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。

另外，线路平面、纵剖面、车站站位的地形条件、城市公共交通线路网及车站位置，也会对地铁车站分布造成影响。

辅助线分类及用途：折返线、存车线、渡线、联络线、车辆段出入线
折返线：为运营列车往返运行时的掉头转线及夜间存车用；存车线：供故障列车停放及夜间停车用；渡线：单独设置时，用来临时折返列车，增加运营调度的灵活性，与其他辅助线合用时，能完成或增强其他辅助线的功能。

联络线：
为沟通两条运营线路而设置的连接线路，为两线车辆过线服务。

车辆段出入线：为沟通两条独立运营路线而设置的连接线，为两线车辆过线服务。

2.8折返线的形式：双向折返线、单向折返线、渡线折返线、侧线折返线、环线
折返线、综合折返线
车辆段出入线布置形式：（1）与正线平面交叉；（2）与正线立体交叉
2.9 车站站位选择原则：（1）方便乘客使用；（2）与城市道路网及公共交通网密
切结合；（3）与旧城房屋改造和新区土地开发结合；（4）方便施工，减少拆迁，降低造价；（5）兼顾各车站间距离与均匀性。

左右线常见关系：（1）左右线等高并列平行；（2）左右线上下重叠；（3）左右线保持一定距离；（4）左右线分开，线间距大于2D
2.10简述线路平面设计的原则、主要技术标准
原则：1地铁线路与城市发展规划相结合。

2双线右侧行车制。

3线路最高运行速度（一般规定为80km/h）技术标准：1曲线半径。

宜按标准从大到小合理选哟个，实际中，最大半径一般很少超过3000m。

2曲线连接。

在正线上当曲线半径等于或小于2000m时，圆曲线与直线间应根据曲线半径及行车速度设置缓和曲线。

2.11 线路纵剖面设计原则：（1）纵剖面设计应保证列车的安全、平稳及乘客舒
适坡段应尽量长，高架线路还要注意城市景观；（2）要结合不同的地形、地质、水文、线路敷设方式与埋深要求、隧道施工方法、地上地下建筑物与基础情况、线路平面条件等进行合理设计，力求方便乘客使用和降低工程造价；
（3）尽量设计成符合列车运行规律的节能型坡道。

3.1地铁车站建筑有哪些部分组成？应如何布设？
（1）乘客使用空间。

车站的主体部分；（2）运营管理用房。

与乘客关系密切，一般布设在临近乘客使用空间的地方。

（3）技术设备用房。

技术设备用房是维持整个车站正常运营的核心，这些用房与乘客没有直接额联系，一般可布设在离乘客较远的地方。

（4）辅助用房。

这些用房均设在站内工作人员使用的区域内。

3.2 根据车站运营性质、车站结构横断面形式、车站埋深，车站个分为哪些类型，各种类型的车站分别有什么特点?
（1）按车站运营性质的分类：中间站、区域站、换乘站、联运站、枢纽站、起终点站。

（2）车站埋深：车站的埋深是指车站内轨顶面至地面的垂直距离。

一般认为，当该距离大于20m时为深埋车站，而小于20m的认为是浅埋车站。

(3)按结构横断面：矩形断面车站，拱形断面车站，圆形断面车站，其他断面车站如马蹄形、椭圆形等断面形式
3.3 岛式站台与侧式站台的特点?
（1）岛式站台：站台位于上下行线路之间。

车站具有站台利用率高、能灵活调剂客流、乘客使用方便等优点，一般常用于客流量较大的车站。

因设有喇叭口，改扩建困难。

（2）侧式站台：站台位于上下行线两侧。

可分为：平行相对式、平行错开式、上下重叠式、上下错开式。

站台利用率高、调剂客流、站台之间的联系方面不如岛式站台，多用于客流量不大的车站及高架车站。

3.5 防火防淹的措施？
（1）防水淹的措施：地面口部措施，防止地面水流入地铁隧道内；设防水密闭隔断门，隧道内发生水情时，防水密闭隔断门将水堵截在一定范围内，不至波及全隧道，保证其他部位安全。

（2）防火措施：防火分区、防烟分区、安全出口；防火门、防火墙、疏散梯间
4.1 明挖法施工隧道断面形式？有哪些衬砌类型？施工方法与断面形式的关
系？
断面形式：矩形断面衬砌形式：（1）整体式衬砌结构。

其整体性好，防水
性能易得到保证，故可适用于各种工程地质和水文地质条件，但施工工序较多，
速度较慢。

（2）预制装配式衬砌；装配式衬砌整体性差，对于有特殊要求的地段
要慎重选用。

关系：明挖法——矩形断面.矿山法——拱形结构.盾构法——
圆管结构
4.2 复合式衬砌由哪几部分组成，各起什么作用？
初期支护：加固围岩、控制围岩变形、防止围岩松动失稳，是衬砌结构中的
主要承载单元。

防水隔离层：为了防水和减少二次衬砌因混凝土收缩而产生
的裂缝，在初期支护和二次衬砌之间一般需敷设不同类型的防水隔离层。

二
次衬砌：在坚固地层中，二次衬砌仅作为安全储备；在软弱围岩中二次衬砌不再
是单纯的安全储备，而是成为受力结构的一个组成部分。

4.3 盾构法施工隧道衬砌类型？
预制装配式衬砌、模注钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌、挤压混凝土
整体式衬砌。

4.4衬砌环内管片之间以及各衬砌环之间的柔性连接方式有哪些？各自特点. （1）单排螺栓连接。

按螺栓形状又可分为弯螺栓连接、直螺栓连接和斜螺栓连接。

弯螺栓连接容易变形，且拼装麻烦，用料多。

直螺栓连接在钢筋混凝土
管片中也可采用钢板端肋，但其用钢量大，预埋钢盒时精度不易保证。

斜螺栓
连接所需的螺栓手孔最小，耗钢量最省，如能与榫槽式接缝联合使用，管片拼装
就位亦很方便。

（2）销钉连接。

销钉连接可用于纵(横)向连接缝.可在管片预
制时埋入，亦可在拼装时安装。

在安装时还起导向作用.和螺栓连接相比既省力、
省时，价格又低廉，连接效果也相当好。

（3）无件连接。

在稳定的不透水地
层中，圆形衬砌的径向连接缝也可不用任何连接件连接。

利用外部压力，管片将
相互挤紧而形成一个稳定结构。

4.5 明挖地铁车站结构由哪几部分组成？
底板、侧板及顶板等围护结构和楼板、梁、柱及内墙等内部构件组合而成。

4.6 矿山法施工的车站隧道有哪些结构形式？
单拱式车站、双拱式车站（双拱塔柱式、双拱立柱式）或三拱式车站，根据需要可做成单层或双层。

4.7 盾构法施工的车站隧道有哪些结构形式？
（1）由两个并列的圆形隧道组成的侧式站台车站。

（2）由三个并列的圆形隧道组成的三拱塔柱式车站。

（3）立柱式车站
4.8地下铁道结构计算的主要计算模型有哪些？各自的适用范围及特点有哪些？（1）主动荷载模型：它不考虑结构与地层的共同作用，除底部受地层约束之外，其余部分在主动荷载作用下可以自由变形。

适用于结构与地层“刚度比”较大的情况下，较弱的地层没有“能力”去限制衬砌结构的变形。

（2）主动荷载加地层弹性约束的模型：它认为地层不仅对衬砌结构施加主动荷载（地层压力），而且由于结构与地层的共同作用，还对衬砌结构施加被动弹性抗力。

适用于各类地层，只是各类地层所能产生的弹性抗力大小和范围不同而已。

（3）地层实测荷载模型：它是第一种模型的亚型，实测荷载结构是地层共同作用的综合反映，它既包含地层的主动压力，也包含有被动弹性抗力。

适用于和测量条件相同的情况下。

4.9 明挖箱形衬砌结构一般应怎样计算？有哪些步骤？
关于箱形结构基底反力，通常可采用两种计算方式：假设结构是刚性体，则基底反力的大小和分布及可根据静力平衡条件求得；假设结构为温克地基上的箱形结构，根据地基变形运用公式计算基底每一点的反力。

采用矩阵位移法分析弹性地基上平面框架内力步骤：1将框架的上部钢架划分为普通等截面直梁单元，将框架的底板划分为弹性地基上的等截面直梁单元。

2计算整体坐标系下的普通等直梁单元的刚度矩阵。

3计算整体坐标系下弹性地基上等直梁单元的刚度矩阵。

4将上述荷载按静力等效的原则离散为节点等效节点力。

5按直接刚度法原理组集结构体系的总刚度矩阵和荷载列阵，形成结构体系的刚度方程。

6对刚度方程引入必要的位移约束条件。

对于弹性地基上的平面框架，可假设其底板重点的水平位移为零。

7求解刚度方程，得到结构体系的节点位移。

8根据各单元的节点位移和底板各节点的竖向位移计算各单元的内力和基底竖向反力。

采用第一种计算基底反力的方法，步骤：1将框架全部划分为普通等直梁单元。

2根据静力平衡条件求出基底反力的大小和分布，并将其视为外荷载按静力等效的原则离散为等效节力点。

3除了假设底板中点水平位移为零外，尚需增加边墙中点的竖向约束。

5.1 简述明挖法的概念和工艺流程？
明挖法是从地表面向下开挖，在预定位置修筑结构物方法的总称。

它是一种用垂直开挖方式修建隧道的方法。

明挖法施工基本工序：围护结构施工—内部土方开挖—工程结构施工—管线恢复及覆土。

补充：明挖法分为明挖顺作法、盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法，后三种称为明挖覆盖法施工。

明挖顺作法是从地表向下开挖基坑至设计标高，然后在基坑内的预定位置由下而上地建造主体结构及其防水措施，最后回填土并恢复路面。

施工的基本顺序为：打桩-路面开挖-埋设支撑防护与开挖-地下结构物的施工-回填-拔桩恢复路面。

5.3 盖挖法的概念和工艺流程？
（一）盖挖顺作法。

该方法系于现有道路上，按所需宽度，由地表面完成挡土结构后，以定型的预制标准覆盖结构（包括纵、横梁和路面板）置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。

依序由下而上建筑主体结构和防水设施，回填覆土并恢复管线路或埋设行的管线路，最后视需要拆除挡土结构的外露部分及恢复交通。

施工步骤：（1）构筑连续墙中间支撑柱及覆盖版；（2）构筑中间支撑桩及覆盖版；（3）构筑连续墙及覆盖版；（4）开挖及支撑安装；（5）开挖及构筑底板；（6）构筑侧墙、柱及楼板；（7）构筑侧墙及顶板；（8）构筑内部结构及路面复旧。

（二）盖挖逆作法是先建造地下工程的柱、梁和顶板，然后以此为支撑构件，在顶板上面恢复地面交通，下部进行土体开挖及地下主体工程施工的一种施工方法。

施工步骤：（1）构筑维护结构；（2）构筑主体结构中间立柱；（3）构筑顶板；（4）回填土、恢复路面交；（5）开挖中层土；（6）构筑上层主体结构；（7）开挖下层土；（8）构筑下层主体结构。

（三）盖挖半逆作法。

类似于逆作法，区别在与顶板完成及恢复交通路面后，向下挖土至设计标高后先建筑底板，再依次序向上逐层建筑侧墙、楼板。

施工步骤：（1）构筑连续墙、中间支承桩及临时性挡土设备；（2）构筑顶板；（3）打设中间桩、临时挡土设备及构筑顶板Ⅱ；（4）构筑连续墙及顶板Ⅲ；（5）依序向下开挖及逐层安装水平支撑；（6）向下开挖、构筑底板；（7）构筑侧墙、柱及楼板；（8）构筑侧墙及内部其余结构物
5.4 简述地下连续墙的含义及施工工艺？
地下连续墙。

指从地面上沿着拟建的地下结构或高层建筑的周围，用特制的挖槽机械，在泥浆护壁状态下开挖一定长度的沟槽，然后将钢筋笼放入沟槽，用导管在充满泥浆的沟槽内浇筑混凝土，混凝土从沟槽底部逐渐向上浇筑，同时将泥浆置换出来，在地下形成钢筋混凝土墙段，把各单元墙段用特制接头逐一链接起来，形成一个整体连续的地下连续墙。

施工工艺：挖导沟，筑导墙；挖槽；吊放接头管；吊放钢筋笼；灌注水下混凝土；拔出接头管成墙。

补充：地下连续墙的优缺点。

优点：对周围环境影响小；施工噪音低，无振动；适用于各种土质情况；能兼做临时设施和永久的地下主体结构；结合逆作法施工，缩短工期缺点：不适用于岩溶地区含承压水头很高的砂粒层和很软的粘土层；易造成现场潮湿和泥泞，影响施工条件，且增加对废弃泥浆的处理工作；施工不当或地层特殊，易出现不规则超挖和槽壁坍塌；基坑开挖不深时，不经济；需要专业施工机具和有一定技术水平的专业施工队伍。

5.5 连续墙施工中泥浆和导墙的作用。

泥浆作用：主要起固壁、携渣、冷却和润滑的作用。

导墙作用：为地下连续墙定线和定高程；为挖槽机械定向；蓄容泥浆稳点液位；防止槽壁顶部土体塌落；作为吊放钢筋笼、插导管及架设挖槽设备的支撑点。

6.1 简述新奥法基本原理
新奥法是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段，通过检测控制围岩的变形，便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。

新奥法的理论依据是：稳定的围岩自身具有自承能力，而不稳定围岩丧失稳定有一个时间过程，如果在这个过程中提供必要的帮助和限制，则围岩仍能进入稳定状态。

新奥法基本原则：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭
6.2 浅埋暗挖法的地层预加固和预支护措施？
1小导管超前预注浆。

2开挖面深孔注浆。

3管棚超前支护。

6.3 地铁隧道监控量测的目的和意义
目的：（1）掌握围岩力学形态的变化规律；（2）掌握支护结构的工作形态；（3）为理论解析、数据分析提供计算数据与对比指标；（4）为隧道工程设计与施工积累资料
6.4浅埋暗挖法的适用条件和原则
适用条件：1浅埋暗挖法不允许带水作业。

2采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自主性和稳定性。

原则：管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤测量。

6.5浅埋暗挖法的主要开挖方法及支护形式？
常用开挖方法有：台阶法及适用于特殊条件下的各类型的分部开挖法。

支护形式：（1）初期支护承受全部荷载，二次支护或内层衬砌仅作为安全储备；（2）初期支护与二次衬砌共同承担荷载；（3）初期支护仅作为施工期间的临时支护，二次衬砌作为主要承载结构。

6.6新奥法与浅埋暗挖法的区别
浅埋暗挖法的技术核心是依据新奥法的基本原理。

但不同的是浅埋暗挖法更加强调预支护的作用，简单说来就是浅埋暗挖法=新奥法+预加固。

7.1 简述盾构机的构造与基本组成？
基本构造：盾构壳体和开挖系统、推进系统、衬砌拼装系统三大部分组成
7.2 盾构适用条件及考虑因素？
1工程地质与水文地质条件2.地层参数3.地面环境、地面和地下建筑物对地面沉降的敏感度。

4.隧道尺寸：长度、直径、永久衬砌的厚度。

5.工期6.造价7.经验：承包商的经验、有无同类工程的经验
7.3 盾构施工过程：（1）盾构的安装与拆卸；（2）盾构的始发和到达；（3）土体开挖和推进；（4）衬砌拼装、压注与防水
7.4 盾构施工过程中导致地表变形的主要影响因素：
（1）开挖面土体的松动和坍塌，破坏了地层的平衡状态；（2）采用降水疏干措施导致地下水浮力消失，土层有效应力增加，固结沉降加速；（3）盾构尾部建筑空隙填充不实导致地表下沉。

7.5 控制地表沉降和隧道变形的措施
（1）灵活采用合理的正面支撑结构或适当的压缩空气压力来支撑开挖土层；（2）采用技术上较为先进的盾构，基本不改变地下水位，严格控制开挖面的挖土量，防止超挖。

（3）加强盾构与衬砌背面间建筑间隙的填充措施；（4）提高隧道施工随度；（5）减少纠偏推进对土层的扰动，限制盾构推进时每环的纠偏量。

8.1 施工组织的分类及主要内容。