次 /小時(shí)； 4．車輛及編組 車輛采用地鐵 A型車， 3動(dòng) 3拖編組。 13 開題報(bào)告 題 目： 北京地鐵西四站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述： 一、 國內(nèi)外城市地鐵發(fā)展概況 國外城市地鐵交通發(fā)展概況 自 1863年，倫敦建成世界第一條地下鐵道，迄今已有 130年，這條首次問世的地下鐵道長 ，列車采用蒸汽機(jī)車牽引。之后于 l890年又建成世界第一條長 ， 從而大大改進(jìn)了地鐵機(jī)車牽引動(dòng)力。 19世紀(jì)，世界上只有倫敦、紐約、伊斯坦布爾、芝加哥等 8座城市的居民能夠乘地鐵列車。 20世紀(jì)初至 1945年，在 45年的時(shí)間里，又有巴黎、莫斯科、柏林、悉尼等 l3座城市相繼建成了地下鐵道。在第二次世界大戰(zhàn)期間，有些城市的地鐵，還發(fā)揮了防空掩蔽所的作用，避免遭受飛機(jī)的轟炸，保護(hù)了許多人的生命。二次大戰(zhàn)以后，發(fā)展地下鐵道已受到各國的廣泛重視，許多城市紛紛效法倫敦，興建地鐵的城市，如雨后春筍般飛速發(fā)展起來。 近 50年間，已有 94座城市建成了地下鐵道。如今，它已遍布 44個(gè)國家的 115座城 市，大約尚有近 20座城正在建設(shè)或?qū)⒁ǔ傻罔F， 預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末擁有地鐵的城市將突破 135座。之前，地鐵線路全長超過 200km的有 5座城市。其中，最長的是倫敦 420km ，紐約 ，巴黎 330km，莫斯科 255km，東京 。地鐵車站最多的是紐約， 485站。客運(yùn)量最高的是莫斯科地鐵，全年 ，平均每月運(yùn)送 800萬人次；其次是東京地鐵 l9億多人次，巴黎地鐵 l3億多人次。發(fā)展最慢的是伊斯坦布爾，自 1875年建成 ，運(yùn)營 100多年，一直未續(xù)建，直至 1988年才開始興建輕型地 鐵 7km多，現(xiàn)已有 8km地鐵。 國內(nèi)城市地鐵交通建設(shè)概況 （ 1）我國最早修建的地鐵 我國建成的第一條地鐵是北京地鐵一號線一期工程，從北京站到蘋果園站 ,全長 ，于 1965 年 7 月 1 日開工， 1969 年 10 月 1日建成通車。 14 （ 2）我國當(dāng)前各城市地鐵概況： 我國城市軌道交通的發(fā)展經(jīng)過了三十多年的歷史，并經(jīng)歷了一段曲折，但其真正發(fā)展是從上世紀(jì)八十年代開始的。近 l0年來，我國許多大城市都紛紛策劃修建大、中運(yùn)量的地鐵或輕軌交通項(xiàng)目。已有 20 多個(gè)大城市在不斷投人大量人力和物力，進(jìn)行了不同程度的軌道交通項(xiàng)目建設(shè)前 期工作和可行性研究。“十五”期間，國家投資 8000 億元用于城市交通軌道建設(shè)，建成總里程達(dá)到 450 公里，其中用于地鐵建設(shè)的投資約 2021 億元，除香港已建成的 75 公里地鐵和輕軌線路外，我國大陸地區(qū)先后有北京、天津、上海、廣州，南京，西安，成都，深圳，大連，哈爾濱，杭州， 青島 ， 重慶 ， 沈陽 等城市正在建或已建有通車。 截至 2021年底，我國已有 10個(gè)城市擁有共 29條城市軌道交通運(yùn)營線路，運(yùn)營里程達(dá)到 776公里，年客運(yùn)總量達(dá) 。而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，北京、上海等 l5個(gè)城市共有約 50條， l154公里軌道交通線路在建。 目前，有約 27個(gè)城市正在籌備建設(shè)城市軌道交通，其中 22個(gè)城市的軌道交通建設(shè)規(guī)劃已經(jīng)獲得國務(wù)院批復(fù)。至 2021年前后，北京、上海、廣州等 22個(gè)城市將建設(shè) 79條軌道交通線路，總長 ，總投資。 二、城市地鐵發(fā)展存在的問題及解決方法 地鐵交通的發(fā)展要不斷研究解決其本身還仍然存在的 — 些問題，如怎樣降低工程造價(jià)、提高運(yùn)行效率、進(jìn)行結(jié)構(gòu)防水處理等等，否則會(huì)影響地鐵交通的可持續(xù)地發(fā)展。 降低工程造價(jià)，減小運(yùn)營成本 作為一種大容量、快捷、安全、高效的客運(yùn)交通工具 ,城市快速軌道交通系統(tǒng)在 城市客運(yùn)交通市場所應(yīng)起到的骨干交通作用已被各界所共識。然而 ,修建城市軌道交通所需要巨額資金投入及目前我國可用于發(fā)展城市軌道交通建設(shè)的資金尚很緊張也是不爭的事實(shí) ,能否降低工程造價(jià)已成為軌道交通發(fā)展的重要控制因素，所以這一問題是值得城市地鐵建設(shè)者共同關(guān)心的重要問題。 提高地鐵交通運(yùn)行效率 運(yùn)營管理是一門科學(xué)，它的好壞直接影響城市快速軌道交通的效益。如原蘇聯(lián)地鐵，在技術(shù)裝備上不如西方先進(jìn)，但它的效益好、效率高是國際上公認(rèn)的。莫斯科地鐵列車運(yùn)行對數(shù)達(dá)每小時(shí) 40 對以上，一般達(dá)到 45 對 /小時(shí)，有的線路已達(dá)每小時(shí) 48 對，它靠的就是熟練的操作、科學(xué)的管理。而香港地鐵有先進(jìn)的技術(shù)裝備，列車運(yùn)行對數(shù)每小時(shí)只能達(dá)到 30 對，經(jīng)改造信號系統(tǒng)后，才達(dá)到 34 對。因此，要想地鐵交 15 通良好的發(fā)展，就需尋求各種方法提高其運(yùn)行效率。 地鐵結(jié)構(gòu)的防水 地鐵結(jié)構(gòu)防水作為世界難題一直困擾著全世界的地鐵工程建設(shè)，為此 ， 一代又一代的專家學(xué)者在地鐵結(jié)構(gòu)防水系統(tǒng)工程上進(jìn)行了一次又一次的探索、實(shí)踐和總結(jié)。 地鐵結(jié)構(gòu)的防水要始終貫徹“ 一個(gè)理念、一個(gè)重點(diǎn)、兩個(gè)手段 ” 的系統(tǒng)解決方案。 “ —個(gè)理念 ” 就是結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)中要以 “ 混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主，防排結(jié)合 ” 作為原則； “ —個(gè)重點(diǎn) ” 是防止混凝土開裂為重點(diǎn)； “ 兩個(gè)手段 ” 一是減少混凝土中水泥用量增加優(yōu)質(zhì)粉煤灰，二是降低混凝土的坍落度。 1） 地鐵結(jié)構(gòu)防水根本在于 “ 混凝土結(jié)構(gòu)自防水 ” 地鐵結(jié)構(gòu)防水須從源頭抓起，從沒計(jì)理念做起 ， 防水設(shè)計(jì)原則是地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本出發(fā)點(diǎn) ， 各地的防水設(shè)計(jì)原則為：上海地鐵 “ 以防為主，多道設(shè)防，因地制宜，綜合治理，防排結(jié)合 ” ；廣州地鐵 “ 以防為主、防排結(jié)合、多道設(shè)防、剛?cè)岵⑦M(jìn) ” ； 沈陽 地鐵 “ 以防為主，防排結(jié)合，剛?cè)嵯酀?jì)，多道防線，因地制宜，綜合治理 ” ；香港地鐵 “ 以混凝土自防水為主，防排結(jié)合 ” 。從中可以看出只有香港地鐵 明確指出 “ 以混凝土自防水為主 ” ，其他城市地鐵均偏離了防水之本。在實(shí)際工程中，往往 偏 重防水材料，輕防水混凝土，造成大量投資浪費(fèi)。 2） 混凝土實(shí)際強(qiáng)度偏高是結(jié)構(gòu)防水效果不良的主要原因 提到混凝土質(zhì)量，人們自然想到的重點(diǎn)是如何提高強(qiáng)度指標(biāo)和抗?jié)B指標(biāo)。造成這一概念的原因是多方面的，包括受到《規(guī)范》的制約，以及防水混凝土檢測標(biāo)準(zhǔn)不科學(xué)等因素的影響。實(shí)際上這是一個(gè)誤區(qū)，因?yàn)閺?qiáng)度、抗?jié)B標(biāo)號越高，越容易開裂。在 C30S8 防 水 混凝土施工中，經(jīng)常出現(xiàn) “ 指標(biāo) ” 達(dá)標(biāo)，但防水效果卻不達(dá)際的現(xiàn)象。由于重視 “ 強(qiáng)度指標(biāo) ” 、 “ 抗?jié)B指標(biāo) ” 而無抗裂 檢測標(biāo)準(zhǔn)和手段，以及設(shè)計(jì)單位片面追求高強(qiáng)度和高抗?jié)B，最終得到的卻是低抗裂的混凝土。因此，正確的概念應(yīng)當(dāng)是如何提高防水混凝土的抗裂性。大量實(shí)踐證明，要解決地下結(jié)構(gòu)防水、防腐，必須徹底解決裂縫問題 ， 否則一旦開裂，結(jié)構(gòu)的抗?jié)B、防腐、耐久性都成為空話。 三、我國城市地鐵交通發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展前景 我國目前超過百萬人口的城市有 34 個(gè)，其中超大城市 12個(gè)，特大城市有 22 個(gè)。要解決超大城市和特大城市的交通問題，城市軌道交通是一個(gè)非常可行的方案。 我國城市地鐵發(fā)展比較落后，不過，近幾年，我國城市建地鐵和輕 16 軌的熱情很高，深圳、 南京、重慶、長春、大連、青島等 20 多個(gè)城市都在規(guī)劃、申報(bào)或正在籌建。已獲得國家批準(zhǔn)正在建設(shè)的項(xiàng)目有：北京西直門至東直門城市輕軌鐵路、上海地鐵明珠線、南京地鐵一期工程、深圳地鐵一期工程（深圳地鐵是深圳市基礎(chǔ)設(shè)施的主要項(xiàng)目，于 1999年初動(dòng)工。深圳地鐵全長 公里，設(shè) 14 個(gè)車站，分東西和南北兩個(gè)走向。東西向由羅湖至竹子林、南北向從皇崗口岸至福田中心區(qū)，計(jì)劃四年建成。）、重慶跨座式單軌系統(tǒng)、大連輕軌試驗(yàn)線、長春輕軌一期工程、廣州地鐵二號線、武漢輕軌一期工程等。以上在建工程線路總長度約 167 公里。此外進(jìn)行前期工 作的城市有青島、沈陽、杭州、大連、成都、哈爾濱、鞍山、佛山、合肥、濟(jì)南、西安、蘭州、烏魯木齊、長沙等，在這些城市已相繼成立了地鐵公司或類似機(jī)構(gòu)。 根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)，大中城市尤其是特大城市的交通結(jié)構(gòu)應(yīng)向快速、大容量、立體化的方向發(fā)展。它們是以地鐵與輕軌等快速軌道交通為主，公共汽車為輔，多種交通方式組成一個(gè)比較完整的城市公共交通體系。如華盛頓的軌道交通在全市公交中的比重為 ％，東京為 ％，巴黎為 ％。 我國發(fā)展快速軌道交通還處于初始階段。從 1965 年至今建成的地鐵，平均每年建 4km，前 30年平均只建成 2km。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市財(cái)力的增強(qiáng)，修建快速軌道交通的速度會(huì)相應(yīng)加快。如上海、北京在“十178。五”期間以每年 15km 的計(jì)劃向前發(fā)展快速軌道交通。目前全國 100 萬人口以上的城市 37 個(gè)，規(guī)劃籌建快速軌道交通的城市 24 個(gè)，占特大城市總數(shù)的 60％，共計(jì)劃修建的城市軌道交通線路總長 425km，到時(shí)，我國將有快速軌道交通約 770km(未計(jì)香港和臺灣 )。 展望未來，我國發(fā)展城市地鐵交通的前景是遠(yuǎn)大的，工程是宏偉的。二十一世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)步的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對環(huán)境，對城市交通工 具的要求會(huì)越來越高，到時(shí)各城市將根據(jù)自身的特定條件，選擇各種適合的交通方式。甚至被譽(yù)為城市理想交通工具的磁懸浮軌道交通出現(xiàn)在某個(gè)城市，也是順理成章的事。 四、地鐵車站的施工方法 序號 施工方法 環(huán)境場地要求 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 發(fā)展方向 17 1 明挖 寬闊的施工場地，如京、津、滬、穗地鐵車站 進(jìn)度快，造價(jià)低，便于大型機(jī)械化施工 破壞、污染環(huán)境，影響市區(qū)居民生活，風(fēng)險(xiǎn)大 1)深層地下連續(xù)墻，樁排墻 2)預(yù)應(yīng)力鋼支撐 3)地面變化監(jiān)控技術(shù) 4)土丁墻技術(shù) 2 礦山 堅(jiān)硬巖土介質(zhì)、地下水位低 地面影響小，造價(jià)低 進(jìn)度慢，強(qiáng)度高，風(fēng)險(xiǎn)大 1)鉆孔臺車自動(dòng)裝藥引爆 2)光面爆破錨噴監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)反饋 3)分?jǐn)嗝骈_挖，眼鏡工法 4)大型土方機(jī)械 3 淺埋暗挖 土體凍結(jié)、注漿、深層攪拌、管棚加固，淺埋車站，如北京站淺埋暗挖 地面影響小，造價(jià)低 地下作用風(fēng)險(xiǎn)大，機(jī)械化程度低 1)地基處理技術(shù)2)小型地下開挖機(jī)械 3)可靠的臨時(shí)劫掠措施和機(jī)具