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地铁线路图与真实地图的差距你知道有多大（地铁线路图为什么要经过变形处理）

2025-12-06 17:35:01TLLxb315393

地铁线路图与真实地图的差距，你知道有多大

一般地铁线路图都是经过变形的，因为涉及到一些远郊线路。如果真的按照真实比例来绘制地铁线路图的话，其版面会非常大。比如上海的16号线大约60公里，比大多数线路都长，但因为基本都在郊区且站数不多，所以在地铁线路图上会看上去很短。

为什么要对地铁盾构进出洞土体进行加固处理

若围护结构外侧的土体为淤泥（软弱地层）、砂层（强透水性地层），直接人工凿除洞门会发生涌水、涌砂、涌泥等安全事故。进出洞土体进行加固处理，有止水、加固土体的作用，稳定围护结构外侧的土体，使得盾构始发、接收时，破除洞门更加安全。目前的盾构端头加固都是基于以上考虑的。

盾构进、出洞是盾构法隧道施工中一道关键工序。在进、出洞过程中，施工环节多，工作量集中，各种交叉施工频繁，设备、人员众多，工作零乱，因此，加强质量管理和控制尤为重要。
一、盾构基座变形
现象
在盾构进出洞过程中，盾构基座发生变形，使盾构掘进轴线偏离设计轴线。
原因分析
(1)盾构基座的中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行，盾构在基座上纠偏产生了过大的侧向力；
(2)盾构基座的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足；
(3)盾构姿态控制不好，盾构推进轴线与基座轴线产生较大夹角，致使盾构基座受力不均匀；
(4)对盾构基座的固定方式考虑不周;
预防措施
(1)盾构基座形成时中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向一致，当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时，可考虑盾构机座沿隧道设计曲线的切线方向放置，切点必须取洞口内侧面处；
(2)基座框架结构的强度和刚度能克服出洞段穿越加固土体所产生的推力；
(3)合理控制盾构姿态，尽量使盾构轴线与盾构机座中心夹角轴线保持一致；
(4)盾构机座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足要求。
二、盾构进、出洞时洞口土体大量流失
现象
进出洞时，大量的土体从洞口流入井内，造成洞口外侧底面大量沉降。
原因分析
（1）洞口土体加固质量不好，强度为达到设计或施工要求而产生塌方，或者加固不均匀，隔水效果差，造成漏水、漏泥现象；
（2）在凿除洞门混凝土或拔除洞门钢板桩后，盾构为及时靠上土体，使正面土体失去支撑造成塌方；
（3）洞门密封装置安装不好，止水橡胶帘带内翻，造成水土流失；
（4）洞门密封装置强度不够，经不起较高的土压力受挤压破坏而失效；
（5）盾构外壳上有突出的注浆管等物体，使密封受到影响；
（6）进洞时未能及时安装好洞圈钢板；
（7）进洞时土压力未及时下调，致使洞门装置被顶坏，大量井外土体塌入井内。
预防措施

（1）洞口土体加固应提高施工质量，保证加固后土体强度和均匀性；
（2）洞口封门拆除前应充分做好各项进、出洞的准备工作；
（3）洞门密封圈安装要准确，在盾构推进的过程中要注意观察，防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈。密封圈可涂牛油增加润滑性；洞门的扇形钢板要及时调整，改善密封圈的受力状况；
（4）在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的突出物体，在相应位置设计可调节的构造，保证密封的性能；
（5）盾构进洞时要及时调整密封钢板的位置，及时的将洞口封好；
（6）盾构将进入进洞口他加固区时，要降低正面的平衡压力。
治理措施
（1）将受压变形的密封圈重新压回洞口内，恢复密封性能，及时固定弧形板，改善密封橡胶带的工作状态；
（2）对洞口进行注浆堵漏，减少土体的流失。

地铁上面的地，为什么不会塌

地铁的设计和施工必须保证地面的沉降在规范要求的范围之内。设计正确，采用的施工手段正确，就基本没有在施工阶段塌陷的可能。这个是最有可能发生塌陷问题的阶段。

然后，再讨论在地铁运营阶段，是否有可能发生塌陷的问题。首先在设计中，现在地铁的设计都是以非常保守的设计理念来设计地铁结构的。考虑了土体压力和上部荷载以及其他荷载以后，还要再加上冗余量，对整个结构进行设计。结构本身发生问题的概率非常小（理论上是绝对安全的）。
现阶段的地铁结构物都非常简单，就是一个有一定造型的高强度混凝土管道。为什么会导致地面沉降是因为你施工的整个阶段，不是一下子把东西塞进去的，而是有一个开挖—支护—构筑的过程，在这个过程中，有可能就采用了柔性支护材料，就有变形。
混凝土这种东西，大家都懂的，就算是不承受外加荷载，也有蠕变的可能。所以地下结构肯定在运营阶段会有一定形变。这些形变都被监测，而且可以通过工程手段控制。
在进一步考虑多个地铁的话，可能会有穿越、平行几种情况。北京现在修地铁就经常有这种情况。这种情况对沉降的要求就非常高，因为多个结构如果离得近了相互影响就比较大，但是影响是有一定范围的。不过工程师一般都会避免这种情况。（我去过的一个工地上，貌似是2号线和4号线，两个隧道间距1.8米，这种施工的时候大家都非常谨慎）。地下空间是有纵深的，设计的时候保持距离还是很容易的。而且地铁一般都是一条线沿着一个方向走，很少会有哪条线路是重叠在一起的。就算你修得再多，其实从局部上看，那里的地下结构也不多。
现阶段，因为地下工程的理论都比较经典，对实际情况的模拟计算可信度不高，所以设计院设计的时候都是尽量安全设计的。

为什么各地地铁线路图都是直线，难道地铁线都是直的还是说只是一个示意图

你在哪里看到都是直的？如果是车厢里看到的带指示灯的图的话，它就是用来告诉你每个站的站名信息的，不标明具体的地理位置，实际的地铁线路不是直线。

为什么火车铁轨在酷热条件下会发生扭曲变形

钢轨自由放置情况下，当轨温变化时就会自由伸缩。夏天受热会伸长，冬天受冷会缩短，也就是“热胀冷缩”。将多根钢轨联结成轨道，很显然每隔12.5m或25m就会有一个接头。接头之间要留有轨缝，约为8mm。留轨缝就是为了防止钢轨在热胀冷缩时产生的温度力破坏钢轨。一般来说，钢轨温度每改变1℃，每根钢轨就会承受1.645吨的压力或拉力。轨温变化幅度为50℃时，一根钢轨则要承受高达82.25吨的压力或拉力。如此巨大的温度力力足以破坏铁路轨道岔的正常状态。因此在无缝线路上这样大的伸缩量是绝不允许的，必须采用防爬设备将两端锁定，或在线路轨道设置强大的线路阻力来锁定轨道，以限制钢轨的自由伸缩。
如果将一定长度范围内的钢轨两端固定，限制钢轨自由伸缩，则轨温变化时，线路钢轨就会出现内应力，这个力是由轨温变化引起的，故叫做温度力。具体地说也就是无缝线路经锁定后，夏季温度升高时，钢轨受热伸长，但受到约束不能够伸长，内部产生压应力；冬季温度降低时，钢轨受冷缩短，但受到约束也不能够缩短，内部产生拉力。正因为钢轨被这样牢牢锁定在了轨枕上，钢轨才能受到如此大了温度力而不变形，这就是无缝线路的基本原理。
当轨温高于锁定轨温时，无缝线路钢轨断面上要承受温度压力。温度压力和轨温的正向变化度数成正比。当轨温升到最高值maxt时，温度压力达到最大值maxPt。
另一方面，因为有接头阻力和道床纵向阻力的存在，温度压力绝大部分被限制在钢轨断面上，只有极小部分在伸缩区被释放掉。这股限制在钢轨断面上的温度压力，总要遵循自然规律寻机放散出去，以求彻底平衡。当它达到一定值，在纵向上仍找不到出路时，就会到横向上去谋求出路，而无缝线路的曲线正好给它提供了这种机会，即纵向温度压力合成的径向分力Pr正好指向曲线外侧的方向，使曲线顺势向上股方向臌曲。而直线线路也不可能绝对直，一旦某处有些弯曲，纵向温度压力也会顺弯曲的方向合成径向分力Pr，造成直线轨道弯曲的方向变形。
这样，只要温度压力达到了一定值，无缝线路轨道出现横向变形就不可避免。
大量试验表明，这一变形的发生与发展过程中是有一定规律的，基本上可分为三个阶段：持稳阶段、胀轨阶段和跑道阶段。
（一）持稳阶段
持稳阶段是无缝线路承受温度压力的初始阶段。在这个阶段，温度压力虽因轨温升高而增大，但轨道并不发生变形，仍保持初始状态，温度力完全以弹性状态“贮存”于钢轨断面上。钢轨的初始弯曲越小，对应这一状态的温度压力值越高。如果钢轨为理想的几何直线，此状态可能将一直持续到温度压力达一个相当大的值，才会在外力的干扰下发生突然臌曲；然而由于种种原因，钢轨不可能是理想的几何直线，总会有某种程度的弯曲；因此，持稳阶段的钢轨温度压力不可能达到前述的“相当大的值”，相反，线路阻力越小、轨道几何状态尤其是方向越差，造成轨道臌曲变形的温度压力就越低。
无缝线路的轨道是否“持稳”，要看温度压力是否达到了一个临界值，亦即轨温是否达到了一个临界轨温。临界温度压力或临界轨温随线路状态的不同而有高有低。对于同一条无缝线路而言，只要温度超过了临界值，轨道就由持稳状态进入胀轨状态。
把使无缝线路由持稳状态进入胀轨状态的温度压力叫做第一临界温度压力。在持稳阶段，无缝线路是相对安全的。
（二）胀轨阶段
当轨温继续升高，温度压力越过第一临界值时，胀轨阶段就开始了。在这一阶段，不断增大的温度压力使轨道产生由小到大、由少到多的横向变形，有时凭肉眼都能清晰地觉察出来―弯曲的线形越来越明显，变形矢度越来越大，轨道方向显著不良。
但是轨温不可能无限制地升高。当它升到一定程度（只要在轨道的承受范围之内）后开始下降时，随着温度压力的逐步解除，可能看见，轨道的变形弯曲也跟着缩小，直至恢复到初始状态。也就是说，在胀轨阶段，轨道的变形是弹性变形。
无缝线路轨道在温度压力作用下产生的弹性变形叫胀轨。
在胀轨阶段，在温度压力解除之后，能够恢复到初始状态的轨道弹性变形只有2mm。从理论上讲，超过2mm的轨道弹变形，在温度压力解除之后是不能完全恢复的，总要留下一些残余变形。轨温反复变化，这种残余变形将积累起来造成方向严重不良。因此，必须及时地对胀轨量加以限制。
（三）跑道阶段
在胀轨阶段，温度压力没有超过无缝线路的承受能力，但有可能达到能力的极限。此时，无缝线路的相对稳定已是在勉强维持，安全岌岌可危。
当轨温再稍微升高，温度压力继续增大；若轨道稍受外力干扰（如列车制动、施工影响、锤击钢轨等），积聚在钢轨断面上的过量温度压力将轨道几何状态突然发生恶性变化——胀轨阶段的变形矢度突然显著加大，有时可达数百毫米，轨道在一瞬间发出巨大的声响严重臌曲，轨排脱离并拉烂道床，或钢轨与轨枕脱离导致行车条件完全丧失。通过严重扭曲变形的钢轨可以看出，它的变形已超出它的弹性限度，成为塑性变形；钢轨断面上的温度力已全部释放出来；钢轨在自然状态处于“零应力”状态，温度压力与线路阻力同时消除，此时线路已被严重破坏了。
无缝线路轨道在温度压力作用下发生的破坏性变形叫跑道。