地鐵輕軌基礎(chǔ)知識(shí)大連培訓(xùn)

1、主講人：李云峰遼寧省交通高等專科學(xué)校道橋系第一章第一章 地鐵工程概述地鐵工程概述第二章第二章 地鐵車站概述地鐵車站概述第三章第三章 地鐵隧道概述地鐵隧道概述 一地鐵的定義一地鐵的定義 地下鐵道，簡(jiǎn)稱地鐵，亦簡(jiǎn)稱為地地下鐵道，簡(jiǎn)稱地鐵，亦簡(jiǎn)稱為地下鐵，狹義上專指在地下運(yùn)行為主的城下鐵，狹義上專指在地下運(yùn)行為主的城市鐵路系統(tǒng)或捷運(yùn)系統(tǒng)；但廣義上，由市鐵路系統(tǒng)或捷運(yùn)系統(tǒng)；但廣義上，由于許多此類的系統(tǒng)為了配合修筑的環(huán)境，于許多此類的系統(tǒng)為了配合修筑的環(huán)境，可能也會(huì)有地面化的路段存在，因此通可能也會(huì)有地面化的路段存在，因此通常涵蓋了都會(huì)地區(qū)各種地下與地面上的常涵蓋了都會(huì)地區(qū)各種地下與地面上的高密度軌道交

2、通運(yùn)輸系統(tǒng)。高密度軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng)。 二.地鐵的歷史 世界上首條地下鐵路系統(tǒng)是在1863年開通的倫敦大都會(huì)鐵路（Metropolitan Railway），是為了解決當(dāng)時(shí)倫敦的交通堵塞問題而建。當(dāng)時(shí)電力尚未普及，所以即使是地下鐵路也只能用蒸汽機(jī)車。由于機(jī)車釋放出的廢氣對(duì)人體有害，所以當(dāng)時(shí)的隧道每隔一段距離便要有和地面打通的通風(fēng)槽。 到了1870年，倫敦開辦了第一條客運(yùn)的鉆挖式地鐵，在倫敦塔附近越過泰晤士河。但這條鐵路并不算成功，在數(shù)月后便關(guān)閉。現(xiàn)存最早的鉆挖式地下鐵路則在1890年開通，亦位于倫敦，連接市中心與南部地區(qū)。最初鐵路的建造者計(jì)劃使用類似纜車的推動(dòng)方法，但最后用了電力機(jī)車，使其成為第

3、一條電動(dòng)地下鐵。早期在倫敦市內(nèi)開通的地下鐵亦于1906年全數(shù)電氣化。二.地鐵的歷史 1896年，當(dāng)時(shí)奧匈帝國(guó)的城市布達(dá)佩斯開通了歐洲大陸的第一條地鐵，共有5公里，11站，至今仍在使用。 法國(guó)巴黎的巴黎地鐵在1900年開通，最初的法文名字“Chemin de Fer Mtropolitain”（法文直譯意指“大都會(huì)鐵路”）是從“Metropolitan Railway”直接譯過去的，后來縮短成“mtro”，所以現(xiàn)在很多城市軌道系統(tǒng)都稱metro。俄羅斯的地鐵也順理成章，只是改用了西里爾字母，稱為。 隨著中國(guó)城市的發(fā)展，一些大中型城市已開通或正在建設(shè)地鐵和輕軌，普通民眾由于對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)接觸較

4、少，認(rèn)識(shí)時(shí)間較晚，概念上有些誤區(qū)。有人認(rèn)為城市軌道交通中，在地面以下行駛的叫地鐵，在地面或高架上行駛的就是輕軌；還有人認(rèn)為輕軌的鋼軌重量比地鐵輕，這兩種認(rèn)識(shí)都是錯(cuò)誤的。城市軌道交通分為地鐵和輕軌兩種制式，地鐵和輕軌都可以建在地下、地面或高架上。為了增強(qiáng)軌道的穩(wěn)定性，減少養(yǎng)護(hù)和維修的工作量，增大回流斷面和減少雜散電流，地鐵和輕軌都選用軌距為1435毫米的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)雙軌作為列車軌道，與國(guó)鐵列車選用的軌道規(guī)格相同，并沒有所謂的鋼軌重量輕重之分。 劃分兩者區(qū)別的依據(jù)是所選用列車的規(guī)格。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，城市軌道交通列車可分為A、B、C三種型號(hào)，分別對(duì)應(yīng)3米、2.8米、2.6米的列車寬度。凡是選用A型或B型列

5、車的軌道交通線路稱為地鐵，采用58節(jié)編組列車；選用C型列車的軌道交通線路稱為輕軌（上海軌道交通8號(hào)線除外），采用24節(jié)編組列車，列車的車型和編組決定了車軸重量和站臺(tái)長(zhǎng)度。 上海軌道交通3號(hào)線采用6節(jié)編組A型列車，有90%的線路都是在高架上，但是按照車型分類標(biāo)準(zhǔn)仍然屬于地鐵線路；上海軌道交通6號(hào)線采用4節(jié)編組C型列車，有70%的線路都是在隧道內(nèi)，但是按照車型分類標(biāo)準(zhǔn)仍然屬于輕軌線路。 A型車是目前最高端的城市軌道交通列車。其特點(diǎn)是車體寬和編組大，A型車寬度為3米，上海軌道交通10號(hào)線采用的阿爾斯通Metroplis地鐵列車寬度達(dá)到3.2米； 6節(jié)編組A型地鐵列車最大載客量為2460人，上海軌道交

6、通1、2號(hào)線的阿爾斯通和西門子8節(jié)編組A型地鐵列車最大載客量達(dá)到3280人。 B型車和C型車的造價(jià)和技術(shù)含量要小于A型車。 輕軌：在我國(guó)的規(guī)范中將軸重相對(duì)較輕，單方向輸送能力在1萬3萬人次的軌道交通系統(tǒng)，稱為輕軌。 地鐵：每小時(shí)客運(yùn)量3萬8萬人次的軌道交通系統(tǒng)，稱為地鐵。 節(jié)省土地：由于一般大都市的市區(qū)地皮價(jià)值高昂，將鐵路建于地底，可以節(jié)省地面空間，令地面地皮可以作其他用途； 減少噪音：鐵路建于地底，可以減少地面的噪音。 減少干擾：由于地鐵的行駛路線不與其他運(yùn)輸系統(tǒng)（如地面道路）重疊、交叉，因此行車受到的交通干擾較少，可節(jié)省大量通勤時(shí)間。 節(jié)約能源：在全球暖化問題下，地鐵是最佳大眾交通運(yùn)輸工具

7、。由于地鐵行車速度穩(wěn)定，大量節(jié)省通勤時(shí)間，使民眾樂于搭乘，也取代了許多開車所消耗的能源。 建造成本高 由于要鉆挖地底，地下建造成本比建于地面高。 建設(shè)周期長(zhǎng) 同樣由于要挖地道，鋪設(shè)鐵軌，設(shè)備等等，以及各種調(diào)試工作。地鐵從開始動(dòng)工到投入運(yùn)營(yíng)需要很長(zhǎng)的時(shí)間。 前期時(shí)間長(zhǎng) 建設(shè)地鐵的前期時(shí)間較長(zhǎng)，由于需要規(guī)劃和政府審批，甚至還需要試驗(yàn)。從開始醞釀到付諸行動(dòng)破土動(dòng)工需要非常長(zhǎng)的時(shí)間，短則幾年，長(zhǎng)則十幾年也是有可能的。 抗災(zāi)能力弱 對(duì)地震、水災(zāi)、火災(zāi)和恐怖主義等抵御能力弱。 雖然地鐵對(duì)于雪災(zāi)和冰雹的抵御能力較強(qiáng)。但是對(duì)地震、水災(zāi)、火災(zāi)和恐怖主義等抵御能力很弱。由于地鐵的構(gòu)造，而導(dǎo)致極易因?yàn)檫@些因素發(fā)生悲

8、劇。為此自地鐵出現(xiàn)以來，工程師們就不斷持續(xù)研究如何提高地鐵的安全性。 地震地震：地震可以導(dǎo)致行進(jìn)中的車輛出軌，因此地鐵都設(shè)計(jì)有遇到地震立即停駛的功能。 為防止地鐵地道坍塌，處于地震地帶的地鐵結(jié)構(gòu)必須特別堅(jiān)固。 水災(zāi)水災(zāi)：由于地鐵內(nèi)的系統(tǒng)低于地平線，而導(dǎo)致地上的雨水容易灌入地鐵內(nèi)的設(shè)施。因此地鐵在設(shè)計(jì)時(shí)不得不規(guī)劃充分的防水排水設(shè)施，即使如此也可能發(fā)生地鐵站淹水事件。為此在發(fā)生豪雨之時(shí)，地鐵車站入口的防潮板和線路上的防水閘門都要關(guān)閉。一個(gè)知名的例子是臺(tái)北捷運(yùn)在納莉臺(tái)風(fēng)侵襲時(shí)曾經(jīng)發(fā)生淹水事件。 火災(zāi)火災(zāi)：在以前，人們不太重視地鐵站內(nèi)的防火設(shè)施，車站內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi)，瞬間就會(huì)充滿煙霧，而引發(fā)嚴(yán)重的災(zāi)禍。

9、 1987年11月18日，英國(guó)倫敦地鐵Kings Cross站發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致31人死亡。產(chǎn)生火災(zāi)的原因之一是因?yàn)閭惗氐罔F內(nèi)采用了大量木質(zhì)建筑。因此，日本地鐵部門規(guī)定在地鐵站內(nèi)禁煙來避免火災(zāi)。 2003年2月28日，韓國(guó)大邱廣域市的地鐵車站因?yàn)槿藶榭v火而產(chǎn)生火災(zāi)，12輛車廂被燒毀，192人死亡，148人受傷。 這次火災(zāi)產(chǎn)生如此嚴(yán)重死傷的原因除了車廂內(nèi)部裝潢采用可燃材料之外，車站區(qū)域內(nèi)排煙設(shè)施不完善也是重要因素，加上車輛材質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生了大量的一氧化碳等有害物質(zhì)，而導(dǎo)致不少人中毒死亡。 恐怖襲擊事件： 1995年3月20日在日本東京奧姆真理教發(fā)動(dòng)了東京地鐵沙林毒氣事件。 2001年9月11日在美國(guó)紐

10、約的911恐怖襲擊事件中，地鐵雖然沒有成為恐怖主義者直接攻擊的目標(biāo)，但是倒塌了的世貿(mào)中心大樓(WTC)的正下方有地鐵車站，而地鐵車站也因?yàn)榻ㄖ牡顾黄茐模糠秩艘虼怂劳觥?2005年7月7日在英國(guó)倫敦發(fā)生了爆炸事件。地鐵正成為恐怖主義者攻擊的目標(biāo)。 一.地鐵車站的類型與組成 1.按線路走向可分為：側(cè)式站臺(tái)候車與島式站臺(tái)候車； 2.從結(jié)構(gòu)的類型可分為：矩形箱式地下建筑和圓形或橢圓形的隧道式建筑； 3.從建筑而已的形式可分為淺埋式和深埋式。島式站臺(tái)： a.便于乘客換乘其他車次； b.島式站臺(tái)兩根單線單隧道布線方式在城市地下工況復(fù)雜情況下穿行則具有較大的靈活性。側(cè)式站臺(tái)： a.不利于乘客換乘其他

11、車次； b.側(cè)式站臺(tái)軌道布置集中，有利于區(qū)間采用大的隧道或雙圓隧道雙線穿行，具有一定的經(jīng)濟(jì)性； c.城市地下工況復(fù)雜的情況下，大隧道雙線穿行反而又缺乏靈活性。如圖3-1所示。圖3-1 島式和側(cè)式站臺(tái)a)島式站臺(tái)；b)側(cè)式站臺(tái)a)b)l矩形箱式車站：l大都采用地下連續(xù)墻后大開挖的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工對(duì)周邊環(huán)境影響大，土方量大，影響地面交通。l圓形或橢圓形的隧道：l可采用盾構(gòu)法施工，土方量減少，周邊環(huán)境影響小，但技術(shù)要求較高。l如圖3-2所示。圖 a) 矩形箱式車站圖 b) 橢圓形隧道式車站淺埋式車站：土方量較小技術(shù)難度減小客流上下高度的減小節(jié)省投資。深埋式車站：深基坑的技術(shù)難度增加土方量增加

12、投資加大客流上下高度的增加。如圖3-3所示。 車站的建筑形式必須結(jié)合城市特有的發(fā)展規(guī)劃地理?xiàng)l件及經(jīng)濟(jì)狀況，因地制宜的考慮選型。 上海的地鐵車站模式基本為矩形的箱式結(jié)構(gòu)，分上下兩層，上層為站廳層，下層為站臺(tái)層。圖a) 軌道交通車站剖面形式-高架式；圖b) 軌道交通車站剖面形式-地面式；圖 c) 軌道交通車站剖面形式-半地下式單柱雙跨圖 d) 軌道交通車站剖面形式-淺埋式圖 e) 軌道交通車站剖面形式-深埋雙柱三跨島式；圖 f) 軌道交通車站剖面形式-雙柱三跨雙島式圖 g) 軌道交通車站剖面形式-單拱島式圖 h) 軌道交通車站剖面形式-單層單柱雙跨側(cè)式圖 i) 軌道交通車站剖面形式-雙柱三跨島側(cè)混

13、合式圖 j) 軌道交通車站剖面形式-雙層單柱雙跨島式圖 k) 軌道交通車站剖面形式-塔柱式圖 l) 軌道交通車站剖面形式-塔柱式l 1.地鐵車站的組成基本上分為兩大部分：l 與客流直接有關(guān)的公共區(qū)域，站廳層、站臺(tái)層及出入中通道；l 涉及車站運(yùn)行的技術(shù)設(shè)備用房及管理用房，一般分設(shè)于站廳和站臺(tái)的兩端部。l地鐵車站的平面布局l以上海地鐵標(biāo)準(zhǔn)車站的組合形式為例，如圖示。圖3-4 上海地鐵標(biāo)準(zhǔn)車站示意圖1-半自動(dòng)售票機(jī)；2-進(jìn)站；3-出站；4-車站控制室；5-環(huán)控機(jī)房；6-降壓變電所圖3-9 地鐵車站標(biāo)準(zhǔn)剖面示意圖 車站直線段矩形隧道限界圖(尺寸單位：mm) 一.地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu) 包括行車隧道、渡線、折返線、地下存車線、聯(lián)絡(luò)線以及其它附屬建筑物； 地鐵區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)與構(gòu)造主要取