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1、城市轨道交通土木工程交通工程教研室城市轨道交通系统的构成v（线网）线路v轨路v车站v车辆v电力牵引与供电系统v通信与信号系统v综合维修基地（车辆段）v运营管理系统v环控系统土木工程主要内容v线路v轨路v车站v高架桥v车辆维修基地1 正线正线是指供载客列车运行的线路，包括区间正线、支线、车站正线及站线。城市轨道交通正线是独立运行的线路，一般按双线设计，采用右侧行车制。大多数线路为全封闭与其他交通线路相交处，一般采用立体交叉。在特殊条件下（如运营初期），两条线路或交通方式的运量均较小时，经过计算通过能力满足要求，也可考虑采用平面交叉。 1 线 路1.1 基本概念2 辅助线辅助线为空载列车提供折返、
2、停放、检查、转线及出入段作业所需的线路。它包括折返线、临时停车线、渡线、车辆段出入线、联络线等。（1）折返线城市轨道交通线路一般都比较长，全线的客流分布可能会不太均匀，这时可组织区段运行。区段运营是指列车根据运行交路的要求，在端点站与中间车站或中间站与中间站之间进行列车折返。因此，在这些提供折返作业的中间站上，需要为列车设置折返线。折返线的型式能满足折返能力的要求。 v折返形式（2）临时停车线及渡线城市轨道交通线路由十运输量大，列车远行间隔一般较密。在运营过程中，在线运营列车可能会发生故障。为不影响后续列车运行，设计上应能使故障列车及时退出运营正线。一般说来，在轨道交通线路沿线每隔35个车站的
3、站端应加设渡线或车辆停放线。渡线的作用是使离开车辆段的故障列车能及时调头返回车辆段，停车线的作用则是临时停放事故列车。 临时停车线 与折返线结合设置 单独设置 （3）车辆段出入线为保证运行列车的停放和检修，在轨道交通沿线适当的位置应设置车辆段，车辆段与正线连接的线路为车辆段出入线，出入线可以设计为双线或单线，与城市道路或其他方式的交叉处可采用平交或者立交，具体方案要根据远期线路通过能力需要量来确定。车辆段出入线 一般应尽可能靠近车站出岔，以减少对正线运营的干扰。v（4）联络线v 在整个城市轨道交通路网中，要使同种制式的线路可以实现列车过轨运行。这种过渡一般需要通过线与线之间的联络线来实现。联络
4、线的位置应在路网规划中确定，先期修建的线路应根据规划要求，为后建线路预留联络线的设置条件。另外，为方便车辆及大型设备的运输，有条件的地方应设置地面铁路专用线。轨道交通运营线路由区间结构、车站、轨道等共同组成。作为轨道交通工程设计的一部分，线路设计是工程设计的龙头。一般，它可以分为两个大的设计阶段：第一阶段为规划选线阶段，其主要内容包括规划方案确定和可行性研究。这一阶段需要确定线路走向、站点布置、敷设方式。第二阶段为详细设计阶段，包括初步设计和施工设计等内容。线路规划是城市轨道交通工程前期研究不可或缺的重要内容。线路规划是在已经确定的城市轨道交通线网规划的基础上，研究某一条或某一段线路的具体位置
5、，包括线路的路由方案、敷设方式以及站点的选择等。 1.2 线路规划1 线路的走向与路由在城市轨道交通线网规划中，关于各条线的走向和路由一般已经有了较粗略的规划。 然而，城市建设过程中会发生一些变化,例如，城市用地规划的调整，建设时序的变化，大的客流集散点重新选址等。这些变化不可避免地对已经规划的线路走向与路由产生影响，因此，工程建设前仍需要对此加以研究。线路的走向与路由的确定受以下几个因素影响：1）线路的性质、作用及地位。它主要包括线路在轨道交通线网中的作用及地位，所承担的客流性质以及工程建设规模和线路等级等。2）客流集散点和主客流方向。它主要包括设计年限内，线路所经过的大型集散点的建设状况，
6、可能形成的客流走廊状况以及主客流方向等。3）城市道路网及建设状况。城市轨道交通线路必须与城市的规划道路网建设密切配合，在未建成规划道路的地段建设轨道交通时，要注意轨道交通线路与规划道路的关系，在能力运用上要配套、合理。 4）线路的敷设方式和技术条件。线路的敷设方式以及采用的技术条件对线路的走向及路由也会产生很大影响，在不满足线路技术要求的地段，需采用绕行或另选路由。5）与城市发展的近远期结合，选择线路走向和路由时一个重要的方面就是要考虑城市建设的近远期发展条件，要与城市建设发展时序相协调，发挥轨道交通建设对槭市建设的牵引作用。此外，某些场合下，还有一些其他因素也会对线路路由产生决定性影响，如某
7、一时期的战备要求，与一些重要设施的衔接要求等。线路路由方案的研究要在分析上述因素的基础上进行，线路走向 和路由方案的研究一般在150 000110 000地形图上进行，特殊地段可采用12 000地形图。一般说来，根据线路技术条件和地形地貌，可提出23个方案作为比选和论证的基础。路由方案研究一般可从以下几个方面着手： 1）客流吸引条件，包括客流量大小，吸引范围内居住及工作人口数、沿线客流集散点以及与其他交通工具换乘条件等。2）线路条件，包括线路长度、曲线半径大小、车站设置条件等。3）施工条件，包括施工难易程度、施工场地布置条件、房屋与管线的拆迁工作量条件等。 4）对城市环境的影响，包括施工期对城
8、市道路、商业以及居民的影响和运营后线路引起的景观，噪声的影响等。5）费用和工期，主要包括施工造价、运营费用和工期等。按照行车路线，结合有关设计的技术规范，落实线路的位置。其要点是先定点，后定线，点线结合。（1）地下线 轨道交通地下线的建设一般选择在城市中心繁华地区，它是对城市环境影响最小的一种线路敷设方式。地下线埋置深度的选择应根据地质情况和地下构筑物情况确定。在城市中，一般以浅埋为好。在工程方案制定时，要由浅入深进行选择比较，由此确定最佳方案。2 线路的敷设方式轨道交通线路敷设方式可分为地下、地面（含路堑、路堤）和高架3种方式。v地下线的施工 方法 主要有明挖法、暗挖法等。暗挖法包括盾构法和
9、矿 山法。v盾构法又分为单圆盾构、双圆(双线)盾构。线路在平纵断面的设计上要 紧密结合具体的环境情况根据所采用的施工方法来决定线间距和线位埋 深。采用单圆(单线)盾构施工时,左右线一般平行布置,且为确保施工安 全,隧道净距和隧道覆土厚度要求大于等于一倍盾径v因盾构施工对城市交通和环境 影响 较小,故多被采用。v 对于长距离的狭窄地带且不便采用明挖施工的地段,可采用 双圆(双线)盾构法施工。其特点是左右线同时推进,隧道横 剖面呈“眼镜状”(见图2),线间距根据采用的车型和限界来确 定。如:型车的线间距为4.60,隧道横剖面的结构外缘宽 度为10.80(图1中单圆盾构隧道横剖面的结构外缘宽度为 1
10、8.60左右)。采用双圆盾构法施工可大大节省横向空间, 有效躲避地下障碍物,又避免施工开挖带来的环境影响。 目 前 ,国内采用双圆(双线)盾构施工的还很少,仅上海的8线 首先使用。此工法除了缺乏施工技术经验外,车站一般只能 设置为侧式站台,使用起来不方便,且线路的曲线半径不宜太 小;此外,双圆(双线)盾构法施工的隧道两洞体容易发生不均 匀沉降。v盾构法施工在国内地铁建设中已成为首选的 施工方法。该工法不但对环境影响小,还能有 效地躲避市政管线,节省了管线改移的麻烦和 投入;此外,由于盾构施工的隧道埋深在一定 程度上对造价和难度影响不大,因此线路在纵 断面上可设计成较理想的高站台低区间的节 能坡
11、,对运营和节能都极为有利。v地下线设计时应注意:v(1) 穿越河流地段时,要了解河道的现有河底高程和规划河 底高程,然后根据隧道的工法来确定隧道结构顶与河底的安 全距离。v(2) 要探明地下市政管线,以合理确定线位和站位,尽量减少 管线拆迁改移;尤其对一些粗大的重要管线,如军缆、雨污水 管等,因搬迁困难、影响大、费用高,应尽量躲避。v(3) 线路经过有桩基的建筑物时,要探明桩基类型和深度,以 确定采用的施工方法和安全距离,并根据建筑物性质采取合 理的加固保护措施,确保工程安全。v(4) 线位尽量布置在城市道路红线以内,隧道体不要侵入道 路两侧的地块,以避免影响两侧土地的开发利用。穿越市中心的城
12、市轨道交通线一般很少设置地面线，其主要原因是市区一般用地较为紧张，道路交叉口较多，干扰较大。在连接中心城与卫星城之间或城市边缘地带，应尽可能创造条件，设置地面线，以减少工程造价。（2）地面线轨道交通地面线是造价最低的一种敷设方式，一般敷设在有条件的城市道路或郊区野外。为保证轨道交通车辆的快速运行，一般为专用道形式，与城市道路相交时，一般应设置为立交。v 地面线是指在较空旷的地带,道路和建筑稀 少,采用类似普通铁路的路基作为轨道基础的 线路形式(见图5)。地面线的路基高度一般要 高出通过地段的最高地下水位和当地50年一 遇的暴雨积水水位,以免路基出现淹没、翻浆 冒泥而影响运营。v地面线的优点是土
13、建工程造价最低;v其缺点是隔断线路两侧的交通,使线路两侧难 以沟通,不利两侧土地的商业开发利用,同时 运营时噪声较大。此外,地面线的沉降变化较 大,故多采用碎石道床,因此运营后养护维修 工作量较大。城市轨道交通中的市域线在偏 远市郊路段多采用此种形式。v地面线设计时应注意:v 要结合沿线土地的使用性质从长远的规划上综合慎 重考虑是否设置地面线,因城市轨道交通的行车密度大,地面 线要防护隔离,这将隔断线路两侧的联系,并带来很大的噪声 。轨道交通是百年大计,不要图节省初期的建设投资而对沿 线周围环境的 发展 造成不良的影响。v在南方地区要充分考虑路基的防淹和排水问题,以确保线 路的运营安全。要调查
14、搜集当地的暴雨积水强度,来确定最 小路肩高程。如上海轨道交通9号线经过一处高压走廊,因受 高压线高度控制,局部线路由高架降为地面线;其路肩高度根 据当地30年一遇的暴雨积水高度确定,并采取了一定的排水 和保护措施。高架线是介于地面和地下之间的一种线路，既保持了专用道的形式，占地较少，对城市交通干扰较小。高架线是城市轨道交通中一种重要的线路敷设方式。高架区段中的高架桥是永久性的城市建筑，结构寿命要求按50年以上来考虑。目前，国内外对穿越城区的轨道交通甚至道路设置高架线存在一些争议，问题的焦点在于3方面：一是高架线路对市区（一般也是旧城区）景观有些影响，可能破坏城市市容，二是高架系统产生的噪声、振
15、动等对线路周围环境有不良影响：此外，高架对沿线居民的隐私权有所侵犯，易引起某些纠纷。我国是一个发展中国家。一般认为：城市道路红线宽度在40m以上时，可以考虑设置高架线。如果工程处理得当，它也能够满足城市环境的要求。总之，上述3种敷设方式的选择应结合城市的总体规划、线路所穿越的地区环境、工程具体技术要求及造价，综合比选后确定，其中与城市规划相结合是最重要的方面。由于我国城市道路交通环境复杂，新建轨道交通线路如不能做到全封闭，一般认为也应达到65以上才能符合快速的要求。v高架线设计时应注意:v 应了解道路的规划位置和净空要求,以确定高架桥的梁底 高度和跨度;要与河道管理部门和水务管理部门协调,了解
16、河 道的规划宽度、防洪要求和通航等级,以便确定梁下的净空 高度和梁的跨度。v 线位距离楼房较近的地段,要充分考虑噪声和振动对周围 楼房的影响,可考虑设置隔音屏,采用减振效果好的道床。对 噪声和振动有特殊要求的可考虑改为地下线或采取绕避。v上海在个别路段设计了一体化高架结构,将城市的地面道路 、轨道交通线及高架道路三者组合在一起(如图4所示)。三 者合理的结合,很好地解决了城市空间紧张的 问题 。 v 还有一种近似于地下和敞开式之间的线路敷设形式 ,即:线位结构顶部几乎与地面相平,只在穿越道路时 稍微增加埋深,增加覆土厚度。当这种线路敷设距离 较长时,为防止雨水的大量汇入,应在上部加蓬顶(最 好为透明材质,以利于 自然 采光);另外可根据环控 计算 在一定位置加设换气窗,采用自然通风。线路 两侧可设计为由里向外、由高到低的绿化树木,既可 降低噪声,又让列车运行于绿色长廊下这种线路埋深 浅、施工难度小,造价低,还可节省环控设备及照明, 很适合南方城市特定地段采用。v敞开式线路设计时应注
