地铁工程基础知识
限界（Load Gauge）
是指列车沿固定的轨道安全运行时所需要的空间尺寸。

城市轨道交通规定有车辆限界、接触轨（网）限界、设备限界、建筑限界等。

限界是轨道交通的重要组成内容，它为车辆和土建设计提供控制依据，它确定轨道交通与线路有关的构筑物净空和各种设备相互关系。

限界是根据车辆、行车速度等决定的。

它是区间隧道、线路、轨道、桥梁、车站、信号、供电、消防、环控、屏蔽门等专业的设计依据。

车站建筑
一、功能概述
车站是城市轨道交通路网上一种重要的建筑物，供乘客乘降、换乘和候车的场所，是地铁工程中对外开放的重要窗口。

按功能划分，
可分为一般车站和换乘车站；按站台类型划分，可分为岛式站台、侧式站台和混合式站台车站；按设置的位置可分为地下、地面和高架车站。

一般情况下车站由站厅层、站台层、设备及管理用房、人行通道，地面出入口、通风道、通风亭等组成。

站厅层公共区是为乘客提供集散、售检票所必须的空间。

站台层是为乘客提供候车、上下车和车辆停靠的空间。

设备及管理用房是为改善站内环境、进行运营管理和为乘客服务设置
的配套空间。

人行通道、地面出入口是乘客进出站所需的空间，也是车站的重
要组成部分。

车站通风道、通风亭是改善车站内环境条件必不可少的建筑物。

二、设计要求
车站总平面设计包括车站、人行通道及地面出入口、通风道、通风亭等。

由于车站是解决地面进、出站乘客和换乘乘客上、下车的公共交通建筑，由此车站应具有最大限度地吸引乘客，使乘客能方便进站、迅速出站、客流流向顺畅，并具有能方便、合理地结合其他公交系统来疏解客流的功能。

要实现上述功能目标必须与下列专业相适应。

1、线路专业
线路专业是决定车站走向的重要因素，根据车站功能的需要应得到线路专业最大限度的配合和支持，线路走向可根据车站功能的需要做适应调整，否则车站功能难以得到实现。

2、城市规划、交通规划专业
城市规划和交通规划是确定车站站址，地面出入口，车站埋深及车站形式的主要依据，能否充分吸引乘客，发挥大容量地下交通工程的综合效益，主要体现在车站站位及地面出入
口的设置上。

合理确定车站站位对地铁车站功能的实现、地铁工程投资减少、对城市旧城改造、城市的发展、城市交通的疏解都将起到举足轻重的作用。

而这些作用又取决于地铁车站与城市规划，交通规划
是否相适应、相协调。

3、行车组织与管理专业
车站建筑设计应根据行车组织所提出的车站客流预测资料，换乘客流量、地铁运营管理模式、列车编组以及车站内线路特性来确定合理的车站集散厅（公共区）、站台厅规模，以及站台有效长度和宽度，
同时根据各专业的要求确定车站运营及管理用房规模和布置。

因此，地铁行车组织与管理专业对车站规模起着主要控制作用。

4、限界专业
限界是控制车站站台层土建规模、站台层站台板与线路之间的关系，车站站台层设备管线设置、保证地铁列车安全运行的重要依据。

因此，在车站建筑布置中要充分协调和解决好限界专业所提出的一系列技术参数和标准。

5、车站风、水、电及其他各系统专业
车站风、水、电及其他各系统专业是控制车站设备用房规模、车站规模及埋深的重要因素，合理布置以上专业的设备用房及管线，将对降低车站工程功能目标成本起着重要作用。

6、自动售检票（AFC）系统
站厅层集散厅中付费区和非付费区的划分，集散厅内的客流组织，很大程度上取决于AFC系统的设计原则、设备数量和尺寸。

合理布置AFC系统设备对乘客能否方便进站、迅速出站、方便车站运营管理将起重要作用。

结构工程
一、地下车站结构分类
1、明挖车站
在条件允许时，应尽量采用矩形框架结构的车站型式，根据使用及轨面高程的要求车站可布置成双层，三层和四层等各种型式。

矩形结构的最大优点是地下空间利用较充分且适用
性强，能用于各种功能要求的地下车站。

明挖车站的围护结构，可采取地下连结墙、钻孔灌注桩、人工挖也桩等支护型式。

围护结构既作为开挖时的支护结构，也可作为车站主体结构的侧壁（或侧壁的一部分）。

2、暗挖车站
当多个车站位于城市主干部的交通要道上，当城市交通不容许封路改道，可考虑采用暗挖法施工。

地下管线较多，迁移困难，或道路狭窄，地面房屋拆迁困难时，亦可考虑采用暗挖车站。

暗挖是铁路隧道施工中常见的一种施工方法。

暗挖车站有对地面影响小、房屋管理线拆迁最小等特点。

暗挖车站断面可根据车站规模大小，采用单层、双层、单跨、双跨、三跨等多种型式。

3、明暗结合式车站
明暗结合式车站是指沿车站纵向明挖和暗挖相结合的车站。

当站址位置一部分有条件进行拆迁明挖，同时不影响地面交通；另一部分由于地面交通或其它因素的限制不允许进行明挖施工时，可考虑采用明暗结合式车站。

4、半明半暗式车站是指沿车站横向的明挖与暗挖相结合车站。

可用于道路狭窄、地面房屋拆迁困难之处，或由于地面交通限制地段，一侧明挖，另一侧行车隧道采用矿山法施工。

二、区间隧道结构
1、矩形断面
当采用明挖法施工时，区间隧道一般采用矩形框架的结构型式。

其断面内轮廓与地铁设备限界最为接近，断面净空可得到充分利用。

根据线路设置条件，单线隧道一般为单孔矩形断面，双线隧道一般采用双孔矩形断面，中间设隔墙分开，以利于区间隧道通风。

2、马蹄形断面
采用矿山法暗挖施工的隧道，一般均采用马蹄形断面的结构型式。

根据线路设置条件可采用单线隧道或双线隧道的断面型式。

但由于双线隧道断面较大，拱部埋深相对较浅，地面沉降不易控制，工程风险较大。

因此，区间隧道一般宜采用单线隧道的型式。

3、圆形断面
采用盾构法施工时，隧道断面为圆形。

单线区间隧道的内径为5.60m （5.40m），一般采用装配式钢筋砼管片衬砌。

三、高架结构工程
城市轨道交通根据工程地质条件、城市环境、线网规划等因素，
为节省城市轨道交通系统建设总投资，缩短建设周期，有时采用高架结构线路。

高架工程包括高架区间和高架车站两部分。

高架区间常采用连续梁、连续和悬臂三种基本形式。

根据城市轨道交通的特点以及整体道床和无缝线路的要求，一般地段多采用简支或连续体系，在特殊地段（跨河、涌、谷地）也可采用悬臂体系。

根据结构受力、经济、施工方法及城市景观等要求，目前，比较适合城
市轨道交通高架桥梁断的形式有下承式槽型梁结构、预应力混凝土箱梁结构，预应力混凝土板梁结构、后张法预应力混凝土、T型梁结构等型式。

高架车站属地上高架结构，轨道列车运行于结构最上层。

作为一种新的结构形式，高架结构既非单一的房屋结构，也非单一的桥梁结构，而是桥梁和房建融合在一起的结构体系。

高架车站站台层们于结构最上层，与区间高架桥连接。

目前，高架车站多为2-4层。

高架车站常见的结构型式有钢盘混凝土空间框架式结构、桥梁式结构、框架桥梁式结构三种。

空间框架结构属桥梁，房建结合方案（简称：“桥建合一”）。

该结构是先形成高架车站的空间框架，再于其上形成连续板梁，同时将桥墩作为房屋框架结构的一部分。

桥梁式结构属桥建结合方案。

高架站先形成桥梁结构（梁、墩柱、基础），再在桥上布置站台。

桥梁结构可选择的断面形式有箱梁、
T型梁、板梁和槽形梁等。

墩柱常用的结构形式有T形墩、双柱墩、V形墩和Y形墩。

高架车站中的墩柱应具有足够的强度和稳定性，应
避免在轨道列车作用下产生过大位移。

框架桥梁式结构属桥建分离方案。

主体结构分为两部分，即车站建筑和高架桥。

车站建筑包在高架桥之外，高架桥从房屋建筑中穿过，二者在结构上完全分开，受力明确，传力简洁。

四、地下车站及隧道施工方法
施工方法对结构型式的确定和地铁土建工程造价有决定性影响。

施工方法的选定，一方面受沿线工程地质和水文地质条件、环境条件（地面建筑物和地下构筑物的现状、道路宽度、交通状况等）、地铁的功能要求、线路平面位置、隧道埋置深度及开挖宽度等多种因素的制约，同时也会对施工期间的地面交通和城市居民的正常生活、
工期、工程的难易程度、城市规划的实施、地下空间的开发利用和运营效果等产生直接影响。