地下鐵道地鐵教程第1頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一一、限界含義及其制定原則(1)限界是確定行車軌道周圍構筑物凈空的大小，是管線和設備安裝相互位置的依據，是專業間共同遵守的技術規定，它應經濟、合理、安全可靠。(2)限界應根據車輛的輪廓尺寸和技術參數、軌道特性、受電方式、施工方法、設備安裝等綜合因素進行分析計算確定。(3)限界一般是按平直線路的條件進行確定。第2頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(4)在制定限界時，對結構施工、測量、變形誤差，設備制造和安裝誤差，設計、施工、運營過程中難于預計的其他因素在內的安全留量等，都應分別進行研究確定。

一、限界含義及其制定原則第3頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一二、限界基本內容

1．限界的坐標系XOXYY第4頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一2．車輛輪廓線(1)車輛輪廓線的含義(2)車體外輪廓尺寸

我國地鐵車輛采用標準車型和寬體車型兩種。將其分為A型及B型，各型車輛基本參數。標準車型寬體車型車長19000mm22100mm寬2800mm3000mm高3800mm3800mm車輛定距

15700mm12600mm

二、限界基本內容

第5頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一3．車輛限界

車輛限界是指車輛最外輪廓線的限界尺寸，應根據車輛的輪廓尺寸和技術參數，并考慮其靜態和動態情況下所能達到的橫向和豎向偏移量，按可能產生的最不利情況進行組合確定。二、限界基本內容

第6頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一4．設備限界設備限界是指線路上各種設備不得侵入的輪廓線。是在車輛限界的基礎上再計入軌道出現最大允許誤差時，引起車輛的偏移和傾斜等附加偏移量，以及在設計、施工、運營中難于預計的因素在內的安全預留量。二、限界基本內容

第7頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一車輛輪廓線車輛限界設備限界節點1節點1局部放大圖第8頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一5．建筑限界

(1)建筑限界的含義建筑限界是行車隧道和高架橋等結構物的最小橫斷面有效內輪廓線。在建筑限界以內、設備限界以外的空間，應能滿足固定設備和管線安裝的需要，還需考慮其他誤差、測量誤差、結構變形等。(2)盾構施工的圓形隧道和礦山法施工的馬蹄形以及拱形隧道，在列車頂部控制點范圍內，建筑限界以內，設備限界以外即建筑限界與設備限界之間的空間，宜不小于150mm，以滿足電纜管線橫穿的需要。第9頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(3)在高架橋上以及隧道內可以設置側向人行道，也可以不設置。一般高架橋側向便道的寬度以600~700mm為宜。三、區間直線段隧道建筑限界

(1)區間隧道的建筑限界是根據已定的車輛類型、受電方式、施工方法及地質條件等按不同結構形式進行確定的。(2)區間直線段矩形隧道建筑限界(明挖法施工)。第10頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一線路中心線車輛限界建筑限界OXYY396045005404100X第11頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一

(3)圓形隧道建筑限界(盾構法施工)。如線路最小平面曲線半徑R=300m，圓形隧道建筑限界的直徑宜為φ=5200mm。8504350Φ=5200第12頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(4)馬蹄形隧道建筑限界(暗挖法施工)。馬蹄形隧道內部凈空尺寸，應考慮施工誤差才能滿足建筑限界的要求，一般在建筑限界的兩側及頂部各增加100m。O2O1O5O3O4O4O3第13頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一1．區間建筑限界的加寬和加高(1)曲線地段的加寬四、區間曲線段及道岔區建筑限界

第14頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一線路中線車輛軸線d內2d外第15頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一d內2加高第16頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一1．區間建筑限界的加寬和加高(1)曲線地段的加寬(2)圓曲線地段加寬計算①內側加寬計算四、區間曲線段及道岔區建筑限界

第17頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一式中a——固定軸距(mm)；L——車體長度(mm)；l——車軸間長度(mm)；R0——圓曲線半徑(mm)；X4、X8——計算控制點的坐標值(mm)；Y4、Y8——計算控制點的坐標值(mm)；α=sin-1(h0/s)，其中，s——內外軌中心距離(mm)；h0——圓曲線地段計算斷面處的超高值(mm)。②外側加寬計算第18頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(3)緩和曲線地段加寬計算①內側加寬計算

第19頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一②外側加寬計算式中X2、X3——分別為計算斷面處距緩和曲線起點的長度(mm)；αx=sin-1(hx/s)，其中，hx——緩和曲線地段計算斷面處的超高值(mm)；C=R0Ls，其中，Ls——緩和曲線長度(mm)。第20頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一③緩和曲線上內、外側加寬計算，只有當車輛的兩個轉向架均在緩和曲線范圍內時，上兩式是適用的。若車輛的一個轉向架在緩和曲線上，而另一個轉向架在直線上或在圓曲線上時，則緩和曲線上內、外側加寬計算應進行修正。(4)曲線地段加高計算

式中X1——計算控制點的坐標值(mm)；

Y1——計算控制點的坐標值(mm)。第21頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一2．道岔區建筑限界的加寬

五、車站限界

1．隧道內直線段車站限界(1)車站建筑限界的確定①直線站臺有效長度范圍內，其邊緣至線路中心線的距離，應根據車廂寬度進行確定，一般站臺邊緣與車廂外側面之間的空隙設置為100mm為宜。②直線地段站臺面的建筑限界高度，應為車廂地板面至軌頂的垂直距離所控制，一般站臺面低于車廂地板面50~100mm較為合適。第22頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一③站內線路中心線至隧道邊墻內側的距離，如無特殊要求，一般都采用與區間相一致。④車站建筑限界的高度，一般與區間相同就能滿足設備限界的要求。但由于建筑裝修和有些設備及管線安裝的需要，因此車站建筑限界的高度都比區間大。⑤站臺有效長度范圍以外的所有用房的外墻面距線路中心線的距離宜不小于1800mm，且外墻面不允許安裝各種設備和管線。第23頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(2)隧道內直線段車站限界圖

2．曲線地段車站限界在曲線地段的隧道內車站，都應在直線地段車站的各有關尺寸基礎上，根據所選用車輛的有關尺寸以及平面曲線半徑和是否超高進行加寬。

第24頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一線路設計，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、施工設計階段。地鐵線路按其在運營中的作用，分正線、輔助線和車場線。

一、線路選線線路選線包括線路走向、線路分布、線路路由、車站分布、線路交叉形式、線路敷設方式等的選擇。第四節地下鐵道線路設計

第25頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一1．所需資料2．線路方向及路由選擇

(1)線路方向及路由選擇要考慮的主要因素①線路的作用

a．為城市居民的生產、生活提供交通服務。

b．其它：包括為戰備、物資運輸、安裝電纜等服務。②客流分布與客流方向③城市道路路網分布狀況④隧道主體結構施工方法第26頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一⑤城市經濟實力(2)通過特大型客流集散點的路由選擇對地鐵產生3萬上下車人次/小時或20萬人次/日及以上客流量的，稱之為特大型客流集散點。①路由繞向特大型客流集散點。②采用支路連接。③延長地鐵車站出入口通道，并設自動步道。④調整地鐵路網部分線路走向。⑤調整特大型客流集散點。第27頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(3)路由方案比選

路由方案比選的主要內容：吸引客流條件、線路條件、施工條件、施工干擾、對城市的影響、工程造價、運營效益等。吸引客流條件包括客流量大小、吸引范圍內居住及工作人口多少、照顧客流量集散點的多少、乘客便利條件及與其它交通工具換乘條件等。線路條件包括線路長度、曲線半徑大小及曲線總轉角大小、車站數目、車站設置條件等。第28頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一施工條件包括施工方法、施工場地安排、施工運輸道路以及施工難易條件之評價。施工干擾包括房屋、地下地上管線等拆遷量大小，對道路交通的影響，對商業經營的影響等。對城市的影響，主要是評價地鐵路由與城市改造發展規劃的一致性及結合程度。3．車站分布(1)影響車站分布的因素①大型客流集散點

第29頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一②城市規模大小城區面積越大，人口越多，線路上客流量大、乘距長時，車站分布宜稀一些。反之，車站分布宜密一些。③城區人口密度人口密度大，同樣吸引范圍內，發生的交通客流量大，因此車站分布宜密一些。④線路長度不同的線路長度，車站的疏密宜有所不同，短線路宜多設站，長線路宜少設站。第30頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一⑤城市地貌及建筑物布局⑥地鐵路網及城市道路網狀況⑦人們對站間距離的要求在地下鐵道設計規范中規定“車站間的距離應根據實際需要確定，在市區宜為1km左右，在郊區不宜大于2km”。除上述各因素外，線路平面、縱剖面、車站站位的地形條件，城市公交車線路網及車站位置，也會對地鐵車站分布數目造成一定影響。第31頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(2)車站分布對市民出行的影響車站數目的多少，直接影響市民乘地鐵的出行時間。車站多，市民步行到站距離短，節省步行時間，可以增加短程乘客的吸引量；車站少，則恰恰相反，提高了交通速度，減少乘客在車內的時間，可以增加線路兩端乘客的吸引量。第32頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一0.61.01.41.8L/km020304050V/km·h-1第33頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(3)車站分布比選

車站分布應根據上述內容經科學地綜合分析，進行詳細的方案比選后確定。地鐵車站分布對建設費用、運營成本、施工等都有很大的影響，必須充分對客流吸引量與乘客出行時間等進行具體分析計算，進行經濟效益的比較。第34頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一4．輔助線分布

(1)輔助線分類及用途

輔助線按其性質可以分為折返線、存車線、渡線、聯絡線、車輛段(車場)出入線。①折返線、存車線折返線為供運營列車往返運行時的調頭轉線及夜間存車的；存車線供故障列車停放及夜間存車。第35頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一折返線a．雙折返線：可設于列車的區段折返站上或端部折返站上，折返能力可大于30對/時，當折返列車對數少時，可以留出一條線作為存車線。第36頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一b．單折返線。折返能力和靈活性稍差，折返與存車不能兼顧，一般多單獨用作存車線。

第37頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一c．渡線折返線。作為正常列車運行的折返線，只適用于終端站上。若采用站后折返，車站可用側式站臺，渡線短，節省折返時間；若采用站前折返，車站一般采用島式站臺，方便乘客乘車。第38頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一d．側線折返線。是區段列車折返線形式，主要用在高架線上。需要折返的列車運用正線折返，后續前進列車在高峰時間內，可以通過側線越行，在平常時間內，后續列車仍可沿正線運行。第39頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一e．環線折返線。折返能力可與正線匹配一致，并可使列車來回換邊，避免車輪偏磨，但是折返距離長，增加運營列車數量，需要適合的地形條件。第40頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一f．綜合折返線。綜合折返線是集折返、乘客上下車、列車越行、列車出入場以及列車轉線聯絡等功能中的兩項至多項的折返線形式。第41頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一②聯絡線為溝通兩條獨立運營路線而設置的連接線，為兩線車輛過線服務。聯絡線一般采用單線，設置地點由路網規劃研究統一安排。設置位置，即設在兩交叉線的哪一象限，應根據工程簡單，施工干擾小，拆遷量少等原則選擇。第42頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一至1號線車輛段至2號線車輛段第43頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一③車輛段(車場)出入線是正線與車輛段間的連接線，是車輛段與正線間的聯絡通道。a.與正線平面交叉形式：連接簡單，渡線短，工程造價低。主要缺點是平面有敵對交路，車輛段向正線取送列車的能力低，因此采用該出入線時要驗算通過能力。第44頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一b.與正線立體交叉形式：出入段列車與正線列車沒有敵對交路，取送列車能力大，使用靈活。通常將出入線與折返線合并設置，則使用更為方便，只是工程較復雜，造價較高。第45頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(2)折返線、存車線、渡線分布地點選擇

線路起終點或每期工程的起終點站，必須設置折返線或渡線。在靠近車輛段端，一般可不設折返線而設渡線，利用正線折返。當線路上客流斷面發生變化時，應該設置區段折返線。每隔3~5個車站應設置存車線。當兩折返線(存車線)之間相距5個車站，且工程不復雜時，宜在中間端再設一單渡線。

第46頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一二、線路平面設計1．設計原則及標準

(1)指導思想及一般原則①地鐵線路與城市發展規劃相結合②雙線右側行車制③線路最高運行速度地鐵線路的最高運行速度一般規定為80km/h。連接市中心區與周邊衛星城的線路及開行大站快車的線路其最高運行速度應大于80km/h。第47頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(2)主要技術標準

①曲線半徑最大半徑一般很少超過3000m。《地下鐵道設計規范》規定最小半徑如表所示。第48頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一

線路有較大轉角(大于45?)時，一般視為困難情況，當采用寬體車輛時，最小曲線半徑宜采用300m；選用標準車輛時，最小曲線半徑可選250m。車站乘降站臺范圍內一般不應設置曲線，困難條件下，其曲線半徑不應小于800m。第49頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一②曲線連接在正線上當曲線半徑等于或小于2000m時，圓曲線與直線間應根據曲線半徑及行車速度設置緩和曲線。復曲線上兩圓曲線的曲率差大于1/2000時，應設置中間緩和曲線，其長度應根據計算確定，但不應小于20m。緩和曲線采用三次拋物線。第50頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一

輔助線上是否設緩和曲線，無嚴格要求，聯絡線及車輛段出入線，一般應設緩和曲線，車場線上不設緩和曲線。正線及輔助線上兩緩和曲線尾端的圓曲線、不設緩和曲線的圓曲線，最小長度一般不應小于20m，困難條件下，不得小于一個車輛的全軸距。正線及輔助線上，兩相鄰曲線間的夾直線段長度，不應小于20m。車場線上兩相鄰曲線間的夾直線長度不應小于3m。第51頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一2．線路平面位置選擇

(1)地下線平面位置

①位于道路規劃紅線范圍內地鐵線路居道路中心，對兩側建筑物影響較小，地下管網拆遷較少，有利于減少曲線數量，并能適應較窄的道路紅線寬度。缺點是當采用明挖法施工時，破壞了現有道路路面，對城市交通干擾較大。第52頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一

地鐵線路位于慢車道和人行道下方，能減少對城市交通的干擾和對機動車路面的破壞。地鐵線路位于待拆的已有建筑物下方，對現有道路及交通基本上無破壞和干擾，地下管網也較少。②位于道路范圍以外在有利的條件下，地下線置于道路范圍之外，可以到達縮短線路長度，減少拆遷，降低工程造價之目的。第53頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一這些條件是：a．地質條件好，基巖埋深很淺，隧道可以用礦山法在建筑物下方施工；b．城市非建成區或廣場、公園綠地(耕地)；c．老的街坊改造區，可以同步規劃設計，并能按合理施工順序施工。第54頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(2)高架線路平面位置選擇道路紅線寬度宜大于40m。位于道路中心線上對道路景觀較為有利，噪聲對兩側房屋的影響相對較小，路口交叉處，對拐彎機動車影響小。但是，在無中間分隔帶的道路上敷設時，改建道路工程量大。位于快慢車分隔帶上，充分利用道路隔離帶，減少高架橋柱對道路寬度的占用和改建，一般偏房屋的非主要朝向面，即東西街道的南側和南北街道的東側。缺點是噪聲對一側市民的影響較大。第55頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(3)地面線平面位置地面線位于道路中心帶上，帶寬一般為20m左右。地面線設于該分隔帶上，不阻隔兩側建筑物內的車輛按右行方向出入，不需設置輔路，有利于城市景觀及減少地鐵噪聲的干擾。其不足處是乘客需通過地道或天橋進入地鐵。地面線位于快車道一側，帶寬一般為20m左右。該位置可以減少道路改移量，其缺點是在快車道另一側需要建輔路，增加道路交通管理的復雜性。第56頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(4)地鐵與地面建筑物的安全距離

①地下線與地面建筑物之間的安全距離②高架線與建筑物間的安全距離③地面線與道路及建筑物最小安全距離目前規范未作出規定，建議暫按下列值考慮：a．地鐵圍護欄外緣至機動車道道牙內緣最小凈距1.0m(無防護擋墻)或0.5m(有防護擋墻)；b．地鐵圍護欄外緣至非機動車道道牙內緣最小凈距0.25m；c．地鐵圍護欄外緣至建筑物外緣最小凈距5.0m(無機動車出入)或10m(有機動車出入)。第57頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(5)線路位置比選

比選內容為：①線路條件比選②房屋拆遷比較③管線拆遷比較④改移道路及交通便道面積比較⑤其他拆遷物比較⑥地鐵主體結構施工方法比較第58頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一3．車站站位選擇

(1)站位選擇原則

①方便乘客使用②與城市道路網及公共交通網密切結合③與舊城房屋改造和新區土地開發結合④方便施工，減少拆遷，降低造價⑤兼顧各車站間距離的均勻性第59頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(2)一般站位選擇

一般車站按縱向位置分為跨路口、偏路口一側、兩路口之間三種，按橫向位置分為道路紅線內外兩種位置選擇。

1跨路口站位

第60頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一2偏路口站位

3設于兩路口之間

4道路紅線外側

第61頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(3)大型客流集散點站位

車站出入口離開體育場出入口應在300m以上。突發客流強度越大，距離越應大些。(4)大型商業區站位

地鐵站位距商業區中心不超過500m距離即可。4．左右線關系及線間距過渡

(1)左右線的幾種常見關系

常見的地下線的幾種形式：第62頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一a.左右線等高并列平行，線間距離一般為3.6~5.0m，適用于區間矩形隧道結構，敞口明挖方施工或頂管法施工的線路上。xxxx3.6~5.0m第63頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一b.左右線等高并列平行，線間距離一般在11m及以上，適用于車站矩形框架隧道結構。xxxx≥11m第64頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一c.左右線上下重疊，明、暗挖法施工均可采用，適用于狹窄的街道下方布置線路。xxxx第65頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一d.左右線分開，線間距離宜大于2D(D為隧道開挖直徑)，困難情況下，采取土壤加固措施后，最大可降至1.4D，適用于單線單洞圓形或馬蹄形隧道結構，盾構法施工或礦山法施工的線路上。xxxx2DD第66頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一e.左右線分開，左線對右線在平面、高度之間均保持一定距離的并列，采用暗挖法施工，適用于較窄的街道下方布置線路。xxxxD2Dα第67頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一(2)喇叭口曲線形式

喇叭口依其形式分對稱喇叭口、單偏喇叭口、不規則喇叭口和縮短喇叭口等。a.對稱喇叭口，車站與區間的隧道中線為一直線，左右線對稱設曲線。y2y1=y2y1第68頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一b.單偏喇叭口左線(右線)為一直線，僅右線(左線)設曲線。c.非對稱喇叭口，車站與區間隧道中線有平移，左右線上的曲線不對稱。dy1=D-dy2=0y1Dy2y1≠y2y1第69頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一d.不規則喇叭口，隧道中線在車站一端有小轉角，左右線曲線頭與車站站位不協調，需用不同的反向曲線調整曲線位置。第70頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一e.縮短喇叭口，車站外端有大轉角曲線，可以設置縮短喇叭口，減少單線隧道結構長度，以降低工程造價。圖中虛線為原喇叭口及車站站位。第71頁，共78頁，2023年，2月20日，星期一三、線路縱剖面設計1．設計原則及標準

(1)一般原則

①縱剖面設計應保證列車運行的安全、平穩及乘客舒適，高架線路要注意城市景觀，坡段應盡量長。②線路縱剖面要結合不同的地形、地質、水文條件，線路敷設方式與埋深要求，隧道施工方法，地上地下建筑物與基礎情況，線路平面條件等，進行合理設計，力求方便乘客使用