【专】城市轨道交通土建工程概论 【离线第一次作业】
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一、城市轨道交通是由哪些组成的？各具有什么特点。
轨道交通包括了地铁、轻轨、城市铁路、独轨、磁悬浮、索轨、有轨电车和磁悬浮列车
等。轻轨应是一种电气化铁路系统，由于轻轨的机车重量和载客量都较小，列车长度、宽度
都不及地铁，使用的铁轨质量也较小，每米只有50公斤，而一般铁轨每米的质量为60公斤。
地铁是一种电气化铁路系统，运能与‘轻轨”相比较大。它必须有单独的道路；车辆由多节车
厢组成，速度及加速都较快；有复杂的信号系统；并需有较高的站台上下客。行驶的道路可
以在地面、地下和高架线上。从运量来区分，地铁的运输量最大，单向每小时可运送4万至
6万人次，轻轨可运送2万至3万人次。
二、请叙述车辆限界、设备限界和建筑限界的概念、并说其期互相关系。
车辆限界：车辆限界是指车辆最外轮廓线的限界尺寸，应根据车辆的轮廓尺寸和技术参数，
并参考起静态和动态情况下所能达到的横向和竖向偏移量，按可能产生的最不利情况进行组
合确定。
设备限界：设备限界是指线路上各种设备不得侵入的轮廓线。是在车辆限界的基础上再计入
轨道出现最大允许误差是，引起车辆的偏移和倾斜等附加偏移量，以及在设计、施工、运营
中难于预计的因素在内的安全预留量。
建筑限界：建筑限界是行车隧道和高架桥等结构物的最小横断面有效内轮廓线。在建筑限界
以内、设备限界以外的空间，应能满足固定设备和管线安装的需要，还需考虑其他误差、测
量误差、结构变形等。
三、城市轨道交通的平面线形的组成要素是什么？各具有什么特点。
平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线3种线形构成。
直线：缩短里程、线型简单、给人以直达短捷的印象，受力简单、方向明确、驾驶操作简易。
圆曲线：曲线半径为常数测设简单、能较好的适应地形的变化适用范围较广且灵活、线形美
观、行车舒适。缺点是：受离心力的作用、比直线段多占用宽度。
缓和曲线：满足列车行驶轨迹的需要、列车易遵循的线路、使线路通畅、离心加速逐渐变化、
适应乘客的舒适度、超高加宽逐渐变化、行车更加平稳、与曲线配合得当、增加线形美观。
四、为什么要设置曲线外轨超高？超高与那些因素有关？为什么要限制欠超高和最大外轨
超高？
设置曲线外轨超高是为了使机车车辆的自重产生一个向心的水平分力，以抵消惯性离心力，
达到内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。
超高与各次列车的平均速度和曲线半径有关。欠超高引起内外轨不均匀磨耗并影响旅客的舒
适度，此外，过大的未被平衡超高度还可能导致列车倾覆，因此必须限制欠超高；低速列车
行驶于超高很大的轨道时，存在颠覆的危险性，故必须限制最大外轨超高。
五、为什么要在圆曲线与直线之间插入一段缓和曲线？
行驶于曲线轨道的机车车辆会出现与直线运行显著不同的受力特征，如离心力、外轨超高不
连续形成的冲击力。为使上述诸力不致突然产生和消失，以保证列车曲线运行的平稳性，故
需在直线与圆曲线轨道之间设置一段曲率和外轨超高度均之间变化的缓和曲线。
六、什么叫坡度、坡长和竖曲线、竖曲线的一般形式是什么？
坡度：陡缓的程度，通常把坡面的垂直高度h和水平距离l的比叫做坡度（或叫做坡比）用
字母i表示。即坡角的正切值（可写作：i=tan坡角）
坡长：纵断面相邻变坡点的桩号之差，即水平距离。对一定纵坡长度的限制称为坡长限制，
包括最大坡长限制和最小坡长限制。
竖曲线：在线路纵断面上，以变坡点为交点，连接两相邻坡段的曲线称为竖曲线。
竖曲线有抛物线形和园曲线型两种，抛物线形的曲率是渐变的，更适宜列车运行。但基本不
采用。圆曲线型竖曲线具有便于铺设和养护的优点，所以一般采用圆曲线型竖曲线。
七、按用途区间隧道可分为哪些？他们的作用是什么？
区间隧道按照用途划分：其结构可以包括行车隧道、渡线、折返线、地下存车线、联络线和
其他附属建筑物。
1）渡线隧道、折返线隧道进行列车折返调度、换线、停车等作业。
2）联络通道及其他区间附属结构物，区间火灾保证乘客安全疏散，也可供消防人员和维修
养护人员使用，敷设管线路，设置排水、通风环控，区间风道等附属结构物。
八、请叙述区间隧道的施工方法的种类及其概念。
区间隧道的结构根据不同的施工方法可以分为放坡开挖或护臂施工的明挖结构、用盾
构法和矿山法施工的暗挖结构和用沉管法或顶进法等特殊方法施工的结构等三大类。
明挖法：是从地表面向下开挖基坑到设计高程位置，然后再基坑内的预定位置由下而
上地修筑衬砌、建筑主体结构及防水设施，最后回填土并恢复地表路面。
暗挖法：
1）新矿山法：早期的隧道暗挖施工采用传统的矿山法，即人力开挖、小型机械化开挖、
钻爆开挖等方式，在支护手段下，采用圆木、型钢、钢轨等形式支架，对开挖面形成强力支
撑。新矿山法是采用锚喷支护的新奥法理念来改进传统的矿山法使之能够更好地完成地铁隧
道的施工。
2）盾构法是利用盾构机在地面以下暗挖隧道的一种方法，盾构机是一种集开挖、支护、
推进、衬砌等多种作业功能于一体的大型暗挖隧道施工机械，多为圆筒形断面，也有少数为
矩形，马蹄形和多圆形断面。
沉管法：对地基的要求较低，埋深小，包括连接段在内的隧道线路总长较矿山法和盾
构法隧道显著缩短。工作方式灵活，彼此干扰较少。管段预制质量易于控制，成为最经济的
水下穿越方案。
九、请对比分析各施工方法的区间隧道结构形式特点及其适用条件。
明挖法施工：
适用条件：地势空旷，地下水位低，水质稳定。
优点：不设支护结构，成本低，技术含量少，施工简单。
缺点：占地面积大，对地面的交通影响较大，土方量大，回填大，噪声大。
矿山法施工：
适用条件：一般适用于硬质岩石，利用隧道围岩的稳定性，采用喷射混凝土、岩锚、钢支护
等方式。
优点：除竖井部位外不影响交通，噪声、振动一般只发生在竖井口。
缺点：靠近建筑物时需要采取辅助措施，市区内进行降水难度较大。
隧道开挖后受爆破影响造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能塌落。
盾构法施工:
适用条件:地层范围广。从软土、砂卵土、软岩直到岩层均可适用。
优点:除竖井外，其他均在地下进行，不影响地面交通，可减少对地面的影响，包括噪声和
振动。
施工费用几乎不受埋深的影响。
盾构掘进，出图，拼装管片衬砌等主要工序都靠机械完成、施工人员比较少，施工易于管理。
隧道过水体时，不影响航道。
施工不受风雨等气候影响。
在地质差和水位高的条件下修建埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。
