《土木工程概论（第2版）》课件 项目二：城市轨道交通工程

项目二：城市轨道交通工程01城市轨道交通概述02地下铁道施工01城市轨道交通概述1.1城市轨道交通的定义广义采用轨道进行承重和导向的车辆运输系统，设置全封闭或部分封闭的专用轨道线路，具有车辆、线路、信号、车站、供电、控制中心和服务等设施，车辆以列车或单车形式，运送相当规模客流量的城市公共交通方式狭义特指地铁、轻轨和单轨（独轨）1.2城市轨道交通的分类1.2城市轨道交通的分类2城市轨道交通的发展历史(1)初始发展阶段(2)停滞萎缩阶段(3)重新发展阶段(4)高速发展阶段我国城市轨道交通发展历史2城市轨道交通的发展历史3城市轨道交通的规划与设计城市轨道交通规划的作用？（1）线网规划：在一定线路数量规模条件下，确定路网的形态及各条线路走向的决策过程。（2）线路设计：在已经确定的线网规划基础上，研究某一条或某一段线路的具体位置，包括线路路由、铺设方式及站点选择等的确定过程。城市轨道交通的规划与设计包含什么？（1）缓解城市中心区交通的供需矛盾。（2）加强主出行方向上系统的速度和容量。（3）串联城市大型客流集散点，实现客流合理疏解。（4）加强对外交通与市区的联系。（5）节约能源，减少污染。（6）启动内需，成为城市产业发展的新增长点。线路设计是在已经确定的城市轨道交通线网的条件下，研究某一条或某一段线路的具体位置，确定相关细节，包括线路的路由方案、敷设方式、站点选择和线路曲线和坡度计算等。根据线路的功能定位对线路进行总体布局确定线路的必经控制点调整控制点之间的路由，最大限度地吸引客流结合地质、地形现状进行选线根据施工方案和施工条件进行选线结合土地利用进行选线根据城市的经济实力进行选线，减少拆迁工程尽量避让保护建筑4城市轨道交通路线设计线路走向与路由地下线：一般在交通繁忙路段和市区内繁华地段采用，是对城市环境影响最小的一种线路敷设方式。高架线：一般在市区外建筑稀少及空间开阔地段采用，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，又对城市交通干扰较小。地面线：在较空旷、道路和建筑物稀少的地带采用，土建工程造价低。缺点是隔断线路两侧的交通，一般用在偏远市郊路段。4城市轨道交通路线设计线路敷设方式02地下铁道施工1.1地铁的组成地铁根据其功能、使用要求、设置位置的不同划分成车站、区间和车辆段三个部分。1.2现代地铁发展趋势车站组成由单一功能向多功能方向发展修建地铁车站是为了解决城市客运交通问题，随着物质文化水平提高，人们对交通环境提出了更高的要求，地铁车站向多功能方向发展。如：斯德哥尔摩地铁车站。车站设备向高科技方向发展，设施日趋完善自动售检票系统、环控、自动灭火系统现代化设施，对车站建筑设计提出了更高的要求，使地铁车站向现代化和高科技方向发展。致力于提高生活品质的瑞典人，把地下铁建造成一条艺廊，总长108公里，每一站每站的岩洞都是不同的颜色，都是精心设计的艺术品。2.1车站的类型建设对象包括：房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。车站的分类按车站与地面相对位置分地下车站、地面车站、高架车站按车站埋深分浅埋车站、深埋车站按车站结构横断面形式分矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他类型断面按运营性质分中间站、区域站、换乘站、联运站、枢纽站、终点站按车站站台型式分岛式站台、侧式站台、岛、侧混合式站台2.2车站的组成按照车站的使用功能，城市轨道交通车站一般包括站厅、设备区、站台。其中站厅分为付费区和非付费区。按照车站的建筑空间位置，车站一般包括车站主体、出入口及通道、通风道及风亭（地下）和其它附属建筑物。车站主体是列车的停车点，它不仅要供乘客上下车、集散、候车，一般也是办理运营业务和运营设备设置的地方。车站主体根据功能分为两大部分：（1）乘客使用空间又可分为非付费区和付费区。非付费区的最小面积一般可以参照能容纳高峰小时5min内聚集的客流量的水平来推算。一般车站，通常非付费区的面积应略大于付费区。（2）车站用房包括运营管理用房、设备用房和辅助用房1.车站设计原则（1）合理组织人流路线，划分功能分区(1)乘客与站内人员路线分开；(2)进、出站客流要尽量避免交叉和相互干扰；(3)乘客购票、问讯及使用公用设施时，均不应妨碍客流通行；(4)换乘客流与进、出站客流路线分开；(5)当地铁与城市建筑物合建时，地铁客流应自成体系。（2）车站宜设在直线段上（3）车站公用区应划分为付费区与非付费区（4）无障碍通行2.3车站设计2.车站平剖面设计（1）车站规模规模指车站外形尺寸大小、层数及站房面积多少。车站规模分为3个等级，即1级、2级和3级车站。1级最大，适用于大型商贸、交通枢纽中心，大型集会广场、大型工业区及重要的政治中心；2级较大，适用于中型；3级最小，适用于郊区。车站规模的大小直接影响地铁工程造价的高低。应慎重研究和考虑。（2）站厅层——功能将出入口进入的乘客迅速安全方便地引导到站台乘车、或将下车的乘客同样引导至出入口出站。2.3车站设计2.车站平剖面设计（3）站厅层——位置2.3车站设计车站一端车站两侧车站两端的上层或下层车站上层常用于终点站，且车站一端靠近城市主要道路的地面车站。常用于地下岛式车站及侧式车站站台的上层，高架车站站台的下层，客流量较大多采用。常用于地下岛式车站及侧式车站，客流量很大的车站。常用于侧式车站，客流量不大多采用。2.车站平剖面设计（3）站台层站台层公共区主要确定：站台长度和宽度。站台长度分为站台总长度及有效长度两种。站台总长度是根据站台层房间布置的位置以及需要由站台进入房门的位置而定。站台有效长度对于无屏蔽门（安全门）的站台是指首末两节车辆司机室门外侧之间的长度，对于有屏蔽门（安全门）的站台是指屏蔽门所围长度。2.3车站设计车站站台最小宽度尺寸(GB50157-2013)《地下铁道设计规范》3.出入口及其通道的设计出入口的设置车站出入口是地面客流与城规车站的衔接，也是城市轨道管理辖区的分界点，应根据车站规模、埋深、车站平面布置、地形地貌、城市规划、道路、环境条件并按照车站远期预测高峰小时客流量计算，综合考虑确定。出入口数量一般情况下，浅埋地下车站出入口数量不宜少于4个；深埋地下车站出入口的数量不应少于2个。对于客流量较少的车站，若是浅埋的，其出入口数量可酌情减少，但不应少于2个。对于地下浅埋车站分期修建出入口的，第一期修建的出入口数量不应少于2个，每端的出入口不宜少于1个。主要尺寸出入口宽度按车站远期预测超高峰小时客流量计算确定。2.3车站设计3.出入口及其通道的设计出入口的平面形式2.3车站设计一字形L形T形Π形Y形施工简单，进出方便，经济。口部较宽，不宜修在路面狭窄地区。施工稍复杂，进出方便，较经济，不宜修在路面狭窄地区。施工稍复杂，造价较高，口部较窄，适合于路面狭窄地区。环境条件所限，出入口长度较长，此种形式布置出入要走回头路。布置灵活，适用强，布置两个以上的出入口。3地铁施工技术地铁隧道施工方法选择主要受工程地质、水文地质、地形地貌、沿线环境的要求、施工单位的技术水平、施工进度、经济条件等因素限制。1.施工方法分类明挖法盖挖法矿山法新奥法盾构法沉管法掘进机法顶进法3地铁施工技术敞口明挖也称无围护结构基坑明挖，靠放坡保持土坡稳定。具有围护结构的明挖法的围护结构分类很多，如地下连续墙、灌注桩、钢板桩等。敞口明挖适用于地面开阔，周围建筑物稀少，地质条件好，土质稳定且在基坑周围无较大荷载，对基坑周围的位移和沉降无严格要求的情况。具有围护结构的明挖适用于施工场地狭窄，土质自立性较差，地层松软，地下水丰富，建筑物密集的地区。2.明挖法3地铁施工技术优点①施工方法简单，技术成熟。②工程进度快，工作面大，便于机械和大量劳动力投

入，根据需要可以分段同时作业。③浅埋时工程造价和运营费用均较低，且能耗较少。2.明挖法缺点①外界气象条件对施工影响较大。②施工对城市地面交通和居民地正常生活有较大影响，且易造成噪音、粉尘及废弃泥浆等的污染。③需要拆除工程影响范围内的建筑物和地下管线。④在饱和的软土地层中，深基坑开挖引起的地面沉降较难控制，且坑内土坡的纵向稳定成为威胁工程安全的重大问题。3地铁施工技术

当地下工程施做时需要穿越公路、建筑等障碍物而采取的新型工程施工方法，是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作，也可以逆作。3.盖挖法优点①简化施工程序，降低工程造价。可靠近地面建筑物的基础施工。②占地宽度比一般明挖法小，且无振动和噪音。③可最大限度地减少地面交通的干扰。④可免去或减少施工时的水平支撑系统。⑤在松软地层中修建地下多层建筑物的好方法。缺点①施工工序复杂，交叉作业多。②出土不方便。③板墙柱接头多，防水困难。④工效低，速度慢。⑤结构完成前，中间立柱承受荷载有限。适用于施工地段交通繁忙，要求阻断交通时间短，多用于松软地层中修建地下多层建筑物。3地铁施工技术结合有效的超前支护措施，基本可适用于各种地层条件。4.新奥法及浅埋暗挖法优点对地面干扰小，工程投资也相对较小。缺点不方便机械化作业，工人劳动强度高，工作条件恶劣，风险大。3地铁施工技术4.新奥法及浅埋暗挖法全断面法台阶法中隔壁法交叉中隔壁法双侧壁导坑法洞桩法中洞法3地铁施工技术优点①可在盾构支护下安全开挖、衬砌；②掘进速度快，劳动强度低；③不影响地面交通或航运；④不受季节、气候影响；⑤无噪声和振动；⑥在松软含水地层中修建埋深较大长隧道具有技术、经济优势。