2.4-地下铁道线路设计(2)

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。

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。

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。

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。

地下铁道课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解地下铁道的基本概念、发展历程及其在我国的应用现状；2. 掌握地下铁道的主要组成部分、功能及其工作原理；3. 了解地下铁道在城市建设中的作用，理解其与城市交通、环境保护等方面的关系。

技能目标：1. 能够分析地下铁道线路、车站、车辆等方面的特点，并进行简单的比较和评价；2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，例如在设计地下铁道时考虑周边环境、人口密度等因素；3. 能够通过查阅资料、实地考察等方式，了解国内外地下铁道建设的先进经验和技术。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对地下铁道建设及其相关领域的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 增强学生的环保意识，使他们认识到地下铁道在节能减排、改善城市交通等方面的积极作用；3. 培养学生具备团队协作精神，学会在合作中共同探讨问题、分享成果。

课程性质：本课程为跨学科综合性课程，涉及地理、历史、科技、环保等多个领域。

学生特点：六年级学生具有一定的独立思考能力、合作能力和探究精神。

教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生通过多种途径获取信息，培养他们的综合分析能力和实践操作能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。

二、教学内容1. 地下铁道的概念与发展历程- 了解地下铁道的定义、功能及其在我国的发展历程；- 分析国内外典型城市地下铁道的建设特点及先进经验。

2. 地下铁道的主要组成部分及工作原理- 研究地下铁道的线路、车站、车辆等主要组成部分；- 掌握地下铁道的工作原理，了解其运行、信号、供电等方面的知识。

3. 地下铁道与城市建设的关系- 探讨地下铁道对城市交通、环境保护等方面的影响；- 分析地下铁道建设与城市规划、土地利用等方面的关系。

4. 地下铁道建设的现实意义与挑战- 了解地下铁道在解决城市交通拥堵、提高出行效率等方面的作用；- 探讨地下铁道建设过程中面临的技术、环境、经济等方面的挑战。

第一章：绪论●我国大城市的交通现状及解决途径。

（1）交通拥挤，行车速度下降（2）混合用道交通模式造成交通秩序混乱（3）私人汽车数量增速迅猛，耗能多，污染严重解决途径：快速轨道交通，简称快轨交通，是服务于城市客运交通的运量大、速度快、安全可靠、准点舒适的快速公共运输系统，它可以位于地下、高架或地面。

●技术参数：（1）高峰小时单项运送能力（30,000-70,000人）（2）列车编组（4-8节，最多11节）（3）列车容量（3,000人）（4）车辆最高运行速度（80-100km/h）（5）列车旅行速度（>35km/h）（6）车站平均间距（600-2,000m）（7）最大通过能力（>35对/h）（8）与地面交通隔离率（100%）（9）安全性和可靠性（较好）（10）正线最小曲线半径（250m、300m、350m）（11）正线最大坡度（30‰，35‰）（12）舒适性（较好）（13）城市景观（无较大影响）（14）空气污染、噪声污染（小）（15）站台高度（一般为高站台，乘降方便）●地下铁道系统的构成（7个组成部分）：地下铁道建筑物；线路及轮轨系统；车辆及列车编组；供电系统；通信信号系统；通风、空调与采暖系统；灾害防护●地铁建筑物根据其功能、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第二章：地下铁道线网规划与线路设计●规划设计原则（10个设计原则）：（1）线网中的规划线路走向应于城市交通中的主客流方向一致。

【照顾居民快速方便出行需要，发挥客运量大的功能，社会、经济、财务效益提高】（2）线网规划要与城市发展规划紧密结合，并适当留有发展的可能性。

【经调查研究编制线网规划，使乘客以最短行程、最少时间达到目的地，并留有向外延伸可能性】（3）规划线路要尽量沿城市干道布设。

【满足换乘需要，吸引客流，减少对居民生活的干扰】（4）线网中线路布置要均匀，线路密度要适量，乘客换乘方便，换乘次数要少。

【花费时间最少，换乘次数最少】（5）线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。