2.4-地下铁道线路设计(2)
地下铁道课程设计
地下铁道课程设计一、课程背景在现代城市化进程中，地铁是人们最经常使用的交通工具之一。
地铁的安全、舒适、快捷等特点受到广大市民的喜爱。
随着时间的推移，地铁的建设、运营、维护需要更加专业化的管理和技术支持。
因此，本课程将以地下铁道为背景，通过设计一个地下铁道系统，教授相关知识和技能，培养学生对于地铁系统的理解和操作能力，为地铁建设、运营、维护等职业方向培养人才。
二、课程目的本课程旨在：1.教授地下铁道系统的基本知识和原理；2.培养学生解决地下铁道运营问题的能力；3.通过设计一个地下铁道系统，增强学生的实际操作能力和团队协作能力。
三、课程内容1. 地下铁道系统基础知识讲述地下铁道系统的构成和特点，包括地铁车站、车辆、车站装修、列车信号等。
2. 地下铁道系统设计案例分析分析实际地下铁道系统的设计过程，讲述设计思路，包括地铁线路规划、站点设计、车站间隔、乘客流量等。
3. 地下铁道系统安全和运营管理讲述地下铁道系统的安全措施和运营管理，包括地铁事故处理、应急处置、乘客服务等重要内容。
4. 地下铁道系统实际操作通过设计并运行一个地下铁道系统，让学生实际操作、模拟系统运营过程，培养其解决实际问题的能力和团队协作能力。
四、教学方法本课程采用“理论教学+实践操作”相结合的教学方法。
在理论教学中，采用讲解、演示和互动的方式，加强学生对地下铁道系统的理解和掌握。
在实践操作中，学生会分为小组，共同设计一个地下铁道系统，并实际操作、模拟系统运营过程，通过操作和模拟，加深对地下铁道系统的认知和操作能力。
五、评价方式本课程的评估方式分为两部分：1.课堂表现评估：包括课堂出勤率、参与度、作业和提问等，占比30%。
2.设计项目评估：分为设计方案和实际操作两部分，分别占比35%和35%。
六、参考教材1.马荣，地下铁道工程（第二版），人民交通出版社；2.王云帆，地下铁路信号与安全系统，人民交通出版社；3.王鹏，地下铁道系统维护与管理，电子工业出版社。
地下铁道施工技术2.1 线路规划与设计
棋盘式结构 引导城市较 均匀地向外 扩展，环绕市中心的环线， 可以引导城市副中心的形成 和发展
棋盘环线加对 角线形
2.1 地下铁道线路规划与设计
2
限界
What? 什么是限界
（1）限界的含义
——“限界”是一种规定的轮廓线，这种轮廓线以 内的空间是保证地铁列车安全运行所必需的空间。
（2）限界的分类
地下铁道的限界分为车辆限界、设备限界、建 筑限界和受电弓或受流器限界。
路 车辆限界 中 心 建筑限界 线 4100 4500
3960
540 OXY X
2.1 地下铁道线路规划与设计
(c)圆形隧道建筑限界 (盾构法施工) 。
如线路最小平面曲线 半径R=300m，圆形隧道 建筑限界的直径宜为φ= 5200mm。
Φ=5200 4350
850
2.1 地下铁道线路规划与设计
(d)马蹄形隧道建筑 限界(暗挖法施工)。
马蹄形隧道内部净 空尺寸，应考虑施工误 差才能满足建筑限界的 要求，一般在建筑限界 的两侧及顶部各增加 100m。
O5
O3
O1 O
2
O3
O4
O4
2.1 地下铁道线路规划与设计
（5） 车站限界 ① 站台面不应高于车厢地 板面，站台面距轨顶面的高 度应符合以下规定：A型车 应为（1 080±5）mm；B1 、B2型车应为（1 050±5） mm。
（2）协同性原则
① 轨道交通与国家路线、方针、 政策，尤其是城市发展方针、 目标相一致； ② 与城市总体规划、土地利用 规划、产业布局规划相一致； ③ 有地方特色、统筹兼顾，注 重历史文化、传统风貌和自 然景观。
知识链接
（3）整体性原则
要把城市轨道交通系统作 为一个整体，在城市总体 交通规划的基础上，结合 各种交通运输方式的发展 规划，制定城市轨道交通 的发展规划
地下铁道设计规范
《地下铁道设计规范》1.1一般要求１．１一般要求《地下铁道设计规范》ＧＢ５０１５７－９２１．０．３地下铁道工程设计，应根据政府主管部门批准的地下铁道路网规划进行。
１．０．７地下铁道线路应为右侧行车的双线线路，并应采用１４３５ｍｍ标准轨距。
１．０．８地下铁道线路远期的最大通过能力，每小时不应少于３０对列车。
近期和远期列车编组的车辆数，应分别根据预测的近期和远期客流量和车辆定员数确定。
车辆定员数为车厢座位数和空余面积上站立的乘客数之和，车厢空余面积应按每平方米站立６名乘客计算。
１．０．１２在地下铁道路网中，至少应有一个车辆段设置连接地面的铁路专用线。
连接地面的铁路专用线，应符合国家现行有关铁路规范的规定。
１．０．１３设计地下铁道浅埋、高架及地面线路时，应采取降低噪声和减少振动的措施。
《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》ＣＪＪ４９－９２２．０．２新建的地铁线路，在其工程设计中，应包括下述有关杂散电流腐蚀防护的内容：一、在地铁的牵引供电与回流系统中限制杂散电流的措施；二、设计合理、性能可靠持久的隧洞绝缘防水措施；三、主体结构钢筋及金属管线结构的防护措施；四、在地铁沿线敷设的各种电缆、水管等管线结构，应选择符合杂散电流腐蚀防护要求的材质、结构设计和施工方法；五、沿线及车站防蚀监测点的设置方案；六、杂散电流腐蚀特殊防护方法论证和实施方案。
《地下铁道工程施工及验收规范》3.1一般要求3.2基础防护工程３．１一般要求《地下铁道工程施工及验收规范》ＧＢ５０２９９－９９３．１．３支护桩及腰梁、横撑、锚杆等，必须经过计算，并按设计要求施工。
５．１．２隧道基坑必须保持地下水位稳定在基底０．５ｍ以下。
５．１．３隧道基坑土石方需要爆破时，必须事先编制爆破方案，报城市主管部门批准，经公安部门同意后方可实施。
５．２．１隧道基坑开挖范围内各种管线，施工前应调查清楚，经有关单位同意后方可确定拆迁、改移或采取悬吊措施。
６．１．２盖挖逆筑法施工，必须保持围护墙内土层的地下水位稳定在基底０．５ｍ以下。
地下铁道工程的设计与施工技术
地下铁道工程的设计与施工技术地下铁道工程作为现代城市交通建设的重要组成部分，在城市中的交通拥堵问题解决方案中起着重要的作用。
地下铁道工程的设计与施工技术涉及到许多方面的知识和技能，需要专业的工程师和技术人员共同努力，才能实现高效、安全和可持续的建设。
首先，在地下铁道工程的设计过程中，需要进行充分的规划和布局。
设计师需要考虑到城市的地形、建筑物的分布、土质条件等多方面的因素，确保地下铁道的线路和站点能够最大程度地服务于城市居民的出行需求。
此外，设计人员还需要考虑到工程的可持续性，包括使用环保材料、节约能源、降低噪音和振动等方面的设计要求。
其次，地下铁道工程的施工技术也是至关重要的。
施工人员需要掌握各种材料的性能和特点，合理选择施工方法，确保施工过程的安全和顺利进行。
地下铁道的隧道施工是其中的关键环节之一，需要采用适当的爆破技术和支护措施，同时考虑到地下水位、土质条件和地下设施等因素，确保隧道能够稳定、安全地贯通。
同时，地下铁道工程的施工过程中还需要充分考虑到生态和环境保护的问题。
施工人员需要尽量减少对周围环境的影响，避免土壤和水源被污染，采取适当的措施保护动植物的栖息地。
此外，施工过程中也需要将噪音和振动控制在可接受的范围内，减少对周围居民的干扰。
另外，地下铁道工程的安全问题也是不可忽视的。
设计师和施工人员需要全面考虑地下铁道工程的安全性，确保在地震、火灾和其他突发事件发生时，能够尽量降低人员伤亡和财产损失。
因此，需要采取适当的火灾防护措施，安装紧急出口和消防设备，并进行紧急演练，提高员工的安全意识和应急能力。
最后，地下铁道工程的设计和施工过程中还需要考虑到乘客的舒适性和便利性。
设计师需要合理设置出入口、候车亭和票务设施，确保乘客能够方便地进出站、购票和换乘。
此外，还需要考虑到车厢的座椅、车门和空调等方面的设计要求，提高乘客在地下铁道中的出行体验。
综上所述，地下铁道工程的设计与施工技术涉及到许多方面的知识和技能，需要专业的工程师和技术人员共同努力。
地下铁道地铁教程002
50
40 V /km·h-1
30
20
0 0.6
1.0
1.4
1.8
L/km
(3)车站分布比选 车站分布应根据上述内容经科学地综合分析，
(3) 缓和曲线地段加宽计算 ①内侧加宽计算
E H内 el2 8C
N h内＝X 4cos x Y4sin x - X 4
②外侧加宽计算
EH外 e p外 Wh外
e p外
（L2
l 2）(3X 3 24C
L)
Wh外＝X 8cos x Y8sin x - X 8
折返线为供运营列车往返运行时的调头转线
及夜间存车的；存车线供故障列车停放及夜间存 车。
折返线
a．双折返线：可设于列车的区段折返站上或端 部折返站上，折返能力可大于30对/时，当折返 列车对数少时，可以留出一条线作为存车线。
b．单折返线。折返能力和灵活性稍差，折返与 存车不能兼顾，一般多单独用作存车线。
乘距长时，车站分布宜稀一些。反之，车站分布 宜密一些。 ③城区人口密度
人口密度大，同样吸引范围内，发生的交通客 流量大，因此车站分布宜密一些。 ④线路长度
不同的线路长度，车站的疏密宜有所不同，短 线路宜多设站，长线路宜少设站。
⑤城市地貌及建筑物布局 ⑥地铁路网及城市道路网状况 ⑦人们对站间距离的要求
③城市道路路网分布状况
④隧道主体结构施工方法
⑤城市经济实力 (2)通过特大型客流集散点的路由选择
对地铁产生3万上下车人次/小时或20万人次/日 及以上客流量的，称之为特大型客流集散点。 ①路由绕向特大型客流集散点。 ②采用支路连接。 ③延长地铁车站出入口通道，并设自动步道。 ④调整地铁路网部分线路走向。 ⑤调整特大型客流集散点。
城市轨道交通土建工程培训课件第二章地下铁道线路规划与设计
第二章地下铁道线路规划及设计关键概念地下铁道路网规划（Network Planning of Metro Line）路网结构基本形式（Basic Pattern of Network ）路网规划设计指标（Design Index of Metro Line）地铁限界（Metro Clearance）地铁埋深（Metro Depth）地铁线路平面（Planar Alignment of Metro Line）地铁线路纵断面（Longitudinal Pro Metro Line）平曲线（Horizontal Curve）最小曲线半径（Maximum Curve Radius）缓和曲线（Easement Curve , Transition Curve）竖曲线（Vertical Curve）外轨超高（Outer Rail Superelevation , Cant）曲线加宽（Curve Enlargement）本章简介本章介绍了地铁路网规划的设计原则，主要叙述了地铁路网规划的主要设计内容，并对地下限界的含义、制定原则和主要的建筑限界进行了详细的论述，同时对线路路由选择影响因素，辅助线的分类及用途也做了探讨，最后给出了地下铁道线路规划及设计的实例。
2.1路网的规划原则2.1.1引言城市要实现现代化，一定要有便捷的现代化城市交通及之相适应。
城市交通是个多学科的系统工程，它牵涉人、车、路和环境的相互作用，关系非常复杂，要解决好城市交通问题，必须要统一规划、综合治理、分期建设，城市交通规划是城市规划的重要组成部分。
首先，要根据城市总体规划，经过全面而详细的交通调整，科学地编制好城市综合交通规划，尤其是大城市、特大城市还要科学地编制好城市快速轨道交通路网规划。
路网规划是快速轨道交通工程设计、建设的重要依据。
它的好环直接影响城市交通结构的合理性、工程投资和工程建设的经济效益和社会效益。
所以，每个城市在修建第一条快速轨道交通线路之前，首先应该按照规划设计年限认真编制好快速轨道交通路网规划，报有关政府机关审批立法。
地下铁道结构课程设计
地下铁道结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解地下铁道的基本结构，掌握隧道、站台、轨道等关键组成部分的功能和原理。
2. 学生能描述地下铁道的建设过程，了解不同地质条件下施工技术的选择。
3. 学生能了解地下铁道的安全设施及其作用，掌握安全逃生知识。
技能目标：1. 学生通过分析地下铁道结构图纸，提高空间想象和逻辑思维能力。
2. 学生能运用所学知识，设计简单的地下铁道结构模型，提升动手实践能力。
3. 学生通过小组合作，提高沟通协作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对地下铁道工程建设的兴趣，激发学习热情。
2. 学生了解地下铁道对城市交通发展的意义，增强社会责任感和环保意识。
3. 学生通过学习地下铁道建设中的困难和挑战，培养勇于克服困难的品质。
课程性质：本课程属于科学探究领域，以实践性和探究性为主要特点。
学生特点：六年级学生具有较强的求知欲和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以项目式教学引导学生主动探究，提高学生的综合素质。
通过分解课程目标，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程依据课程目标，选择以下教学内容：1. 地下铁道结构概述：介绍地下铁道的基本组成部分，包括隧道、站台、轨道等，关联教材第三章第一节。
2. 地下铁道建设技术：讲解不同地质条件下地下铁道建设的施工技术，关联教材第三章第二节。
3. 地下铁道安全设施：阐述安全设施的作用及逃生知识，关联教材第三章第三节。
4. 地下铁道结构模型设计与制作：指导学生运用所学知识，设计并制作简单的地下铁道结构模型，关联教材实践篇第四章。
教学大纲安排如下：第一课时：地下铁道结构概述，使学生了解地下铁道的基本组成部分。
第二课时：地下铁道建设技术，让学生了解不同地质条件下施工技术的选择。
第三课时：地下铁道安全设施，教授学生安全逃生知识。
地下铁道课后习题答案(西南交通大学—高波主编)
2.1 路网规划原则：（1）线路走向应与城市交通的主客流方向一致；（2）与城市发展规划紧密结合，并适当留有发展的可能性；（3）规划线路尽量沿城市主干道布设；（4）线路布设尽量均匀，线路密度要适量，乘客换乘方便，换乘次数少；（5）路网要与城市公共交通网衔接配合，充分发挥各自优势，为乘客提供优质交通服务；（6）路网中各条规划的客流负荷要尽量均匀，避免个别线路负荷过大或者过小；（7）选择线路走向时，应考虑沿线底面建筑情况，要注意保护重点历史文物古迹和环境；（8）规划车辆段的位置2.3 路网基本形式：放射形（星形）、放射形网状、放射形环状、棋盘式（格栅网状）、棋盘加环线形式、对角线形路网规模由线路数量和线路总长度两部分组成。
2.5 限界：是一种规定的轮廓线，这种轮廓线以内的空间是保证地铁列车安全运行所必需的空间。
限界确定依据：车辆外轮廓尺寸及技术参数、轨道特性、各种误差及变形、并考虑列车在运动中的状态等因素、经科学分析计算确定。
限界确定原则：（1）限界应该经济、合理、可靠安全；（2）应根据车辆的轮廓尺寸和技术参数、轨道特性、受电方式、施工方法、设备安装等综合因素进行分析计算确定；（3）限界一般是根据平直线路的条件确定的，曲线和道岔区的限界，应在直线地段限界的基础上，进行加宽和加高；（4）制定限界时，对结构施工，测量，变形误差，设备制造和安装误差，设计、施工、运营过程中难以预计的其他因素在内的安全留量等进行研究确定。
2.6 线路设计4阶段：可行性研究阶段、总体设计阶段、初步设计阶段、施工设计阶段。
线路的作用：（1）为城市居民的生产、生活提供交通服务，是修建地铁的主要目的；（2）其他。
包括为战备、物资运输、安装电缆等服务。
路由选择经常考虑的因素：（1）线路的作用；（2）客流分布与客流方向；（3）城市道路路网分布状况；（4）隧道主体结构施工方法；（5）城市经济实力2.7 影响车站分布的因素：（1）大型客流集散点；（2）城市规模大小；（3）城区人口密度；（4）线路长度；（5）城市地貌及建筑物布局；（6）地铁路网及城市道路网状况；（7）人们对站间距离的要求。
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② 坡段连接 Ø 两相邻坡段的代数差等于或大于2‰时，在换坡点处，应用竖曲线
连接(设置标准见下表)。
坡段连接时竖曲线半径设置标准
线别
一般情况(m)
困难情况(m)
正线
区间 车站端部
5000 3000
2500 2000
辅助线、车场线
2000
7
基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
3. 坡段长度及连接 ③ 坡段连接时的其它要求： Ø 连接车站和区间的竖曲线不能侵入
14
基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
5. 影响线路纵断面设计的主要因素 ② 地下管线及建筑物： 一般以改移地下管线为适宜。 ③ 地质条件：如遇不良地质条件时，应尽量考虑躲避或环绕的方式。 ④ 施工方法 ⑤ 防洪水位：各种地面出口应按100年一遇的防洪标准进行设计。
15
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4. 地铁线路埋置深度 ① 埋深类型 Ø 根据其到地表的距离，可分为深埋与浅埋两种。埋深大于20m时
为深埋，埋深小于20m为浅埋(通常指轨顶面到地面的距离)。 p 深埋地铁一般采用暗挖法施工。 p 浅埋则大多采用明挖法，只在特殊情况下采用暗挖法。
9
基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
4. 地下铁道埋置深度
5. 影响线路纵断面设计的主要因素 ① 覆土厚度 Ø 根据下列因素考虑： l 位于道路下方的地下线，一般为0.2-0.7m。 l 位于城市公园绿地内的地下线，一般草坪0.2-0.5m，灌木0.5-
1.0m，乔木1.5-2.5m。 l 在寒冷地带应考虑保温层最小厚度要求。 l 线路位于地下水位下方时，其隔水层厚度一般要求为1m左右。 l 地下铁道作为战时人防工程时，应考虑防空工程的最小覆土要求。
车场线：可设在不大于1.5‰的坡道上； Ø 道岔：正常情况应铺设在不大于5‰的坡道上；尖轨后端固定接头
的道岔，可设在不大于10‰的坡道上；咽喉区道岔坡度不宜大于 3.0‰。
甲站
乙站
丙站
丁站
6
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基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
3. 坡段长度及连接 ① 坡段长度 Ø 最短不小于远期列车长度，如为6节车厢编组运行的线路，其坡段
《地下铁道》
2.4 地下铁道线路设计(2)
隧道与地下工程系
2.4 地下铁道线路设计
主要内容： 2.4.1 地铁线路设计的基本内容 2.4.2 线路平面设计 2.4.3 线路纵断面设计
2
基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
1. 纵断面设计的主要技术要素与基本要求 p 地铁线路的纵断面：线路中心线(展直后)在垂直面上的投影。 ① 线路纵断面设计的主要技术要素： Ø 坡度标准 Ø 坡段长度 Ø 坡段连接
3
基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
2. 纵断面设计的主要技术要素与基本要求 ② 基本要求
Ø 保证列车运行的安全、平稳及乘客舒适。 Ø 应结合地形、地质、水文条件、线路敷设方式与埋深要求、施工方法、地
上建筑物与地下基础及线路平面条件。 Ø 考虑埋深对造价的影响。 Ø 要避开地下障碍物的影响。 Ø 应尽量设计成符合列车运行规律的节能型坡道组合的纵断面。
对施工不利。 l 车站位于线路的低点，对列车运行不利。
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基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
4. 地下铁道埋置深度 ④ 一般选择 Ø 在建筑稠密、交通繁忙的市中心，采用深埋； Ø 在交通量小和街道宽敞的郊区采用浅埋； Ø 在城市边缘地区，近郊区或特殊地形的地区采用高架线路或地面
线路。
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基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
车站甲
车站乙
出站加速
进站减速
4
基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
2. 坡度标准 ① 最大纵坡imax
一般地段≯30 ‰
正线
困难地段≯35 ‰
特殊地区≯40 ‰
辅助线
≯40 ‰
② 最小纵坡imin
正线
一般地段≮3 ‰ 困难地段≮2 ‰
5
基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
2. 坡度标准 ③ 车站与车场纵坡 Ø 车站站台段线路：应设在一个坡度上，坡度宜采用2‰； Ø 折返线和存车线：应布置在面向车挡的下坡道上，其坡度宜为2‰。
基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
工程实例: 长沙地铁1号线：涂家冲—铁道学院区间线路纵断面图
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基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
工程实例: 长沙地铁1号线：涂家冲—铁道学院区间线路纵断面图 局部放大图
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基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
4. 地铁线路埋置深度 ② 浅埋地下铁道的优缺点 Ø 优点: l 建筑造价较低。 l 运营费用较省。
l 防水性能好，便于采用现浇混凝土及
外贴式防水层。 l 工程施工组织较简单，施工条件较好，
可以缩短工期。 l 旅客进出站时间短，换乘设备简单。 l 正线与车库的联络线缩短，可减少投
车站的道岔范围内，其起迄点距道 岔前或后端应不小于5m。 Ø 两相邻竖曲线长度的夹直线长度在 一般情况下应不小于50m。 Ø 缓和曲线的超高顺坡率大于1.5‰时， 竖曲线不能和缓和曲线重叠。长大 坡度不宜与平面小半径曲线重叠。
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基本内容 线路平面设计 线路纵断面设计
4. 地下铁道埋置深度 ② 浅埋地下铁道的优缺点 Ø 缺点： l 施工要挖开路面，干扰了城市的正常生
活和交通运输。 l 对城市地下管路和地面建筑物须进行拆
迁或基础加固，影响工程进度。 l 浅位置的地层，比较松软、地下水丰富，