
19世纪中叶,英国伦敦街头交通堵塞严重。一位名叫查尔斯.皮尔逊的律师想到火车跑得很快,如果火车也能在城市里跑就方便了!偶然的一次,查尔斯看到墙角的老鼠洞里,一只老鼠在跑来跑去,他提出一个妙想:让火车在地下跑起来!
1863年,这个“异想天开”得以实现——世界上第一条地铁在伦敦诞生!随后,全世界纷纷开始建造地铁。这种速度快、不堵车、环保又舒适的交通工具,深受大家喜爱。但是你天天坐地铁,知道地铁是怎么建成的么?
在地铁建造之前,工程师首先会规划列车行驶的路线。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。
因为地铁一般是建在地下,所以我们还要充分了解地下世界。下图中的“大蛋糕”就是浓缩版的地质构造示意图,可以看到地下是由很复杂的岩土构成的。
可是我们没有透视眼,怎样弄清楚地下的情况呢?这时就要依靠工程地质勘察了。使用地质钻机在地表下钻出深深的孔,然后用空心钻头将岩土样带出地面进行取样分析。一般钻孔间距为几十米,遇到地下溶洞、孤石等复杂地质,钻孔间距缩减为几米。
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。同时要考虑土地利用、其它交通方式换乘便捷性、周边环境条件等因素。
正式开工前,会先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挖掘,这就是安全又经济的明挖法施工。
有了施工场地后,我们开来了很多机器,就准备施工啦!首先,我们来建造地铁车站的“外壳”——地下连续墙,保护地铁基坑与周边建筑的安全。
在连续墙完成后,便开始一边开挖一边做支撑,形成一个巨大的方形深坑,这个深坑就是我们以后的地铁车站。
随后,在搭好的钢筋支撑网上灌注砂浆,这时地铁车站便有了雏形。车站主体建成后,就可以恢复管线和道路了。
说完车站部分后,我们来讲讲隧道部分!这里要用到一种非常特殊的机器,它的名字叫盾构机。地铁隧道大部分都是用这样的盾构法施工来修建的。
盾构机就像一条“钢铁蚯蚓”,它经过的地方,一条长长的隧道就建成了。
地铁有一个不为人知的特点:每段地铁都不是水平的,而是两头较高,中间稍低。出站的列车由于下坡可以很快地提高速度,进站的列车则可以借助上坡来降低速度,这种建造方法在运营时节能又环保。
有时候,地铁跑着跑着,突然就好像飞起来一样!那是因为这里采用了高架法施工,架桥机将预制好的一段段梁片依次进行拼接,建成高架桥。
隧道完工后,还要铺设轨道、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。基础设施建设完后,装修车站,列车试运行,地铁就正式建成了。
漫长而艰辛的施工过程结束了,第一辆地铁列车呼啸出发。下次与孩子一起坐地铁时,可以向他介绍地铁是怎样建成的,享受下他对你渊博学识的崇拜吧。
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