地铁是怎样建成的？【经典，必看】

还记得吗？2010年9月27日，第一列地铁在沈阳启动。列车的身影是如此熟悉，而你是否有曾想过，地铁是怎么建成的？隧道是如何挖掘的？隧道里的工人是怎样埋头苦干的？

▶▶地铁的诞生19世纪，英国伦敦交通堵塞严重。一位名叫查尔斯.皮尔逊的律师想到火车快，怎样让火车跑进城市呢？一次，他看到老鼠洞里一只老鼠跑来跑去，他提出一个妙想：让火车在地下跑起来！1863年，这个“异想天开”实现了——世界上第一条地铁在伦敦诞生了！

▶▶地铁建造前，工程师首先要规划列车行驶的线路。图中紫色的地铁线路像蜘蛛网一样四通八达，称为地铁线网。地铁线网规划是在城市发展战略、土地规划的基础上，根据客流预测，充分考虑交通与城市发展之间的关系，选择方便市民出行、能适应城市可持续发展的布局。

▶▶我们没有透视眼，怎样弄清楚地下的情况呢？这时就要依靠工程地质勘察了。通过钻孔取样勘探、电法勘探、磁法勘探和声波法勘探种种方法，建设者可以清晰“把脉”地质情况。

▶▶列车行驶的路线确定了，那地铁车站又要建在哪里呢？依据城市规划，地铁车站一般会选择建在住宅区、商业区等主要客流集散点，方便市民出行。同时考虑土地利用、与其它交通方式换乘便捷、周边环境条件等因素。

▶▶正式开工前，要准备一块满足施工需求的场地。地铁车站一般是从地面自上而下进行开挖，这就是安全又经济的明挖法施工。开挖前，需要处理影响施工的建筑、绿化和管线等，还要增加临时道路，以减少建设地铁时对交通出行的影响。

▶▶有了施工场地后，我们来建造地铁车站的“外壳”。使用成槽设备在基坑周边形成深槽；把钢筋绑扎成与深槽形状吻合的钢筋笼，将它吊进深槽中；在吊装钢筋笼槽内，灌注混凝土，筑成钢筋混凝土墙，将钢筋混凝土墙连接成一个围住基坑的保护墙，防止基坑坍塌。

▶▶连续墙完成后，便开始一边开挖一边支撑，形成一个巨大的方形深坑。我们就是在这个深坑里面建造地铁车站。每挖到一定深度，就要在地下连续墙两侧之间架设支撑梁，保护基坑安全，在基坑底部铺设防水卷材并绑扎车站主体结构的钢筋网。

▶▶在搭好的钢筋网上灌注混凝土，这时地铁车站的雏形渐渐成型了。往安装好模板的钢筋网灌注混凝土，依次建造底板、侧墙、中板和顶板……

▶▶车站主体建成后，就可以恢复管线和道路了。

▶▶为减少对交通的影响，会在地面铺盖板，作为临时路面供车辆通行，底下进行施工，这就是铺盖法施工。首先在道路底下建造中立柱及围护结构，在其上方搭建支撑梁，然后在支撑梁上铺盖板，供车辆通行，盖板下方施工。这种方法兼顾了行车与施工，但施工难度也随之增加。

▶▶如果施工的场地周围有很多密集的楼房和道路，那该怎么办呢？在地址条件允许的情况下，我们可以采取矿山法暗挖施工。建一个小小的施工竖井，施工人员从竖井下去，像“土拔鼠”一样在地下建造车站或隧道。

▶▶矿山法暗挖施工时，要按顺序一小块一小块地挖，慢慢地挖出一个地下空间来。当遇到富含地下水的地层，无法保证支撑隧道壁的稳定时，可选择冷冻法施工。利用人工制冷技术使地层冻结，增加其强度和稳定性后，再进行施工。

▶▶地铁隧道大部分都是用盾构法施工来修建的，这里要用到一种非常特殊的机器，它的名字叫盾构机。工人将预制好的盾构管片，再运送到施工现场；通过龙门吊，将管片吊入盾构始发井；盾构管片搬运车将管片运送进隧道；盾构机对管片进行拼装，形成隧道。

▶▶盾构机像一条“钢铁蚯蚓”，它经过的地方，一条长长的隧道就建成了。控制室来控制盾构机推力、速度、方向等掘进参数，螺旋排土器刀盘切削下来的泥土和石块，由渣土车运出隧道。管片组装机依次拼装盾构管片，6片管片组成一圈隧道。

▶▶盾构机在漆黑的地下掘进会迷路吗？当然不会，盾构机安装了先进高精度的测量系统，能动态显示当前位置相对于隧道设计轴线的位置偏差，操作员可及时调整掘进状态，使盾构机沿着正确的方向掘进。盾构机只能前进不能后退，当挖到下个车站或竖井，完成任务后吊出地面。

▶▶隧道一般是两边高中间低，这样有利于节能。出站的列车由于下坡而很快地提高速度，进站的列车借助于上坡来降低速度，这种建造方法在运营时更加节能降耗。

▶▶盾构机在地下挖掘时，经常会冒出一些“拦路虎”。像孤石这种又大又硬的石头，盾构机的“牙齿”啃不动它，这时就要把它挖掉或炸碎。

▶▶还有更危险的情况，就是遇到地下溶洞。溶洞就像“怪兽大嘴”，如果不妥善处理，盾构机会跌入溶洞，造成严重的事故。施工人员会钻一条直达溶洞的孔。在孔中灌注水泥浆，将溶洞填满，盾构机才能通过。

▶▶当遇到上软下硬的地层时，由于受力不均，易造成刀盘损坏及地面塌方，需谨慎推进或提前处理。如果遇到花岗岩残积土，这种地层遇水变泥浆，可能带来地表沉降，甚至塌方的风险，需提前降水处理。地下还可能遇到煤层瓦斯，要小心检测，有毒气的话，排出后方可施工。

▶▶盾构机穿过重重地质挑战，来到了大江边。在江底挖掘时风险很大，盾构机需小心翼翼地挖掘前行。在江底，经常会遇到上软下硬地层、砂层、淤泥层和承压水等阻挠。盾构机掘进时需要做好监测，谨慎控制。盾构机一旦在江底出现故障，检修异常困难，风险巨大。

▶▶盾构机在穿越高铁时要求很高，为防止地面沉降而影响线路运输，需对隧道上方地层进行加固。地铁隧道需要穿过房屋或高架的桩基时，要为建筑物建造新的桩基。然后处理挡住盾构路线的桩基，新的桩基形成新的受力体系，不影响建筑物的安全。

▶▶地铁隧道过江，采用“沉管法”。先在船台上或干坞中制作隧道管段，两端用临时封堵门密封。再隧道管段拖运到隧道设计位置基槽上方，加载管段，使其沉到基槽内，并用水力压接法将相邻管段连接，然后拆除封堵门，使各节管段拼装连通成为整体的隧道。

▶▶隧道完工后，要铺设轨道、电缆、通信等设施。 隧道、轨通、电通是地铁建设的三个关键节点。

▶▶有时候，地铁跑着跑着，咦，突然就到地面高处了！这里采用了高架法施工。由架桥机将预制好的一段段梁片依次进行拼接，形成高架桥。

▶▶基础设施都建完啦，大家是不是就可以去坐地铁了呢？还不行，我们还要装修车站、安装机电设备、系统联调、验收和试运行。机电设备是各种机械和电气设备的总称，为列车正常安全运行和乘客便利舒适搭乘地铁提供综合保障。

▶▶车辆段是地铁列车的“家”，是对地铁车辆进行运营管理、停放、维修及保养的场所。控制指挥中心是地铁聪明的“大脑”，是对全线列车运行、电力供应、车站设备运行、防火报警、环境监控、票务管理及乘客服务等，全程进行调度、指挥和监控的“中枢”。

▶▶我们要持续不断地进行地铁保护工作，地铁保护范围包括：地下车站与隧道结构外边线外侧50m内；地面和高架车站以及线路轨道结构外边线外侧30m内；出入口、风亭、变电站等附属建、构筑物结构外边线外侧10m内；轨道交通过江隧道结构外边线100m内。

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