664524470地铁工程建设质量安全监理.doc

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1、 目 录第一章 地铁工程概述2第一节 地铁基本知识2（一）地铁的组成2（二）地铁的特点4（三）地铁的常用施工方法5第二节 地铁发展概况10（一）国内地铁发展概况10（二）国外地铁发展概况13第三章 地铁工程地质与环境条件14第一节 地铁工程地质条件14（一）地质勘察报告的编制程序14（二）地质勘察报告的主要内容15（三）不同工法的勘察要求16（四）监理关注要点18第二节 地铁工程环境条件21（一）隧道邻近建筑物21（二）隧道临近既有地铁运营线21（三）地铁沿线地下管线22第四章 地铁工程监控量测25第一节 监控量测的项目和方法25（一）明挖法基坑监控量测26（二）暗挖法监控量测27（三）盾构法

2、监控量测30（四）监控量测信息流程及其反馈31第二节 监控量测监理要点34（一）监测方案的审查34（二）监测过程的监控35（三）监测数据的判定36第五章 地铁工程应急管理38第一节 地铁工程常见险情38（一）基坑工程39（二）区间隧道40（三）旁通道42第二节 施工险情应急预案审核43（一）应急预案审查43（二）应急预案的落实情况45第三节 施工险情应急处理程序46（一）险情信息报告47（二）应急处理响应程序47第一章 地铁工程概述第一节 地铁基本知识地铁是在城市中修建的快速、大运量用电力牵引的轨道交通。线路通常设在地下隧道内，也有的在城市中心以外地区从地下转到地面或高架桥上。国际隧道协会将地

3、铁定义为轴重较重、单方向输送能力在3万人次/h以上的城市轨道交通系统。地铁具有运量大、速度快、污染小、能耗低、占地省的特点，是缓解现代城市人多、车多带来的交通拥挤、交通环境污染严重两大难题的必由之路，但其也具有投资规模大、建设周期长、投资回报慢、赢利水平低等缺点，是一个城市有史以来最大的公益性基础设施，同时也是现代化城市的象征。 （一）地铁的组成地铁主要由土建和设备两大部分构成。其中土建部分又分为车站、区间隧道、轨道、路基以及车辆段和综合基地的土建工程等；设备部分包括建筑设备和轨道交通系统设备安装。建筑设备是指建筑电气、暖卫、通风、电梯和自动扶梯、消防系统、人防系统、防灾报警（FAS）系统、设

4、备监控（BAS）系统工程。轨道交通系统设备是指通信系统、信号系统、供电系统、电力监控（SCADA）、屏蔽门/安全门系统、自动售检票系统、旅客信息系统系统。另外还有车辆系统、控制中心。1.土建部分地铁车站由车站主体（站台，站厅，生产、生活用房），出入口及通道(是乘客进行地面和地下换乘的必经之路)，通风道及地面通风亭(一般布置在车站的两头端部)等三大部分组成。车站主体是列车在线路上的停车点，其作用是供乘客集散、候车、换车及上、下车。它又是地铁运营设备设置的中心和办理运营业务的地方。出入口及通道是供乘客进、出车站的口部建筑设施。通风道及地面通风亭的作用是保证地下车站具有一个舒适的地下环境。区间隧道是

5、连接两个地下车站之间的建筑物,包括行车隧道、渡线、折返线、地下存车线、联络线以及其他附属建筑物。按施工方法不同,可以归纳为明挖法、矿山法（钻爆法、新奥法）、浅埋暗挖法、盾构法和特殊方法等类型。轨道是指路基面或结构面以上的线路部分，是由钢轨、轨枕、连接零件、道床、道岔和其他附属设备等组成的构筑物。根据环境保护对地铁沿线不同地段的减振、降噪要求，轨道应采用相应的减振轨道结构，并具有良好的绝缘性。路基是指按照线路位置和一定技术要求修筑的带状构筑物，一般位于地下隧道通往地面车辆段或停车场的线路上，包括路堤、路堑和附属结构。路基工程作为土工结构物，必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。车辆段是指具有配属车

6、辆，以及承担车辆的运用管理、整备保养、检查工作和承担较高级别的车辆检修任务的基本生产单位。综合基地是为保证轨道交通正常运营而设立的综合维修中心、物资总库、培训中心和必要的生活设施场所。车辆段及综合基地的土建工程包括路基工程、道路及广场工程、房屋工程等。2.设备部分建筑设备安装与一般房屋建筑工程类似，但需要考虑地铁工程的特点，如给排水系统需要与城市市政管网相衔接等。这里主要介绍轨道交通系统设备。通信系统：主要分为专用通信和公务通信两大类。为满足城市地铁安全、高效运营的需要，地铁建立有安全可靠的、独立的、能传送语言、文字、数据、图像等信息的综合业务数字网。其中包括传输交换、专业电话、无线通信、电视

7、监视、遥控遥测、有线广播、列车广播、时钟、自动电话、直通电话会议、办公管理自动化和集中监测等子系统。信号系统：城市地铁信号系统一般采用列车自动控制系统(ATC),主要由列车自动监控子系统(ATS)、列车自动防护子系统(ATP)和列车自动运行子系统(ATO)组成。ATC系统是负责调整和监督轨道交通列车运行，以保证系统安全高效的自动控制系统。其设备应技术先进、性能可靠、操作简便、维修方便,并具有成熟的运用经验,系统必须保证每日24h连续工作。ATS子系统由控制中心、车站和车辆段ATS设备组成；ATP子系统是保证列车运行安全的系统；ATO子系统是自动控制列车运行的设备,应确保工作状态正确。供电系统：

8、由两大部分组成，一部分为外部电源，即城市电网；一部分为地铁内部供电系统，即通常所说的供电系统，包括三部分，即变电所、牵引供电系统和变配电系统。主变电所由城市电网的变电站引入110KV独立电源,主变电站内设主变压器,城市地铁内部由35KV电压组成一个独立的供电网络,该网络向沿线各牵引降压混合变电所和车站降压变电所以两路电源供电。牵引供电系统包括牵引变电所与牵引网。一般由35KV供电线路组成独立供电网络,该供电网络以双回路馈电电缆向所有混合变电所及降压变电所供电。牵引网系统由接触网和回流网组成，接触网为正极，回流线为负极，并分别通过上网电缆和回流电缆与牵引变电所连接，电压等级与馈电方式是牵引网供电

9、制式中的关键。 接触网(或三轨)主要应满足城市地铁电气条件、线路条件、气候条件、悬挂类型、限界要求等运行条件,并保证机车的正常取流。直流1500V采用架空接触网、直流750V有采用架空接触网的，也有采用接触轨的。国际地铁直流牵引供电系统规定电压在直流1500V及以上的接触网宜采用架空接触网型式。北京地铁采取三轨供电方式。变配电系统包括降压变电所与动力照明配电系统，主要是供应全线运营用电、各系统用电、办公和照明用电等。电力监控(SCADA)系统：采用微机远动装置，主机对主变电所、牵引降压变电所、混合变电所、车站降压变电所等实行集中监视、控制和测量,其具备遥控功能、遥信功能、遥测功能、遥调功能。包

10、括主站（电力监控中心）、及传输通道。主站应设在控制中心大楼内。子站（执行端）设在各变电所，通道与通信合用光缆传输。屏蔽门/安全门系统：安装于地铁沿线车站站台边缘，用以提高运营安全系数、改善乘客候车环境、节约运营成本的一套机电一体化的机电设备系统。屏蔽门系统作为站台公共区与轨道列车之间的可控通道，其功能是列车进站时配合列车车门动作打开或关闭滑动门，为乘客提供上下列车的通道。（二）地铁的特点地铁建设规模大，投资高、周期较长、技术复杂，对质量的要求高，是土建及机电设备复杂的综合性系统工程，其具有如下特点:1.工程风险大。地铁工程技术复杂，环境复杂，包括地下水文地质环境、地下管网环境、地下建筑物环境、

11、地面交通环境、周边的环境等等，施工难度大，需要进行风险控制和管理。2.控制标准严。区间隧道采用浅埋暗挖法和盾构法修建，大部分在城市干道下或构筑物下修建，且穿越河流、铁路及多种地下管线等，因而确保地面不发生过量沉降和坍塌，确保建筑物、道路、铁路、河流及地下管线等安全，沉降控制标准严。3.防水标准高。地铁工程结构防水涉及工程使用寿命及运营安全，地铁工程交付运营后，一旦发生渗漏水，后果十分严重，不仅腐蚀钢轨扣件危及行车安全，降低结构物使用寿命，而且破坏了站容、站貌，站台积水还会摔伤乘客。因此，必须加强工程防水设计与施工管理，严把材料质量关，施工工艺关，检查验收关。4.协调内容多。地铁涉及专业多，项目

12、多，环节多，接口多，对于土建工程施工阶段要与设备安装等环节密切配合，预埋好各种管线及预埋件，预留好孔洞，组织协调难度大。（三）地铁的常用施工方法地下工程基本作业包括降水、开挖、支护、防水和衬砌等技术。降水技术是确保地下工程在无水情况下作业施工所采取的技术措施。实施降水施工必须按当地建委要求的规程或文件严格控制实施。支护技术是为了地下工程开挖的安全，一般分为临时支护和永久支护两类；形式上有木支撑、钢支撑、格栅支撑、锚杆、喷射混凝土和它们的组合等。衬砌技术有现浇混凝土和预制混凝土两类。根据开挖方式的不同，地下工程可以分为不同的施工方法。开挖方法的选择主要考虑因素应根据施工范围内的工程地质和水文地质

13、勘探资料、埋置深度、结构形状和规模、使用功能、工期要求、周围环境及交通等情况进行技术、经济综合比较后确定。目前，我国地铁工程使用的施工方法主要包括明挖法和暗挖法。暗挖法中包括传统矿山法（钻爆法）、新奥法、浅埋暗挖法、盾构法和沉管法等。见图1.1.1。地铁的施工方法明挖法暗挖法明挖顺作盖挖顺作盖挖逆作盖挖半逆作浅埋暗挖顶管法盾构法全断面法台阶法CD法或CRD法侧壁导坑法其他分部开挖敞开式气压式土压平衡泥水平衡顶管法顶管法 图1.1.1 地铁的常用施工方法（1）明挖法是指由地面挖开的基坑中修筑隧道的方法。主要施工工序为拆除和恢复道路、土石方开挖和运输、降水、钢筋混凝土结构制作、结构防水、地基加固和

14、监测等。包括敞口开挖法、盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法。围护结构采用的手段包括地下连续墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、SMW工法桩、工字钢桩、加木背板和钢板桩围堰等。由于明挖方式存在占用场地大，较长时间的隔断地面交通，挖方量及填方量大等不利因素，故采用半明挖方式，即盖挖法。盖挖顺作法：明挖法的一种，在地面修筑维持地面交通的临时路面及其支撑后，自上而下分层开挖土方至坑底设计标高，再自下而上分层修筑结构。盖挖逆作法：明挖法的一种，开挖地面修筑结构顶板及其竖向支撑后，在顶板的下面自上而下分层开挖土方分层修筑结构。盖挖半逆作法：类似逆作法，其区别仅在于车站顶板完成及恢复路面后，向下挖土至设计标高后先

15、建筑底板，再依次向上逐层建筑侧墙、楼板，在半逆筑做法施工中，一般都必须设置横撑并施加预应力。明挖法具有施工作业面多，速度快，工期短，易于保证工程质量和工程造价低等优点。明挖法一般用于车站施工，车站结构施工对地下构筑物、地下管线及地面交通影响不明显，具备明挖施工场地条件的车站，宜采用明挖顺作法施工；盖挖法适用于松散的地质条件下及隧道处于地下水位以上时，当隧道处于地下水位线以下时，需附加施工排水设施。地面交通需要尽快恢复时，宜采用盖挖顺作法、盖挖逆作法或盖挖半逆作法施工。盖挖法的缺点是盖板上不允许留过多的竖井，故后继开挖的土方，需要采取水平运输，工期较长，作业空间小，和基坑开挖、支挡开挖相比费用高

16、。（2）传统矿山法（钻爆法）、新奥法和浅埋暗挖法传统矿山法是指用钻眼爆破的方法，修筑隧道的暗挖施工方法。新奥法的基本思想是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过围岩和支护的测量、监控来指导工程的设计施工。浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工，是针对埋置深度较浅、松散不稳定的上层和软弱破碎岩层施工而提出来的，具有灵活多变、适用复杂多变的地层及隧道断面结构、设备简单、不干扰交通及周边环境的特点，目前已成功应用于北京、广州、南京和深圳等已建成或在建地铁工程。浅埋暗挖法大多应用于第四纪软弱地层中的地下工程，设计思想

17、可以概括为“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、速反馈”。初期支护必须从上向下施工，二次模筑衬砌必须通过变位量测，当结构基本稳定时，才能施工，而且必须从下向上进行施工，决不允许先拱后墙施工。（3）盾构法盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。盾构法施工的内容包括盾构的始发和到达、盾构的掘进、衬砌、压浆和防水等。盾构机主要有五部分组成：壳体、排土系统、推土系统、衬砌拼装系统和辅助注浆系统。盾构机的壳体由切口环、支撑环和盾尾三部分组成，并与外壳钢板连成一体；排土系统主

18、要是由切削土体的刀盘、泥土仓、螺旋出土器组成、皮带传送机、泥浆运输电瓶车等部分组成。盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点。（4）沉管法在水底预先挖好沟槽，把陆地上特殊场地预制的适当长度的管段浮运到沉放现场，顺序地沉放到沟槽中并进行连接，然后回填覆盖成的隧道。主要用于跨越江、河、湖、海的隧道施工。（5）辅助工法目前采用的辅助工法主要有：1）降水（和回灌）。有井管降水、真空降水、电渗降水等，北京及北方地区多采用基坑外地面深井降水和回灌，也有采用洞内轻型井点降水；上海及南方地区则多采用基坑内井管降水，也有采用真空或电渗降水。2）注浆。在浅埋暗挖法施工中，当围岩的自稳

19、能力在12h以内，甚至没有自稳能力时，为了稳定工作面，确保安全施工，需要进行注浆加固地层，以防坍陷沉或结构止水。注浆方式主要有软土分层注浆、小导管注浆、TSS管注浆、帷幕注浆等，注浆材料有普通水泥、超细水泥、水泥水玻璃、改性水玻璃、化学浆等。3）高压旋喷或搅拌加固。高压旋喷注浆法将带有特殊喷嘴的注浆管插入土层的预定深度后，以20MPa左右的高压喷射流强力冲击，破坏土体，使浆液与土搅拌混合，经过凝结固化后，便使土中形成固结体。高压旋喷主要用于地层加固，适用于有水软弱地层，对于砂类土、流塑粘性土、黄土和淤泥等常规注浆难以堵水加固的地层等。如采用浅埋暗挖法或矿山法施工的隧道局部特别软弱的地层或有重要

20、建、构筑物需要特殊保护时采用，盾构法隧道的始发和到达端头常用高压旋喷或搅拌加固，联络通道也常用此法加固地层。近年来也开发了隧道内施作的水平旋喷或搅拌加固技术。4）钢管棚。用于暗挖隧道的超前加固，布置于隧道的拱部周边，常用的规格主要有：42mm直径、46m长，108/159mm、2040m，前者采用风镐顶进，后者则用钻机施作。近几年来也有采用300600mm直径的钢管棚，采用定向钻或夯锤施作。管棚一般都要进行注浆，以获得更好的地层加固效果。 5）锚索或土钉。预应力锚索主要用于基坑维护结构的稳定，以便提供较大的基坑内作业空间。 6）冷冻法。它是利用人工制冷技术，在地下开挖体周围需加固的含水软弱地层

21、中钻孔铺管，安装冻结器，然后利用压缩机提供冷气，通过低温盐水在冻结器中循环，带走地层热量，使地层中的水结冰，将天然岩土变为冻土，形成完整性好、强度高、不透水的临时加固体，从而达到加固地层、隔绝地下水与地下工程联系的目的。主要用于止水和加固地层，多用在盾构隧道出发、到达端头、联络通道和区间隧道局部具流塑或流沙地层的止水与加固，即可用于各类不稳定土层，又可用于含水丰富的裂隙岩层，在涌水量较大的流沙层中，更能显示出冻结法的优越性。冻结法可采用的类型有三种，即水平、垂直和倾斜。浅埋隧道多采用水平冻结为主，工作竖井或盾构出入口的施工，可采用垂直或倾斜冻结。不同的施工方法的使用具有不同的条件，应综合分析各

22、种施工方法对地质条件的适应性、对周边环境的影响，以及综合分析其安全性、经济性和工期要求等。不同的施工方法工程风险是不同的。一般说来，对于明挖法施工，主要有基坑支撑失稳、断桩、管涌等工程风险；对于暗挖法施工，主要有洞内塌方、地面沉陷、涌水等工程风险；对于盾构法施工，主要有盾构机故障停机、换刀、俯仰、蛇形、泥水压力过大导致地面隆起等工程风险。几种主要施工方法各有优缺点，见下表1.1。表1.1.1 地铁主要施工方法的特点比较对比指标明（盖）挖法盾构法浅埋暗挖法地质各种地层均可各种地层均可有水地层需做特殊处理场所占用道路面积较多占用道路面积较少不占用街道路面断面变化适应不同断面适应性差适应于不同断面埋

23、置深度浅需要一定深度浅埋防水施工较容易容易较难地表下沉小较小较大施工噪声大小小交通影响很大除竖井外，不影响不影响地面拆迁大小小水处理降水、疏干堵、降结合堵、降或堵、排结合进度受拆迁干扰大，总工期较短前期工程复杂，总工期一般开工快，总工期偏慢第二节 地铁发展概况（一）国内地铁发展概况（1）地铁发展历史及现状只有发展地铁才能解决城市交通拥挤状况，这是有目共睹的。北京的道路和私家车数量全国第一，但北京的道路拥堵日益严重也是全国闻名的，所以北京规划了全国最长的城轨交通网，长达1000公里；上海采取了限制私人小汽车发展的方式，转而大力发展轨道交通，规划城轨交通网络800公里，预计到2010年，共建成约4

24、00多公里的城轨交通；国内其他城市如广州、天津、南京、重庆等都已作了城市轨道交通线网规划。从公共资源的公平性角度看，城轨交通最能体现各阶层市民公平占有社会资源，体现社会公平。小轿车方便、舒适、快捷，但费用高，普通市民消费不起，若选择廉价的地面公交，则时间上耗费加大，只有城轨交通，能满足各阶层市民的需求，舒适、快捷，体现了使用社会资源的平等性。我国城市轨道交通的发展经过了三十多年的历史，并经历了一段曲折，其真正发展是从上世纪八十年代开始的，以北京、上海、广州等大城市为例，其发展情况及现状介绍如下：我国建成的第一条地铁是北京地铁一号线一期工程，从北京站到苹果园站，全长23.6Km，于1965年7月

25、1日开工，1969年10月1日建成通车。到2007年，北京地铁已开通的线路包括1号线、2号线、13号线、八通线和5号线，运营线路总里程142公里，共有93座运营车站。其中，1号线全长31.04公里，23座运营车站；2号线全长23.61公里，18座运营车站；13号线全长40.85公里，16座运营车站；八通线全长18.9公里，13座运营车站；5号线全长27.6公里，23座运营车站。2008年7月19日，北京地铁10号线一期、奥运支线（北京地铁8号线一期）和机场线三条轨道新线正式通车。至此北京轨道交通运营里程达到200公里，运营线路达到8条，北京轨道交通的网络效应已经初步显现。目前，上海地铁运营线路

26、包括一、二、三、四、八、九号线，运营线路总长186公里，共123座车站，形成了网络运营格局。 轨道交通一号线南段1993年5月建成通车，一号线全线1995年4月试运营，南、北、北延伸段分别于1997年7月、2004年12月和2007年12月开通试运营。一号线总长增至37公里，共设28座车站，是一条纵贯上海南北走向的交通大动脉。 轨道交通二号线一期工程2000年6月建成试运营，西延伸2006年12月30日开通，全长约24公里，共设17座车站，是一条横贯上海市区连接浦江两岸的东西向线路。 轨道交通三号线2000年12月建成试运营，北延伸2006年12月18日开通，全长约40公里，共设29座车站，是

27、一条环绕中心城区以高架为主的线路。 轨道交通四号线2005年12月试运营，2007年12月29日实现“”字形环通运营，全长34公里，共17座车站（不含共线段车站），与轨道交通三号线接轨成环。 轨道交通八号线一期工程2007年12月29日建成试运营，全长22公里，共20座车站，八号线在人民广场与一、二号线形成大型换乘枢纽，并在西藏南路站与四号线立体“十字”交叉换乘。 轨道交通九号线一期工程2007年12月29日建成试运营，全长29公里，共设12座车站，是上海轨道交通网络中重要的市域级骨干线路。开通初期，在桂林路站与三号线宜山路站之间设立公交驳接，实现一票换乘。 到2010年上海“世博会”举办之际

28、，上海的轨道交通运营里程将达到400公里，客流占公共交通客运总量的40%左右。2012年，将计划建成由13条线组成、运营里程超过500公里的轨道交通基本网络，运营规模将在世界各大城市中居于前列。北京、上海轨道交通路网规划见下图1.2.1 。图1.2.1 北京、上海轨道交通路网图广州是1989年9月开始筹建地铁一号线。广州地铁已建成开通四条线路，总里程116公里，运营日均客运量超100万人次。在建线路包括广州市轨道交通四号线、五号线、六号线、二/八号线延长线、三号线北延段，珠江新城旅客自动输送系统，珠江三角洲城际快速轨道交通广佛线等。目前，我国城市轨道交通按建设与运营情况大致可分为以下三组：发展

29、组(已有地铁，正在扩建)：如北京、天津、上海、广州、深圳、南京、长春、大连、台北、重庆、香港等；新建组（已经开工建设，但尚未有运营线路）：如成都、武汉、哈尔滨、郑州、杭州、宁波、西安等；筹建组（等待国家批准立项，准备开工建设）：鞍山、佛山、乌鲁木齐、苏州、兰州、昆明等，这些城市也都基本完成了市区地铁轨道交通的路网规划、客流预测、可行性报告、总体方案，有的还进行了初步设计。（2）地铁发展前景根据国外的经验，大中城市尤其是特大城市的交通结构应向快速、大容量、立体化的方向发展。它们是以地铁与轻轨等快速轨道交通为主，公共汽车为辅，多种交通方式组成一个比较完整的城市公共交通体系。如华盛顿的轨道交通在全市

30、公交中的比重为99.5%，东京为83.5%，巴黎为70.5%。我国城市交通的技术政策规定：大城市和特大城市公共交通的发展方向应是实现电气化和立体化，在特大城市的客运交通要以快速轨道交通为主，公共汽车和无轨电车、出租汽车为辅，组成一个完整的客运交通运输网。地铁在我国将有巨大的市场和广阔的前景。我国50万100万人口的大中城市44座，100万以上的大城市35座，要解决超大城市和特大城市的交通问题，城市轨道交通是一个非常可行的方案。我国所有大城市和部分中等城市都规划有城市的快速轨道交通。以北京、上海为例，北京轨道交通将以每年40公里的速度增长，到2010年要建成300 km，2012年420 km，

31、2015年561 km，在今后的20至30年内，北京市轨道交通建设的年投资额约为100亿元，到2020年，北京轨道交通的总里程将超过1000公里。上海拟建地铁11条，长384公里，轻轨线路10条，长约186公里，每年平均要建设15-20公里，需要投入资金100亿元，而完成总体规划则需要投入3000多亿元。预计到2015年，我国将拥有1700公里的城市轨道交通线路。1995年到2008年间，我国建设有轨道交通的城市，从2个增加到10个，运营里程从43公里增加到730公里。根据北京、上海等15个城市建设规划统计，预计到2015年，我国运营轨道交通线路将达到60多条，线路总长1700公里，建设投资规

32、模将达到6000亿元，筹建轨道交通的城市近40个，目前，北京、上海、广州等15个城市，部分建设已经完成过半，现有轨道已经基本构成了轨道交通网络骨架。（二）国外地铁发展概况1863年，英国伦敦建成世界上第一条地铁线路，当时采用的是蒸汽机车。直到1890年，伦敦才建成电力牵引的地下铁路，设有8个车站，全长6.5km。经过一个世纪的不断发展，目前，伦敦地铁的总长度达到400多km，车站300多个。 国外地铁发展历程如下：1863-1899年，美国、英国、法国、匈牙利、奥地利等5个国家的7座城市相继修建了地铁。1900-1924年，欧洲和美洲又有9座城市修建了地铁，包括柏林、马德里、费城等。 1925

33、-1949年，由于第二次世界大战的影响，城市轨道建设速度放慢。莫斯科第一条地铁于1935年建成通车。 1950-1974年，欧洲、亚洲、美洲有30余座城市地铁相继通车。 1975-2000年，世界进入和平发展时期，又有30余座城市地铁相继通车，其中亚洲有20余座城市开通了地铁。1999年统计资料显示，世界上已经有115座城市建成了地下铁道，线路总长度超过了7000km。 以巴黎、纽约等为例：巴黎是快速轨道交通最发达的国家之一，巴黎共建设了15条地铁，线路总长达到192 km，其中14 km为高架线路，其余均采用地下线路。车站总数为360个，换乘站55个，日客运量为450万人次，每日运营时间20

34、小时。纽约是世界上第2个建设城市快速轨道交通的城市，有地铁21条，线路总长370 km，其中60%为地下线路。纽约地铁是24小时运营的地铁。经过100多年国际城建实践，地铁已成为国际现代化大都市标志性象征，是城市市场化进步和社会公益性发展的重要内容。目前，全世界已有100多个20万以上人口的城市相继建设了以轨道交通为骨干、以公路交通为基础、同时发展其它交通方式的立体化交通网络。纽约、伦敦、巴黎、东京、柏林、莫斯科、汉城等都在上世纪建成了与城市人口和环境发展相匹配的城市轨道交通网络。第三章 地铁工程地质与环境条件地铁工程施工高风险性的原因包括地质条件和周边环境条件复杂,各种建构筑物、地下管线多,

35、且对施工变形控制要求高；北京、天津、上海、南京、武汉、广州、深圳等地铁，或完全穿过第四系土、泥层，或部分穿过第四系层，部分进入岩层及其分化带，不同城市、同一城市的不同区域工程地质与水文地质复杂程度不同,不确定因素多。第一节 地铁工程地质条件对于监理人员，地铁工程地质资料的获得主要来源于地质勘察报告，它是工程地质勘察的最终成果，是地铁工程设计、施工的重要依据，报告反映了工程地质条件和岩土工程特点。作为监理人员，需要了解地质勘察报告的编制程序，熟悉报告的主要内容，同时必须高度重视工程地质的重要性。 （一）地质勘察报告的编制程序地质勘察报告是在保证外业和实验资料准确可靠的基础上,采用文字报告和有关图

36、表按合理的程序编制。主要内容通过现场编录、原位测试和试验资料等相互印证。地基岩土分层是一个重要环节,要根据岩土地质时代、土的成因类型、岩土性质、状态、岩石风化程度和物理力学性质合理划分。岩土的工程力学性质是根据原位测试和试验资料的数理统计值综合判定。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价建筑场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为工程设计和施工提供合理适用的建议。地铁的勘察兼有铁路和公路隧道、城市高层建筑、地基深基坑、地下水勘察的特点。地铁工程勘察工作量大，勘察质量要求高，应该根据地形地质复杂程度、工程类型、建筑物规模和特点、地层结构、岩土特性、场地条件，

37、结合不同的勘测阶段，在地质调绘的基础上，以最佳的组合方式，应用遥感、物探、钻探、原位测试、土工试验等多种地质勘探方法，通过综合分析和相互验证，取得真实、准确的工程地质资料，满足地铁建设需要。一项勘察任务在完成现场放点、测量、钻探、取样、原位测试、现场地质编录和实验室测试等前期工作的基础上,即转入资料整理工作,并着手编写勘察报告。岩土工程勘察报告编写工作应遵循一定的程序。通常的编制程序是:(1)外业和实验资料的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是实验资料是否出全,同时编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)平面位置图。(2)对照原位测试和土工

38、试验资料,校正现场地质编录。(3)编绘钻孔工程地质综合柱状图。(4)划分岩土地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作应该按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。然后编制分层统计表,包括各岩土层的分布状态和埋藏条件统计表,以及原位测试和实验测试的物理力学统计表等。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。(5)编绘工程地质剖面图和其它专门图件。(6)编写文字报告。在较大的勘察场地或地质地貌条件比较复杂的场地,一般应分区进行勘察评价。需要说明的是，地质勘察报告是十分

39、重要的参考依据，但不能完全迷信勘察成果。因为勘察报告的编制依据是野外勘察数据，由于钻孔、物探等地质勘探方法及精度存在局限性，隧道开挖过程中会出现地质状况可能与报告不符的情况，监理人员应高度重视工程地质情况的复杂性。（二）地质勘察报告的主要内容勘察报告内容应符合规范要求，并应包括正文和附件两部分。正文部分有总述、工程概况，勘察目的、任务，勘察方法及完成工作量，依据的规范标准，工程地质、水文条件，岩土特征及参数，场地地震效应等，最后对地基作出一个综合的评价，对设计、施工等给出结论和建议。附件部分包括勘探点(钻孔)平面图、剖面图、钻孔柱状图、土工试验成果表、物理力学指标统计表、分层土工试验报告表、勘

40、探点测量成果表和勘察工作量表等。正文应根据工程规模、地质条件及对勘察工作要求编写，具体包括下列内容：1）拟建工程概述。2）勘察目的、任务和要求。3）勘察工作量及工作方法。4）区域地质概况。5）勘察场地的地形、地貌、水文、气象概况。6）场地环境，包括拟保留的和拟拆除的各种地面工程、地下工程、道路、管线等。7）勘察场地的地质构造及地层的年代、成因、产状、性质及分布。8）岩土的物理力学性质、围岩分类、岩土设计参数。9）地下水的类型、赋存、补给、径流、排泄条件、水位及其变化，地层的透水和隔水性质。10）不良地质现象及其发展趋势，特殊地质条件分析评价。11）进行岩土工程分析评价，并提出相应的建议。勘察报

41、告的附近包括下列内容：1）勘察任务书。2）勘察大纲。3）勘探点平面布置图。4）综合工程地质图。5）岩土物理力学性质综合统计表。6）工程地质纵剖面图、工程地质横剖面图。7）工程地质柱状图。8）原位测试成果图表。9）各种室内试验图表。10）其他图表。（三）不同工法的勘察要求 需要注意的是，对于不同的工法，勘察的要求有所不同：1.明挖法勘察要求明挖法的岩土工程勘察应提供比选采用放坡开挖、支护开挖及盖挖设计、施工方法所需要的场地环境条件、工程地质、水文地质、不良地质及特殊地质等资料以及岩土工程设计参数。勘探取样、原位测试及室内试验条件应与设计方案、施工工艺及运营时期的现场实际应力状态、地下水动态变化等

42、相适应。应提出埋设隧道适宜地层、埋设深度及其平面位置的建议。2.暗挖法勘察要求隧道的地质勘察，应查明水文地质条件及其有关参数，分析评价可能产生的后果，提出建议。在复杂含水地层中，应加密勘探点，查明地层中有无古河道或使开挖面产生突发性涌水及坍塌的含水透镜体，并提供地质剖面。隧道的勘察，应提供比选采用矿山法或盾构法施工所需地层稳定性的特征指标及有关参数。钻孔取样和进行土工试验的方法，应与施工过程岩土的实际应力状态相接近。应对隧道施工引发的环境问题进行监测。隧道的勘察，宜结合施工监测，采用反分析或其它有效方法，对隧道通过地段地层的物理、力学指标、围岩稳定性作出合理评价。 矿山法施工隧道勘察，应为解决

43、下列工程问题提供勘察资料：选定隧道轴线位置；确定洞口位置或明、暗挖施工的分界点；开挖方案及辅助施工方法的比选；衬砌类型及设计；开挖设别的选型及设计；施工组织设计；不良地质条件下施工和运营中的工程问题预测；环境保护。具体包括：1）查明表层填土的组成、性质及厚度。2）分析隧道通过土层的性状密实度及自稳性。3）分析上层滞水及各含水层的分布、补给及对成洞的影响，产生流沙及隆起的可能性。4）提供降水、管棚支护、小导管注浆等辅助工法所需的有关勘察资料。5）查明使开挖面产生突发性涌水及坍塌的含水透镜体。盾构法施工隧道的勘察，应为解决下列工程问题提供勘察资料：选定隧道轴线位置；.确定隧道在陆地及江、河、湖、海

44、大水体下的最小覆盖层厚度及其纵断面；盾构类型及盾构正面支撑、开挖；盾构施工方法及连通道等附属建筑的施工方法；衬砌结构及竖井等地下结构的设计；不良地质条件下施工阶段和运营中的工程问题预测；辅助施工方法；环境保护。盾构法施工的隧道勘察应查明地形、地下水、地层组成、岩土层的物理力学性质、缺氧情况及有害气体等。具体包括：1）地下水包括水位、水质分析、渗透系数、流向、空隙水压力等。2）地层组成包括地层分类、地层构造、地层中充水洞穴透镜体及障碍物等。3）应查明以下复杂地层：灵敏度高的软土层；透水性强的松散砂土层；高塑性的粘性土层；含有承压水的砂土层；含漂石或卵石的地层；开挖面的软、硬地层。4）物理性质包括

45、比重、含水量、重力密度、孔隙比、颗粒分析与颗分曲线、液限塑限、灵敏度、波速。5）力学性质包括无侧限抗压强度、粘聚力、内摩擦角、压缩模量、压缩系数、静止侧压力系数、基床系数、标贯击数等。6）缺氧及有害气体应查明土的化学组成、有害气体的成分、压力、含量。（四）监理关注要点监理人员需要熟悉地质勘察报告中的主要内容，对勘察报告中给出的“结论和建议”认真理解和消化，除此之外，重点关注以下几个内容：（1）不良地质现象监理人员需要注意工程中不良地质的类型及特点，对施工可能造成的影响及危害，以及为针对不良地质情况需要采取的措施和手段，如对砂卵石地层，需要掌握卵石最大粒径及其级配情况等。（2）地层情况、参数及工

46、程特点基岩情况包括基岩埋深及起伏，风化层(带)的埋深及厚度；基岩中的断层破碎带位置、范围及现状，特别是搞清断层上盘岩体情况。第四系层情况、层的埋深、厚度及沿地铁的分布范围，1m以上厚的砂层、作为透镜体状的砂层应探明分布范围及厚度；在要考虑桩基或建筑物基础承载的地段要探明持力层的厚度、埋深、分布、承载力。需要关注土层的分布及其厚度、参数情况。熟悉岩土主要物理力学指标，包括天然密度、内摩擦角、粘聚力、基床系数、土的承载力特征值、渗透系数、静止土压力系数等。施工所处地层不同，地层参数不同，会影响到施工参数的选取，如超前预支护在般地层、过渡地层和富水含砂地层的支护形式和支护参数不同，小导管粗细、长度及

47、是否采用小管棚施工都与掌子面及前方土体性质及对地层塑性变形的要求有关。（3）地下水类型及位置。许多工程由于对地下水认识不够或处理不当而引发事故。处理好水可称谓是地下建筑安全施工要素之一。监理人员需要认真分析地下水位的类型、位置及特点，结合工程情况，监督施工单位采取妥善措施处理好地下水。降水施工要注意做好工程监测，另外，应特别加强雨天和雨后监测，以及对各种危及施工安全的水害来源进行仔细观察，发现问题分析原因并及时采取有效措施予以解决。重点查明如下内容：1)第四系砂层中的地下水的含水情况；2)基岩强风化层中的含水情况。3)岩溶水及其连通情况；4)地下水与地面水间水力联系概况。5)岩溶发育情况:地铁在通过岩溶发育区时，应查明岩溶发育区范围，含水情况及岩溶水的连通情况，与地面水的联系，重点地区（如区间隧道通过处或底下不深处应探明较大岩溶的位置）。 （4）超前地质预报 对于位于地下各种复杂