地铁轨道交通在国内研究和发展现状

　　1绪论
　　1.1引言
　　地铁是城市轨道交通一部分，作为一个世界上通用快捷的解决交通拥堵的方式之一，因其拥有快速、便捷、准时、运输能力强等优点，伴随着城市化率越来越高，交通拥堵现象越来越严重，因此许多国内大中城市都陆陆续续地开始建造地铁，不光国内地铁建造越来越多，许多国外的大中城市也建造了许多地铁和正在建造地铁来解决拥挤的交通[2]。
　　中国城市化率从1991年就达到26.9%，到1996年达到30.5%,突破了 30%，进入城市化加速时期，截止到2011年，中国城市化率己经超过50%,由于飞速发展的中国经济以及加速发展的城市化进程，在城市化的进程中不可避免的遇到了许多不同的问题，尤其是城市里车辆越来越多交通拥挤和环境污染严重等问题;2009年，我国公路总里程达到6.5万公里，10年间年均增速为5千公里，但人均拥有的道路交通面积仅12.8平方米，每年增长的道路面积几乎都被同时增长的汽车占有[3]。虽然道路每年都在不断的进行改进加宽，但其增速仍然没法和日益增长的汽车持有量的增速相比，堵车在一些城市的早晚高峰期间时常出现，尤其是一些大城市，像北京，上海，广州，杭州等，解决堵车这个难题也成为一个城市繁荣健康发展的难题，通过发展公共交通事业是解决问题的关键因素，大中城市迫切的需要发展公共交通来解决拥堵问题;地面交通面临着大量占用城市稀缺的空间，也容易发生堵塞，无法仅仅依靠地面交通来完成全部人流的输送，而地铁是在地下空间运行的轨道交通，除了仅有的出入口位置，基本不占用地面空间，有效地节约了地面空间，同时地铁的运营不会对地面造成环境污染，人们在乘坐地铁时也不会受到地面的影响，准时、舒适、方便、快捷等特点要优于地面交通。目前，地铁的运营速度己经达到了每小时100公里以上，除了在高速公路上的汽车，城市里基本没有地面交通能够达到这个时速。地铁是车厢式的，一般一辆地铁的运量相当于公共汽车的8至11倍;地铁运营中空调的幵启可以在寒冬及盛夏保证人们的舒适性，比起公共汽车也要更加节能，方便。当然作为国家战略，地铁设计中己经考虑人防作用，一旦遇到战争或者自然灾害等紧急情况时可以作为理想的逃生躲避空间，地铁在城市公共交通中扮演着越来越重要的角色。截止2012年初，从北京、上海、广州等一线大域市，到南京、沈阳、成都等省会城市，再到苏州、佛山、宁波等二三线城市，地铁的建设己经成为中国城市发展发达的一个标志，中国有30多个城市已经在建设及准备建设地铁，在建的地铁总长度超过了 1600多公里[4]。
　　以首都北京为例，到2013年1月1日，北京地铁总运营里程将达到442公里，北京已经跨入世界地铁里程最多的城市之一，北京制定了 2015年的规划中，届时北京将拥有近20条线路，里程数也将增加100多公里，同时2020年建设规划在2015年建设规划调整版的基础上新增近10个项目，共300公里左右[5]。该规划完成后，北京轨道交通线网运营线路将达30余条、运营总里程达1100公里，到时候预计北京地铁的客运量将达到2000多万人次每天，全市区选择地铁的出行比例将占全部出行方式的26%左右，见图1.1。
　　

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　　1.2国内外研究和发展现状
　　1.2.1国外理论研究进程
　　从19世纪末以来，国外地下工程施工陆续发展起来，其地下工程开挖施工的理论也在不断的进步，在早期Haim，Rankine等提出了松弛荷载理论，认为稳定的岩体有自稳的能力，不会产生额外的荷载，一旦岩体不稳定时，需要用支撑来防止坊塌，则此时在一定的影响范围内，作用在支撑上的竖向荷载与其上面覆盖土层的重力存在一定的联系，从而奠定了一定的理论基础，但是松驰荷载理论存在一些不合理的情况，与实际情况有一定的差距，通过对实际工程中的观察和分析及相关方面的试验，普式和太沙基对这个理论进行了一些改进[9]。普式理论是早期的围岩压力计算理论，他认为：岩土中存在的节理及各种夹层导致了岩体的整体性能下降，即岩体不是完整的一个整体，是一种有一定粘聚效果的松散体，当岩体在开挖后，顶部会形成压力拱，压力拱的形成与实际的埋深深度无关;太沙基理论则认为地层是松散体，主要从力的平衡方面考虑岩土的性能，其主要代表性的施工方法为常规的險道施工方法，即矿山法[9]。
　　20 世纪 50 年代，由 K.V.Rabcewicz，Miller-Fecher, Fenner-Talobre, H.kastener等人提出了现代支护理论，即岩承理论，岩承理论则更加接近地下險道工程方面的实际情况，一直被广泛地应用到实际的工程施工中;相对于松散理论偏重于获取结果的能力和处理实际问题的能力，岩承理论则更加偏重于对发展过程的分析和进行对工程的控制，并且充分利用岩体自身具有的承载能力的优点;以上两种理论因为其着重点的不同，各自有各自的特点，各自相对的施工方法也不尽相同，随道施工过程对岩体的稳定所带来的影响也有所不同;基于岩承理论，其主要代表性的施工方法为新奥法，新奥法主要代表为：喷射混凝土及描杆加固，以量测技术为主要特征，目的只要是尽可能的保证岩体原有的强度，发挥岩体自身的承载能力[10]。
　　1.2.2国内研究和发展现状
　　中国的地铁自1965年开始建造，并于1969年完成国内第一条地铁建设，即北京地铁一号线，自此，北京成为了中国第一个拥有地铁的城市;天津地铁自1984年幵始建造，规划地铁总长度约230公里，于2010年完成了将近130公里的长度，上海地铁自1990年初开始建造，发展迅速，于2013年完成开通运营12条线、291座车站，运营里程达439.1公里，覆盖13个行政区域，线网规模位列全国之首[11]。
　　广州地铁一号线于1993年12月28日正式动工，1997年6月28日起开始试运营，广州是我国第4座建有地铁系统的城市，深圳地铁始建于1999年，于2004年12月28日正式通车，现己投入运行的有罗宝线和龙华线，全长21.866公里，设有19个车站;2000年南京地铁总投资84.8亿元的南京地铁1号线于2000年12月动工，全长近22公里，目前在建和即将开建地铁的城市还有西安、成都、杭州、沈阳、长沙等城市[12]。