关于天津地铁设计---1、2、3号线设计介绍

铁道第三勘察设计院城市轨道交通设计分院第二届国际地铁、轻轨及城市交通技术展览会上关于天津地铁设计--1、2、3号线设计介绍[作者：|来源：|时间：2005-11-422:10:00]一、建设天津地铁的意义天津市是我国四大直辖市之一，是华北地区海路交通枢纽和首都门户，也是我国北方的商贸金融中心、技术先进的综合性工业基地、全方位开放的现代化国际港口大都市。随着天津市国民经济的持续发展，城市化进程加快，同时对交通的需求急剧上升，中心城区的道路交通矛盾日益突出。近年来市政府虽然加大了城市交通特别是道路工程设施的投入，但仍远远不能适应城市经济发展的要求。大容量的城市轨道交通系统，是实现现代化城市必要的基础设施，是城市实现现代化的标志。天津地铁的修建，不仅能完善天津市的城市基础设施，为乘客提供安全、快速、舒适的交通工具，而且在促进城市合理布局、改善交通结构、保护生态环境、创造优良的投资环境、加速经济发展和把天津市建成我国北方重要经济中心，都具有及其重要的经济和政治意义。天津市是铁三院的大本营所在地。三院人义不容辞地肩负起了市政府和1000多万市民对城市轨道交通建设的期望和重托。设计者决心集几十年的工程设计经验，带着几代人的殷殷期望，用聪明的智慧和辛勤的汗水为天津城市轨道交通描绘出宏伟蓝图。二、线网规划概况1．中心城区快速轨道交通线网规划新的天津市中心城区快速轨道交通系统规划，由9条轨道交通线路组成。天津地铁1号线、2号线、3号线为轨道交通骨干线；天津地铁4号线、5号线、6号线为轨道交通填充线；7号线、8号线为轨道交通外围线；9号线为津滨轻轨。总长度为227km。2．天津地铁1、2、3号线线路走向天津地铁1号线是天津市南北交通主干线。北起刘园高架站，沿辰昌路、丁字沽三号路，线路在本溪路与咸阳北路间由高架转入地下，过勤俭道折向南，下钻子牙河、铁路天津西站与原地铁天津西站站接轨，沿地铁既有线经大丰路、西马路、南开三马路、南京路在既有新华路站与新建线南段接轨，继续沿南京路、大沽南路，过解放南路、洪泽路口后由地下转为高架，沿珠江道过财经学院站后，由高架转向地面，南至双林站。全线长26.188km，其中高架线8.743km，过度段0.558km，地下线15.378km，地面线1.509km。设22座车站，计有：刘园、西横堤、果酒厂、本溪路（以前为高架站，以后为地下站）、勤俭道、洪湖里、西站、西北角、西南角、二纬路、海光寺、鞍山道、营口道、小白楼、下瓦房、南楼（以前为地下站，以后为高架站）、土城、陈塘庄、复兴门、华山里、财经学院、双林（地面站）。其中：西站、西南角、营口道、下瓦房站为换乘站。在刘园设停车场，在双林设车辆段，在海光寺设调度中心。天津地铁2号线是天津市快速轨道交通网中的东西骨干线，与地铁1号线、3号线共同构成天津市轨道交通网的主骨架。2号线途径西青区、南开区、和平区、河北区、河东区和东丽区六个行政区。线路在中北镇中北工业园区设起点站曹庄站，下穿西外环线，线路沿广乐道、黄河道、南马路、通南路布置，下钻海河后沿进步道布置，在铁路天津站前广场沿海河方向设天津站，后下穿天津站邮政大楼、铁路站线，然后沿华昌大街下穿京山铁路三线至红星路顺驰立交桥进入卫国道，线路沿卫国道至外环线，过东外环线后线路爬升至地面，并设本工程终点站李明庄站。线路东端预留至天津市滨海国际机场的接轨条件。天津地铁3号线南起西青区华苑产业园区，北至北辰区小淀，为天津市快速轨道交通线网中西南至东北方向的骨干线，与1、2号线共同构成天津市快速轨道交通线网的基本骨架。沿线经过西青、南开、河西、和平、河东、河北、北辰七个行政区。线路自西青区的华苑产业园区引出，过外环线进入市区，沿迎水道、穿越水上公园、沿水上北路、平泉道、气象台路、营口道、赤峰道、经天津站及天津站后广场附近的居住小区，沿金钟路、昆纬路、三马路、下穿天津北站及北宁公园，沿张兴庄大街、穿过北环铁路，沿宜兴埠镇规划道路，过外环线后沿津围公路路中前行，过丰产河右转，沿丰产河至银河渡假区，进入小淀停车场。3．客流预测1号线将在2005年建成。客流预测：2008年全日客流量为57万人次，早高峰最大断面流量2.13万人次；，2015年全日客流量为101万人次，早高峰最大断面流量3.78万人次；，2030年全日客流量为117万人次，早高峰最大断面流量4.38万人次。2、3号线将在2008年建成。客流预测见下表。2号线客流预测汇总表指标初期近期远期日客流量（万人次/日）51.9976.56101.79高峰小时客流（万人次/小时）8.3912.5315.99高峰小时高断面单向客流（万人次/小时）2.173.174.07日周转量（万人公里）281.68408.12536.55日客运强度（万人次/公里）2.432.943.90日平均运距（公里）5.425.335.273号线客流预测汇总表指标初期近期远期日客流量（万人次/日）53.7776.5197.82高峰小时客流（万人次/小时）9.9414.0917.93高峰小时高断面单向客流（万人次/小时）1.992.824.00日周转量（万人公里）298.62405.86514.35日客运强度（万人次/公里）1.842.623.35日平均运距（公里）5.555.315.264．车辆选型及列车编组天津地铁1、2、3号线采用B型车。构造速度90km／h，最高运行速度80km／h。本工程初期、近期、远期列车编组均采用6辆单元编组，即由3辆动车和3辆拖车组成，每列车定员为1425人。5．线路通过能力本线最小行车间隔为2min。线路通过能力每小时为30对。6．设计运输能力1号线初期、近期、远期设计运输能力分别为2.41万人次、4.01万人次、4.81万人次，均能满足相应设计年度高峰小时客流量要求。2、3号线初期、近期、远期设计运输能力分别为每小时2.30万人次、3.45万人次、4.32万人次，能够满足相应设计年度高峰小时客流量要求，且有较大的运能储备，设计运输能力满足初期、近期、远期客运量需求。7．线路主要技术标准轨距：1435mm正线数目：双线线路坡度：正线：最大坡度30‰辅助线：最大坡度40‰地下线路最小坡度：3‰最小曲线半径：正线：300m辅助线：一般地段200m，困难地段150m车站站台有效长度：1号线120m，2、3号线118m8．牵引供电为了考虑与既有运行段标准统一，1号线采用直流750V接触轨上部受流方式。2、3号线牵引网采用DC1500V供电制式。地铁车辆采用架空接触网授流方式。地下段接触网采用刚性悬挂方式，地上段采用柔性悬挂方式。设置电力监控系统（SCADA）以监控全线主要电气设备的运行。设置完善的杂散电流防护系统。9．残疾人通道及自动扶梯为方便旅客出行，提高天津地铁服务水平，重点站各出入口及站厅至站台间均设置上、下行自动扶梯；其余车站设置上行自动扶梯，个别车站根据换乘、客流等情况考虑预留下行自动扶梯。每座车站均设置残疾人使用垂直电梯。三、工程主要特点1．1号线工程主要特点既有线改造是1号线的最大特点，既有地铁的改扩建工程在国内还属于首例。既有线的改扩建，必需满足1号线远期运营的要求，符合规范的标准。需改变原来车站结构，调整柱网，保证车站侧站台宽度并向一端或两端扩建，使有效站台长度为120m，车站高度基本采用既有站标准，加残疾人电梯两部，各出入口及站厅至站台间设置自动扶梯，并按要求增加必要的设备房间和风道、出入口数量等。这样，车站结构、设备均需要作较大的变动。另外既有线改扩建必须保障新旧结构整体的稳定性、防水及差异沉降的控制等，其设计、施工难度是相当大。我院对每一个既有站进行了详细的研究与分析，结合各个车站存在的具体问题，提出不同的改造方案和不同的结构形式。2．2、3号线工程主要特点2号线曹庄～李明庄段，线路全长22.789km，其中地下线21.419km，过渡段及地面线1.370km，全线设19座车站，其中地下站18座，地面站1座。3号线正线全长30.117km，其中地面线1.432km（4.8%）、高架线6.958km（23.1%）、过渡段0.502km（1.7%）、地下线21.226km（70.4%）。设有车站23座，其中地面站2座、高架站3座、地下站18座。四、新技术、新工艺、新设备1．土建结构工程天津市位于第四系全新统人工填土层，地质松软、结构松散、地下水埋深浅，工程地质条件差。这给地铁设计和施工带来一定难度。在天津地铁1号线土建结构设计中根据不同的地形、地貌、施工条件及工程需要采用多项先进的施工技术：1）地下连续墙法施工技术。地下连续墙法（又称为槽壁法）是区别于传统施工方法的一种较为先进的地下工程结构形式和施工工艺。它的特点：适应性强（复杂不良的地质条件）无震动、无噪声，钢度大能承受较大的侧向压力基坑开挖后，变形小，周围沉降小。2）劲性水泥土搅拌桩（SMW工法），该工法且采用搅拌设备搅拌土体，然后注入水泥系混合液形成档墙，然后按一定形式插入型钢。特点：工效快、抗渗效果好、低噪音、低污染、低震动、投资省。3）钻孔咬合桩支护技术。特点：施工速度快造价低、污染少、适应不良地质条件。4）盾构法施工技术。盾构法施工具有良好的隐蔽性，噪音、震动引起的环境干扰小、机械化自动化程度高。5）大管棚暗挖施工技术是我院近年来创造的浅埋暗挖施工技术。它适用于在松软地层中，埋深浅，实施暗挖的车站和区间的施工。2．通信系统地铁通信系统是指挥列车运行、进行运营管理、公务联络和传递各种信息的重要手段。为了保证高效、安全地运营、并可靠传递语音、文字、数据、图像以及计算机网络等各种信息，必须建立一个高可靠性的先进系统。1号线通信系统采用同步数字传输SDH接入网传输系统；具有ISDN功能程控数字交换系统；调度专用程控数字交换机系统；数字集群无线通信系统；控制中心一级母钟，车站（车辆段，停车场）二级母钟及子钟构成时钟系统；控制中心和车站两级控制的有线广播系统；控制中心和车站两级控制的模拟多路复用传输的电视监视系统以及具有集中监控功能的局部电话（电话集中机）；站间行车电话；区间电话等。3．信号系统信号系统是列车运行的指挥系统，它是保障列车运行安全、提高运行效率的关键设备，1号线采用比较先进的信号系统，列车自动控制系统（ATC），其中包括列车自动监控（ATS）、列车自动防护（ATP）、列车自动驾驶（ATO）及计算机联锁（CIS）四个子系统。系统构成见下图：列车自动控制（ATC）系统构成图四个子系统通过信息交换网络构成闭环系统。以保证行车安全，提高运行效率，缩短行车间隔，促进管理现代化，提高综合运营能力和服务质量。4．设备监控系统（EMCS）设备监控系统的监控对象主要包括隧道通风、车站通风、空调、冷水系统、给排水、照明、电梯、自动扶梯人防门等设备。通过设备监控系统使被监控对象达到安全运转、节省能源、方便管理、取得最佳经济效益，创造一个良好、舒适的环境。在灾害状态下，协调机电设备的运行，最大限度地发挥车站设备的作用。系统采用分级、分布式系统结构，即现场分散控制、中心集中监控管理的组成模式。控制系统为控制中心、车站控制室、就地级三级控制模式，管理系统为控制中心、车站控制室两级管理模式。5．防灾报警系统（FAS）防灾报警系统应对火灾、水灾、地震等灾害进行可靠的监视及报警。本系统是以预防火灾为主。防灾报警系统采用防灾控制中心（设主控机）与车站（设分控机）两级管理。通过计算机和防灾报警专用通信传输网络（光纤环网）及闭路电视监视系统（与行车管理共用），监控地铁各车站及区间灾害情况。可分别在控制中心大屏幕显示屏和闭路电视及车站综控室模拟显示屏和闭路电视上，观察事故点的位置及情况。并通过有线、无线电话系统、广播系统实施指挥救灾。全线各站防灾报警系统（FAS）与车站设备监控系统（EMCS）联网，正常运行时、各设备由设备监控系统（EMCS）监控，当灾害发生时，防灾报警系统（FAS）发出指令，由设备监控系统（EMCS）控制执行，并实施各个监控设备在灾害工况下运行。灾害信息采集是通过站厅层、站台层、设备管理用房