地鐵施工對(duì)附近橋梁工程性質(zhì)的影響研究
發(fā)布時(shí)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(gè)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(shí)、運(yùn)輸能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，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(guó)內(nèi)大中城市都陸陸續(xù)續(xù)地開始建造地鐵，不光國(guó)內(nèi)地鐵建造越來越多，許多國(guó)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(guó)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(shí)期，截止到2011年，中國(guó)城市化率己經(jīng)超過50%,由于飛速發(fā)展的中國(guó)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(guó)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(zhǎng)的道路面積幾乎都被同時(shí)增長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(gè)難題也成為一個(gè)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(yùn)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(shí)地鐵的運(yùn)營(yíng)不會(huì)對(duì)地面造成環(huán)境污染，人們?cè)诔俗罔F時(shí)也不會(huì)受到地面的影響，準(zhǔn)時(shí)、舒適、方便、快捷等特點(diǎn)要優(yōu)于地面交通。目前，地鐵的運(yùn)營(yíng)速度己經(jīng)達(dá)到了每小時(shí)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(gè)時(shí)速。地鐵是車廂式的，一般一輛地鐵的運(yùn)量相當(dāng)于公共汽車的8至11倍；地鐵運(yùn)營(yíng)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(guó)家戰(zhàn)略，地鐵設(shè)計(jì)中己經(jīng)考慮人防作用，一旦遇到戰(zhàn)爭(zhēng)或者自然災(zāi)害等緊急情況時(shí)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(yáng)、成都等省會(huì)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(guó)城市發(fā)展發(fā)達(dá)的一個(gè)標(biāo)志，中國(guó)有30多個(gè)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(zhǎng)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(yùn)營(yíng)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(shí)北京將擁有近20條線路，里程數(shù)也將增加100多公里，同時(shí)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(gè)項(xiàng)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(yùn)營(yíng)線路將達(dá)30余條、運(yùn)營(yíng)總里程達(dá)1100公里，到時(shí)候預(yù)計(jì)北京地鐵的客運(yùn)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(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1國(guó)外理論研究進(jìn)程
從19世紀(jì)末以來，國(guó)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(huì)產(chǎn)生額外的荷載，一旦巖體不穩(wěn)定時(shí)，需要用支撐來防止坊塌，則此時(shí)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(shí)際情況有一定的差距，通過對(duì)實(shí)際工程中的觀察和分析及相關(guān)方面的試驗(yàn)，普式和太沙基對(duì)這個(gè)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(jì)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(gè)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(huì)形成壓力拱，壓力拱的形成與實(shí)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(xiǎn)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(xiǎn)道工程方面的實(shí)際情況，一直被廣泛地應(yīng)用到實(shí)際的工程施工中；相對(duì)于松散理論偏重于獲取結(jié)果的能力和處理實(shí)際問題的能力，巖承理論則更加偏重于對(duì)發(fā)展過程的分析和進(jìn)行對(duì)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(diǎn)；以上兩種理論因?yàn)槠渲攸c(diǎn)的不同，各自有各自的特點(diǎn)，各自相對(duì)的施工方法也不盡相同，隨道施工過程對(duì)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(cè)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(hào)：8351
1.1引言
地鐵是城市軌道交通一部分，作為一個(gè)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(shí)、運(yùn)輸能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，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(guó)內(nèi)大中城市都陸陸續(xù)續(xù)地開始建造地鐵，不光國(guó)內(nèi)地鐵建造越來越多，許多國(guó)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(guó)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(shí)期，截止到2011年，中國(guó)城市化率己經(jīng)超過50%,由于飛速發(fā)展的中國(guó)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(guó)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(zhǎng)的道路面積幾乎都被同時(shí)增長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(gè)難題也成為一個(gè)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(yùn)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(shí)地鐵的運(yùn)營(yíng)不會(huì)對(duì)地面造成環(huán)境污染，人們?cè)诔俗罔F時(shí)也不會(huì)受到地面的影響，準(zhǔn)時(shí)、舒適、方便、快捷等特點(diǎn)要優(yōu)于地面交通。目前，地鐵的運(yùn)營(yíng)速度己經(jīng)達(dá)到了每小時(shí)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(gè)時(shí)速。地鐵是車廂式的，一般一輛地鐵的運(yùn)量相當(dāng)于公共汽車的8至11倍；地鐵運(yùn)營(yíng)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(guó)家戰(zhàn)略，地鐵設(shè)計(jì)中己經(jīng)考慮人防作用，一旦遇到戰(zhàn)爭(zhēng)或者自然災(zāi)害等緊急情況時(shí)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(yáng)、成都等省會(huì)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(guó)城市發(fā)展發(fā)達(dá)的一個(gè)標(biāo)志，中國(guó)有30多個(gè)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(zhǎng)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(yùn)營(yíng)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(shí)北京將擁有近20條線路，里程數(shù)也將增加100多公里，同時(shí)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(gè)項(xiàng)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(yùn)營(yíng)線路將達(dá)30余條、運(yùn)營(yíng)總里程達(dá)1100公里，到時(shí)候預(yù)計(jì)北京地鐵的客運(yùn)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(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1國(guó)外理論研究進(jìn)程
從19世紀(jì)末以來，國(guó)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(huì)產(chǎn)生額外的荷載，一旦巖體不穩(wěn)定時(shí)，需要用支撐來防止坊塌，則此時(shí)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(shí)際情況有一定的差距，通過對(duì)實(shí)際工程中的觀察和分析及相關(guān)方面的試驗(yàn)，普式和太沙基對(duì)這個(gè)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(jì)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(gè)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(huì)形成壓力拱，壓力拱的形成與實(shí)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(xiǎn)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(xiǎn)道工程方面的實(shí)際情況，一直被廣泛地應(yīng)用到實(shí)際的工程施工中；相對(duì)于松散理論偏重于獲取結(jié)果的能力和處理實(shí)際問題的能力，巖承理論則更加偏重于對(duì)發(fā)展過程的分析和進(jìn)行對(duì)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(diǎn)；以上兩種理論因?yàn)槠渲攸c(diǎn)的不同，各自有各自的特點(diǎn)，各自相對(duì)的施工方法也不盡相同，隨道施工過程對(duì)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(cè)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]。
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