目录

  • 1 概述
    • 1.1 课前导学
    • 1.2 课前自学
      • 1.2.1 国内外地铁发展状况
      • 1.2.2 城市的梦想有多大,地铁要走多远就
    • 1.3 课堂教学
      • 1.3.1 综述+城市轨道交通概况+地铁
      • 1.3.2 轻轨+单轨+最新城市地铁建设申报政策
      • 1.3.3 城市轨道交通发展前景
    • 1.4 专题研讨(一)
  • 2 线网规划
    • 2.1 课前自学
      • 2.1.1 一文读懂地铁规划建设流程
      • 2.1.2 “线网”是什么?
      • 2.1.3 线网规划的内容、方法是什么?
    • 2.2 课堂教学
      • 2.2.1 路网规划原则+路网基本结构+客流量预测
      • 2.2.2 路网设计的基本方法+基本参数
    • 2.3 课后拓展
    • 2.4 应用分析(一)
  • 3 线路设计
    • 3.1 课前探索
      • 3.1.1 如何区分地铁上下行呢?
      • 3.1.2 线路的组成及结构
      • 3.1.3 折返线
      • 3.1.4 存车线
      • 3.1.5 安全线
      • 3.1.6 联络线
      • 3.1.7 出入段线
    • 3.2 课堂教学
      • 3.2.1 线路设计:线路选线
      • 3.2.2 线路设计:平面设计
      • 3.2.3 线路设计:纵断面设计
      • 3.2.4 轨道工程设计
    • 3.3 课后拓展-选线工作详解
    • 3.4 课后拓展-道岔的组成及绘制
    • 3.5 课后拓展-轨道交通平面设计
  • 4 轨道交通限界
    • 4.1 课前探索——三心圆法
    • 4.2 课堂教学
  • 5 车站建筑设计
    • 5.1 课前自学
      • 5.1.1 车站的分类
      • 5.1.2 地铁车站位置选择
    • 5.2 课堂教学
      • 5.2.1 车站建筑平面设计
      • 5.2.2 剖面设计+内部设计+辅助设计
      • 5.2.3 轻轨车站建筑设计
    • 5.3 课后拓展-车站的建筑空间组成及规模
  • 6 地下铁道施工技术
    • 6.1 课前自学-施工准备
    • 6.2 课堂授课
      • 6.2.1 明挖法施工
      • 6.2.2 地下连续墙施工法
      • 6.2.3 盖挖法施工
      • 6.2.4 浅埋暗挖法施工
      • 6.2.5 盾构
      • 6.2.6 沉管
    • 6.3 地铁辅助施工方法(课后自学)
    • 6.4 基础托换技术(课后自学)
  • 7 地下车站结构工程
    • 7.1 课前自学
    • 7.2 课堂教学
      • 7.2.1 明挖车站
      • 7.2.2 暗挖车站
    • 7.3 (现场)专题研学一
  • 8 区间隧道工程
    • 8.1 课前自学
    • 8.2 课堂教学
      • 8.2.1 区间隧道的结构类型
  • 9 地铁结构计算
    • 9.1 课前自学
    • 9.2 课堂教学
      • 9.2.1 地铁结构计算方法与荷载
      • 9.2.2 地铁结构计算+验算
    • 9.3 线上自学—基于专业软件的地铁基坑开挖数值模拟
    • 9.4 专题研学二
  • 10 高架结构(自学,考试涉及)
    • 10.1 线上自学
  • 11 地铁防水与减灾
    • 11.1 课前探索
      • 11.1.1 探索-郑州“7·20”特大暴雨灾害对地铁行业的启示
      • 11.1.2 郑州地铁5号线,被冲垮的那道“挡水墙”
      • 11.1.3 国内地铁防汛标准尚待明确
    • 11.2 课堂教学
    • 11.3 专题研讨(二)
  • 12 拓展—车辆基地设计
    • 12.1 第一节 车辆基地基本概念
    • 12.2 第二节 车辆基地的功能定位和布局
    • 12.3 第三节 车辆检修制度
    • 12.4 第四节 列检及月检库
    • 12.5 第五节 洗车线及洗车设备
    • 12.6 第六节 车辆检修设施及维修中心
    • 12.7 第七节 车辆基地总平面布置
第七节 车辆基地总平面布置

这是本章的最后一节,总平面布局,希望同学们能够形成整体布局的意识:

地铁车辆段的总平面布置按厂房组合形式可分为集中式和分散式两种。集中式布置将性质相近的车间大规模地合并成联合厂房,如将大架修库、定临修库、油漆库、转向架间等合并成检修主厂房,将周检库、月检库、不落轮镟库等合并成运用库。集中式布置的优点主要有工艺路线路短, 占地面积小,线路布置容易,方便管理等,缺点主要是由于厂房面积大,自然采光和通风条件较差,消防设计较为复杂。分散式布置为各主要车间独立设置或集中程度较小,厂房单体面积较小,从总图上看,布置分散,其优缺点与集中式布置相反。

★★车辆段的组织机构及其功能

(1)组织机构

城市地铁车辆段通常和其它基地合建,内含车辆段、综合维修中心、材料总库、教育培训中心、行车调度指挥中心和地铁公安分局等6部分。根据各自的分工协作关系,一般来说,前三者应合建,而后三者根据具体情况可合建亦可分建。

(2)功能

综合维修中心是全线工务、建筑、机电、电力、通信信号、环控通风、给排水、接触网等沿线固定设备、设施维修保养的重要基地;材料总库是地铁运营所需物资、材料、设备的采购、储存、保管、供应的重要基地;培训中心是对地铁系统各类专业人员进行技术培训的重要基地;行车调度指挥中心是地铁运营管理的中枢;地铁公安分局是地铁系统治安管理的中心。

★★★车辆段总平面布置

(1)总平面布置的组成

车辆段总平面布置主要由股道、道路、运用检修主厂房、辅助生产厂房、生产办公房屋、生活房屋及绿化等组成。

股道:股道主要由出入段线、牵出线、调头线(必要时)、试车线、静调线、洗车线、吹扫(清洗)线、不落轮镟修线、停车列检线、月修线、定架修线、大修线和材料线、调车机车存放线、油漆线(必要时)、特种车辆存放线、备用车存放线及建设期使用的焊轨线等。

道路:道路主要由生产运输通道、消防环行通道及人行通道组成。

运用检修主厂房:运用检修主厂房主要由停车列检库、月修库、架定修库、大修库(需要时)、洗车库、不落轮镟修库、吹扫(清洗)库、调机库及综合维修厂房等组成。

辅助生产厂房:辅助生产厂房主要由变电所、通信信号楼、特种车库、设备维修车间、转向架轮对检修间、电机电器检修间、空调检修间、车门车窗检修间、受电弓检修间、制动机检修间、污水废水处理站、空压机间、加油站、锅炉房(需要时)、材料棚、材料库及汽车库等组成。

生产办公房屋:车辆段办公综合楼、运用车间办公楼、检修车间办公楼、设备车间办公楼、综合维修中心办公综合楼、材料总库办公楼等组成。

生活房屋:主要由司机待乘室、生产人员的更衣休息室、职工食堂、浴室及文化娱乐场所组成。

(2)车辆段总平面布置原则

一般来说,一个城市的路网规划都是由几条甚至十几条纵横交错的线路组成,每条线路的客流量和施工工期也是不同的。如何结合路网规划来确定车辆段的性质就成为确定车辆段规模的先决条件。这里所说的车辆段的性质是指按完成几级修程来定的,最大的可以作大修,最小的只能作停车列检。车辆段的性质的确定主要与路网规划、客流预测、线路走向、施工工期安排、段址等因素有关。车辆段的性质一旦确定,其规模就可以通过行车资料计算而定。规模定下来后,就可以进行段内总平面布置。

★★★车辆段总平面布置的原则:

(1)运营优先

车辆段主要是为运营服务的,而车辆段与运营关系按密切程度排序:出入段线、洗车线、停车列检线、月修线、牵出线、调车机车存放线、特种车存放线、不落轮镟修线、吹扫(清洗)线。其它线路属检修线路,可根据需要合理布置。以上各线最重要的是出入段线,因其布置形式直接关系到正线的运输能力,深圳地铁多次方案变更都是由出入段线的能力不足引起的。这里给出几种理想的出入段线布置形式:当段址选在线路的终点站,无论段址与正线平行还是垂直时,一般以双线顺接即可满足运营要求;当段址选在线路的中间站,且段址与正线垂直时,应采用双线双向的出入段线布置形式;当段址选在线路的中间站,且段址与正线平行时,应采用双线双向两站间贯通(主要指停车列检库可以与两站直接连接)式的出入段线布置形式,当不具备贯通式布置条件时,应采用双线双向单站的出入段线布置形式。洗车线、不落轮镟修线的布置原则是有条件的情况下与停车列检库贯通,吹扫(清洗)线与检修库贯通。其它各线的布置原则是尽量减少车辆在段内调车时的走行距离,最好使段内线路的带电区和非带电区分区布置。

(2)确保检修

车辆段的两大主要功能是车辆的运用整备和车辆及地铁各系统固定设备的检修保养,因此,在车辆段总平面布置上,优先考虑运营需要的前提下要确保检修能力。因为地铁车辆的造价昂贵,若车辆段的检修能力跟不上,会直接影响运用车数量,从而影响运营能力。而检修设施的能力主要靠运用检修主厂房和辅助生产厂房的规模及其工艺流程的合理性来保证。因为车辆段内的综合维修中心的很多辅助车间与车辆段的辅助车间性质相同,可在综合考虑各方面因素后采用合建方案,象机加工车间和计量化验室等,车辆段的材料棚、材料库也可考虑和材料总库合建。

(3)合理布置办公房屋

合理是指不但房屋面积和位置合理,尽量靠近运用检修中心,而且对于各功能主体的用房在满足管理需要的前提下,能合并的尽量合并成办公综合楼,象综合维修中心和材料总库就可以将生产和办公合建成综合楼,以减少房屋个体数量。

(4)配备必要的生活设施

所谓必要的生活设施是指根据不同的地点和该地的经济生活水平的高低以及气候条件来作为职工生活设施配备的依据。

(5)道路与绿化

车辆段内的道路布置在总平面布置中也很重要,对于车辆段内的大型建筑在布置前就应考虑铺设运输道路和环行消防通道的条件。各建筑个体之间应根据需要铺设人行通道,且要求各道路之间应尽量连通。在车辆段无法与国铁接轨时,还应考虑机车、车辆进段条件。除此之外还应符合国家及本地区对环保、劳动保护及绿化的有关设计规定。

(6)预留发展余地

在满足近期运营、检修要求的前提下,应使各生产办公房屋布置紧凑,为将来发展留有余地。

(7)考虑物业开发的条件

地铁一般多建在较大城市,都是寸土寸金,且占地面积相当大(一般不小于25 hm2),若有条件搞物业开发,其经济价值是不言而喻的。如果业主要求搞物业开发,在作车辆段总平面布置时,一定在满足车辆运用检修的前提下,为物业开发提供充分的条件。这一点可参照北京八王坟车辆段和深圳竹子林车辆段的总平面布置。

★★★布设类型及特点:

由于地铁车辆段一般位于城市近郊,购地困难,随着技术发展,车间采光通风可以通过设备得到较好解决,因而国内外地铁车辆段总平面设计中,集中式布置已成为主流。

根据地铁车辆段检修主厂房、运用库及停车库的位置关系,地铁车辆段总平面布置形式一般可分为并列式、纵列式及复合式三种。并列式为三者并联布置,列车在三者之间的转场一般通过牵出线进行; 纵列式为三者串联布置,列车转场一般通过走行线进行; 复合式为三者之间有并有串。

并列式布置的特点并列式布置的主要优点是布置紧凑整齐,占地小,作业集中,管理方便,缺点是对场地的宽度要求较大,作业工艺不如纵列式布置顺畅,定检车辆的调车作业较多,走行距离长,对列车出入段可能造成干扰,洗车线和试车线布置困难。北京地铁古城车辆段和香港地铁九龙湾车厂的总平面就是典型的并列式布置方式。

纵列式布置的特点

纵列式布置主要适用于狭长地形,按主出入段方向依次布置停车库、运用库和检修主厂房,也可将运用库设于停车库前。这种布置分区明确,列车走行顺畅,洗车线和试车线布置容易,缺点是走行线数量较大,而且由于狭长布置,不方便管理,实际运用中较少采用这种形式。

复合式布置的特点

复合式布置吸取了横列式布置和纵列式布置的优点,对地形的适应性也较强,是普遍采用的总平面布置方式。复合式布置也根据组合方式不同,一般有两种布置方式,一种是停车库和运用库并列布置,与检修主厂房纵列布置,广州地铁一号线车辆段即为这种布置方式,它的优点是出入库较频繁的作业集中在一起,运用和检修分开,带电区和无电区分开,对安全作业有利; 另一种是运用库与检修主厂房并列布置,与停车库纵列布置,如上海地铁新龙华车辆段,它的优点是运用检修作业集中,方便管理和零部件的供应。

站段关系

地铁车辆段的总平面布置按站段关系分为尽头式和贯通式两种,尽头式布置由一个方向出入段,占地面积及工程量较小,但运用的灵活性较贯通式差; 贯通式布置有两个出入段方向,一般与两个地铁车站联接,一个为主出入口,一个为辅助出入口,贯通式布置的优缺点与尽头式布置相反。由于地铁运输的特点是运量集中在高峰小时,高峰小时列车开行密度大大高于非高峰时间,这就造成地铁列车的出入段比较集中,因此贯通式布置带来的出入段灵活性显得更加重要。我国早期设计的地铁车辆段一般为尽头式布置,如北京地铁古城车辆段,而近期设计的地铁车辆段一般为贯通式布置,如广州地铁一号线芳村车辆段和上海地铁新龙华车辆段。


学习下本节的课程内容:

对于地铁车辆段总平面设计中的近远期结合问题,应该注意一下几点:

《地下铁道设计规范》规定地下铁道的设计近期宜为交付运营后第10年; 远期应符合城市总体规划规定的年限,但不宜少于交付运营后25年; 车辆段的用地面积按远期规模确定,对于可分期建设的工程和配备的设备,应考虑分期扩建和增设。由于地铁设计年代远长大于铁路机务、车辆设备的设计年代,因此在地铁车辆段总平面设计中,作好近远期结合更为重要。

一是近期规模要适当。地铁建设投资巨大,已严重制约了地铁交通在我国的发展,因此在设计中如何降低工程造价,特别是初期投资,是非常重要和紧迫的。车辆段的房屋建筑及设备在按近期能力设计时,由于地铁车辆的检修一般以列为单位,因此各修程宜尽量按合库作业考虑,综合考虑各修程的计算台位数量,提高检修台位利用率,避免近期检修能力过于偏大。同时近期合库作业设计,远期作业量大时再按分库作业扩建,远期改扩建工程对运营干扰较小,近远期结合好。关于地铁车辆段的规模确定问题,作者在拙文《地铁车辆段设计规模的探讨》中已有讨论。

二是远期规划要充分。地铁车辆的检修体制与铁路不同,为各城市自成体系。我国城市地铁交通尚处于发展初期,除北京地铁的车辆检修设施较为配套外,其它城市基本都是从零开始,因此地铁车辆段的布局和规模应结合城市路网规划有一个全局性的考虑,尽量避免重复建设。例如在上海地铁一号线车辆段和广州地铁一号线车辆段设计中,除考虑本线近远期车辆检修工作量外,远期规模还结合城市轨道交通规划考虑了二号线的车辆大架修工作量。由于设计近远期车辆检修工作量相差较大,地铁车辆段一般又位于城市近郊,如不作好远期规划,在总平面设计中充分预留远期发展用地,随着城市发展,特别是地铁开通运营后,地铁沿线的开发速度将大大加快,地铁车辆段的远期改扩建将会引起大量拆迁,发展极为困难。

三是作好近期工程的综合利用。地铁车辆段近期工程的综合利用有两种,一是由于地铁车辆的大修周期较长,地铁运营的10年内几乎没有大修任务,因此地铁车辆段的大修设施可加以利用,如广州地铁车辆段就将检修主厂房的大修部分用作地铁二期工程建设物资的仓储。二是由于检修工艺要求或建筑结构需要,部分车间分期建设困难,宜近期一次建成,造成这部分房屋和设备能力富余,可加以综合利用。