地鐵施工對附近橋梁工程性質(zhì)的影響研究
發(fā)布時間：2014-08-15 19:58
1緒論
1.1引言
地鐵是城市軌道交通一部分，作為一個世界上通用快捷的解決交通擁堵的方式之一，因其擁有快速、便捷、準(zhǔn)時、運輸能力強(qiáng)等優(yōu)點，伴隨著城市化率越來越高，交通擁堵現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，因此許多國內(nèi)大中城市都陸陸續(xù)續(xù)地開始建造地鐵，不光國內(nèi)地鐵建造越來越多，許多國外的大中城市也建造了許多地鐵和正在建造地鐵來解決擁擠的交通[2]。
中國城市化率從1991年就達(dá)到26.9%，到1996年達(dá)到30.5%,突破了 30%，進(jìn)入城市化加速時期，截止到2011年，中國城市化率己經(jīng)超過50%,由于飛速發(fā)展的中國經(jīng)濟(jì)以及加速發(fā)展的城市化進(jìn)程，在城市化的進(jìn)程中不可避免的遇到了許多不同的問題，尤其是城市里車輛越來越多交通擁擠和環(huán)境污染嚴(yán)重等問題；2009年，我國公路總里程達(dá)到6.5萬公里，10年間年均增速為5千公里，但人均擁有的道路交通面積僅12.8平方米，每年增長的道路面積幾乎都被同時增長的汽車占有[3]。雖然道路每年都在不斷的進(jìn)行改進(jìn)加寬，但其增速仍然沒法和日益增長的汽車持有量的增速相比，堵車在一些城市的早晚高峰期間時常出現(xiàn)，尤其是一些大城市，像北京，上海，廣州，杭州等，解決堵車這個難題也成為一個城市繁榮健康發(fā)展的難題，通過發(fā)展公共交通事業(yè)是解決問題的關(guān)鍵因素，大中城市迫切的需要發(fā)展公共交通來解決擁堵問題；地面交通面臨著大量占用城市稀缺的空間，也容易發(fā)生堵塞，無法僅僅依靠地面交通來完成全部人流的輸送，而地鐵是在地下空間運行的軌道交通，除了僅有的出入口位置，基本不占用地面空間，有效地節(jié)約了地面空間，同時地鐵的運營不會對地面造成環(huán)境污染，人們在乘坐地鐵時也不會受到地面的影響，準(zhǔn)時、舒適、方便、快捷等特點要優(yōu)于地面交通。目前，地鐵的運營速度己經(jīng)達(dá)到了每小時100公里以上，除了在高速公路上的汽車，城市里基本沒有地面交通能夠達(dá)到這個時速。地鐵是車廂式的，一般一輛地鐵的運量相當(dāng)于公共汽車的8至11倍；地鐵運營中空調(diào)的幵啟可以在寒冬及盛夏保證人們的舒適性，比起公共汽車也要更加節(jié)能，方便。當(dāng)然作為國家戰(zhàn)略，地鐵設(shè)計中己經(jīng)考慮人防作用，一旦遇到戰(zhàn)爭或者自然災(zāi)害等緊急情況時可以作為理想的逃生躲避空間，地鐵在城市公共交通中扮演著越來越重要的角色。截止2012年初，從北京、上海、廣州等一線大域市，到南京、沈陽、成都等省會城市，再到蘇州、佛山、寧波等二三線城市，地鐵的建設(shè)己經(jīng)成為中國城市發(fā)展發(fā)達(dá)的一個標(biāo)志，中國有30多個城市已經(jīng)在建設(shè)及準(zhǔn)備建設(shè)地鐵，在建的地鐵總長度超過了 1600多公里[4]。
以首都北京為例，到2013年1月1日，北京地鐵總運營里程將達(dá)到442公里，北京已經(jīng)跨入世界地鐵里程最多的城市之一，北京制定了 2015年的規(guī)劃中，屆時北京將擁有近20條線路，里程數(shù)也將增加100多公里，同時2020年建設(shè)規(guī)劃在2015年建設(shè)規(guī)劃調(diào)整版的基礎(chǔ)上新增近10個項目，共300公里左右[5]。該規(guī)劃完成后，北京軌道交通線網(wǎng)運營線路將達(dá)30余條、運營總里程達(dá)1100公里，到時候預(yù)計北京地鐵的客運量將達(dá)到2000多萬人次每天，全市區(qū)選擇地鐵的出行比例將占全部出行方式的26%左右，見圖1.1。
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1.2國內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1國外理論研究進(jìn)程
從19世紀(jì)末以來，國外地下工程施工陸續(xù)發(fā)展起來，其地下工程開挖施工的理論也在不斷的進(jìn)步，在早期Haim，Rankine等提出了松弛荷載理論，認(rèn)為穩(wěn)定的巖體有自穩(wěn)的能力，不會產(chǎn)生額外的荷載，一旦巖體不穩(wěn)定時，需要用支撐來防止坊塌，則此時在一定的影響范圍內(nèi)，作用在支撐上的豎向荷載與其上面覆蓋土層的重力存在一定的聯(lián)系，從而奠定了一定的理論基礎(chǔ)，但是松馳荷載理論存在一些不合理的情況，與實際情況有一定的差距，通過對實際工程中的觀察和分析及相關(guān)方面的試驗，普式和太沙基對這個理論進(jìn)行了一些改進(jìn)[9]。普式理論是早期的圍巖壓力計算理論，他認(rèn)為：巖土中存在的節(jié)理及各種夾層導(dǎo)致了巖體的整體性能下降，即巖體不是完整的一個整體，是一種有一定粘聚效果的松散體，當(dāng)巖體在開挖后，頂部會形成壓力拱，壓力拱的形成與實際的埋深深度無關(guān)；太沙基理論則認(rèn)為地層是松散體，主要從力的平衡方面考慮巖土的性能，其主要代表性的施工方法為常規(guī)的險道施工方法，即礦山法[9]。
20 世紀(jì) 50 年代，由 K.V.Rabcewicz，Miller-Fecher, Fenner-Talobre, H.kastener等人提出了現(xiàn)代支護(hù)理論，即巖承理論，巖承理論則更加接近地下險道工程方面的實際情況，一直被廣泛地應(yīng)用到實際的工程施工中；相對于松散理論偏重于獲取結(jié)果的能力和處理實際問題的能力，巖承理論則更加偏重于對發(fā)展過程的分析和進(jìn)行對工程的控制，并且充分利用巖體自身具有的承載能力的優(yōu)點；以上兩種理論因為其著重點的不同，各自有各自的特點，各自相對的施工方法也不盡相同，隨道施工過程對巖體的穩(wěn)定所帶來的影響也有所不同；基于巖承理論，其主要代表性的施工方法為新奧法，新奧法主要代表為：噴射混凝土及描桿加固，以量測技術(shù)為主要特征，目的只要是盡可能的保證巖體原有的強(qiáng)度，發(fā)揮巖體自身的承載能力[10]。
本文編號：8351
1.1引言
地鐵是城市軌道交通一部分，作為一個世界上通用快捷的解決交通擁堵的方式之一，因其擁有快速、便捷、準(zhǔn)時、運輸能力強(qiáng)等優(yōu)點，伴隨著城市化率越來越高，交通擁堵現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，因此許多國內(nèi)大中城市都陸陸續(xù)續(xù)地開始建造地鐵，不光國內(nèi)地鐵建造越來越多，許多國外的大中城市也建造了許多地鐵和正在建造地鐵來解決擁擠的交通[2]。
中國城市化率從1991年就達(dá)到26.9%，到1996年達(dá)到30.5%,突破了 30%，進(jìn)入城市化加速時期，截止到2011年，中國城市化率己經(jīng)超過50%,由于飛速發(fā)展的中國經(jīng)濟(jì)以及加速發(fā)展的城市化進(jìn)程，在城市化的進(jìn)程中不可避免的遇到了許多不同的問題，尤其是城市里車輛越來越多交通擁擠和環(huán)境污染嚴(yán)重等問題；2009年，我國公路總里程達(dá)到6.5萬公里，10年間年均增速為5千公里，但人均擁有的道路交通面積僅12.8平方米，每年增長的道路面積幾乎都被同時增長的汽車占有[3]。雖然道路每年都在不斷的進(jìn)行改進(jìn)加寬，但其增速仍然沒法和日益增長的汽車持有量的增速相比，堵車在一些城市的早晚高峰期間時常出現(xiàn)，尤其是一些大城市，像北京，上海，廣州，杭州等，解決堵車這個難題也成為一個城市繁榮健康發(fā)展的難題，通過發(fā)展公共交通事業(yè)是解決問題的關(guān)鍵因素，大中城市迫切的需要發(fā)展公共交通來解決擁堵問題；地面交通面臨著大量占用城市稀缺的空間，也容易發(fā)生堵塞，無法僅僅依靠地面交通來完成全部人流的輸送，而地鐵是在地下空間運行的軌道交通，除了僅有的出入口位置，基本不占用地面空間，有效地節(jié)約了地面空間，同時地鐵的運營不會對地面造成環(huán)境污染，人們在乘坐地鐵時也不會受到地面的影響，準(zhǔn)時、舒適、方便、快捷等特點要優(yōu)于地面交通。目前，地鐵的運營速度己經(jīng)達(dá)到了每小時100公里以上，除了在高速公路上的汽車，城市里基本沒有地面交通能夠達(dá)到這個時速。地鐵是車廂式的，一般一輛地鐵的運量相當(dāng)于公共汽車的8至11倍；地鐵運營中空調(diào)的幵啟可以在寒冬及盛夏保證人們的舒適性，比起公共汽車也要更加節(jié)能，方便。當(dāng)然作為國家戰(zhàn)略，地鐵設(shè)計中己經(jīng)考慮人防作用，一旦遇到戰(zhàn)爭或者自然災(zāi)害等緊急情況時可以作為理想的逃生躲避空間，地鐵在城市公共交通中扮演著越來越重要的角色。截止2012年初，從北京、上海、廣州等一線大域市，到南京、沈陽、成都等省會城市，再到蘇州、佛山、寧波等二三線城市，地鐵的建設(shè)己經(jīng)成為中國城市發(fā)展發(fā)達(dá)的一個標(biāo)志，中國有30多個城市已經(jīng)在建設(shè)及準(zhǔn)備建設(shè)地鐵，在建的地鐵總長度超過了 1600多公里[4]。
以首都北京為例，到2013年1月1日，北京地鐵總運營里程將達(dá)到442公里，北京已經(jīng)跨入世界地鐵里程最多的城市之一，北京制定了 2015年的規(guī)劃中，屆時北京將擁有近20條線路，里程數(shù)也將增加100多公里，同時2020年建設(shè)規(guī)劃在2015年建設(shè)規(guī)劃調(diào)整版的基礎(chǔ)上新增近10個項目，共300公里左右[5]。該規(guī)劃完成后，北京軌道交通線網(wǎng)運營線路將達(dá)30余條、運營總里程達(dá)1100公里，到時候預(yù)計北京地鐵的客運量將達(dá)到2000多萬人次每天，全市區(qū)選擇地鐵的出行比例將占全部出行方式的26%左右，見圖1.1。
.................................
1.2國內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1國外理論研究進(jìn)程
從19世紀(jì)末以來，國外地下工程施工陸續(xù)發(fā)展起來，其地下工程開挖施工的理論也在不斷的進(jìn)步，在早期Haim，Rankine等提出了松弛荷載理論，認(rèn)為穩(wěn)定的巖體有自穩(wěn)的能力，不會產(chǎn)生額外的荷載，一旦巖體不穩(wěn)定時，需要用支撐來防止坊塌，則此時在一定的影響范圍內(nèi)，作用在支撐上的豎向荷載與其上面覆蓋土層的重力存在一定的聯(lián)系，從而奠定了一定的理論基礎(chǔ)，但是松馳荷載理論存在一些不合理的情況，與實際情況有一定的差距，通過對實際工程中的觀察和分析及相關(guān)方面的試驗，普式和太沙基對這個理論進(jìn)行了一些改進(jìn)[9]。普式理論是早期的圍巖壓力計算理論，他認(rèn)為：巖土中存在的節(jié)理及各種夾層導(dǎo)致了巖體的整體性能下降，即巖體不是完整的一個整體，是一種有一定粘聚效果的松散體，當(dāng)巖體在開挖后，頂部會形成壓力拱，壓力拱的形成與實際的埋深深度無關(guān)；太沙基理論則認(rèn)為地層是松散體，主要從力的平衡方面考慮巖土的性能，其主要代表性的施工方法為常規(guī)的險道施工方法，即礦山法[9]。
20 世紀(jì) 50 年代，由 K.V.Rabcewicz，Miller-Fecher, Fenner-Talobre, H.kastener等人提出了現(xiàn)代支護(hù)理論，即巖承理論，巖承理論則更加接近地下險道工程方面的實際情況，一直被廣泛地應(yīng)用到實際的工程施工中；相對于松散理論偏重于獲取結(jié)果的能力和處理實際問題的能力，巖承理論則更加偏重于對發(fā)展過程的分析和進(jìn)行對工程的控制，并且充分利用巖體自身具有的承載能力的優(yōu)點；以上兩種理論因為其著重點的不同，各自有各自的特點，各自相對的施工方法也不盡相同，隨道施工過程對巖體的穩(wěn)定所帶來的影響也有所不同；基于巖承理論，其主要代表性的施工方法為新奧法，新奧法主要代表為：噴射混凝土及描桿加固，以量測技術(shù)為主要特征，目的只要是盡可能的保證巖體原有的強(qiáng)度，發(fā)揮巖體自身的承載能力[10]。
本文編號：8351
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