隧道与地下工程 课件 第8、9章 地下工程、 隧道工程计算实例.pptx

第8章地下工程;第8章地下工程;8.1地下铁道;地铁代替地面交通工具有以下优点：;8.1.1线路网的规划;2.地铁路网的形式

地铁路网基本上可分为放射状,环状,综合型路网等几种形式。

1）放射状路网

所有线路都通达市中心，能直接实现换乘，但市郊之间必须经过市中心的换乘站,联系不方便,且换乘站上的客流量大,换乘客流相互干扰也大。

2）环状路网

基本上与城市结构和地面上的道路系统相配合，沿城市繁华地区客流量集中的道路下呈环状布置地铁路网.

3）综合型路网

由放射状和环状线路组成的综合型路网。世界上相当多的城市地铁路网采用这种形式。

;北京地铁线路;环状路网实例

;综合型路网实例;3.地下铁道的线路设计

地下铁道的线路设计首先要确定线路的走向,线路形式（如地下,地面,高架）,位置和长度。线路选择的核心是与客观存在的最大客流量的流向相吻合，线路运营后能否发挥最大效益将与此密切相关。

地铁的埋深是指线路的轨面到地面的距离。

一般，埋深越小越经济，施工越容易，但埋深也受不良地质,技术条件、已有地下管线、建筑物基础和其他地下工程等的制约.

地铁埋深一般以20m左右为界，划分为浅埋和深埋两种。

;4.限界

地铁限界是指限定车辆运行及轨道区周围构筑物超越的轮廓线，分车辆限界、设备限界和建筑限界。

（1）车辆限界它是指平直线上正常运行状态下所形成的最大动态包络线，用以控制车辆制造，以及指定站台和站台门的定位尺寸。车辆任何部分都不允许超出此限界之外。

（2）设备限界它是指在故障运行状态下所形成的最大动态包络线，用以限制行车区的设备安装。

（3）建筑限界它是指在设备限界基础上，满足设备和管线安装尺寸后的最小有效断面。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，所有构筑物的任何突出部分都不得侵入。;在曲线段还应考虑车辆相对于轨道中心线的偏移量和加高量.曲线地段地铁限界根据该段断面形状进行加宽和加高，方法如下;曲线外侧加宽:;?;在道岔导曲线范围的外侧加宽:;（4）竖曲线地段的建筑??界根据竖曲线的形式计算加高。

凹形竖曲线范围内加高:;?;8.1.2线路网规划;1.线路平面

(1)线路平面位置与埋深的确定:线路平面位置，特别是车站位置应尽可能与地面交通相对应，地下线路应尽可能采用直线，减少弯曲线路，平面位置与埋设深度应综合考虑下列因素：

（a）地面建筑物,地下管线和其他地下建筑物的现状与规划

（b）工程地质与水文地质条件。

（c）地铁准备采用的结构类型与施工方法,运营要求等。

(2）最小曲线半径的确定:它是指当列车以“平衡速度”通过曲线时，能够保证列车安全,稳定运行的圆曲线半径的最低限值。

;列车在曲线上运行产生离心力，通常以设置超高（h=11.8V2/R）来产生向心力，以达到平衡离心力的目的。当R一定时，V越大要求设置的超高就越大，但规定最大超高hmax=120mm。

因此，当速度要求设置的超高大于最大超高值hmax时，就会产生未被平衡的离心加速度α。按目前我国地铁车辆运行情况，一般取Rmin＝300m；在困难情况下，取Rmin=250m。

一般情况下地铁正线最小曲线半径为300～600m，困难情况下为250～300m。;(3)缓和曲线的确定在地铁线路上，直线和圆曲线不是直接相连的，它们之间需要插入一段缓和曲线，其目的在于满足曲率过渡,轨距加宽和超高过度的需要，以保证乘客舒适安全。;我国地铁常采用三次抛物线型的缓和曲线。三次抛物线型的缓和曲线其方程式为：

;按超高顺坡率的要求，一般超高顺坡率不宜大于2％，困难地段不应大于3％，按此要求，缓和曲线的最小长度为：

;保证乘客舒适度，从限制未被平衡离心加速度时变率，缓和曲线的最小长度：

;（4）路线平面圆曲线的夹直线长度的确定

两相邻曲线间的直线段，称为夹直线。线路内圆曲线的长度越短，对改善瞭望条件，减少行车阻力和养护维修有利，但最短不能小于车辆的全轴距，因此，作出以下规定：

(a)正线及辅助线的圆曲线最小长度不宜小于20m,在困难情况下，不得小于一个车辆的全轴距。

(b)正线及辅助线上两相邻曲线间的夹直线长度不应小于20m，车场线上的夹直线长度不得小于3m，即不应短于车辆转向架的轴距。

(c)为避免增加勘测设计,施工和养护维修的困难,地铁线路不宜采用复曲线。

;2.线路纵断面

(1)线路的坡度地铁线路因排水的需要和各站台线路的