本课程系统介绍以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通的发展历史、地下铁道路网的规划、可行性研究和经济效益评价、地下铁道车站建筑设计、地铁车站与区间隧道结构设计的基本原理以及车站和区间隧道的施工方法。学生通过对地下铁道路网规划与可行性研究方法、地铁车站建筑设计、地铁车站与区间隧道结构设计与计算原理、地下铁道车站和区间隧道施工方法相关的基础概念、基础知识和基本理论的学习,为今后从事以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通的规划、设计和建设与运营管理等奠定坚实的基础。
(1) 课程定位与课程目标
《地下铁道》是土木工程专业地下工程方向中的主干专业课程。在教学内容方面着重讲解地铁和轻轨的路网规划、车站建筑设计、车站与区间隧道结构设计和建造方法相关的基本概念、基本原理和基本方法,在培养学生实践能力方面重视地铁结构设计的构思、创新意识以及设计与计算技能的培养。课程旨在完成本专业工程师和设计人员的核心技能培养,安排在1个学期内教学。
课程总的教学目标是培养学生具有地下铁道和轻轨交通土建工程结构的设计与修建技术的核心能力,使学生掌握与地铁工程路网规划、车站和区间隧道结构设计、计算的基本方法和施工技术。
(2) 知识模块顺序
课程内容主要包括以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通的路网规划、可行性研究、车站建筑设计、车站与区间隧道结构设计与计算、结构耐久性设计、车站和区间隧道的施工方法,重点培养学生对地下铁道路网规划、车站与区间隧道结构设计、土建工程施工和运营管理的基本概念、基本原理与基本方法,具备进行地下铁道结构设计和土建工程施工的能力。
学生在选修本课程之前应学习和掌握以下学科知识:高等数学、线性代数、概率论、数理统计等数学类基础课程、结构力学、材料力学、土力学、理论力学等力学类基础课程、工程地质、工程测量、基础工程、建筑材料、土木工程制图、混凝土结构设计原理
第1章 绪论 以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通系统组成及其发展历史
(1)了解城市的功能及其公共交通分类;(2) 了解以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通的类型、发展历史、模式、优缺点和适用范围;(3) 了解我国城市发展中存在的主要问题和解决问题的有效途径;(4) 掌握地铁与轻轨概念及其区别,了解国内地铁和轻轨的建设现状;(5) 了解我国对城市建设地铁和轻轨的立项条件。
课时
1.1 地下铁道的概念、分类及其对城市交通拥堵的意义,1.2 世界地下铁道的历史以及中国城市地下铁道现状
第2章 地下铁道路网规划与可行性研究
(1)结合世界城市地铁路网规划实例,理解地下铁道路网规划原则、线路设计原则和可行性研究;(2)城市轨道交通经济性效益评价与方法(3)掌握地下铁道客流预测技术、地下铁道路网规划的主要内容;(3)了解部分城市地下铁道规划实例。
课时
2.1 地下铁道路网规划问题提出、可行性研究与解决的途径,2.2 地下铁道客流预测技术,2.3 地下铁道路网规划的原则与方法,2.3 地下铁道路网规划的内容,2.4 地铁经济效益评价的方法及内容
第3章 地下铁道线路设计
学生掌握并理解地铁规划设计的基本原则,对给定城市进行地铁路网设计
课时
3.1 地下铁道的线路设计,3.2 平面线路设计,3.3 线路纵断面和界限
第4章 地下铁道车站建筑设计
(1) 要求学生掌握地铁车站的平面构成、车站站厅层、站台的设计方法、出入口设计方法等;(2) 理解站厅、站台层的设计流程,能进行地铁车站建筑设计;(3) 了解车站房间布置原则、车站通风道设计原则、车站通信与信号系统、环控设计、装修设计等。
课时
4.1 地铁车站设计的基础知识,4.2 地铁车站的分类,4.3 地铁车站出入口设计,4.4 地铁车站站厅设计,4.5 地铁车站建筑设计-车站站台设计,4.6 地铁车站站厅-站台楼梯设计,4.7 地铁车站站厅-用房设计,4.8 地铁车站装修设计,4.9 地铁车站装修与文化的表现形式
第5章 地铁车站及区间构造
(1)掌握明挖法、矿山法和盾构法施工车站的构造(2)理解明挖法、矿山法和盾构法施工的结构构造与施工方法
课时
5.1 地铁车站结构与构造,5.2 区间隧道结构与构造
第6章 地铁结构设计
(1)掌握明挖法框架结构、矿山法二次衬砌、盾构区间隧道的结构设计方法;(2)理解明挖法构造、矿山法衬砌构造、盾构法衬砌构造与施工方法的关系;
课时
6.1地铁结构设计方法与现状,6.2 地铁结构设计的一般规定,6.3 明挖箱型结构计算
第7章 地下铁道明挖法施工
(1)掌握明挖法、掌握明挖法围护结构设计;(2)掌握明挖法的施工组织及关键环节;(3)了解明挖法施工的工程实例
课时
7.1 明挖法施工概述,7.2 明挖施工方法,7.3 基坑围护结构,7.4 基坑的开挖与回填,7.5 地铁施工监控量测
第8章 地下铁道区间隧道盾构法施工
(1)掌握盾构法施工的基本作业流程;盾构选型;(2)掌握盾构法施工的施工组织;盾构法施工的关键环节(3)了解盾构法施工的工程实例
课时
8.1 盾构法概述,8.2 盾构构造及其分类,8.3 盾构选型及依据,8.4 盾构基本参数选择,8.5 盾构隧道的衬砌基本类型,8.6 盾构施工技术
[1] 地下铁道,高波,王英学,周佳媚北京,高等教育出版社,2013
[2] 地下铁道,高波,王英学等,西南交通大学出版社,2011年
[3] 城市地下铁道与轻轨交通,周晓军,周佳媚 西南交通大学出版社,2016年
[4] 地下铁道话题.杨其新,西南交通大学出版社,2007年