城市軌道交通系統(tǒng)概論__城市軌道交通的設(shè)計(jì)與施工PPT課件

1、2021-8-31 第二章第二章 城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工工【問題導(dǎo)入】 城市軌道交通系統(tǒng)的工程設(shè)施，不僅是保證高質(zhì)量運(yùn)營(yíng)服務(wù)的前提和基礎(chǔ)，而且還具有一個(gè)顯著特點(diǎn)，就是其系統(tǒng)工程設(shè)施一經(jīng)確定并建設(shè)完畢，基本上是長(zhǎng)期使用，具有永久性所以其規(guī)劃、設(shè)計(jì)與施工的正確性、預(yù)見性和質(zhì)量都是十分重要的。那么如何能有條不紊地做好城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工工作呢?這正是本章要介紹的內(nèi)容。2021-8-32【學(xué)列目標(biāo)】 1能夠掌握城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的一些基本概念。 2能說出軌道交通線路的種類及其在運(yùn)營(yíng)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

2、軌道交通常用的施工方法。2021-8-33【教學(xué)建議】 1教學(xué)場(chǎng)地：在教室或多媒體教室中進(jìn)行，課后可實(shí)地參觀。 2設(shè)備要求：各城市現(xiàn)有軌道交通線網(wǎng)圖若干；限界、施工方法掛圖或動(dòng)畫演示若干；各種施工機(jī)械模型1套。 3課時(shí)要求：共 6 課時(shí)，其中課堂講授 4 課時(shí)，參觀學(xué)習(xí) 2 課時(shí)。2021-8-34【理論知識(shí)】21 城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì) 1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的基本概念 (1)線網(wǎng) 線網(wǎng)是指在一個(gè)城市中軌道交通線路所構(gòu)成的路網(wǎng)狀態(tài)。 (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(wǎng)與線路的關(guān)系 兩者是整體與局部的關(guān)系，若干條線路構(gòu)成線網(wǎng)。例如，天津市快速

3、軌道系統(tǒng)共規(guī)劃了 9 條線路(圖21)，其中 1 號(hào)線已于2006年建成通車，2、3 號(hào)線正在建設(shè)中。 2021-8-35圖21 天津市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃圖 (4)城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)的構(gòu)成 城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)，可劃分為線網(wǎng)規(guī)劃與線路設(shè)計(jì)兩部分，兩者是系統(tǒng)與子系統(tǒng)問的關(guān)系。 (5)線網(wǎng)規(guī)劃線網(wǎng)規(guī)劃是指在一定線路數(shù)量規(guī)模條件下，確定路網(wǎng)的形態(tài)及各條線路走向的決策過程。 2021-8-36 (6)線路設(shè)計(jì) 線路設(shè)計(jì)是指在已經(jīng)確定的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)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(shè)方式及站點(diǎn)選擇等的確定過程。 (7)線網(wǎng)規(guī)劃與線路設(shè)計(jì)的區(qū)別 線網(wǎng)規(guī)劃更注重與城市發(fā)

4、展的協(xié)調(diào)關(guān)系，強(qiáng)調(diào)城市整體發(fā)展的理論性、科學(xué)性、前瞻性，居宏觀層面。線路設(shè)計(jì)關(guān)注線路走向的優(yōu)化及與沿線土地開發(fā)及地面交通的協(xié)調(diào)，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目實(shí)施的合理性、實(shí)用性和可操作性，居微觀層面。2021-8-37 2城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃 (1)線網(wǎng)規(guī)劃的意義與作用 城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃的一個(gè)組成部分，具有非可逆性，線路一經(jīng)建成便不可更改。它的好壞直接影響城市交通結(jié)構(gòu)的合理性，以及工程投資、工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。其意義具體表現(xiàn)在：支持城市總體規(guī)劃的實(shí)施和發(fā)展，有利于城市科學(xué)制定經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，有利于城市各項(xiàng)設(shè)施建設(shè)，為控制軌道建設(shè)用地提供基礎(chǔ)，為城市軌道工程建設(shè)提供依據(jù)。2021-8-38

5、 其具體作用表現(xiàn)為： 緩解城市中心區(qū)交通的供需矛盾； 加強(qiáng)主出行方向(主要交通走廊)上系統(tǒng)的速度和容量； 串聯(lián)城市大型客流集散點(diǎn)(交通樞紐、商業(yè)服務(wù)中心、行政中心、規(guī)劃大型居住區(qū)、規(guī)劃工業(yè)區(qū)和娛樂中心等)，實(shí)現(xiàn)客流的合理疏解； 加強(qiáng)對(duì)外交通與市區(qū)的聯(lián)系，方便衛(wèi)星城鎮(zhèn)與市區(qū)的聯(lián)系，增強(qiáng)城市的輻射能力； 節(jié)約能源，避免大氣污染，改善環(huán)境； 啟動(dòng)內(nèi)需，聚集商貿(mào)及房地產(chǎn)開發(fā)，支持舊城改造和新區(qū)開發(fā)，并成為城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)。2021-8-39 (2)線網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容 城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃主要包括城市背景研究、線網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究、實(shí)施規(guī)劃研究三個(gè)方面內(nèi)容。 1)城市背景研究。城市背景研究主要是對(duì)城市自然和人

6、文背景加以研究，以確立指導(dǎo)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的技術(shù)政策和規(guī)劃原則。其主要研究依據(jù)是城市總體規(guī)劃和綜合交通規(guī)劃等。它的具體研究?jī)?nèi)容包括城市現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃、城市交通現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃(城市道路交通現(xiàn)狀分析、道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和布局、城市客運(yùn)交通的發(fā)展和現(xiàn)狀、城市交通發(fā)展總體戰(zhàn)略、城市軌道交通現(xiàn)狀)等。 2)線網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究。線網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究主要包括合理規(guī)模研究、線網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究、線網(wǎng)方案客流測(cè)試和線網(wǎng)方案評(píng)價(jià)等。2021-8-310 3)實(shí)施規(guī)劃研究。實(shí)施規(guī)劃研究是軌道交通是否具備可操作性的關(guān)鍵，其主要研究?jī)?nèi)容是工程條件、建設(shè)順序、附屬設(shè)施的規(guī)劃。實(shí)施規(guī)劃研究的具體內(nèi)容包括：車輛段及其他基地的選址與規(guī)模研究、聯(lián)絡(luò)線分布研究

7、、軌道交通線網(wǎng)與城市的協(xié)調(diào)發(fā)展及與環(huán)境要求、軌道交通和其他地面交通銜接研究等。 (3)線網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)城市現(xiàn)狀與規(guī)劃情況編制的線網(wǎng)中各條線路組成的幾何圖形一般稱線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。其形式一般要與城市道路的結(jié)構(gòu)形式相適應(yīng)，但在選定時(shí)，首先應(yīng)考慮客流主方向，并為乘客創(chuàng)造便利條件，以便更多地吸引乘客。另外，由于交通與城市發(fā)展之間的相互作用關(guān)系，軌道交通建成后，將對(duì)城市發(fā)展產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式布置適當(dāng)與否，直接關(guān)系到線網(wǎng)建成后的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和交通服務(wù)質(zhì)量。2021-8-311 為此，在設(shè)計(jì)線網(wǎng)時(shí)，不但要考慮各線的具體情況，更要考慮線網(wǎng)的整體布局，也就是要考慮線網(wǎng)總的結(jié)構(gòu)形式是否合理

8、。不同的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，因其運(yùn)輸特性不同而對(duì)城市人口分布的影響也不同，因此對(duì)城市結(jié)構(gòu)的影響也不同。從幾何圖形上考慮，線網(wǎng)主要可劃分為以下幾種形式(圖22)。 圖22 線網(wǎng)幾種結(jié)構(gòu)形式a)放射形 b)條帶形 c)棋盤式 d)放射形網(wǎng)狀 e)放射加環(huán)形 f)棋盤加環(huán)線2021-8-312 1)放射形(星形)結(jié)構(gòu)。 放射形結(jié)構(gòu)指所有線路只有一個(gè)換乘站的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)(圖22a)。其唯一的換乘站一般都位于市中心的客流集散中心，線網(wǎng)中所有線路問都可以在該換乘站實(shí)現(xiàn)直接換乘，但由于換乘的客流量大，換乘客流相互干擾也大，易引起混亂和擁擠。另外，放射形線網(wǎng)換乘車站的設(shè)計(jì)與施工難度較大：由于一般是采用分層換乘，使車站埋

9、深增加，車站建設(shè)費(fèi)增加，乘客換乘時(shí)間延長(zhǎng)。此外，由于所有線路都通達(dá)市中心，使得郊區(qū)與市中心的往來較為方便，郊區(qū)乘客可以直達(dá)市中心，并且由一條線到任何另一條線只有一次換乘就能到達(dá)目的地；但郊區(qū)之間的往返必須經(jīng)過市中心的換乘站。2021-8-313 2)條帶形(樹狀)結(jié)構(gòu)。 條帶形結(jié)構(gòu)是指n條線路有 n1 個(gè)交叉點(diǎn)(換乘站)，且在網(wǎng)絡(luò)中沒有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，形如樹枝狀(圖22b)的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適合于沿江或沿山谷條帶狀發(fā)展的城市地域。但這種結(jié)構(gòu)連通性差，線路問換乘不方便，兩條樹枝線問至少要換乘兩次才能實(shí)現(xiàn)互通。此外，由于線路上客流分布不均，同一線路上兩個(gè)換乘站之間的路段因擔(dān)負(fù)著大量的換乘客流，客流量較

10、換乘站外側(cè)路段顯著增高，給線路的行車組織帶來困難。 2021-8-314 3)棋盤式(柵格網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)。 棋盤式結(jié)構(gòu)是指由若干線路(至少4條)大多呈平行四邊形交叉，所構(gòu)成的網(wǎng)格多為四邊形的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)(圖22c)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：一般在內(nèi)城區(qū)分布較均勻，但深入市郊的線路不多；由于存在回路，連通性好，乘客換乘的選擇也較多；線路多為平行分布，方向簡(jiǎn)單，一般只有縱橫兩個(gè)方向，能提供很大的輸送能力，線路和換乘站上的客流也能分布得較均勻；但由于沒有通達(dá)市中心的徑向斜線，市郊到市中心的出行不便。2021-8-315 4)放射形網(wǎng)狀(三角形)結(jié)構(gòu)。 放射形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是指線路(至少3條)多為徑向線且線路交叉所成的網(wǎng)

11、格多為三角形的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)(圖2-2d)。這種結(jié)構(gòu)中，多數(shù)線路都在市中心區(qū)有三角形交叉，市中心區(qū)線路和換乘站密集而均勻，網(wǎng)絡(luò)連通性好，乘客換乘方便，在規(guī)模不大的情況下，任意兩條線路間都可以實(shí)現(xiàn)直接換乘，線網(wǎng)中交織成網(wǎng)的部分影響區(qū)范圍較小，但深入市郊的射線很長(zhǎng)。這種結(jié)構(gòu)由于各個(gè)方向都有線路通達(dá)市中心區(qū)，市郊到市中心的出行方便，市中心區(qū)對(duì)市郊的經(jīng)濟(jì)輻射距離較遠(yuǎn)，市郊之間的往返必須到市中心區(qū)的換乘站換乘。2021-8-316 5)復(fù)合形結(jié)構(gòu)。 指幾種幾何形狀疊加在一起構(gòu)成的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如放射加環(huán)形、棋盤加環(huán)形(圖22e、f)等。由于增加了環(huán)線，環(huán)線和所有經(jīng)過的徑向線間可以直接換乘，增加了整個(gè)線網(wǎng)的連通性，

12、并減輕了市中心的線路負(fù)荷，起到了疏散客流的作用。 6)其他結(jié)構(gòu)。 國(guó)內(nèi)外許多規(guī)模不大的城市，由于城市地理位置特殊，客流流向較為集中單一，往往不需修建更多的軌道交通線，不必形成軌道交通網(wǎng)。目前國(guó)外比較典型的線網(wǎng)有秘魯利馬一字形地鐵，日本神戶 L 形地鐵，英國(guó)格拉斯 O 形地鐵，巴西累西腓 Y 形地鐵，哥倫比亞麥得林 T 形地鐵等。2021-8-317 3城市軌道交通線路設(shè)計(jì) (1)城市軌道交通線路設(shè)計(jì)的過程 線路設(shè)計(jì)一般分為四個(gè)階段，即可行性研究階段、總體設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段。通過不同的設(shè)計(jì)階段，逐步由淺人深，不斷地比較和修正線路平面、縱剖面和坡度、線路與車站的關(guān)系，最后得到軌道

13、交通線路在城市三維空間中的準(zhǔn)確位置。 1)可行性研究階段。 可行性研究階段主要是通過實(shí)際調(diào)查確定方案，然后通過線路多方案比選，選擇線路走向、路由、車站分布、輔助線分布、線路交叉形式、線路敷設(shè)方式等；提出設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2021-8-318 2)總體設(shè)計(jì)階段。 這一階段的主要任務(wù)是根據(jù)可行性研究報(bào)告和審批意見，初步確定線路平面規(guī)劃，提出線路縱斷面的標(biāo)高位置，確定車站的大體位置。 3)初步設(shè)計(jì)階段。 這一階段的主要任務(wù)是：根據(jù)總體設(shè)計(jì)文件及審查意見，完成對(duì)線路設(shè)計(jì)的原則、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定；基本確定線路平面位置和車站位置；開始進(jìn)行右線縱斷面設(shè)計(jì)。 4)施工設(shè)計(jì)階段。 這一階段的主要任務(wù)是：

14、根據(jù)初步設(shè)計(jì)文件及審查意見，對(duì)部分車站位置和個(gè)別曲線半徑等進(jìn)行微調(diào)，對(duì)線路平面及縱斷面進(jìn)行精確計(jì)算和詳細(xì)設(shè)計(jì)，并提供出施工圖樣及說明。2021-8-319 (2)城市軌道交通線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容 城市軌道交通線路設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括如下幾個(gè)方面。 1)選線。選線包括選擇設(shè)計(jì)線路的走向、路由、車站分布、輔助線分布、交叉形式和鋪設(shè)方式等。選線分為經(jīng)濟(jì)選線和技術(shù)選線。 經(jīng)濟(jì)選線就是選擇行車線路的起始點(diǎn)和經(jīng)過點(diǎn)，使城市軌道交通線路應(yīng)盡可能多地經(jīng)過一些大的客流集散點(diǎn)，如鬧市區(qū)、商業(yè)區(qū)、政治文化經(jīng)濟(jì)中心、居民生活集中區(qū)、工礦區(qū)和地面交通樞紐等，以吸引最大的客流量，提高城市軌道交通的內(nèi)部效應(yīng)，方便市民搭乘軌道交通。

15、技術(shù)選線就是按照行車線路，結(jié)合有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的平面和縱剖面設(shè)計(jì)要求，確定不同坐標(biāo)處線路位置。一般要遵循先定點(diǎn)、后定線、點(diǎn)線結(jié)合的原則。定點(diǎn)就是選定車站的位置。兩條軌道交通線路交叉時(shí)，應(yīng)在交叉點(diǎn)上設(shè)換乘站。2021-8-320 線路鋪設(shè)方式分為三種情況：地面線、地下線和高架線。這三種方式有著各自的特點(diǎn)：地面線節(jié)約投資，但噪聲大、占地大；地下線投資大，工期長(zhǎng)；高架線占地少，噪聲大，但比地下線一般能降低工程投資的1513。線路鋪設(shè)方式應(yīng)根據(jù)城市環(huán)境、地形條件和總體規(guī)劃要求，因地制宜地選擇。在城市中心區(qū)，宜采用地下線；在城市中心區(qū)外圍，且街道寬闊地段，宜首選地面和高架線(在地面和高架線地段，應(yīng)注意環(huán)境保

16、護(hù)和景觀效果，并維護(hù)地面道路的交通功能)。在設(shè)計(jì)時(shí)，無論是地下線還是地上線，都要充分考慮利用地下和地上的空間資源。所以，規(guī)劃部門要嚴(yán)格按路網(wǎng)規(guī)劃用地要求控制用地，以防后患。2021-8-321 2)線路平面的設(shè)計(jì)。從平面上看，線路是由直線和曲線組成的，曲線包括圓曲線和緩和曲線。在線路設(shè)計(jì)時(shí)，主要是根據(jù)實(shí)地情況和技術(shù)要求考慮線路平面的組成要素：直線與曲線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如曲線半徑、圓曲線長(zhǎng)度、緩和曲線等。 3)線路縱斷面的設(shè)計(jì)。從縱斷面上看，線路主要是由平道和坡道組成。在線路設(shè)計(jì)時(shí)，主要是根據(jù)地形、地質(zhì)情況及工程量和施工條件等因素，考慮線路縱斷面的組成要素：平道與坡道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如最大坡度、最小坡度

17、、坡段長(zhǎng)度、坡段連接及豎曲線等。2021-8-322 4)車站站位的選擇。一般車站按縱向位置分為跨路口、偏路口一側(cè)和兩路口之間3種，按橫向位置分為道路紅線內(nèi)外兩種位置選擇(圖2-3)。 跨路口站位(圖23a)：站位跨主要路口，并在路口的各個(gè)角上都設(shè)有出入口，乘客從路口的任何方向進(jìn)入軌道交通系統(tǒng)均不需過馬路，提高了乘客的安全性，減少了路口的人、車交叉；與地面公交線銜接好，乘客換乘方便。 偏路口站位(圖2-3b)：車站不易受路口地下管線影響，減少車站埋深，方便乘客使用，減少施工對(duì)路口交通的干擾，減少地下管線拆遷，降低工程造價(jià)。在高寒地區(qū)，當(dāng)軌道交通為高架線時(shí)，可以減少高架橋體陰影對(duì)路口交通安全的影

18、響。不足之處是乘客集中于車站一端，降低車站的使用效能，增加運(yùn)營(yíng)管理上的困難。將車站出入口伸過路口，或增加路口過街人行道(天橋)，并與出入口連通，或者將車站設(shè)計(jì)成上下兩層式，可以改善路口車站的功能。2021-8-323 圖23 車站位置與路口關(guān)系a)跨路口 b)偏路口 c)兩路口之間 d)貼道路紅線外側(cè)2021-8-324 設(shè)于兩路口之間站位(圖23c)：當(dāng)兩路口都是主路口且相距較近(小于400m)，橫向公交線路及客流較多時(shí)，可將車站設(shè)于兩路口之間，以兼顧兩路口。 貼道路紅線外側(cè)站位(圖23d)：一般在有利的地形條件下采用。當(dāng)基巖埋深淺、區(qū)間可用礦山法暗挖、道路紅線外側(cè)有空地或危舊房區(qū)改造時(shí)，地

19、鐵可以與危舊房改造相結(jié)合，將車站建于紅線外側(cè)的建筑區(qū)內(nèi)，可以少破壞路面，少動(dòng)地下管線，減少交通干擾，充分利用城市土地。2021-8-325 (3)城市軌道交通線路的級(jí)別與分類 線路是軌道交通系統(tǒng)中重要的組成部分，按線路遠(yuǎn)期單向客運(yùn)能力，可分為I、三個(gè)等級(jí)，各級(jí)線路分別有其相關(guān)技術(shù)特征(表21)。每條線路的運(yùn)能，應(yīng)通過客流預(yù)測(cè)分析確定?？土黝A(yù)測(cè)應(yīng)按初期、近期、遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)年限分別測(cè)算，初期為建成通車后第3年，近期為第10年，遠(yuǎn)期為第25年。同時(shí)也應(yīng)考慮整個(gè)線網(wǎng)的遠(yuǎn)景客流并進(jìn)行平衡性預(yù)測(cè)，經(jīng)過綜合分析，合理確定需求規(guī)模。2021-8-326表21 各級(jí)線路相關(guān)技術(shù)特征 線路線路運(yùn)能分類運(yùn)能分類 I(

20、I(高運(yùn)量高運(yùn)量) (大運(yùn)量大運(yùn)量) (中運(yùn)量中運(yùn)量) 地鐵地鐵 輕軌輕軌 單向運(yùn)能單向運(yùn)能(萬人次萬人次h) 5 57 3 35 l l3 適用車型適用車型 A A B( B(或或A) c( c(或或B) 列車最大長(zhǎng)度列車最大長(zhǎng)度(m) 185 185 140 140 100 100 線路形式線路形式(市中心區(qū)市中心區(qū)) 全封閉全封閉 全封閉全封閉 半封全封閉半封全封閉 最高速度最高速度(kmh)380 80 80 60 6080 旅行速度旅行速度(kmh) 30 304JD 30 3040 20 20303040 適用城市市區(qū)人口規(guī)模適用城市市區(qū)人口規(guī)模(萬人萬人) 300 300 200

21、 200 100 100 注：1半封閉型線路系指當(dāng)?shù)孛婢€路為專用道，其中部分路口設(shè)平交道口。 2.適用城市市區(qū)人口規(guī)模系指人口規(guī)模能達(dá)到或超過此限的城市，其快速軌道交通線網(wǎng)中的主干線可能達(dá)到相應(yīng)的運(yùn)量等級(jí)。2021-8-327 城市軌道交通線路按其在運(yùn)營(yíng)中的作用，可分為正線、輔助線和車場(chǎng)線。 1)正線。正線是指供載客列車運(yùn)行的線路，貫穿所有車站和區(qū)間(圖24)。城市軌道交通正線是獨(dú)立運(yùn)行的線路，一般按雙線設(shè)計(jì)，采用與我國(guó)城市街面一致的右側(cè)行車制。大多數(shù)線路為全封閉，與其他交通線路相交處，一般采用立體交叉。 2)輔助線。輔助線是指為空載列車進(jìn)行折返、停放、檢查、轉(zhuǎn)線及出入段作業(yè)所運(yùn)行的線路，包括

22、折返線、渡線、停車線、車輛段出入線和聯(lián)絡(luò)線等。輔助線是軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)組織的效率。2021-8-328圖24 建設(shè)中的天津地鐵 1 號(hào)線運(yùn)營(yíng)正線2021-8-329 折返線：城市軌道交通線路一般都比較長(zhǎng)，全線的客流分布可能會(huì)不太均勻，這時(shí)可組織區(qū)段運(yùn)行。區(qū)段運(yùn)行是指列車根據(jù)運(yùn)行調(diào)度的要求，在盡端站與中問站或中間站與中間站之間進(jìn)行列車折返調(diào)頭，故在這些地方需要為列車設(shè)置折返線。折返線除了供運(yùn)營(yíng)列車往返運(yùn)行時(shí)的調(diào)頭轉(zhuǎn)線使用外，有些也可以作為夜間存車使用。常見折返線形式有很多種(圖25)。 圖25 常見折返線形式a)雙向折返線 b)單向折返線 c)利用交叉渡線折返d)單

23、渡線折返 e)盡端環(huán)線折返2021-8-330 渡線：渡線是指在上下行正線之間(或其他平行線路之間)設(shè)置的連接線，通過一組聯(lián)動(dòng)道岔達(dá)到轉(zhuǎn)線的目的。渡線有單渡線和交叉渡線(圖26)之分。渡線單獨(dú)設(shè)置時(shí)，用來臨時(shí)折返列車，增加運(yùn)營(yíng)列車調(diào)度的靈活性；在與其他輔助線合用時(shí)，能完成或增強(qiáng)其他輔助線的功能。圖2 6 交叉渡線2021-8-331 停車線：停車線一般設(shè)置在端點(diǎn)站，專門用于停車，也可進(jìn)行少量檢修作業(yè)(圖27)。在城市軌道交通車輛基地，要設(shè)有足夠的停車線以供夜間停止運(yùn)營(yíng)后的列車停放。城市軌道交通線路由于運(yùn)輸量大，列車運(yùn)行間隔一般比較密。在運(yùn)營(yíng)過程中，在線運(yùn)營(yíng)列車可能會(huì)發(fā)生故障。為了不影響后續(xù)列車

24、運(yùn)行，設(shè)計(jì)上應(yīng)能使故障列車及時(shí)退出運(yùn)營(yíng)正線。一般來說，在軌道交通線路沿線每隔35個(gè)車站的站端應(yīng)加設(shè)渡線和車輛停放線。通過渡線使故障列車能及時(shí)調(diào)頭，臨時(shí)停車線的作用是臨時(shí)停放事故列車。2021-8-332圖2 7 立體交叉的城市軌道交通線路整體布置圖2021-8-333 車輛段出入線：為保證運(yùn)行列車的停放和檢修，在軌道交通沿線適當(dāng)?shù)奈恢脩?yīng)設(shè)置車輛段，車輛段與正線連接的線路為車輛段出入線。出入線可以設(shè)計(jì)成雙線或單線，與城市道路或其他交通方式的交叉處可采用平交或立交，具體方案要根據(jù)遠(yuǎn)期線路通過能力的需要量來確定。2021-8-334 聯(lián)絡(luò)線：在整個(gè)城市軌道交通線網(wǎng)中，要使同種制式線路可以實(shí)現(xiàn)列車過軌

25、運(yùn)行，這種過軌一般需要通過線與線之間的聯(lián)絡(luò)線來實(shí)現(xiàn)。合理確定聯(lián)絡(luò)線，能夠在線網(wǎng)建成后機(jī)動(dòng)靈活地調(diào)用線網(wǎng)中各線的車輛，使線網(wǎng)形成有機(jī)的整體。聯(lián)絡(luò)線主要是兩條正線間的連接線，主要有以下作用：車輛送修的通道；調(diào)運(yùn)運(yùn)營(yíng)車輛；為后建線路運(yùn)送設(shè)備；同一期工程跨線修建時(shí)，兩線間需設(shè)置聯(lián)絡(luò)線，近期作正線使用。例如，北京地鐵第一期工程蘋果園至北京站線路，其中蘋果園至復(fù)興門是線網(wǎng)中1號(hào)線的西段，復(fù)興門至北京站是2號(hào)環(huán)線的南環(huán)。一期工程修建時(shí)，在南禮士路至長(zhǎng)椿街站間設(shè)一雙線聯(lián)絡(luò)線作正線運(yùn)行，直至環(huán)線建成貫通，兩線各自獨(dú)立運(yùn)營(yíng)以后，才停止作正線使用(圖28)。聯(lián)絡(luò)線是供調(diào)運(yùn)車輛、設(shè)備使用，不載客，所以設(shè)置單線聯(lián)絡(luò)線就

26、可以了，技術(shù)條件也可以低此。2021-8-335圖28 北京地鐵復(fù)興門站聯(lián)絡(luò)線2021-8-336 3)車場(chǎng)線。車場(chǎng)線是指車輛基地內(nèi)的各種作業(yè)線，具體包括以下幾種。 檢修線：設(shè)置在車輛基地檢修庫(kù)內(nèi)，專門用于檢修車輛的作業(yè)線，配有地溝和架車設(shè)備(圖29)。圖2 9 北京地鐵4號(hào)線檢修線2021-8-337 試驗(yàn)線：設(shè)置在車輛基地，用于對(duì)檢修完畢的車輛進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)的線路。2021-8-338 洗車線：專門用于清洗車輛的作業(yè)線，如圖210所示。圖2 10 法國(guó)巴黎地鐵洗車線2021-8-339 出入庫(kù)線：是車輛基地與正線聯(lián)系的線路，專供列車進(jìn)出車輛基地。一般分入庫(kù)線和出庫(kù)線(圖211)。圖2 1

27、1 德國(guó)柏林地鐵出入庫(kù)線2021-8-34022城市軌道交通限界 1城市軌道交通限界的基本概念 限界是一種規(guī)定的輪廓線，這種輪廓線以內(nèi)的空間是保證城市軌道交通列車安全運(yùn)行所必需的空間。 隧道的大小和橋梁的寬窄，都是根據(jù)限界來確定的。限界越大，行車安全度越高，但工程量和工程投資也隨之增加。所以，要確定一個(gè)既能保證列車運(yùn)行安全，又不增大橋、隧道空間的經(jīng)濟(jì)、合理的斷面是制定限界的任務(wù)和目的，因此限界在城市軌道交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工中占有很重要的地位(圖212)。2021-8-341圖2 12 限界在城市軌道交通設(shè)計(jì)施工中的位置2021-8-342 2城市軌道交通限界的種類 城市軌道交通的限界可分為車輛限界

28、、設(shè)備限界、建筑限界和接觸軌(或接觸網(wǎng))限界。 (1)車輛限界 車輛限界是指車輛最外輪廓的限界尺寸。它是根據(jù)車輛的輪廓尺寸和技術(shù)參數(shù)，并考慮其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下所能達(dá)到的橫向和豎向偏移量，按可能產(chǎn)生的最不利情況而進(jìn)行組合確定的。 (2)設(shè)備限界 設(shè)備限界是指線路上各種設(shè)備不得侵入的輪廓線。它是在車輛限界的基礎(chǔ)上再計(jì)入軌道出現(xiàn)最大允許誤差時(shí)，引起的車輛偏移和傾斜等附加偏移量，以及包括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)中難以預(yù)計(jì)的因素在內(nèi)的安全預(yù)留量。2021-8-343 所有固定設(shè)備及土木工程(接觸軌及站臺(tái)邊緣除外)的任何部分都不得侵入此輪廓線內(nèi)。因此對(duì)設(shè)備選型和安裝都應(yīng)分別考慮其制造和安裝誤差，才能滿足設(shè)備限界的

29、要求。地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范的附錄中有A型、B1型及B2型車限界圖，包括隧道內(nèi)、地面及高架直線地段的上部和下部車輛的輪廓線、車輛限界、設(shè)備限界與坐標(biāo)值(圖2-13)。2021-8-344圖213 隧道內(nèi)直線地段車輛輪廓線、車 輛限界、設(shè)備限界與坐標(biāo)值2021-8-345 (3)建筑限界 建筑限界是行車隧道和高架橋等結(jié)構(gòu)物的最小橫斷面的有效內(nèi)輪廓線。在建筑限界以內(nèi)、設(shè)備限界以外的空間，應(yīng)能滿足固定設(shè)備和管線安裝的需要。在設(shè)計(jì)隧道及高架橋等結(jié)構(gòu)物斷面時(shí)，必須分別考慮其他誤差、測(cè)量誤差和結(jié)構(gòu)變形等因素，才能保證竣工后的隧道及高架橋等結(jié)構(gòu)物的有效凈空滿足建筑限界的要求，以保證列車安全高速運(yùn)行。 建筑限界中還包含

30、以下一些輔助限界。 1)隧道建筑限界。在既定的車輛類型、受電方式、施工方法及結(jié)構(gòu)形式等基礎(chǔ)上確定的隧道的建筑限界。它分為矩形隧道建筑限界(圖214)、圓形隧道建筑限界(圖215)和馬蹄形隧道建筑限界(圖216)3種類型。2021-8-346圖214 區(qū)間矩形隧道建筑限界圖圖215 圓形隧道建筑限界圖2021-8-347圖216 馬蹄形隧道建筑限界圖2021-8-348 2)高架橋建筑限界。有時(shí)在軌道交通線路上方設(shè)計(jì)高架的人行通道和橋梁，為保證安全，這種高架橋需要給軌道交通列車及設(shè)備留出適當(dāng)?shù)目臻g。 3)車站建筑限界。車站建筑限界主要是從平面和縱斷面兩個(gè)角度要求。如站臺(tái)有效長(zhǎng)度范圍內(nèi)，其邊緣至線

31、路中心線的距離，應(yīng)根據(jù)車廂寬度進(jìn)行確定，一般站臺(tái)邊緣與車廂外側(cè)面之間的空隙設(shè)置為100mm為宜。站臺(tái)面的建筑限界高度，應(yīng)為車廂地板面至軌頂?shù)拇怪本嚯x所控制，一般站臺(tái)面低于車廂地板面50100mm 較為合適等(圖217)。 (4)接觸軌(或接觸網(wǎng))限界 接觸軌(或接觸網(wǎng))限界是軌道交通供電系統(tǒng)的第三軌供電方式的接觸軌或架空方式接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)位置的輪廓尺寸。2021-8-349圖217 直線車站建筑限界2021-8-350 3城市軌道交通限界制定的原則 1)限界是確定行車軌道周圍構(gòu)筑物凈空大小的依據(jù)，是管線和設(shè)備安裝位置的依據(jù)，是各專業(yè)間共同遵守的技術(shù)規(guī)定，它應(yīng)經(jīng)濟(jì)、合理、安全可靠。 2)限界應(yīng)根據(jù)車

32、輛的輪廓尺寸和技術(shù)參數(shù)、軌道特性、受電方式、施工方法、設(shè)備安裝等綜合因素進(jìn)行分析計(jì)算確定。 3)限界一般是按平直線路的條件進(jìn)行確定。而曲線和道岔區(qū)的限界應(yīng)在直線地段限界的基礎(chǔ)上根據(jù)車輛的有關(guān)尺寸以及不同曲線半徑、超高，不同的道岔類型分別進(jìn)行加寬和加高。因?yàn)榱熊囋谶@些區(qū)間運(yùn)行時(shí)，車體為剛性結(jié)構(gòu)，不能隨軌道而彎曲，致使車體兩端向軌道外側(cè)突出，車體中部向軌道內(nèi)側(cè)偏入，使車體與建筑物間限界凈空間減少。2021-8-351 4)在道岔區(qū)范圍內(nèi)，由于列車需通過道岔側(cè)面的導(dǎo)曲線，所以建筑限界應(yīng)進(jìn)行平面加寬。 5)在制定限界時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)施工、測(cè)量、變形誤差，設(shè)備制造和安裝誤差，設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)過程中難于預(yù)計(jì)的其

33、他因素在內(nèi)的安全留量等，都應(yīng)分別進(jìn)行研究確定。2021-8-352 4城市軌道交通限界設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 (1)限界的坐標(biāo)系 限界的坐標(biāo)系是二維直角坐標(biāo)，將車輛橫斷面的垂直中心線與平直軌道橫斷面的垂直中心線相重合設(shè)為縱坐標(biāo)軸 Y ，將平直軌道軌頂連線設(shè)為橫坐標(biāo)X，兩軸相垂的交點(diǎn)為坐標(biāo)的原點(diǎn)O。 (2)車輛輪廓線 1)車輛輪廓線的含義。車輛橫斷面外輪廓線作為確定車輛限界及設(shè)備限界的依據(jù)，是車輛設(shè)計(jì)和制造的基本數(shù)據(jù)。 2)車體外輪廓尺寸。目前，我國(guó)地鐵車輛采用標(biāo)準(zhǔn)車型和寬體車型兩種類型。上海、廣州和南京采用寬體車型，北京、天津和其他擬新建地鐵的城市均采用標(biāo)準(zhǔn)車型。盡管車型不同，但其制定限界的內(nèi)容和方法

34、是相同的。2021-8-353 5城市軌道交通限界的檢驗(yàn) 城市軌道交通限界的最后檢驗(yàn)是線路開通前的列車?yán)錈峄瑴y(cè)試。 (1)列車?yán)浠瑴y(cè)試 是利用軌道車拖動(dòng)附帶限界模型的地鐵電動(dòng)客車或?qū)Ｓ孟藿缒Ｐ蛙?圖218)，以不大于5kmh的速度，對(duì)所有線路、車站站臺(tái)、停車庫(kù)的設(shè)備限界、車輛限界進(jìn)行檢查和測(cè)量。 (2)列車熱滑(帶電運(yùn)行)測(cè)試 試驗(yàn)區(qū)段應(yīng)是已通過冷滑并能帶電運(yùn)行的線路，試驗(yàn)時(shí)主要觀察和檢驗(yàn)各種限界的同時(shí)，還觀察和檢驗(yàn)牽引網(wǎng)供電(或接觸軌供電)受流是否正常。還要檢查其他業(yè)務(wù)，如：辦理列車進(jìn)路是否正常，通信聯(lián)系是否正常，列車運(yùn)行有無異常，軌道的承載試驗(yàn)等。2021-8-354圖2 18 北京地鐵4

35、號(hào)線正在進(jìn)行開通前限界檢驗(yàn)2021-8-355 23城市軌道交通工程施工 1城市軌道交通土木工程的種類與結(jié)構(gòu)類型 (1)城市軌道交通土木工程的種類 主要包括：地下工程、地面工程、高架工程。 地下工程主要包括：區(qū)間隧道工程和地下車站工程。地面工程主要包括：筑堤工程、地面車站工程、車輛段與配套工程。高架工程主要包括：高架橋工程和高架車站工程。 (2)城市軌道交通土木工程的結(jié)構(gòu)類型 城市軌道交通土木工程的結(jié)構(gòu)類型主要包括： 地下區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)類型、地下車站結(jié)構(gòu)類型、地面車站結(jié)構(gòu)類型、高架車站結(jié)構(gòu)類型、高架橋結(jié)構(gòu)類型。2021-8-356 地下區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)類型又包括矩形、圓形、馬蹄形、鐘形(圖2-19)

36、。 圖219 地下區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)類型a)矩形 b)圓形 c)馬蹄形 d)鐘形 地下車站結(jié)構(gòu)類型又包括：矩形、圓形、拱形、橢圓形(圖220)。 圖220 地下車站結(jié)構(gòu)類型a)矩形 b )圓形 c)拱形 d )橢圓形 地面車站結(jié)構(gòu)類型又包括開放式結(jié)構(gòu)、封閉式結(jié)構(gòu)(圖221)。圖2-21 地面車站結(jié)構(gòu)類型a)開放式結(jié)構(gòu) b)封閉式結(jié)構(gòu)2021-8-3582021-8-358 高架車站結(jié)構(gòu)類型又包括鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、橋梁式結(jié)構(gòu)、框架+橋梁式結(jié)構(gòu)(圖222)。 圖222 高架車站結(jié)構(gòu)類型a)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) b)橋梁式結(jié)構(gòu) c)框架+橋梁式結(jié)構(gòu)2021-8-359 圖223 高架橋結(jié)構(gòu)類型a)拱形橋

37、b)梁形橋 c)剛性框架橋 高架橋結(jié)構(gòu)類型又包括拱形橋、梁形橋和剛性框架橋(圖223)。2021-8-360 2地。下工程施工方法 地下工程施工方法主要是用于區(qū)間隧道工程和地下車站工程施工。隧道施工方法主要受工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地形地貌、沿線環(huán)境的要求、施工單位的技術(shù)水平、施工進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)條件等因素的限制。地下工程在初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)院要對(duì)基本的施工方法進(jìn)行確認(rèn)，在此施工方法基礎(chǔ)上所作的設(shè)計(jì)才是切實(shí)可行的。施工工藝方案選擇得當(dāng)，施工機(jī)械配套合適，工程往往成功一半。反之若施工機(jī)械選用不當(dāng)，施工方法不合理，就會(huì)導(dǎo)致施工難度增加，甚至失敗，而不得不改用其他施工方法。目前國(guó)內(nèi)外常用的施工方法

38、有以下幾種。2021-8-361 (1)明挖法 明挖法是將地面挖開，形成露天的基坑，然后在基坑中修筑隧道襯砌，最后回填土石，恢復(fù)地面。明挖法適用于地下鐵道線路在地下幾米深時(shí)采用。 明挖法的優(yōu)點(diǎn)是：施工方法簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟；工程進(jìn)度快，根據(jù)需要可以分段同時(shí)作業(yè)；淺埋時(shí)工程造價(jià)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用均較低，且能耗較少。缺點(diǎn)是：外界氣象條件對(duì)施工影響較大；施工對(duì)城市地面交通和居民正常生活有較大影響，且易造成噪聲、粉塵及廢棄泥漿等的污染；需要拆除工程影響范圍內(nèi)的建筑物和地下管線；在飽和的軟土地層中，深基坑開挖引起的地面沉降較難控制，且坑內(nèi)土坡的穩(wěn)定常常會(huì)成為威脅工程安全的重大隱患。2021-8-362 明挖法又可分

39、為敞口明挖和有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的明挖。敞口明挖也稱為無圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑明挖，適用于地面開闊，周圍建筑物稀少，地質(zhì)條件好，土質(zhì)穩(wěn)定且在基坑周圍無較大載荷，對(duì)基坑周圍的位移和沉降無嚴(yán)格要求的情況，一般采用大型土方機(jī)械施工和深井泵及輕型井點(diǎn)降水。而具有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的明挖適用于施工場(chǎng)地狹窄，土質(zhì)自立性較差，地層松軟，地下水豐富，建筑物密集的地區(qū)。采用該方法施工時(shí)可以較好地控制基坑周圍的變形和位移，同時(shí)可以滿足基坑開挖深度大的要求。目前在我國(guó)地下鐵道車站的修建中多采用有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑明挖方法，并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。2021-8-363 (2)蓋挖法 采用明挖法修建地下線路，其最大的缺點(diǎn)是對(duì)城市交通及居民生活的干擾較大

40、，而在交通繁忙的地段修建地下鐵道，尤其是修建有綜合功能的車站或需要嚴(yán)格控制基坑開挖引起的地面沉降時(shí)，則可采用蓋挖法施工。 蓋挖法的施工程序是：先筑邊墻開挖頂部土體并修頂蓋回填并恢復(fù)路面在頂蓋保護(hù)下開挖下部土體修筑底板及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即先蓋后挖。 蓋挖法除施工程序與一般方法不同外，還具有如下特點(diǎn)： 蓋挖法的邊墻既為結(jié)構(gòu)的永久性邊墻，又兼有基坑圍護(hù)的雙重作用，因而可簡(jiǎn)化施工程序，降低工程造價(jià)。另外，邊墻用混凝土等剛性材料修筑，其變形量小，因而可靠近地面建筑物的基礎(chǔ)施工，而不至對(duì)其產(chǎn)生影響。 2021-8-364 采用蓋挖法施工，占地寬度比一般明挖法小，且無振動(dòng)和噪聲。 蓋挖法的頂蓋一般均距地表面很近，

41、這可縮短從破壞路面、修筑頂蓋到恢復(fù)路面所需的時(shí)間，從而最大限度地減少對(duì)地面交通的干擾。對(duì)寬度較大的雙跨或三跨結(jié)構(gòu)還可對(duì)頂蓋進(jìn)行橫向分段施工，以利地面交通。 由于是自上而下修建，先修的頂蓋成為基坑內(nèi)的一道橫撐，如為多層結(jié)構(gòu)，則蓋板將起到支撐的作用，從而可免去或減少施工時(shí)的水平支撐系統(tǒng)。 此法是在松軟地層中修建地下多層建筑物的最好方法。暗挖法由于其斷面形狀和工藝特征，除巖石地層外，難以修筑多層結(jié)構(gòu)。普通明挖法如基坑開挖過深，支護(hù)亦困難，而蓋挖法只要將邊墻修筑至一定深度，便可自上而下逐層開挖，逐層建筑，使修筑地下多層結(jié)構(gòu)比較容易實(shí)現(xiàn)。2021-8-365 蓋挖法施工按其施工流程可分為： 1)蓋挖順作

42、法。在路面交通不能長(zhǎng)期中斷的道路下修建地下鐵道車站或區(qū)間隧道時(shí)，可采用蓋挖順作法(圖2-24)。該方法是在現(xiàn)有道路上，按所需要的寬度，由地面完成擋土結(jié)構(gòu)后，以定型的預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)覆蓋結(jié)構(gòu)(包括縱、橫梁和路面板)置于擋土結(jié)構(gòu)上維持交通，往下反復(fù)進(jìn)行開挖和架設(shè)橫撐，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。然后依序由下而上建筑主體結(jié)構(gòu)和防水措施，最后拆除預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)覆蓋結(jié)構(gòu)，回填和恢復(fù)路面。2021-8-366 圖224蓋挖順作法施工步驟a)構(gòu)筑連續(xù)墻、中間支承樁 b)構(gòu)筑中間支承樁 c)構(gòu)筑連續(xù)墻及覆蓋板d)開挖及支撐安裝 e)開挖及構(gòu)筑底板 f)構(gòu)筑側(cè)墻、柱及樓板g)構(gòu)筑側(cè)墻及頂板 h)構(gòu)筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，拆除蓋板和臨時(shí)中樁，恢復(fù)路面2

43、021-8-367 2)蓋挖逆作法。如果開挖面較大，覆土較淺，周圍沿線建筑物過于靠近，為盡量防止因開挖基坑而引起的鄰近建筑物沉降，或需要及早恢復(fù)路面交通，但又缺乏定型覆蓋結(jié)構(gòu)時(shí)，可采用蓋挖逆作法施工。先在地表面向下做基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和中間樁柱，和蓋挖順作法一樣，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用地下連續(xù)墻，或鉆孔灌注樁，或人工挖孔樁。中間樁柱則多利用主體結(jié)構(gòu)本身的中間立柱以降低工程造價(jià)。隨后即可開挖表層土至主體結(jié)構(gòu)頂板底面標(biāo)高，利用未開挖的土體作為土模澆注頂板，它還可以作為一道強(qiáng)有力的橫撐，以防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)變形，待回填土后將道路復(fù)原，恢復(fù)交通，以后的工作都是在頂板覆蓋下進(jìn)行，即自上而下逐層開挖并建造主體結(jié)

44、構(gòu)直至底板。在特別松軟的地層中，且臨近地面建筑物時(shí)，除以頂樓板作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的橫撐外，還需設(shè)置一定數(shù)量的臨時(shí)橫撐，并施加不小于橫撐設(shè)計(jì)軸力7080的預(yù)應(yīng)力(圖225)。2021-8-368 圖2 25 蓋挖逆作法施工步驟a )構(gòu)筑圍護(hù)結(jié)構(gòu) b)構(gòu)筑主體結(jié)構(gòu)中間立柱 c)構(gòu)筑頂板d)回填土，恢復(fù)路面 e)開挖中層土 f )構(gòu)筑上層主體結(jié)構(gòu)g )開挖下層土 h )構(gòu)筑下層主體結(jié)構(gòu)2021-8-369 3)蓋挖半逆作法。該方法類似逆作法，其區(qū)別僅在于頂板完成及恢復(fù)路面后，向下挖土至設(shè)計(jì)標(biāo)高后先建筑底板，再依次序向上逐層建筑側(cè)墻、樓板。在半逆作法施工中，一般都必須設(shè)置橫撐并施加預(yù)應(yīng)力(圖226)。 圖2

45、 26 蓋挖半逆作法施工步驟a)構(gòu)筑連續(xù)墻、中間支承樁及臨時(shí)性擋土設(shè)備 b)構(gòu)筑頂板( I ) c)打設(shè)中間樁、臨時(shí)性擋土設(shè)備及構(gòu)筑頂板() d)構(gòu)筑連續(xù)墻及頂板() e)依序向下開挖，逐層安裝水平支撐 f)向下開挖，構(gòu)筑底板 g)構(gòu)筑側(cè)墻、柱及樓板 h)構(gòu)筑側(cè)墻及內(nèi)部結(jié)構(gòu)物2021-8-370 (3)新奧法及淺埋暗挖法 地下線路穿越基巖地段，圍巖具有一定的自穩(wěn)能力時(shí)，一般采用新奧法施工，即以噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼架和錨桿作為主要支護(hù)手段，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，使其與支護(hù)結(jié)構(gòu)成為一個(gè)完整的支護(hù)體系。新奧法是目前廣泛采用的一種方法。采用該方法修建地下鐵道時(shí)，對(duì)地面干擾小，工程投資也相對(duì)較小，在

46、我國(guó)目前的地下鐵道區(qū)間隧道修建中，使用該方法的較多，已經(jīng)積累了比較成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，工程質(zhì)量也可以得到較好的保證。但是使用此方法施工時(shí)，不方便機(jī)械化作業(yè)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作條件惡劣，需要較全面的勞動(dòng)保護(hù)措施。使用此方法進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)于巖石地層，可采用分步或全斷面一次開挖，錨噴支護(hù)和復(fù)合襯砌；對(duì)于土質(zhì)地層，一般需對(duì)地層進(jìn)行預(yù)支護(hù)或加固后再開挖、支護(hù)、襯砌，在有地下水的條件下施工必須降水后方可施工。2021-8-371 淺埋暗挖法是在新奧法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的施工方法。一般采用超前預(yù)支護(hù)加固地層，分部開挖，架鋼筋格柵拱、噴射混凝土等聯(lián)合支護(hù)，然后做防水層，最后用模筑混凝土做二次襯砌。 對(duì)于埋置較深的巖

47、石地層可用傳統(tǒng)礦山法，即用鉆爆開挖地層，然后修筑襯砌。新奧法 淺埋暗挖法2021-8-372 (4)盾構(gòu)法 盾構(gòu)法是隧道暗挖施工法的一種。地下鐵道中采用盾構(gòu)法施工始于1874年，自20世紀(jì)60年代以來，盾構(gòu)法在日本得到了迅速的發(fā)展。1989年我國(guó)上海地下鐵道一號(hào)線工程正式采用盾構(gòu)法修建區(qū)間隧道。目前在我國(guó)的廣州地鐵、深圳地鐵、上海地鐵、南京地鐵和北京地鐵均有采用盾構(gòu)法修建的地段。2021-8-373 盾構(gòu)機(jī)是這種施工方法的主要施工機(jī)械(圖227)，它是一個(gè)既能承受圍巖壓力又能在地層中自動(dòng)前進(jìn)的圓筒形隧道工程機(jī)械，目前也有少數(shù)為矩形、馬蹄形和多圓形斷面的盾構(gòu)機(jī)。盾構(gòu)機(jī)主要由五部分組成：殼體、排土

48、系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、襯砌拼裝系統(tǒng)和輔助注漿系統(tǒng)。盾構(gòu)機(jī)的殼體由切口環(huán)、支承環(huán)和盾尾三部分組成，并與外殼鋼板連成一體；排土系統(tǒng)主要由切削土體的刀盤、泥土倉(cāng)、螺旋出土器、皮帶傳送機(jī)和泥漿運(yùn)輸電瓶車等部分組成。控制螺旋出土器排土的速度和盾構(gòu)推進(jìn)的速度，可以保持開挖面土體的平衡。推進(jìn)系統(tǒng)由液壓設(shè)備和盾構(gòu)千斤頂組成。襯砌拼裝器(也稱舉重臂或機(jī)械手)是拼裝系統(tǒng)的主要設(shè)備，常以油壓系統(tǒng)為動(dòng)力。輔助注漿系統(tǒng)包括漿液攪拌機(jī)和注漿泵等設(shè)備。管片襯砌離開盾尾時(shí)，要及時(shí)壓注漿液充填盾殼和環(huán)形襯砌之間的建筑間隙，以減少地面的沉降。2021-8-374圖227 盾構(gòu)機(jī)2021-8-375 盾構(gòu)法施工由以下幾個(gè)步驟組成(圖22

49、8)： 在置放盾構(gòu)機(jī)的地方打一個(gè)垂直井，再用混凝土墻進(jìn)行加固； 將盾構(gòu)機(jī)安裝到井底，并裝配相應(yīng)的千斤頂，用千斤頂之力驅(qū)動(dòng)井底部的盾構(gòu)機(jī)往水平方向前進(jìn)，形成隧道； 將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混凝土襯砌加固，地壓較高時(shí)可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混凝土襯砌。 該施工方法適用于松軟地層，在我國(guó)的上海和南京地鐵的修建中使用較多。采用盾構(gòu)法施工具有對(duì)地面影響小、機(jī)械化程度高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)。但目前盾構(gòu)機(jī)的造價(jià)較高，機(jī)械復(fù)雜，在很大程度上限制了盾構(gòu)法施工的發(fā)展。2021-8-376圖228 盾構(gòu)法施工概貌圖2021-8-3772021-8-378 (5)沉管法 沉管法又叫預(yù)制管

50、段沉放法，即先在預(yù)制場(chǎng)(船廠或干塢)制作沉放管段，管段兩端用臨時(shí)封墻密封，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拖運(yùn)到隧址位置，此時(shí)設(shè)計(jì)位置上已預(yù)先進(jìn)行了溝槽的浚挖，設(shè)置了臨時(shí)支座，然后沉放管段。待沉放完畢后，進(jìn)行管段水下連接，處理管段接頭及基礎(chǔ)，然后覆土回填，再進(jìn)行內(nèi)部裝修及設(shè)備安裝。 沉管隧道的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面： 隧道結(jié)構(gòu)的主要部分在船臺(tái)或干塢中澆注，因此就沒有必要像普通隧道工程那樣在遭受土壓力或水壓力載荷作用下的有限空間內(nèi)進(jìn)行襯砌作業(yè)，從而可制作出質(zhì)量均勻且防水性能良好的隧道結(jié)構(gòu)。 2021-8-379 由于沉放隧道的密度小，其有效密度一般為051 kgm3，再加上附加壓重以及混凝土防護(hù)層，隧道密度可

51、增至2kg/m。左右。而隧道所作用的未擾動(dòng)地基土層的有效應(yīng)力約為30100kNm3。由此可見，地層的承載力幾乎不成問題。 由于隧道在水底位置，對(duì)船舶的航行和將來航路的疏浚影響不大，所以隧道可以埋在最小限度的深度上，從而使隧道的全長(zhǎng)縮短至最小限度。 因?yàn)楣芏沃谱鞑捎玫氖穷A(yù)制方式，且浮運(yùn)與沉放的機(jī)械裝置大型化，這樣對(duì)施工安全與大斷面隧道的施工都較為有利，且大大縮短了工期。2021-8-380 沉管隧道的缺點(diǎn)為： 由于管段的浮運(yùn)、沉放以及溝槽的疏浚、基礎(chǔ)作業(yè)等大部分依靠機(jī)械來完成，在水流速度較緩的情況下施工是不成問題的；但如果水流速度較快，就會(huì)帶來一系列的問題，諸如管段的穩(wěn)定、航道的影響等。 沉放管

52、段的底面與基礎(chǔ)密貼的施工方法還應(yīng)繼續(xù)改進(jìn)，以免沉陷與不均勻沉降的產(chǎn)生。 由于橡膠襯墊的發(fā)展，沉放管段之間在水下的連接得到發(fā)展，但是對(duì)于有些地質(zhì)條件所帶來的不均勻沉降和防水等問題需進(jìn)一步研究。2021-8-381沉管法又叫預(yù)制管段沉放法2021-8-382 3地面與高架結(jié)構(gòu)施工方法 地面施工方法主要是筑堤工程施工、地面車站工程以及車輛段配套工程。 高架施工方法主要是高架橋工程和高架車站工程施工，其常見的施工方法如下。 (1)地面筑堤法(圖229) 地面筑堤法是一種從地面筑起護(hù)堤，在堤上鋪設(shè)道床和軌道的方法。地面筑堤方式雖然建設(shè)費(fèi)用不高，但堤下土地不能利用，造價(jià)反而更高。其施工步驟為：堆筑路基；壓

53、實(shí)成形；鋪設(shè)道床。2021-8-383圖2 29 地面筑堤法示意圖2021-8-384 (2)高架橋法 高架橋主要是用混凝土建造。高架橋法類似于城市高架橋和公路高架橋的建筑形式。高架橋主要由橋梁、墩臺(tái)和基礎(chǔ)三部分組成(圖230)。橋梁分箱梁、T 形梁和槽形梁等(圖231)。 高架橋跨越一般河流時(shí)，橋梁孔徑應(yīng)保證設(shè)計(jì)頻率洪水、流冰及其他漂浮物或船只通過的安全要求。當(dāng)高架橋跨越鐵路、公路或城市道路時(shí)，橋梁孔徑及橋下凈空應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范的規(guī)定限界。一般情況下，城市地勢(shì)平坦，全線采用高架結(jié)構(gòu)，為了節(jié)省軌道交通系統(tǒng)的造價(jià)，高架橋結(jié)構(gòu)要求有較小的建筑高度。 高架橋系永久性城市建筑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在制造、運(yùn)輸、

54、安裝以及運(yùn)營(yíng)過程中應(yīng)具有規(guī)定的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，且要求施工簡(jiǎn)便快速，對(duì)現(xiàn)有城市交通干擾少，并考慮城市景觀，結(jié)構(gòu)壽命應(yīng)按50年以上考慮。2021-8-385圖230 高架橋結(jié)構(gòu) 圖23l 橋梁結(jié)構(gòu)圖a)箱梁 b)T形梁 c)槽形粱2021-8-386 高架橋的橋墩主要有單柱式、雙柱式、T 形墩、V 形墩和Y 形墩(圖232)。橋梁下部結(jié)構(gòu)選型對(duì)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案有較大影響，不僅要滿足強(qiáng)度穩(wěn)定性的要求，而且要適應(yīng)橋梁美學(xué)方面的要求。合理的選型能使上下結(jié)構(gòu)一致，輕巧美觀，能使高架橋與城市環(huán)境和諧勻稱。橋墩通常采用模注鋼筋混凝土連續(xù)澆注，模板選用大型復(fù)合膠木模板，并用鋼管支撐，內(nèi)模襯塑料薄膜，注意

55、拆模前后的養(yǎng)護(hù)，這樣就使高架橋墩外表光潔、棱角分明。2021-8-387 圖232橋墩結(jié)構(gòu)圖a)單柱式 b)雙柱式 c)T形墩 d)V形墩 e)Y形墩2021-8-388 高架橋施工步驟為：打樁與澆注樁基一澆注承臺(tái)與支柱一安裝或現(xiàn)場(chǎng)澆注軌道梁。高架橋上部結(jié)構(gòu)的施工方法受到橋梁類型、跨徑、城市環(huán)境要求和施工機(jī)械化水平等因素影響，主要有就地澆注法、預(yù)制安裝法、懸臂施工法、轉(zhuǎn)體施工法、頂推施工法、移動(dòng)模架逐孔施工法、模移法施工和提升及浮運(yùn)法施工等。上述這些施工方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。在選擇施工方法時(shí)，橋梁的類型、跨徑、施工技術(shù)水平、機(jī)具設(shè)備的條件、橋址的地形環(huán)境、安裝方法的安全性、經(jīng)濟(jì)性和施工速度等都是必須考慮的因素。2021-8-389【實(shí)踐操作】 1操作練習(xí)