專利名稱：淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種低成本的地下軌道列車隧道系統(tǒng)。更具體地說，它涉及一種適合輕型地鐵列車的淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)的地鐵列車的隧道系統(tǒng)深埋于地下約十幾米甚至超過的二十米的深度，如果考慮到國防的需要，通常其深度甚至超過三十米，因此傳統(tǒng)地下軌道的建設成本非常高、施工期也很長，是地面軌道建設成本、施工時間的五倍以上。即使采用非常先進的地下盾構機構鉆進施工方式，軌道施工建設成本也高到每公里以億元計。目前近現代戰(zhàn)爭出現的新式武器已使得地鐵隧道兼顧軍事用途的地位明顯降低。但是，受傳統(tǒng)軌道列車設計的深刻影響，地鐵列車基本上還是傳統(tǒng)地面列車的設計思路，高高的車身、直徑很大的車輪、碩大且笨重的減震彈簧結構及傳統(tǒng)載重列車的車架-底盤系統(tǒng)使得地鐵列車的高度尺寸和結構重量上與傳統(tǒng)地面列車不相上下。結果，不僅由于深埋地下的地鐵隧道由于包括高度的結構尺寸及壁厚等尺寸也很大需要堅固的結構強度及較強的防水工程外，其建造成本及施工難度等等也相應增加。實際上，由于城市地鐵的主要功能只是作為一種運送乘客的便捷代步工具，它的載重量僅有傳統(tǒng)貨運列車的一半以下，因此完全不必要采用笨重的傳統(tǒng)列車車身的設計方法。相反，對于平均不到一公里的市內車站間隔，需要頻繁起步、加速、減速、停車的市內公共交通工具來說，傳統(tǒng)的、笨重的地鐵列車要耗費大量的能量才能達到快速、便捷的要求。此外，由于地鐵隧道內的恒溫條件，可采用無縫長軌道及軌道直接鋪設在連續(xù)的水泥地面上的方法。因此，可以采用輕型的減震結構，甚至完全省去減震彈簧結構。實際上，地鐵列車的設計可以完全擺脫傳統(tǒng)軌道列車技術的思維束縛，參照輕便的中型公共汽車的設計方法進行地鐵列車車身的設計。自重輕便的地鐵列車應該是一種非常好的選擇，相對其它交通工具而言具有一定的優(yōu)勢，不會有塞車現象等，且運行平滑、穩(wěn)定等。
發(fā)明內容
本實用新型的目的是利用現有的成熟技術改造傳統(tǒng)地鐵隧道系統(tǒng)，使地鐵隧道變?yōu)榈统杀?、短施工期、低票價及適合運行輕型地鐵列車的輕型地鐵隧道系統(tǒng)。
為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)，包括地下軌道列車的隧道系統(tǒng)、列車軌道8和地鐵車站站臺14，其中，所述的隧道系統(tǒng)是淺埋深類型的，隧道頂部23距地表1的覆蓋厚度可小至0.5米以下；隧道具有小尺度的斷面結構22，和薄型隧道壁結構5；相鄰地鐵隧道之間設有相互貫通的隔墻2；所述的列車軌道8直接鋪設、固定在隧道底部9的鋼筋混凝土地表上；所述的地鐵站臺14是窄型寬度的站臺。
上述技術方案中，所述的隧道內鋪設列車軌道的混凝土地表處設有澆鑄在混凝土表層的加固金屬板。
上述技術方案中，所述的地鐵隧道的斷面為內部高度可低至2.35米的小尺寸結構。
上述技術方案中，所述的隧道采用壁厚不小于150毫米的薄壁型隧道結構。
上述技術方案中，所述的地鐵隧道的頂部和底部墻壁的厚度均大于左右兩側壁厚15毫米以上。
上述技術方案中，所述的地鐵車站的站臺寬度可窄至3.5米以下。
上述技術方案中，所述的地鐵隧道內部地面到地表的深度最小可至3米以內。
用現有的成熟技術改進傳統(tǒng)地鐵隧道系統(tǒng).減小隧道的埋設深度，隧道頂部的總覆蓋厚度減到一米左右，淺埋的地鐵隧道相當于3米深的樓房地下室深度，方便上下、往返地面的乘車過程，省時、省力，并省去了自動扶梯的費用。并因此有效地減少地鐵車站候車站臺面積，候車站臺可縮小到沿軌道約4米寬度。對于頂部覆蓋厚度0.8米地鐵隧道，地鐵隧道的結構強度可降低到傳統(tǒng)深埋型地鐵隧道的60％以下，混凝土隧道壁厚度可減到150毫米，大幅度降低原材料、建設成本等。淺埋型隧道離地面極近，方便往返地面和便于在非常情況時的逃生、搶救等。
本實用新型可通過下述技術方案予以實現。首先地鐵系統(tǒng)的建設可采用簡單的地面開挖深約4.5米、寬約8米的施工溝槽，先作基礎部分，在基礎上制作地鐵隧道壁的鋼筋結構，然后混凝土一次性澆鑄成地鐵隧道的主體結構。
適合本發(fā)明的地鐵隧道輕型列車的總高度約2.17米，寬度約2.4米，車廂地板距隧道地表約0.37米。采用類似汽車車廂的輕型結構，滿載總重僅13至25噸，相當于傳統(tǒng)軌道列車空車箱重?？墒褂密壐?4或100毫米的22型或30型輕軌，并可采用無縫長軌道。地鐵隧道內部高度可降低到約2.4米，隧道的內部寬度約2.9至3米。
其優(yōu)點在于1.埋設深度淺，可以采用簡單的開挖式施工方式；2.采用開挖施工方式，將地鐵隧道、電力、電訊、市政及道路等一次性全部建成；3.相鄰隧道相互貫通，減少列車運行風阻，便于在非常情況的逃生、搶修；4.淺埋方式的薄壁結構隧道，大大節(jié)省原材料、建設成本等；5.從地面到地鐵站臺僅3米深度方便上下、往返地面乘車，省時、省力；6.由于上下、往返地面非常方便，地下站臺可縮小到沿軌道約4米寬度；7.輕型列車和滿載時僅每米車長1.3至1.75噸重量，使能耗及運行成本大大降低；8.普及電力地鐵列車不僅可緩解地面交通，還可大大減少地面環(huán)境污染。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
圖1是復線式淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)的地鐵隧道結構及列車車箱的斷面圖。
圖2是淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)的地鐵隧道的斷面圖。
圖3是淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)的地鐵車站的結構斷面圖。
圖4是淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)的地鐵車站的結構斷面圖具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施作進一步的描述基于輕型地鐵列車技術的淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)減小了各種完全不必要的浪費。如地鐵隧道的壁厚僅160至190mm，是傳統(tǒng)地鐵隧道的75％以下。同時，其中的鋼筋直徑亦減為原來的75％左右。地鐵隧道頂部23到地表1的厚度僅約1米左右，地鐵隧道內部22的高度尺寸僅約2.4米，內部寬度約2.8至3米。采用簡單的地面開挖的施工方法時，地鐵隧道部分開挖寬約8米的施工溝槽，溝槽的底部19深約4.5米，長約70米的地鐵車站站臺部分14的施工溝槽的寬度僅約17米，深度相同。上下行的兩條相鄰地鐵隧道中間的有間斷式隔墻2，左右隧道可互通.地鐵隧道墻壁5到隧道頂部的拐角3為曲面結構，曲率半徑約0.5米，4是列車車箱，6是列車底盤，7是車輪，軌道8直接固定在地鐵隧道底部9上，地鐵隧道底部有寬度約8米、厚度約0.45米的鋼筋混凝土基礎加固底層10，18是地鐵隧道施工開挖溝槽的斷面?zhèn)缺冢?0是列車車箱的前窗，21是列車車箱的前部。12是地表到車站站臺的階梯，13地鐵車站的頂部結構，14是的地鐵車站，15是車站部分的施工開挖溝槽的斷面?zhèn)缺冢?6是地鐵車站的側壁，17是車站的站臺地表。
地鐵車站間的地鐵隧道結構的施工步驟如下施工時先開挖寬約8.5米、深約4.5米的地鐵隧道部分施工溝槽18，首先向施工溝槽底部19加入三合土0.4-0.5米，夯實，再在三合土上作厚約0.25米的混凝土基礎層，在該混凝土基礎層基礎11上制作寬約8米、高度0.45米的鋼筋混凝土基礎底層10的鋼筋結構，然后四周加模板，澆筑地鐵隧道的基礎底層10的混凝土一次成形。在10的基礎上制作外部尺寸為寬約6.5米、高度2.85米的復線式鋼筋混凝土地鐵隧道9的鋼筋結構，然后隧道內外整體加模板，澆筑混凝土一次成形，地鐵隧道施工溝槽回填土高度到隧道頂部23之上加入三合土厚約0.3米，夯實后可澆筑寬約7米以上、厚約0.4米的混凝土公路路面結構。地鐵車站結構的施工與此相似。其他方面與傳統(tǒng)地鐵隧道的施工相似。
權利要求1.一種淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)，包括地下軌道列車的隧道系統(tǒng)、列車軌道(8)和地鐵車站站臺(14)，其特征在于所述的隧道系統(tǒng)是淺埋深類型的，隧道頂部(23)距地表(1)的覆蓋厚度可小至0.5米以下；隧道具有小尺度的斷面結構(22)，和薄型隧道壁結構(5)；相鄰地鐵隧道之間設有相互貫通的隔墻(2)；所述的列車軌道(8)直接鋪設、固定在隧道底部(9)的鋼筋混凝土地表上；所述的地鐵站臺(14)是窄型寬度的站臺。
2.根據權利要求1所述的淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)，其特征在于所述的隧道內鋪設列車軌道的混凝土地表處設有澆鑄在混凝土表層的加固金屬板。
3.根據權利要求1所述的淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)，其特征在于所述的地鐵隧道的斷面為內部高度可低至2.35米的小尺寸結構。
4.根據權利要求1所述的淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)，其特征在于所述的地鐵隧道采用壁厚不小于150毫米的薄壁型隧道結構。
5.根據權利要求4所述的淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)，其特征在于所述的地鐵隧道的頂部和底部墻壁的厚度均大于左右兩側壁厚15毫米以上。
6.根據權利要求1所述的淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)，其特征在于所述的地鐵車站的站臺寬度可窄至3.5米以下。
7.根據權利要求1所述的淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)，其特征在于所述的地鐵隧道內部地面到地表的深度最小可至3米以內。
專利摘要本實用新型公開了一種淺埋型地下軌道列車隧道系統(tǒng)，旨在提供一種可運行輕型地鐵列車的輕便型混凝土地鐵隧道系統(tǒng)。采用隧道頂部總覆蓋厚度小于1米的淺埋深地鐵隧道設計方案，隧道的內高在2.4米以下，軌道直接鋪設在隧道混凝土地面上及可運行小車輪、低高度車身地鐵列車的小斷面尺度隧道。隧道采用淺埋深和小斷面結構設計，可采用最低150毫米隧道壁厚的薄壁型，并可使用簡單的明挖隧道施工溝槽、隧道鋼筋結構現場施工、混凝土隧道整體澆筑的快速施工方式。淺埋深隧道使地鐵站臺距地表僅約3米深，乘車上下極為便捷、省時，車站面積相應地減小了約50％，與傳統(tǒng)地鐵相比原材料、施工期、成本和票價等均降低30％以上。
文檔編號B61B13/10GK2835013SQ20042004931
公開日2006年11月8日 申請日期2004年4月20日 優(yōu)先權日2004年4月20日
發(fā)明者李楊, 董偉 申請人:艾喬喬