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學(xué)科前沿講座結(jié)課論文
學(xué)科前沿講座論文
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地鐵設(shè)計(jì)
摘要
地下空間包括城市地下軌道交通系統(tǒng)、地下商業(yè)系統(tǒng)、地下停車(chē)場(chǎng)、地下貯存系統(tǒng)以及軍用民用地下建筑等[20]�？梢灶A(yù)見(jiàn)，21世紀(jì)將是地下空間的時(shí)代。隨著我國(guó)許多城市地下軌道交通系統(tǒng)（地鐵）的不斷完善，地鐵將成為我國(guó)許多大中城市發(fā)展的主旋律。本文通過(guò)查閱相關(guān)資料，從概述、路網(wǎng)規(guī)劃、線路設(shè)計(jì)、車(chē)站設(shè)計(jì)、出入口設(shè)計(jì)等五大方面對(duì)地鐵進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述。
關(guān)鍵詞：地鐵 概述 路網(wǎng)規(guī)劃 線路設(shè)計(jì) 車(chē)站設(shè)計(jì) 出入口設(shè)計(jì)
一、概述
1、地鐵發(fā)展歷史
世界上首條地下鐵路系統(tǒng)是在1863年開(kāi)通的倫敦大都會(huì)鐵路，當(dāng)時(shí)電力尚未普及，所以即使是地下鐵路也只能用蒸汽機(jī)車(chē)。時(shí)至今日，地下鐵道已經(jīng)有149年的歷史。[1]在近30多年中，有了更大規(guī)模的發(fā)展地鐵運(yùn)營(yíng)城市不斷增加，運(yùn)營(yíng)里程不斷加長(zhǎng)。下表反映了當(dāng)前世界各大城市地鐵發(fā)展的情況。
表1-1世界城市地鐵概況[2]
國(guó)家 英國(guó)
城市 倫敦 紐約
美國(guó)
芝加哥 華盛頓
法國(guó) 德國(guó)
巴黎 柏林 漢堡
城市人口 線路條數(shù) 線路長(zhǎng)度 車(chē)站數(shù) 占城市總客運(yùn)量比重（%） 630 1320 780 320 1100 340 260 510 1180 260 880
3 30 7 5 19 9 3 11 12 7 11
392 416.2 173 150 316.5 143 100.7 120.8 248.7 115.6 262
267 503 140 75 361 169 89 164 235 92 160
45.0（1983）
19.0（1984） 40.7（1987） 26.0（1984） 27.2（1985）
西班牙 馬德里 日本
東京 大阪
俄羅斯 莫斯科
2、我國(guó)地鐵產(chǎn)業(yè)存在的主要問(wèn)題[3]
雖然我國(guó)目前正處于經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)快速增長(zhǎng)期，但城市化發(fā)展水平相對(duì)滯后，城市地下空間開(kāi)發(fā)利用過(guò)程存在一些問(wèn)題。
（1）、規(guī)劃管理上對(duì)地下空間資源的可持續(xù)發(fā)展認(rèn)識(shí)不足；
（2）、地下空間開(kāi)發(fā)中交通作用不明顯，沒(méi)有與地面交通形成有機(jī)網(wǎng)絡(luò)； （3）、開(kāi)發(fā)規(guī)模小、深度淺；
（4）、缺乏健全的投資融資體制，未能充分調(diào)動(dòng)投資者積極性。 3、地鐵的造價(jià)問(wèn)題[16]
（1）、地鐵的造價(jià)很昂貴，歐美、日本每公里造價(jià)基本都在幾億美元以上，不過(guò)我國(guó)上海地鐵造價(jià)預(yù)算按現(xiàn)有匯率折合成美元來(lái)看，尚低于美日等過(guò)地鐵造價(jià)。下表列出了美國(guó)一些城市的地鐵
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造價(jià)。
表1-2美國(guó)一些城市地鐵造價(jià)[3]
城市 亞特蘭大 華盛頓 邁阿密
地鐵造價(jià)（百萬(wàn)美元/km）
52 75 77
備注 站臺(tái)長(zhǎng)200米 站臺(tái)長(zhǎng)183米 站臺(tái)長(zhǎng)150米
（2）地鐵項(xiàng)目從規(guī)劃到建成一般要經(jīng)過(guò)3個(gè)階段，即前期規(guī)劃階段、設(shè)計(jì)階段和工程建設(shè)階段。其中氣球規(guī)劃階段的投資一搬占地鐵項(xiàng)目總投資的13%左右，多的可高達(dá)26%，所以說(shuō)降低地鐵前期投資是降低工程造價(jià)的基礎(chǔ)。其降低措施一般有以下幾點(diǎn)：
a.盡量制定“低密度、大站距”的線網(wǎng)規(guī)劃；
b.制定地鐵線路沿線土地利用及控制性詳細(xì)規(guī)劃，避免大量拆遷； c.進(jìn)行可靠的客流預(yù)測(cè)；
d.科學(xué)合理地確定線路敷設(shè)方式。[14]
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扭環(huán)環(huán)線型地鐵，為解決正在規(guī)劃擬建的城軌線路在主城區(qū)的線網(wǎng)密度太低，而在總體城軌規(guī)劃中線路的長(zhǎng)度太長(zhǎng)、投資太大的問(wèn)題提供了一種新的線型方案。在一條有上下行雙線的地鐵運(yùn)營(yíng)線路上至少有一個(gè)通過(guò)線路自身的扭轉(zhuǎn)形成的環(huán)型，在這個(gè)環(huán)型上至少有一個(gè)線路自身的、上下分離立體交叉的換乘車(chē)站。用主城區(qū)的扭環(huán)線型地鐵與郊區(qū)的并聯(lián)高架路相配合組成大城市的骨干公共交通網(wǎng)。它具有如下優(yōu)點(diǎn)：
a.在主城區(qū)有限的范圍內(nèi)增長(zhǎng)了地鐵運(yùn)營(yíng)線路的長(zhǎng)度； b.可以進(jìn)行如獨(dú)立運(yùn)營(yíng)環(huán)線式的運(yùn)營(yíng)； c.整合了不同線型線路的功能；
d.減少了乘客的換乘，有利于讓乘客選擇不同的路線；
e.有利于大城市郊區(qū)的公共交通以及大城市主城區(qū)與郊區(qū)公共交通之間的換乘； g.有利于節(jié)約主城區(qū)邊沿的土地。
圖2-7最簡(jiǎn)單的扭環(huán)形 圖2-8 “8”字形扭環(huán) 圖2-9 扭環(huán)線型地鐵與并聯(lián)高架
路的換乘示意圖
2、線網(wǎng)規(guī)劃
在修建地鐵時(shí)，注意要制訂中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。
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上海市城市規(guī)劃部門(mén)1985年提出的綜合交通規(guī)劃設(shè)想中，除在地面上規(guī)劃7條快速干道和其他一些主次干道，以及自行車(chē)專(zhuān)用道外，還提出了由4條徑線、1條半徑線和1條環(huán)線加1條半環(huán)線組成的地鐵線路網(wǎng)，總長(zhǎng)176km。
一般來(lái)說(shuō)，線網(wǎng)規(guī)劃主要包括以下三大塊：
（1）線路端點(diǎn)站開(kāi)發(fā)：包括大規(guī)模機(jī)動(dòng)與非機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)場(chǎng)、出租者�？空�、與地面公交相結(jié)合的配套設(shè)施以及大型超級(jí)市場(chǎng)或綜合商場(chǎng)；
（2）換乘站點(diǎn)開(kāi)發(fā)：將換乘樞紐站開(kāi)發(fā)成為集人流集散、商業(yè)、停車(chē)、娛樂(lè)和餐飲為一體的功能強(qiáng)大的綜合體，以加強(qiáng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)活力，促進(jìn)地區(qū)發(fā)展；
（3）一般站點(diǎn)開(kāi)發(fā)：換乘站主要集中在中心區(qū)范圍內(nèi)，主要以交通開(kāi)發(fā)為主，結(jié)合地面土地利用性質(zhì)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。規(guī)劃重點(diǎn)是步行交通、自行車(chē)交通與軌道交通之間的換乘[19]。
三、地鐵線路設(shè)計(jì)
地鐵路網(wǎng)的規(guī)劃，要通過(guò)對(duì)每一條線路具體地進(jìn)行勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工才能實(shí)現(xiàn)，這項(xiàng)工作可以統(tǒng)稱(chēng)為線路設(shè)計(jì)。
1、線路選線需要考慮的因素 （1）線路的作用
i、為城市居民的生產(chǎn)、生活提供交通服務(wù)，是修建地下鐵道的主要目的。
例如徐州市在建地鐵1號(hào)線全長(zhǎng)31.9公里，其中地下線約12.8公里，高架線約19.1公里，預(yù)計(jì)2015年建成通車(chē)。穿越高速鐵路站的一段設(shè)置為地下線，因此徐州市高鐵站預(yù)留了地鐵出入口，這充分體現(xiàn)了線路的作用。[7]
圖3-1 徐州市主城區(qū)軌道線網(wǎng)規(guī)劃圖
ii、其他：地下鐵道還可以為包括戰(zhàn)備、物資運(yùn)輸、安裝電纜等服務(wù)。 （2）、客流分布與客流方向
從地鐵的社會(huì)效益來(lái)看，地鐵應(yīng)最大程度地吸引客流，因此地鐵應(yīng)盡可能多經(jīng)過(guò)一些大客流集散點(diǎn)。
（3）、城市道路網(wǎng)分布情況
城市道路分為快速路、主干道、次干道、支路等。主干道兩側(cè)人口密度高，因此地下鐵道線路
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一般應(yīng)選擇城市主路敷設(shè)，吸引范圍內(nèi)客流多，換乘方便，能更好的為市民服務(wù)，運(yùn)營(yíng)效益高。
（4）、隧道主體結(jié)構(gòu)施工方法[8]
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聯(lián)絡(luò)線：為溝通兩條獨(dú)立運(yùn)營(yíng)路線而設(shè)置的連接線，為兩線車(chē)輛過(guò)線服務(wù)；
安全線：目的是為了防止在出入線、折返線和支線上的列車(chē)未經(jīng)允許進(jìn)入正線與正線列車(chē)發(fā)生沖突，從而保證列車(chē)安全、正常的運(yùn)行。
四、地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)
1、車(chē)站類(lèi)型
按照運(yùn)營(yíng)性質(zhì)的不同車(chē)站類(lèi)型可以分為終始站、中間站、區(qū)間站和換乘站等4-1。
表4-1 車(chē)站類(lèi)型及說(shuō)明[3]
車(chē)站類(lèi)型 終始點(diǎn)站 中間站 區(qū)間站 換乘站
臨時(shí)檢修
供乘客中途上下車(chē)之用
在卡羅拉集中的線段兩端的車(chē)站設(shè)置折返線，在客流高峰區(qū)段內(nèi)增開(kāi)區(qū)間列車(chē)以疏散客流
位于線路交叉點(diǎn)。除供乘客上下車(chē)外還允許乘客換乘另一條線的列車(chē)
說(shuō)明
位于線路兩端，往往設(shè)在郊外。設(shè)有線路折返設(shè)備，便于機(jī)車(chē)在此折返、停留、
[10]
，相關(guān)概念見(jiàn)表
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4、地鐵車(chē)站內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)[12]
地鐵車(chē)站建設(shè)的巨大投入，在公眾眼里看到和切身感受到的就是地鐵車(chē)站公共區(qū)的環(huán)境設(shè)計(jì)，因此它的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)太低，應(yīng)與一定的建設(shè)投資相適應(yīng)。
地鐵車(chē)站環(huán)境設(shè)計(jì)的原則應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)的原則相一致，首先應(yīng)保證其安全、適用、通達(dá)、快捷。在此基礎(chǔ)上同時(shí)考慮視覺(jué)范疇內(nèi)的造型因素及裝飾材料的應(yīng)用，使車(chē)站環(huán)境在全線統(tǒng)一格局的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)成具有一定識(shí)別性的特型車(chē)站。[18]
地鐵車(chē)站的裝飾用材應(yīng)符合防火、防潮、經(jīng)濟(jì)、耐久、易清潔的要求，部分用材還需考慮便于拆裝維修，可能條件下兼顧吸聲的要求。車(chē)站內(nèi)部的環(huán)境色彩力求明快、和諧，局部運(yùn)用一些亮麗的色彩可以振奮精神，打破地下沉悶、昏暗的心理偏見(jiàn)。車(chē)站內(nèi)的路引、指示標(biāo)牌是公共交通建筑環(huán)境設(shè)計(jì)的又一個(gè)亮點(diǎn)，不僅其本身發(fā)光透亮，而且其造型、色彩、內(nèi)涵、位置都是客流密切關(guān)注的。因此在內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)中必須加以重視。
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總之車(chē)站內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合運(yùn)用功能技術(shù)、造型藝術(shù)和建筑裝飾材料的設(shè)計(jì)過(guò)程。以人為本的設(shè)計(jì)理念也最后通過(guò)室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)細(xì)致的體現(xiàn)出來(lái)。
六、地鐵的消防、安全與疏散
1、重要性及危害性
地鐵車(chē)站內(nèi)人流密集并有大量機(jī)電設(shè)備，一旦發(fā)生災(zāi)害，將會(huì)涉及國(guó)家財(cái)產(chǎn)的損失和人民生命的安危。因此，車(chē)站防災(zāi)設(shè)計(jì)十分重要。
2、地鐵防火技術(shù)措施與要求
地鐵防火災(zāi)應(yīng)貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針。地下車(chē)站站廳乘客疏散區(qū)、站臺(tái)及疏散通道內(nèi)不得設(shè)置商業(yè)場(chǎng)所。站廳及與地鐵相聯(lián)開(kāi)發(fā)的地下商業(yè)等公共場(chǎng)所的防火災(zāi)設(shè)計(jì)，應(yīng)符合民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定。
（1）耐火等級(jí)
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地鐵的地下工程及出入口、通風(fēng)亭的耐火等級(jí)為一級(jí)。
（2）疏散時(shí)間
出口樓梯和疏散通道的寬度，應(yīng)保證在遠(yuǎn)期高峰小時(shí)客流量時(shí)發(fā)生火災(zāi)的情況下，6分鐘內(nèi)將一列車(chē)乘客和站臺(tái)上候車(chē)的乘客及工作人員全部撤離站臺(tái)。
（3）防火分區(qū)、防煙分區(qū)、安全出口
地下車(chē)站站臺(tái)和站廳乘客疏散區(qū)應(yīng)劃為一個(gè)防火分區(qū)。其他部位的防火分區(qū)的最大允許使用面積不應(yīng)大于1500m2。地上車(chē)站不應(yīng)大于2500 m2。
兩個(gè)防火分區(qū)之間采用耐火極限4h 的防火墻和甲級(jí)防火門(mén)分隔。在防火墻設(shè)有觀察窗時(shí)，應(yīng)采用C 類(lèi)甲級(jí)防火玻璃。
注：消防泵房、污水泵房、蓄水池、廁所和盥洗室的面積可不記入防火分區(qū)面積內(nèi)。
地下車(chē)站防火分區(qū)（有人區(qū)）安全出口的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：
a.車(chē)站站臺(tái)和站廳防火分區(qū)，其安全出口的數(shù)量不應(yīng)少于兩個(gè)，并應(yīng)直通車(chē)站外部空間。 b.其他各防火分區(qū)安全出口的數(shù)量也不應(yīng)少于兩個(gè)，并應(yīng)有一個(gè)安全出口直通外部空間。與相鄰防火分區(qū)連通的防火門(mén)可作為第二個(gè)安全出口。豎井爬梯出入口和垂直電梯不得作為安全出口。 c.與車(chē)站相聯(lián)開(kāi)發(fā)的地下商業(yè)等公共場(chǎng)所，通向地面的安全出口應(yīng)符合現(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定[15]。
（4）防火墻、防火門(mén)、疏散樓梯間
安全出口、樓梯和疏散通道的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：
a、車(chē)站的設(shè)備及管理用房區(qū)域的安全出口、樓梯、疏散通道的最小凈寬應(yīng)符合下列規(guī)定： 地鐵車(chē)站設(shè)備、管理用房區(qū)安全出口及樓梯為1.0m；
單面布置房間的疏散通道為1.2m；
雙面布置房間的疏散通道為1.5m。
b、附設(shè)于設(shè)備及管理用房的門(mén)至最近安全出口的距離不得超過(guò)35m，位于盡端封閉的通道兩側(cè)或盡端的房間，其最大距離不得超過(guò)上述距離的1/2。
3、地鐵防水淹技術(shù)措施及要求
防水淹主要措施如下：
（1）加高出入口地面高差；
（2）口部設(shè)活動(dòng)擋水板；
（3）設(shè)防水密閉隔斷門(mén)。
結(jié)束語(yǔ)
城市軌道交通體系的發(fā)展具有重要的意義，城市軌道交通不僅是城市發(fā)展的標(biāo)志，更是解決大中型城市公共交通運(yùn)輸擁擠的根本途徑，對(duì)于21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義�！敖裉煳乙詫W(xué)校為榮，明天學(xué)校以我為榮”。作為土木工程專(zhuān)業(yè)的一名學(xué)生，我定會(huì)努力的為城市軌道交通的發(fā)展做出最大的貢獻(xiàn)，來(lái)回母校對(duì)我的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
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