城市地下工程的类型与建设特点绪论.城市地下工程.河海大学

1)地铁的特点
地铁的优点： （1）运行速度快，运送能力大； （2）准点、安全； （3）对地面影响小，即噪声小、无振动，不妨碍城市景观； （4）不存在人、车混流现象，没有复杂的交通组织问； （5）不侵占城市地面空间； （6）环境污染小（一般采用电力驱动）等。
地铁的不足： （1）地下施工条件困难； （2）工期长； （3）工程建设费用高。 因此，对地下铁路的建设必须做好可行性研究 （人力、物力等），南京地铁的可行性研究作了10多 年，现在已即将建成还在不断修改论证。
2)按存在环境和建造方式分类（可分2类）
（1）岩体中的地下工程（它的建造方式有3种形式）
A 直接开挖建造。一般投资较大 B 利用报废的地下空间。如开采矿藏、石油等而 形成的废旧地下空间，利用这种地下空间建造地下工 程，相对投资少、见效快。 C 改造天然溶洞。可节省大量开挖岩石费用和时 间，常见于旅游地下工程。如桂林有三山两洞一条江 说法，其中两洞就是利用天然溶洞开发的地下旅游工 程。
B 地铁车站的建筑组成（按功能分）
乘客使用部分：出入地面站厅、楼梯或其它通道、 地下中间站厅、售票处与检票口、站台等。
运营管理部分：主、副值班室、站长、会计及其 它工作人员办公室、会议室、广播室、继电器室、信 号值班室、通讯引入室、工务区等。
技术用房部分：电器用房（牵引、降压变电站）、 通风用房、给水排水用房、自动扶梯机房等。 生活辅助部分：客运服务人员休息室、清洁工具 贮藏室、洗手间等
设备接近限界： 隧道中各种设备（如照明、通风等）与车辆限界之 间必须保持一定距离的各控制点所连成的轮廓线。 集电器接近限界： 建筑物接近限界： 建筑接近限界确定后，区间隧道的内轮廓限即可确 定。总的要求是在保证安全的前提下，尽量减少空间。
B 横断面形式 横断面形式需根据线路的埋设深度、施工方法和结构 形式等的不同而定，一般分浅埋区间隧道形式和深埋 区间隧道形式。 浅埋区间隧道形式（一般采用明挖施工）： 横断面采用钢筋混凝土的矩行框架结构，包括： 单跨矩形，双跨矩形、单跨双层、单拱式等。
单跨矩形主要特点，优点，a结构的净空能充分利 用；b结构总宽度小；c施工土石方量小。不足，跨中 弯矩大，导致钢材和混凝土用量多等。
深埋区间隧道形式（一般采用暗挖施工）： 横断面采用圆形断面，采用盾构法施工，用装配 式钢筋混凝土管片衬砌，从技术与经济上看采用单线 隧道为好。另外，还有单线马蹄形、双线双拱形、双 线单拱形等。
（6）开发后的综合效益和对城市的影响等。
因此，城市地下工程建设又有一定的制约性。所以必须经过 深入调查、科学论证与综合规划。
2)地下工程建设的层次性与不可逆性 地下工程有浅层、中层和深层之分，因此，具有 层次性特点。城市地下工程建设总是从浅层开始，然 后根据需要逐步向深层发展。另一方面，地下工程建 设一旦实施，往往是不可逆的，即一旦形成将不可能 回到原来的状态，很难改造或消除，要想再开发一般 比较困难。由于地下工程建设的层次性与不可逆性特 点，要求对地下工程建设必须进行长期的分析预测、 进行分阶段、分地区和分层次开发的全面规划。
制约性 （1）地质条件；（2）已有地下设施； （3）已有建筑物较深基础；（4）施工技术（要求很高）； （5）经济能力。 根据发达国家的经验，国民人均收入在2000~3000美元，城 市地下工程建设已成为经济发展的需要；3000~ 5000美元，城市 地下空间得到全方位的开发；>5000美元，城市得到较高水平的开 发。我国目前应该处于全面开发时期，了解有关知识，将大有用 武之地。
根据我国城市的交通情况和经济能力，在建设中 一般选择A、B、C。
（2）地铁路网布臵的基本原则 总体原则：
满足城市交通对地铁的要求，同时考虑城市发展
的远景，即人口、交通的增长趋势和城市地面、地下 建筑状况等。 具体原则： A 路线基本走向要满足城市交通的需要；－路网 应贯穿城市中心和城市人口集中区及城市的重大枢纽。
运输系统：区间隧道、地铁车站和其它设施。
（1）区间隧道－连接相邻车站的构筑物 它除需满足安全运行外，还要满足通风、给排水、 通讯、信号、照明等管线合理布臵的要求。
A 理论空间设计
区间隧道在地铁长度与工程量方面均占有较大的 比重。地下空间设计目的是确保列车运行的安全的前 提下，尽量减少开挖量。即存在一个界限问题－－各 种建筑物和设备必须与线路保持的最小距离。
C 线形要求 最小曲线半径 一般取 Rmin＝300m；――具体的 计算公式Rmin＝11.8V2/（hmax＋hgy） 缓和曲线长度 如设计时速<50km/h h>20m 最大允许坡度：正线最大坡度<3%；
辅线最大坡度<4%；
超高顺坡一般不宜大于2%； 困难地段不应大于3%等。
最大允许坡度与缓和曲线长度有关，线形设计是一个 比较综合的问题。另外，轨距（1.435m）设计，一般 与地面轨距一致等。
3)地下工程的致密性与稳定性 地下空间与地面空间不同，具有致密性和改造单 元的长期稳定性（十三陵1000余年仍完好），另外， 地下工程受地震的破坏作用要比地面建筑轻得多，日
本研究得出：地下30m处地震加速度仅为地表处的40%。
第1节 城市地下交通工程
城市交通是城市赖以生存和发展的基本功能之一， 是城市基础建设的重要内容。随着城市人口密度的增 加，交通越来越受到限制，发展城市地下交通系统是 必然趋势。 城市地下交通系统，包括：动态和静态交通系统。 动态交通系统— 地铁、地下公路、地下人行通道等。 静态交通系统— 地下停车库、地下储油库等。
2) 地下铁路建设的前提条件 真正制约地下地铁建设的因素是经济性问题。专 家认为，地下铁路建设的必要前提有三点： （1）城市人口--城市人口超过100万学者 宏观前提。
（2）城市交通流量--单向客流量超过2万人次，包括现 状和近期预测 城市建设需要考虑科学性、经济性、 前瞻性 （3）城市地面上部空间进行地铁建设的可行性--应尽量 缩短地下段的长度
2、城市地下工程的特点 1）地下工程建设的无限性与制约性 无限性 地下空间是地球覆盖空间的一部分，地球表层覆盖层 平均厚度为33km，国外有人估计在30m深度范围内，开发 相当于城市总面积1/3的地下空间，就等于全部城市地面 建筑的容积，说明地下空间资源的潜力巨大。另外，开挖 出的弃土废渣填筑洼地、河滩地等，也可变城市的无用地 为有用地，因此，从理论上讲，地下空间资源的开发是无 限的。
第一章 城市地下工程的类型与建设特点
第一章 城市地下工程的类型与建设特点
1、城市地下工程的分类
1) 按用途分类 （1）地下交通工程； （2）地下居住工程； （3）地下市政管线工程； （4）地下贮库工程； （5）地下工业和民用工程；（6）地下公共建筑工程； （7）地下人防工程； （9）地下旅游工程； （8）地下农业工程； （10）地下宗教工程等。
一、地下铁路
伦敦1863年建成世界上第一条地下铁路，地铁建 成后给城市交通带来了质的变化，同时促进了城市建 设，很快使伦敦即成为世界上屈指可数的国际化大都 市，给城市发展带来了无限商机。许多国家看到了这 点纷纷效仿新建，在1863年～1963年100年间，世界上 共有20多个城市修建了地下铁路，而到了1990年全世 界已有近100个城市已拥有或正在修建地铁，可见其对 城市发展的意义和速度，这种发展速度在今后仍将持 续。我国至今至少有20个城市已拥有或正在修建地铁。
3) 地下铁路路网的基本类型和布臵原则
（1）地下铁路路网的基本类型 地铁是城市建设的重要组成部分，地铁路网的规 划应纳入城市发展的总体规划。从国内外情况看，有 以下几种类型： A 单线式 仅在客运最繁忙的地段，重点修建1~2条线路， 如意大利的罗马；荷兰的阿姆斯特丹均为这种形式； 南京也类似，1号线南京车站―江宁；2号线埔口―句 容。
在新街口交汇。
D 蛛网式 该路网由多条辐射状线路与环形线路组合， 运输能力很大，可以减少旅客的换乘次数，又能避免 客流集中堵塞，减轻象多线式存在的市中心区换乘的 负担。前苏联的莫斯科。 E 棋盘式 地铁线路沿城市棋盘式的道路系统建设而形成， 线路网密度大，客流量分散，但乘客换乘次数增多， 增加了车站设备的复杂性。美国的纽约。
（3）其它设施 为了保证地铁的正常运营，地铁系统应具备各种 设施，主要有： 电气设备－用于火车的牵引、照明； 通风设备－用于自然通风和机械通风；
排水设备－用于隧道内排水；
信号通讯设施－用于指挥车辆行驶等。
城市地铁工程是一个庞大工程，数以万计技术人 员为它工作，即使参加这方面的工作也只是很小一部 分，如车站的入口设计、车站的装潢设计等。
A 车站类型
根据运营性质的不同，可分为中间站、换乘站、 区域站和终点站等，各种类型的车站其功能和设计要 求不同，各有自己的特点。 中间站：整个线路的最大通过能力就取决于中间 站的通过能力。
换乘站：位于线路交叉处，可由楼梯、地道等换 乘到另一条线上去。一般有立交、平行和地道三种形 式。
区域站：为了将运行最繁忙的线路段和运行较少 的线路划分开来，在区域站增加折返车辆的设备，增 加行车和轨道密度。 终点站：设有线路折返车辆的设备，可使列车全 部折返（具体形式有―环形线路折返设备；尽端式线 路折返设备等），并为列车停留作临时检修之用。
B 要充分利用城市现有道路路网；－地铁路网布 臵要充分利用现有主要干道，沿城市主要街道布臵。
C 必须考虑城市发展的远景； D 应充分考虑技术水平和施工能力。 值得指出，地铁建造是一个综合性很强的系统工 程，在考虑上述原则的基础上，往往还需要根据城市 的具体条件，因地臵宜的加以选择布臵。
4)地下铁路运输系统的构成
D 区间设备 包括：a、通风设备； b、供水设备； c、防护设备等。 区间防护设备，一般通常将整个线路按一定距离 划分为若干个防护区段，中间设有横隔防护密闭门， 当隧道一处被破坏，为防止全隧道损失，可将横隔防 护密闭门关闭，此横隔防护密闭门一般设在区间设备 段内。
（2）地铁车站 地铁车站是乘客上下车的地方，也是管理各种设 施和控制行车的场所，在整个地铁系统中，车站是最 复杂的部分，也是投资比重最大的部分。