第2章城市軌道交通系統的設計與施工第2章城市軌道交通系統的設計與施工【學習目標】

【教學建議】

2.1城市軌道交通路網規劃與設計

2.2城市軌道交通限界

2.3城市軌道交通工程施工

【實踐操作】

【評價跟進】【學習目標】1.能夠掌握城市軌道交通路網規劃與設計的一些基本概念。

2.能說出軌道交通線路的種類及其在運營中的作用，能夠分析各種輔助線路。

3.能夠說出限界的種類及作用。

4.知道城市軌道交通常用的施工方法。【教學建議】1.教學場地：在教室或多媒體教室中進行，課后可實地參觀。

2.設備要求：各城市現有軌道交通線網圖若干；限界、施工方法掛圖或動畫演示若干；各種施工機械模型1套。

3.課時要求：共6課時，其中課堂講授4課時，參觀學習2課時。2.1城市軌道交通路網規劃與設計1.城市軌道交通路網規劃與設計的基本概念

(1)線網線網是指在一個城市中軌道交通線路所構成的路網狀態。

(2)線路線路是指城市中某一把甲地和到乙地連接起來的軌道路由。

(3)線網與線路的關系兩者是整體與局部的關系，若干條線路構成線網。2.1城市軌道交通路網規劃與設計圖2-1天津市快速軌道交通路網規劃圖(4)城市軌道交通規劃設計的構成城市軌道交通規劃設計，可劃分為線網規劃與線路設計兩部分，兩者是系統與子系統間的關系。2.1城市軌道交通路網規劃與設計(5)線網規劃線網規劃是指在一定線路數量規模條件下，確定路網的形態及各條線路走向的決策過程。

(6)線路設計線路設計是指在已經確定的城市軌道交通線網規劃的基礎上，研究某一條或某一段線路的具體位置，包括線路路由、敷設方式及站點選擇等的確定過程。

2.城市軌道交通線網規劃

(1)線網規劃的意義與作用城市軌道交通線網規劃是城市總體規劃的一個組成部分，具有非可逆性，線路一經建成便不可更改。

(2)線網規劃的內容城市軌道交通線網規劃主要包括城市背景研究、線網結構研究、實施規劃研究三個方面內容。

1)城市背景研究。

2)線網結構研究。2.1城市軌道交通路網規劃與設計3)實施規劃研究。

(3)線網基本結構形式根據城市現狀與規劃情況編制的線網中各條線路組成的幾何圖形一般稱線網結構形式。圖2-2線網幾何結構圖形2.1城市軌道交通路網規劃與設計1)放射形(星形)結構。

2)條帶形(樹狀)結構。

3)棋盤式(柵格網狀)結構。

4)放射形網狀(三角形)結構。

5)復合形結構。

6)其他結構。

3.城市軌道交通線路設計

(1)城市軌道交通線路設計的過程線路設計一般分為四個階段，即可行性研究階段、總體設計階段、初步設計階段和施工設計階段。

1)可行性研究階段。

2)總體設計階段。

3)初步設計階段。2.1城市軌道交通路網規劃與設計4)施工設計階段。

(2)城市軌道交通線路設計的內容城市軌道交通線路設計內容主要包括如下幾個。

1)選線。圖2-3車站位置與路口關系2.1城城市軌軌道交交通路路網規規劃與與設計計2)線線路平平面的的設計計。3)線線路縱縱斷面面的設設計。。4)車車站站站位的的選擇擇。①跨跨路口口站位位(見見圖2-3a)：站站位跨跨主要要路口口，并并在路路口的的各個個角上上都設設有出出入口口，乘乘客從從路口口的任任何方方向進進入軌軌道交交通系系統均均不需需過馬馬路，，增加加了乘乘客安安全性性，減減少了了路口口的人人、車車交叉叉；與與地面面公交交線銜銜接好好，乘乘客換換乘方方便。。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計②偏路口站位(見圖2-3b)：車站不易受路路口地下管線影響響，減少車站埋深深，方便乘客使用用，減少施工對路路口交通的干擾，，減少地下管線拆拆遷，降低工程造造價。在高寒地區區，當軌道交通為為高架線時，可以以減少高架橋體陰陰影對路口交通安安全的影響。不足足之處是乘客集中中于車站一端，降降低車站的使用效效能，增加運營管管理上的困難。將將車站出入口伸過過路口，或增加路路口過街人行道(天橋)，并與出出入口連通，或者者將車站設計成上上下兩層式，可以以改善路口車站的的功能。③站位設于兩路路口之間(見圖2-3c)：當兩兩路口都是主路口口且相距較近(小小于400m)，，橫向公交線路及及客流較多時，可可將車站設于兩路路口之間，以兼顧顧兩路口。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計④貼道路紅線外外側站位(見圖2-3d)：一般般在有利的地形條條件下采用。當基基巖埋深淺、區間間可用礦山法暗挖挖、道路紅線外側側有空地或危舊房房區改造時，地鐵鐵可以與危舊房改改造相結合，將車車站建于紅線外側側的建筑區內，可可以少破壞路面，，少動地下管線，，減少交通干擾，，充分利用城市土土地。(3)城市軌道交交通線路的級別與與分類線路是軌軌道交通系統中重重要的組成部分，，按線路遠期單向向客運能力，可分分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三三個等級，各等級級分別有其相關技技術特征(見表)。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計表2-1各級線線路相關技術特征征2.適用城市市區區人口規模系指人人口規模能達到或或超過此限的城市市，其快速軌道交交通線網中的主干干線可能達到相應應的運量等級。1)正線。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計圖2-4建設中中的天津地鐵1號號線運營正線2)輔助線。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計①折返線：城市市軌道交通線路一一般都比較長，全全線的客流分布可可能會不太均勻，，這時可組織區段段運行。區段運行行是指列車根據運運行調度的要求，，在盡端站與中間間站或中間站與中中間站之間進行列列車折返調頭，故故在這些地方需要要為列車設置折返返線。折返線除了了供運營列車往返返運行時的調頭轉轉線使用外，有些些也可以作為夜間間存車使用。常見見折返線形式有很很多種(見圖2-5)。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計圖2-5折返線線形式②渡線：渡線是是指在上下行正線線之間(或其他平平行線路之間)設設置的連接線，通通過一組聯動道岔岔達到轉線的目的的。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計渡線有單渡線和交交叉渡線(見圖2-6)之分。渡渡線單獨設置時，，用來臨時折返列列車，增加運營列列車調度的靈活性性；在與其他輔助助線合用時，能完完成或增強其他輔輔助線的功能。圖2-6交叉渡渡線2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計③停車線：停車車線一般設置在端端點站，專門用于于停車，也可進行行少量檢修作業(見圖2-7)。。在城市軌道交通通車輛基地，要設設有足夠的停車線線以供夜間停止運運營后的列車停放放。城市軌道交通通線路由于運輸量量大，列車運行間間隔一般比較密。。在運營過程中，，在線運營列車可可能會發生故障。。為了不影響后續續列車運行，設計計上應能使故障列列車及時退出運營營正線。一般來說說，在軌道交通線線路沿線每隔3～～5個車站的站端端應加設渡線和車車輛停放線。通過過渡線使故障列車車能及時調頭，臨臨時停車線的作用用是臨時停放事故故列車。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計圖2-7立體交交叉的城市軌道交交通線路整體布置置圖④車輛段出入線線：為保證運行列列車的停放和檢修修，在軌道交通沿沿線適當的位置應應設置車輛段，車車輛段與正線連接接的線路為車輛段段出入線。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計出入線可以設計成成雙線或單線，與與城市道路或其他他交通方式的交叉叉處可采用平交或或立交，具體方案案要根據遠期線路路通過能力需要量量來確定。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計⑤聯絡線：在整整個城市軌道交通通線網中，要使同同種制式線路可以以實現列車過軌運運行，這種過渡一一般需要通過線與與線之間的聯絡線線來實現。合理確確定聯絡線，能夠夠在線網建成后機機動靈活地調用線線網中各線的車輛輛，使線網形成有有機的整體。聯絡絡線主要是兩條正正線間的連接線，，主要有以下作用用：車輛送修的通通道；調運運營車車輛；為后建線路路運送設備；同一一期工程跨線修建建時，兩線間需設設置聯絡線，近期期作正線使用。例例如，北京地鐵第第一期工程蘋果園園至北京站線路，，其中蘋果園至復復興門是線網中1號線的西段，復復興門至北京站是是2號環線的南環環。一期工程修建建時，在南禮士路路至長椿街站間設設一雙線聯絡線作作正線運行，直至至環線建成貫通，，兩線各自獨立運運營以后，才停止止作正線使用(見見圖2-8)。聯聯絡線是供調運車車輛、設備使用，，不載客，所以設設置單線聯絡線就就可以了，技術條條件也可以低些。。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計圖2-8北京地地鐵復興門站聯絡絡線3)車場線。2.1城市軌道道交通路網規劃與與設計①檢修線：設置置在車輛基地檢修修庫內，專門用于于檢修車輛的作業業線，配有地溝和和架車設備。②試驗線：設置置在車輛基地，用用于對檢修完畢的的車輛進行運行狀狀態檢測的線路。。③洗車線：專門門用于清洗車輛的的作業線。④出入庫線：是是車輛基地與正線線聯系的線路，專專供列車進出車輛輛基地。一般分入入庫線和出庫線。。2.2城市軌道道交通限界1.城市軌道交通通限界的基本概念念圖2-9限界界在城市市軌道交交通設計計施工中中的位置置2.城市市軌道交交通限界界的種類類(1)車車輛限界界車輛輛限界是是指車輛輛最外輪輪廓的限限界尺寸寸。(2)設設備限界界設備備限界是是指線路路上各種種設備不不得侵入入的輪廓廓線。2.2城城市軌軌道交通通限界圖2-10隧隧道內直直線地段段車輛輪輪廓線、、車(3)建建筑限界界建筑筑限界是是行車隧隧道和高高架橋等等結構物物的最小小橫斷面面的有效效內輪廓廓線。2.2城城市軌軌道交通通限界1)隧道道建筑限限界。2)高架架橋建筑筑限界。。3)車站站建筑限限界。圖2-11區區間矩形形隧道建建筑限界界圖2.2城城市軌軌道交通通限界圖2-12圓圓形隧道道建筑限限界圖2.2城城市軌軌道交通通限界圖2-13馬馬蹄形隧隧道建筑筑限界圖圖2.2城城市軌軌道交通通限界圖2-14直直線車站站建筑限限界(4)接接觸軌(或接觸觸網)限限界接接觸軌(或接觸觸網)限限界是軌軌道交通通供電系系統的第第三軌供供電方式式的接觸觸軌或架架空方式式接觸網網設計位位置的輪輪廓2.2城城市軌軌道交通通限界尺寸。2.2城城市軌軌道交通通限界3.城市市軌道交交通限界界制定的的原則1)限界界是確定定行車軌軌道周圍圍構筑物物凈空大大小的依依據，是是管線和和設備安安裝位置置的依據據，是各各專業間間共同遵遵守的技技術規定定，它應應經濟、、合理、、安全可可靠。2)限界界應根據據車輛的的輪廓尺尺寸和技技術參數數、軌道道特性、、受電方方式、施施工方法法、設備備安裝等等綜合因因素進行行分析計計算。3)限界界一般是是按平直直線路的的條件進進行確定定。4)在道道岔區范范圍內，，由于列列車需通通過道岔岔側面的的導曲線線，所以以建筑限限界應進進行平面面。5)在制制定限界界時，對對結構施施工、測測量、變變形誤差差，設備備制造和和安裝誤誤差，設設計、施施工、運運營過程程中難于于預計的的其他因因素在內內的安全全留量等等，都應應分別進進行研究究確定。。2.2城城市軌軌道交通通限界4.限界界設計的的基本內內容(1)限限界的坐坐標系限限界的的坐標系系是二維維直角坐坐標，將將車輛橫橫斷面的的垂直中中心線與與平直軌軌道橫斷斷面的垂垂直中心心線相重重合設為為縱坐標標軸Y,將平直直軌道軌軌頂連線線設為橫橫坐標X，兩軸軸相垂的的交點為為坐標的的原點O。(2)車車輛輪廓廓線1)車輛輛輪廓線線的含義義。2)車體體外輪廓廓尺寸。。2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工1.地地下工工程施施工方方法(1)明挖挖法明明挖挖法是是將地地面挖挖開，，形成成露天天的基基坑，，然后后在基基坑中中修筑筑隧道道襯砌砌，最最后回回填土土石，，恢復復地面面。(2)蓋挖挖法采采用用明挖挖法修修建地地下線線路，，其最最大的的缺點點是對對城市市交通通及居居民生生活的的干擾擾較大大，而而在交交通繁繁忙的的地段段修建建地下下鐵道道，尤尤其是是修建建有綜綜合功功能的的車站站或需需要嚴嚴格控控制基基坑開開挖引引起的的地面面沉降降時，，則可可采用用蓋挖挖法施施工。。2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工圖2-15蓋蓋挖順順作法法施工工步驟驟1)蓋蓋挖順順作法法。2)蓋蓋挖逆逆作法法。2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工圖2-16蓋蓋挖逆逆作法法施工工步驟驟3)蓋蓋挖半半逆作作法。。2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工圖2-17蓋蓋挖半半逆作作施工工步驟驟(3)新奧奧法及及淺埋埋暗挖挖法地地下下線路路穿越越基巖巖地段段，圍圍巖具具有一一定的的自穩穩能力力時，，一般般采用用新奧奧法施施工，，2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工即以噴噴射混混凝土土、鋼鋼筋網網、鋼鋼架和和錨桿桿作為為主要要支護護手段段，充充分發發揮圍圍巖的的自承承能力力，使使其與與支護護結構構成為為一個個完整整的支支護體體系。。(4)盾構構法盾盾構構法是是隧道道暗挖挖施工工法的的一種種。圖2-18盾盾構機2.3城市