什么是地下铁道?

什么是地下铁道?

[拼音]：dixia tiedao

[外文]：metro

在大城市中主要在地下修筑隧道，铺设轨道，以电动快速列车运送大量乘客的公共交通体系，简称地铁。在城市郊区，地铁线路常可延伸至地面或高架桥上。地铁运输不占街道面积，不干扰地面交通，故又称“街外运输”。

发展概况

1863年1月10日，世界上第一条地铁在伦敦建成通车，列车用蒸汽机车牵引，线路长约 6.4公里，是用明挖法施工的。1890年12月18日，在伦敦首次用盾构法施工，建成一条地铁线路，列车用电力机车牵引，线路长约 5.2公里。19世纪的最后10年，世界上又有芝加哥(1892)，布达佩斯(1896)、格拉斯哥(1896)、维也纳(1898)、巴黎(1900)5座城市修建地铁。其中芝加哥修建的全部是高架线，直到1943年才建成第一条地下线;格拉斯哥的地铁列车原来在轨道上用缆索牵引，到1936年才改用电力牵引。20世纪上半叶，柏林、纽约、东京、莫斯科等12座城市也修建地铁。截至1963年为止的一百年间，世界上建有地铁的城市共计26座。1964年至1980年的17年间，又有30多座城市修建了地铁。目前，世界上还有大约60座城市正在修建或计划兴建地铁。现在全世界地铁运营里程总计3000余公里。其中纽约和伦敦均达400公里，巴黎接近300公里，莫斯科和东京接近200公里。莫斯科地铁的客运量居世界首位，1979年平均每昼夜达650万人次，占全市公共交通总客运量的41％。

中国北京在1965年7月开始修建地铁。地铁工程分为两期。第一期工程于1969年9月建成通车，西起苹果园、东至北京站，线路长约24公里，设车站17个。全线均为地下线路，隧道采用整体式钢筋混凝土矩形框架结构，以明挖法施工。北京地铁第二期工程于1984年通车，它与第一期工程的复兴门至北京站段构成一条环线。第二期工程线路长16.1公里，设车站12个。天津在70年代初也开始修建地铁，至 1984年已建成约6.8公里。上海地铁试验段于80年代初开始施工。

地铁具有运量大、速度高、安全、舒适、运输成本低等特点，且与地面其他交通互不干扰，因此，成为解决城市交通紧张状态的有效途径。一般认为，城市人口超过百万就应考虑修建地铁。

线路、列车、车站

线路和线路网、列车、车站等是地铁体系的主要部分。

线路网和轨道

地下铁道线路的轨道同地面铁路的轨道相似，一般采用标准轨距或同地面铁路相同的轨距，并采用较重型的钢轨。道床一般为碎石道床或混凝土道床。碎石道床绝缘性和抗振性较好，噪声较小，但养护和维修工作量大。混凝土道床维修方便，但需用d性扣件和橡胶垫板等改善轨道的d性。例如，华盛顿地铁在铁轨下垫放厚38毫米的橡胶垫板，并在混凝土道床和隧道结构底板间加铺d性毡，以减轻地铁振动对地面建筑物的影响。为了提高轨道d性，有少数城市的地铁采用直接联结在结构底板上的钢筋混凝土纵向连续轨枕。

一个城市如拥有若干条地铁线路，彼此相互交叉，便形成线路网。线路网有方格型和放射型，以及两者的混合型。线路网的形式，主要取决于城市地面道路网的形式。线路网所拥有线路的条数和长度，主要取决于城市的人口和客流量、城市的面积和布局、城市的地面交通情况和发展规划等。各国早期兴建的地铁线路建筑标准一般较低，后来兴建的地铁标准有所提高，每条线路根据需要铺设折返线、渡线、岔线等。两线相交一般采用立体交叉，并设换乘设备和联络线。

列车

地铁列车均采用由电动客车组成的动车组。动车组之间可夹带无动力拖车。大多数列车用钢轮，也有用橡胶轮胎的。地铁车辆车厢密闭性较好。

车站

地铁列车到发和供乘客上下的场所。车站一般建在客流量较大的集散点。站间距离大于城市地面公共交通车辆站间距离。旧金山地铁平均站间距离为 3.7公里。专家认为地铁在市区的平均站间距离以 1.6公里左右为宜，郊区站间距离要大于市区。

地铁车站按运营性质可分为中间站、尽头站和换乘站三种基本类型，按站台与轨道的相对位置可分为岛式站台车站和侧式站台车站两种。岛式站台可以调节上下行不均衡的客流，充分利用站台面积和便于运营管理，因此被广泛采用。多线车站一般采取岛式站台和侧式站台相结合的形式。

地铁车站出入口的数目，通道和楼梯的宽度，自动扶梯的条数，售票、检票设备的数量，以及站台面积等，都要能满足高峰客流量的需要。车站内还有各种标志和指示图表、广播设备和问讯处等。地铁车站的建筑物应与车站的各种设施协调配合，保证车站效能的充分发挥。

地铁运营

基本要求是快速、准确、安全、舒适、有秩序地运送乘客。从运营技术方面来说，主要有下述几点。

行车组织

各国地铁全日行车时间约20小时左右。客流高峰时间的最高行车密度一般为每小时30～40对。莫斯科地铁有的线路达到每小时45对；巴黎地铁曾达每小时61对。地铁列车最高行车速度一般为每小时80多公里，美国最高者达130公里。目前，地铁正在向列车运行自动化和行车指挥自动化方向发展。地铁设有供车辆停放、检修的车辆段和对车辆进行大修的工厂。

供电

地铁列车牵引动力用直流电，由设置在沿线的牵引变电站通过第三轨或架空线向列车馈送，电压一般为 600伏、750伏、825伏、1000伏和1500伏等。除电压为1500伏的供电采用架空线外，其余一般用第三轨。照明等用的三相和单相交流电，由降压变电站提供。

通信

地铁系统设有行车和管理等各种电话，以及车站和列车广播系统。为使司机和调度室随时取得联系，近年来也用隧道无线电话。

信号

地铁行车信号采用轨道电路自动闭塞信号和电气集中设备，路边固定信号逐步被司机室信号取代。

通风

主要目的为换气和降温，除一部分早期浅埋地铁区间隧道有的利用行车活塞作用进行自然通风外，多数地铁及车站均采用机械通风。近年来，美国等国家的地铁车站和列车上采用空调装置。

地铁噪声控制

20世纪50年代以来，降低地铁噪声逐渐为人们所重视。降低噪声的措施：在车辆方面主要是采用d性车轮，减少电动机、空压机等构造上的噪声，在车底设备上设置橡胶隔离垫，以及提高车厢密闭性能等；在轨道方面主要是焊接长钢轨，以减少钢轨接线，保持轨面平顺，避免采用小半径曲线，增加轨道d性等；在结构方面主要是区间隧道采用单跨结构或增大双跨结构的中墙开孔面积，车站设吸声吊顶，隧道侧墙下部及车站行车道两侧站台面以下装设吸声材料等；在设备方面主要是设置消声器、减振器，以及隔声墙和隔声门等。

地铁隧道施工

地铁的线路建筑物，主要有区间隧道和车站隧道。此外还有通风道、渡线室以及为安装技术设备和进行运营管理等所需的各种附属建筑物。地铁隧道的施工方法主要有明挖法和暗挖法。

明挖法

露天开挖基坑，然后在基坑中修筑隧道的施工方法。明挖法修筑的地铁建筑物，一般采用现场整体浇筑钢筋混凝土结构。近年来由于施工吊装能力提高，有的采用预制装配式结构。明挖法修筑的隧道结构形式多为矩形断面。区间隧道多用双跨，少数用单跨。车站隧道多用三跨或双跨。埋深较大的明挖隧道有的也用单跨拱形断面。隧道防水一般采用外贴卷材或喷涂材料。

明挖基坑的支护主要有敞口放坡法、工字钢桩法和钢板桩法等。为在城市狭窄的街道下施工，近年一般采用连续墙法、堑壕法或在钻孔桩间喷射混凝土等方法支护，即在这些支护墙上（钻孔桩上须筑纵梁），先修建隧道顶板，恢复路面，再向下开挖，以减少施工时对地面交通的干扰。有的还在不破坏路面的情况下，用横向顶管法修筑车站顶板。

暗挖法

在地下进行开挖和衬砌以修筑隧道的施工 方法。暗挖法主要有矿山法和盾构法。矿山法施工的隧道断面多为拱形。衬砌一般用钢筋混凝土整体浇筑。盾构法施工的隧道断面多为圆形，衬砌材料用铸铁管片、预制钢筋混凝土管片或砌块装配而成。近年来，盾构法发展出泥浆盾构、土压平衡盾构和刀片盾构等多种新型盾构。刀片盾构有圆形和马蹄形两种盾构，可以采用整体浇筑钢筋混凝土、喷射纤维混凝土或压缩混凝土筑成无接缝衬砌。此外，新奥法（见铁路隧道衬砌）也应用于地铁隧道施工。

地铁通过水域时，除暗挖法外，也可用围堰法、气压沉箱法和沉管法等修建水下隧道。沉管法施工安全，造价便宜，曾成功地用于旧金山地铁海湾水下隧道和香港地铁海峡水下隧道。鹿特丹地铁所处地势低洼，地下水位高，施工中采用先在街道上开挖运河，再用浮运沉管法修建隧道，取得成功。