城市轻轨交通工程优秀论文(重庆大学)

研究生课程考核试卷

（适用于课程论文、提交报告）

科 目：城市轻轨交通工程 教 师： 姓 名：学 号：

专 业：土木工程 类 别：学术 上课时间： 2013年 11月 至 2013年 01月 考 生 成 绩：

卷面成绩 阅卷评语： 阅卷教师 (签名)

重庆大学研究生院制

平时成绩 课程综合成绩 目录

第一部分 读书报告

轨道交通自动售检票系统（AFC）··············3

第二部分 翻译原文

Minimizing Construction Risk by Optimizing the Alignment of the Bangkok Blue Line South Extension Railway Tunnels

·············22

第三部分 中文翻译

通过优化曼谷地铁蓝线南部延伸段的线路隧道平面图使其建造风险最小化

·············31

第四部分 附课堂演讲PPT

轨道交通自动售检票系统（AFC）简介·········· 38

第一部分 读书报告

轨道交通自动售检票系统（AFC）

一、自动售检票系统概述

地铁和轻轨是一种快捷、安全、准点和大容量的城市公共交通。随着城市轨道交通网络的形成，运营管理问题成为一个重要的议题。为了给公众生活与城市经济的发展提供优质服务和发展条件，必须使用先进的自动售检票（AFC）系统。目前自动售检票（AFC）系统已在众多城市轨道交通系统中投入运行，但由于地域文化和使用条件不同，选用的自动售检票系统终端设备有很大差异。国外轨道交通自动售检票系统起步较早，依赖当时条件，磁卡技术发展比较成熟，因此车票媒介基本上以磁卡为主（如法国巴黎轨道交通收费系统），并逐步使用非接触IC卡。国内，目前，已开通的轨道交通主要集中在北京、上海、广州、天津、深圳、大连、南京、重庆、武汉等一些城市，还有不少城市的轨道交通正在建设之中，如杭州、成都、西安、苏州、宁波等。上海、广州是我国最早使用自动售检票系统城市，自动售检票系统投入运行约10年时间，车票媒介使用非接触IC卡。

1.其他城市轨道交通自动售检票系统

国内其他城市的轨道交通自动售检票系统，虽然有所差异，但是，从本质来说，大同小异。AFC系统设备主要差异集中在二点：1）单程票使用筹码型（TOKEN）非接触IC卡，作为车票媒介。2）自动检票机采用门式机型。

广州市轨道交通，也实现网络化运营，在网络内，进行各条线路的集中管理，密钥管理、发卡管理、运营管理、决策支持、报表查询、通信服务等系统功能，换乘线路之间实现比例清分，此外，轨道交通网络与公交系统、银行系统及其他相关系统之间，可以实现结算、车票交易数据的整体处理和统计分析。

广州轨道交通车票分为单程票、储值票（含普通储值票、中小学生储值票和老年人储值票）、老年人免费票、纪念票、羊城通交通卡（即羊城通）。单程票在售出当站、当日乘车有效，出站时车票由出站检票机回收。广州轨道交通1，2，3，4号线均采用计程、计时票价制。其轨道交通自动售检票系统主要由非接触式IC卡车票、自动售票机、检票机、车站AFC计算机系统、中央计算机系统等组成。系统使用非接触式IC卡作为车票媒介，实现乘客在多条线路之间的免检票换乘，系统能兼容“羊城通”票卡，与广州市其它公交能实现“一卡通”结算。安

装于车站非付费区的验票机，方便乘客查询车票和羊城通车票的余值、有效使用时间等车票信息。

2．轨道交通自动售检票系统的发展方向

随着城市轨道交通的快速发展、相应技术的进步以及不同政策组合的灵活应用，城市轨道交通自动售检票系统总的发展趋势是标准化、简单化、集成化和人性化。 （1）标准化

为实现轨道交通自动售检票系统的简捷和大集成，必须制定标准和规范，统一系统设备和终端设备，使系统达到统一的车票媒介，实现不同线路之间的方便换乘。 （2）简单化

为适应快节奏的社会生活，乘客必然选择操作简单、出行高效简单化的交通工具。轨道交通自动售检票系统必然向操作简单化方向发展。

自动售检票系统的简单化包括：

1）将复杂的自动售检票系统通过系统集成，简化乘客的使用操作； 2）通过人性化的设计，提高乘客的操作效率； （3）集成化

轨道交通网络化运营的形成，使自动售检票系统规模越来越大，同时轨道交通与其他交通方式之间的关系也越来越密切，互相兼容、联乘优惠、跨系统结算等，必然造成各种系统的关联度越来越高。建立统一、标准化、跨平台、跨系统的自动售检票系统应用平台是未来自动售检票系统发展的必然方向。

采用以通用件、通信和数据交换技术，构建可靠、安全、易用、可扩展、互联性高的系统架构，是自动售检票系统的要求，也是发展趋势。在实施过程中，必须注意针对自动售检票系统数据结构的特点和系统对安全性的要求，加强系统的集成管理，以满足自动售检票系统规模扩大和关联度增加的要求。

（4）人性化

自动售检票系统本来就是密切结合应用和利益的系统，从“以人为本”的理念出发自动售检票系统的操作方式和界面也必然越来越人性化，自动售检票系统的人性化包括：

1）根据人体工程学基本原理设计终端设备的人机界面； 2）设计符合乘客习惯的操作方式；

3）设计合适的出入口通道，方便轮椅人士、推折叠式婴儿车的乘客； 4）系统能向人们提供越来越多的相关信息。

二、轨道交通线网AFC系统架构

轨道交通线网AFC系统的五层架构，如（图1-2）所示：第一层，是轨道交通“一票通”清分系统；第二层，为各线路AFC系统中央计算机系统构成的中央层；第三层，是车站计算机系统组成的车站层；第四层，为车站终端设备组成的终端层；第五层，为车票层。

第一层 轨道交通“一票通”清分系统 “一卡通”清算系统 第二层 线路中央计算机系统1 线路中央计算机系统2 线路中央计算机系统n 车站计算机第三层 系统1~n 车站计算机系统1~n 车站计算机系统1~n 第四层 车站终端设备 车站终端设备 车站终端设备 第五层 单程票 公共交通卡 其它票卡

图1-2轨道交通网络线网AFC系统的架构

三、自动售检票系统为轨道交通运营提供的功能

1．操作功能 （1）方便乘客

在每一个车站，进站检票机、出站检票机、栏杆和服务中心把车站的站厅层分隔成付费区和非付费区二部分。自动售检票系统（AFC）形成一个封闭系统。乘坐地铁的乘客在进站检票机处进行检票，并在出站检票机上进行车费核算。对于有问题的车票，进站检票机和出站检票

机都将向乘客提示“去服务中心”进行票务处理。

在进站检票机和出站检票机对于持有效车票乘客的处理是非常快而简捷，检票机的每个通道，每分钟至少可通过25位乘客，当然这要取决于乘客的熟练程度。

（2）车票媒介

在自动售检票系统（AFC）中，需要具备多种车票类型，例如：单程票、多程票、储值票、出站票、员工票、公共交通卡等多种车票类型，提供给轨道交通选用。

单程票和出站票由出站检票机回收，并整齐放在票盒中。回收的车票，在每次使用后被重新编码后再发售。

在自动售检票系统（AFC）中，储值票的类型可以分：学生票、小孩票、老人票和成人票。储值票只能一人使用，并可在人工售票机及自动加值机上进行充值。能进站的非接触式智能卡（CSC），就允许其出站，容许非接触式智能卡透支的这种处理方式，既方便乘客又方便运营公司运营管理。当出站检票机在检票时，发现乘客旅程的车费大于非接触式智能卡内的余额，则一个负值编码写进非接触式智能卡内。进站检票机将不允许：“非接触式智能卡内的余额为负值或0值”的车票进站。

（3）超程和超时处理

自动售检票系统（AFC）采用计程和计时车票结构方式。“超程和/或超时”的单程车票和超时的非接触式智能卡都将被出站检票机拒绝放行，并向乘客显示“去服务中心”处理的信息。

“超程和/或超时”的单程票，在票务处交纳费用后，更新成“出站票”出站。

一张超时的非接触式智能卡在票务处扣除旅程费后，乘客还需交纳超时罚金，然后由工作人员给出一张出站票出站。

（4）黑名单的非接触式智能卡处理

在自动售检票系统（AFC）中的黑名单文件能保存最多位8400个黑名单，黑名单数量超过500个时，黑名单文件只能每天下载一次并且在轨道交通运行之前下载，当黑名单文件中黑名单数量少于500个时则黑名单可随时随地由中央系统下载到进站检票机和出站检票机。

黑名单是用来和舞弊行为作斗争的一种手段。如果进站检票机或出站检票机发现了一张黑名单，一个报警信息将很快地传送到车站计算机和中央计算机的同时，进站检票机或出站检票机上的警灯也将闪烁，据此，车站工作人员可及时抓住使用该非接触式智能卡的乘客。

（5）系统参数

系统参数，例如：暂时和永久的票价，计程和计时票价，非高峰和节假日票价，黑名单等都由中央系统下载到车站计算机，然后由车站计算机下载到车站设备。

自动售检票系统（AFC）中采用非高峰车票价和其他优惠政策，目的在于调节高峰时间的客流量和鼓励更多乘客使用非接触式智能卡。

2．服务功能 （1）单程票

单程票乘客可以从自动售票机或人工售票机处购买车票。

从自动售票机上购买车票是非常简捷。自动售票机只能发售各种票价的单程票，它接收硬币和纸币，并且能用硬币和纸币找零。乘客购买车票时，需要按自动售票机提示的步骤去操作。

从人工售票机购买单程票也是非常容易。乘客只要告诉售票员他所需要购买的单程票类型并交付票款。当售票员收到票款后就发售一张单程票并找给零钱（如果有的话）。乘客买到车票后，在进站处把车票在读卡器上方8cm距离内通过，进站检票机就立即处理车票上的信息，大约半秒钟后，通道上的三杆释放让乘客通行。乘客到达目的地后，只有通过出站检票机才能离开付费区，在出站处把车票插进到出站检票机，乘客的单程车票将被出站检票机回收，因为乘客的旅程已经结束，车票要进行重新循环使用。

（2）公共交通卡

公共交通卡只能在人工售票机购买，买公共交通卡时要预先付押金。公共交通卡在通过进/出站检票机时要比单程票更快更容易。进站检票机和出站检票机对公共交通卡的处理过程是完全相同的。读卡器装在检票机的顶端，读卡器和智能卡的有效工作距离是8cm。出站只需把智能卡在读卡器上方8cm距离内通过，读卡器处理信息的时间小于300ms，通道很快释放让乘客通行。

乘客可用三种方法来判断他的公共交通卡卡中余额：一种方法是在每次通过出站检票机时会显示余额，另一种方法是要求售票员在BOM机上读一下。当公共交通卡有问题时，也可请售票员进行分析处理。第三种方法是在查询机查询卡中余额。

对公共交通卡来说最重要的数据是它的序号，这序号是不重复的，它是由生产厂家编码，一旦编码后，无法改动。这就保证了每张公共交通卡始终可用它的序号进行唯一的鉴别。鉴于

这种特点，当一张公共交通卡遗失、被盗或者在自动售检票系统（AFC）内发现两张相同的序号，都可以把这些卡列入黑名单。

传输密匙是安装在CSC读卡器内用来读写CSC数据的加密措施。为了保证传输密匙的安全，只要CSC读卡器的盖子一打开，传输密匙就自动消失。

通过自动的CSC个人化系统，乘客的照片和信息都能印刷在上共交通卡上。 上述特点都为乘客和轨道交通提供了非常高的安全性。 3．检票机的工作方式

为了处理地铁在运营中所遇到的问题，进/出站检票机有如下操作方式：正常的进/出站检验、降级运营模式和暂停服务状态。除了进/出站检票机处在暂停服务状态外，来自车站计算机的控制具有优先权。

降级运营模式有日期忽略模式、进/出站忽略模式、超程忽略模式、时间忽略模式和列车故障模式等6种，在AFC系统设计时还可以根据实际需要再增加。在降级运营模式执行过程中，自动售检票系统对单程票和公共交通卡的处理上是有差别的，轨道交通客运管理部门应引起注意。

（1）日期忽略模式

由于轨道交通运营的原因，导致单程票过期，系统将设置为“日期忽略模式”。在该模式下，进出站检票机对车票的有效性进行检验时，仅对车票日期这一项免检。

（2）进/出站码忽略模式

在该模式下，进/出站检票机对车票的有效性进行检验时，仅对进/出站码这一项免检。当车站的客流量超过车站进/出站检票机处理能力时，车站可采用进/出站码忽略模式，及时疏散客流。

（3）超程忽略模式

由于轨道交通运营的原因造成乘客超程，系统将设置为“超程忽略模式”。在该模式下，出站检票机在对车票的有效性进行检验时，仅对票价这一项免检，回收所有单程票，对公共交通卡扣除最低票价。

（4）时间忽略模式

由于轨道交通运营的原因造成乘客在车站收费区内停留时间超过AFC系统所规定的时间时，系统将设置为“时间忽略模式”。在该模式下，出站检票机对车票的有效性检验时，仅对

车站进站时间信息这一项免检。

（5）列车故障模式

当轨道交通运营发生列车故障并在短时间很难修复时，系统将设置为“列车故障模式”。在该模式下，单程票乘客通过出站闸机时一定要取票出站，因为单程票上将记录相关信息，该单程票将在规定期限内仍然有效并且不受车站限定，或者按轨道交通规则对车票进行善后处理；储值票不扣车资。

（6）紧急放行模式

当轨道交通运营时，发生火灾，毒气等突发的天灾人祸，防灾报警系统将自动启动紧急按钮或车站控制室值班人员按下紧急按钮开关后，自动售检票系统（AFC）以自动/人工方式，进入“紧急放行模式”。在该情况下，所有进、出站检票机的锁全部解锁，门式检票机的门全部打开或三杆检票机的三杆全部垂直落下，确保乘客安全快速离开现场。事后再对车票进行善后处理

四、常用缩写语定义

表1-1 常用缩写语定义

缩写 AFC LCCS CCS CC SCS SC SCR EnGe ExGe DG RG TG ATVM BOM CVM 英文解释 Automatic Fare Collection Line Central Computer System Central Computer System Central Computer Station Computer System Station Computer Station Control Room Entry Gate Exit Gate Dummy Gate Reversible Gate Tripod Gate Automatic Ticket Vending Machine Booking Office Machine Card Vending Machine 中文解释 自动售检票系统 线路中央计算机系统 中央计算机系统 中央计算机 车站计算机系统 车站计算机 车站控制室 进站检票机 出站检票机 尾端检票机 双向检票机 转杆检票机 自动售票机 半自动售票机 自动加值机 缩写 E/S PCA PC EB MCBF MTBF MTBSF MTTR CSC DES SLE SAM TST SJT SVT TCT EXT CT ET EMC 英文解释 Encoder/Sorter Portable Card Analyzer Personal Computer Emergency Button Mean-Cycles Between Failure Mean-Time Between Failure Mean-Time Between Serve Failure Mean Time To Repair Contactless Smart Card Data Encryption Standard Station Level Equipment Secure Access Module Test Ticket Single Journey Ticket Store Value Ticket Trip Count Ticket Exit Ticket Commemorative Ticket Employee Ticket Electro Magnetic Compatibility 中文解释 车票编码分拣机 便携式验票机 个人计算机 紧急按钮 平均无故障次数 平均无故障时间 运营中故障平均间隔时间 平均故障恢复维修时间 非接触式IC卡 数据加密标准 车站现场设备 安全存取模块 测试票 单程票 储值票 乘次票 出站票 纪念票 员工票 电磁兼容性 薄膜晶体管液晶显示器 TFT-LCD Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display 五、自动售检票系统组成

轨道交通自动售检票系统是一个基于计算机技术、网络技术、自动控制技术、非接触式IC卡技术、大型数据库技术等多项高新技术于一体，实现购票、检票、计费、收费、统计全过程的自动化系统。为了实现自动售检票，首先必须对各种类型的车票按一定密码规则进行初始化，由自动售票机或人工售票机按乘客的要求对车票进行赋值。通过进站检票机检票进站；到达目的地后由出站检票机检票出站；不能出站的车票，由人工补票机对不能出站的车票显示信息并进行处理。车站计算机系统对车站内的终端设备进行控制；对车站内的终端设备的数据进行查询、统计。并将车站内的终端设备工作状态和数据信息报送线路中央计算机系统。线路中央计算机系统可对全线的车站计算机系统和车站内的终端设备发布命令、下达参数，可查询全

线的车站计算机系统和车站内的终端设备工作状态以及数据信息，并进行统计。

1.车站级自动售检票系统终端设备 A．检票机（GATE）

检票机（图1-3）是实现乘客自助进出站检票交易（在非付费区和付费区之间通行）的设备，凡持有效车票的乘客，检票机通道阻挡解除（释放转杆或门扇开启），允许乘客进出站。

图1-3 出站检票机

检票机安装于车站付费区与非付费区的交界处，用于实现自动的进出站检票。

检票机一般包括工控机、车票传送装置、车票回收装置、读写器及天线、乘客显示器、方向指示灯、声光报警装置、通道阻挡装置（转杆式检票机采用转杆装置，门式检票机采用拍大扇门或剪式扇门）、乘客通行传感器（适用于门式检票机）、维修键盘、移动维护终端接口、电路控制单元、电源模块（含UPS或电池）、机身和支持软件等部件。

图1-4 三杆检票机图1-5 门式检票机

检票机根据功能可以划分为进站检票机、出站检票机和双向检票机三种。

进站检票机用于完成进站检票，检票端在非付费区；出站检票机用于完成出站检票，检票端在付费区；双向检票机既可完成进站检票也可完成出站检票，在非付费区和付费区可分别按进站和出站的处理规则完成检票功能。

自动检票机根据阻挡装置的类型可以分为三杆检票机（图1-4）和门式检票机（图1-5）两大类型，根据通道宽度可以分为普通检票机和宽通道检票机两种类型。

B．自动售票机（TVM）

自动售票机（图1-6）安装于车站非付费区，由乘客自行操作、自助购买车票。

图1-6 自动售票机

自动售票机一般由工控机、主控单元、、票卡发送装置、车票传送装置、钱币识别器、钱币找零器（可选）、IC车票读写器及天线、乘客显示器、触摸屏、运营状态显示器（可选）、维修面板/移动维护终端接口、乘客接近传感器（可选）、电路控制单元、电源模块(含UPS或电池)、机身、支持软件等部件组成。

自动售票机的基本功能是通过乘客的自助操作完成自动售票。自动购票的基本过程包括购票选择、接收购票资金、自动出票及找零等过程，在必要时还可包括购票凭证打印等。

自动售票机的应用功能主要包括：

（1）接受乘客的购票选择，并在购票过程中给出提示信息及操作指导。

（2）接受乘客投入的现金（或储值票、信用卡等其他付费介质）并自动完成识别。对无法识别的现金（或储值票、信用卡）予以退还。

（3）计算乘客投入的现金数量及购票金额，自动找零。 （4）完成车票校验、车票赋值及出票。 （5）对各部件的工作状态进行自动监测。

（6）接受车站计算机系统下发的参数和控制命令，并执行相应的操作。 （7）对本机接受的现金及维护操作进行管理。

（8）存储并向车站计算机系统上报状态信息和交易数据。 C．半自动售/补票机（BOM/EFO）

半自动售/补票机通常安装在售/补票房或车站服务中心内，由售票人员操作，完成车票加值、车票分析（验票）、退票及检验、分析有疑问车票，解决票务纠纷。因此半自动售票/补票机又称为人工售/补票机或票房售/补票机。

图1-7 发卡装置

根据现场应用要求，可将半自动售/补票机功能分别设置成单独的半自动售票机或半自动补票机，也可设置成具有半自动售票和补票功能相结合的设备。

功能单一的半自动售票机部署于非付费区，而半自动补票机则部署于付费区内。功能结合的半自动售/补票机可以同时为非付费区与付费区服务，兼顾售票及补票功能，使用同一车票处理设备，但需对两个区域分别设置单独的乘客显示器，适应处理不同区域乘客票务。

半自动售/补票机通常由工控机、操作显示器、乘客显示器、发卡装置（可选）、读写器与天线、打印机、键盘与鼠标、机身、电源模块（含ups或电池）、支持软件等部件组成。半自动售/补票机的基本功能可以分为三大类：

（1）车票发售功能：发售包括单程票、储值票、纪念票在内的各种车票，并对储值票进行充值。

（2）车票分析功能：分析车票的有效性，查询车票历史交易信息。

（3）票务处理及服务功能：对无法正常完成进出站的车票进行票务更新，发售出站票，退票处理，受理车票挂失，查询票价及打印票务记录和每班财务记录。

D．自动加值机（CVM）

自动加值机（图1-8）通常安装在非付费区，负责对公共交通卡（储值票）进行加值和查验，同时可以对单程票（一票通车票）进行查验。

图1-8 自动加值机

自动加值机一般有工控机、乘客显示器、触摸屏、吞卡器、IC车票读写器及天线、纸币处理单元、维护面板/移动维护终端接口、乘客接近传感器、机身、支持软件、电源模块（含UPS或电池）等部件组成。

自动加值机的功能主要分为三大类:

（1）储值票加值功能：允许乘客使用现金或银行卡对储值票进行加值操作。 （2）车票查验功能：可以用于乘客验票，给出车票内的各种信息和历史交易信息。 （3）其他服务功能：自动加值机还可以增加其他自助式查询功能，即提供多媒体查询功能，例如，查询路网票价、车站出入口分布图、地面道路及公交换乘信息等。这些自助式查询功能并不是自动加值机必须具备的功能，但自动加值机上增加这些增值服务并不复杂，可以丰富设备功能，提高设备的利用率。

E．车站AFC计算机系统（SC）

车站AFC计算机系统是管理车站级票务、运营、客流等的计算机系统。通常安装在车站的车控室内。车站AFC计算机系统是一个统称，它包括车站操作员控制计算机（SOC）、车站网络控制计算机（SNC）、监视器、紧急控制系统、网络系统及不间断稳压电源系统。其基本功能有：

（1）对车站级终端设备状态进行实时监控，并能直观地在监视器显示出来。

（2）接收来自线路中央计算机系统的有关日期、时间、车价表、黑名单等重要参数，然后将数据下传给车站终端设备。

（3）定期采集和存储车站终端设备的状态信息及交易数据，经处理后传送给线路中央计算机系统。

（4）进行每日客流、票务和财务统计，并打印相关运营报表。

（5）紧急情况下，通过操作紧急装置或车站计算机发出指令，控制车站所有进、出站检票机通道阻挡解除（释放转杆或门扇开启），便于疏散乘客。同时所有的自动售票机、加值验卡机等将自动退出服务，同时做报警记录。

（6）能实时操作车站计算机系统使车站终端设备进入特殊运营模式。 F．便携式验票机（PAC）

便携式验票机是一种移动设备，由车站工作人员随身携带，用来对乘客所持公共交通卡和单程票进行查询，方便车站工作人员在收费区内对有关票卡的有效性进行检验并显示检验结果，为及时解决票务纠纷提供帮助。

便携式检票机的基本功能就是查验车票，对各种车票进行限时、限程信息有效性检查，显示车票信息和历史使用信息等；对越站、超时及无效票除有信息显示外，还具备声音提示，必要时便携式验票机还可以增加车票更新功能。

便携式验票机应具有外部接口用于与外部设备进行数据交换，主要可以用于参数下载。如果允许更新车票数据，则便携式检票机需要保存交易记录，并可以通过数据接口将交易记录导出到车站计算机系统。

便携式验票机内置电池，使用时无需连接外部电源。目前的便携式验票机基本上都是使用无记忆的可充电锂电池作为设备电源。 G．分拣编码机（E/S）

分拣编码机（图1-9）用于对车票进行批量的编码和分拣处理，通常安装在票务中心，根据需要也可以安装在车站票务室。

图1-9 分拣编码机

采购回来的票卡均需要通过分拣编码机进行初始化处理后，才能投入使用。分拣编码机必须直接与中央计算机系统联接，其编码情况要通过中央计算机检查和确认，以确保自动生成车票密钥和编号的有效性及唯一性。

分拣编码机主要功能包括分拣和编码两大类：分拣是指一批车票按照某个或几个特征值将其分开，分别存放到不同的票箱中，车票分拣操作一般不改变车票内容。

编码是指对车票进行某种功能的批量处理，如初始化、预赋值、注销、更新等操作。编码

将改变车票内某一字段或某几个字段的数据。

根据应用需求，既可将功能分离，设置成单独的分拣机或编码机，也可将分拣、编码功能相结合，设置成分拣编码机。

分拣编码机一般由工控机，操作显示器、IC车票读写器及天线、票卡管理单元、车票读/写模块、票卡传送装置、票盒安放

装置、机身、电源模块（含UPS或电池）、支持软件和操作平台等部件组成。支持软件由初始化模块、参数装置模块、状态监控模块、动作控制模块、日志处理模块、报警指示模块、日志处理存储模块、通讯模块、设备诊断测试模块等组成。

2、中央计算机系统

A．中央计算机系统组成

中央级自动售检票系统由若干台服务器、磁盘阵列、磁带机、工作站（系统管理工作站、数据管理工作站、网络通信管理工作站、参数下载工作站、票卡管理工作站、设备监控工作站、报表查询工作站、中央及远程维修工作站）、千兆交换机和路由器等局域网设备、打印机、不间断电源及编码机等组成。

中央计算机系统是自动售检票系统的管理控制中心。中央计算机系统与各车站计算机系统进行通信；可收集全线的交易数据和设备运营状态信息，进行财务和客流统计；中央计算机系统能传送相关的参数、信息至各有关终端设备。

中央计算机系统能将需要清分的信息上传给清分系统，接收清分系统下传的清分数据、黑名单、费率等数据。实现系统数据的集中采集、统计及管理、实现系统运作、收益及设备维护集中管理、实现对本线自动售检票系统内所有设备的监控。

中央计算机系统可通过通信系统的时钟子系统获取标准时间，自动进行同步，并将标准时间信息将下传至车站计算机和各终端设备。中央计算机系统有备份和恢复功能及灾难恢复功能。

B．中央计算机系统的主要功能要求

（1）收集及保存车站计算机上传的各类有关票务、帐务、客流等数据。 （2）监视和控制所有车站设备的运行状态，收集及保存车站设备运行状态数据。

（3）按照设定的周期（日，月，季，年）处理和统计收集到的各类数据，生成相应的各类报表。

（4）管理中央计算机与公交“一卡通”清算中心的数据通信。 （5）管理中央计算机与车站计算机或远程工作站的通信。 （6）管理车票编码/分拣机及CSC卡发卡机的票卡发行工作。

（7）设置系统运营参数及系统运行模式，并下达给车站计算机和车站设备。 （8）自动生成、管理及维护黑名单。 （9）实现设备故障统计及维修管理。 （10）系统时钟的同步管理。 （11）系统权限及安全管理。 （12）现在收益与对帐管理。 （13）资料统计分析及决策支持管理。 （14）数据库维护与系统网络管理。

（15）提供车站设备层或客户工作站的相关信息查询服务。 （16）其它功能。

六、自动售检票（AFC）系统的网络接口

自动售检票系统是四层结构，即：线路中央层、车站层、设备和车票层。而每一层业务功能的完成，都是通过某一台计算机或一组计算机来实现的。因此，四层结构之间的接口在自动售检票系统中将起着至关重要的作用，自动售检票（AFC）系统计算机网络的通信接口设计的好坏，会直接影响到系统运行的性能和功效。

车站计算机和线路中央计算机之间的通信接口。线路采用快速以太网技术搭建通信平台，在车站与线路中央主机系统的通信链路通常基于城市轨道交通内部通信传输网SDH来实现。每台车站计算机是一个网络节点，以串行口通信方式（RS422或RS485等）可支持多到128台AFC车站设备，系统参数由线路中央层下达到设备层，乘客的交易数据则由设备层上送至线路中央层。图1-10典型局域网结构图

图1-10典型局域网结构图

1．AFC系统计算机网络的组成及功能

由于设备层计算机都是由单台微机（或工控机）独立完成其某些特定功能，如检票机（GATE）、自动售票机（TVM）、半自动售/补票机（BOM）等。因此，它们都是以串行口通

信方式（RS422或RS485等）与车站计算机连接起来的，但每一台设备与设备之间并未建立通信联系，从这一点上讲，设备层的计算机并未构成网络，其仅起车站计算机的多个控制端口作用而已。因此AFC计算机网络主要是针对清分系统、线路中央计算机系统和车站计算机系统。

2．AFC系统计算机网络结构及通信

计算机网络结构在总体上应与AFC系统的功能和物理终端分布相融合，一般来讲，提供AFC系统核心服务的中央服务器（主机系统）和提供系统全局管理的各类中央工作站应共同组成一个局域网，作为中心节点布置在地铁管理功能相对集中的控制中心，而把各个车站及接入系统的地铁AFC管理机构作为分节点，从而形成一个以中心节点为核心的二级星型结构（图1－11）

中心节点的计算机系统，构成了一个符合802.μ/Ethernet标准的局域网，支持TCP/IP网络传输协议，计算机之间的通信则是用以太网通信方式（10兆，100兆），通过网卡实现。

车站及自动售检票系统（AFC）管理机构作为分节点，它们之间及与中心节点之间的联网通信一般都是通过城市轨道交通自己建设的专线来实现的，由于通信信道为新建的专线，所以通信质量较高、数据传输的误码率较低，而且能支持较高的传输速率，具体的通信传输速率及接口标准因专线的类型不同而各有不同。

图1－11 AFC总体网络的二级星型结构

表1—2给出了两种不同类型专线的传输速率和通信接口标准。

表1—2 PCM与OTN的比较

工程 专线类型 PCM光缆 OTN专线 传输速率 （单位：bps） 9600 10兆及其以上 接口标准 接口设备 MODEM（14.4-56K） RS232/RS422 802.3μ/Ethernet 网卡（10兆/100兆） 在各线路控制中心大楼内的中央局域网系统中，包括了中央数据库服务器、通信服务器、远程拨号服务器，8个中央工作站（如监控工作站OP—GUI，系统设置工作站Confi—Gui），数据库工作站，网管工作站等。E/S编码分拣机都集中在轨道交通票务中心。这些计算机通过HUB集线器和网卡连接成星型结构，形成一个基于10BASE—T的10兆Ethernet局域网。局域

网预留了与公交“一卡通”清算中心的通信接口（10兆以太网），远程维修服务机或地铁AFC管理机构工作站可以用MODEM通过内部PCM光缆或外部公用电话网与远程拨号服务器建立连接。至于车站与中央的连接，由于一、二号线两条线路上的物流通信线路不同，其通信连接方式也有所不同：一号线各站通过MODEM和PCM光缆通道与中央通信服务器点对点连结成星型；其他线路各站则通过新建的OTN专线，由HUB与中央服务器连成总线型10兆以太网，如图1—12自动售检票系统（AFC）网络结构图所示。

3．时钟系统

为保证城市轨道交通自动售检票系统运营准时、服务乘客，统一自动售检票系统全线设备标准时间，设置了时钟系统。线路中央计算机系统的时钟通过通信系统的时钟子系统获取标准时间，在规定时间间隔或启动时与通信系统的时钟同步。线路中央计算机系统能向车站计算机系统下发时钟同步指令，并将标准时间信息下传至车站计算机和各终端设备。

通信系统时钟系统一般采用GPS(Globe Position System，全球卫星定位系统，简称（GPS)标准时间信息。时钟系统由GPS标准时钟信号接收单元、一级母钟、监控设备、二级母钟及子钟组成。GPS标准时钟信号接收单元一般设于控制中心，接收卫星时间，分别向一级母钟的主、备母钟提供同步时钟源信号。

图1—12 AFC网络结构图

第二部分 翻译原文

Minimizing Construction Risk by Optimizing the Alignment of the Bangkok Blue Line South Extension

Railway Tunnels

Hall, Jeremy T.1, Lor, Joseph W.M.1, Buapradabkul, Teera1, Lim, Chi-Sharn1, Lekhak, Beni2 1 AECOM Asia Co. Ltd.

2 Ch. Karnchang Public Co. Ltd., Thailand

ABSTRACT

In the Bangkok Blue Line Extension (South), the approximately 2.6 km underground railway alignment in Contract 2 includes two underground stations, one intervention shaft and a tunnel portal structure at the interface between the underground and elevated works.Comprising both bored and cut-and-cover tunnels, the alignment begins at Sanam Chai Road within the Rattanakosin Island historic area of downtown Bangkok and passes under the Chao Phraya River before reaching the tunnel portal at Wat Tha Phra sub-district. In order to meet tunnel drainage and fire safety requirements of the original alignment in the tender documents, drainage sump pits and cross passages were required to be constructed from within bored tunnels. The contractor and designer have jointly revised the track alignment design to relocate a sump pit and provide modified evacuation routes in order to reduce the risks associated with construction of sump pits and cross passages from within completed bored tunnels and to maximise their length.

1 INTRODUCTION

The southern extension of the existing Bangkok Blue Line comprises 4 underground stations and 6 elevated stations. One of two design-and-build contracts in the underground section of the southern extension, the fully-underground Contract 2, of total length approximately 2.6 km, comprises two underground stations, one intervention shaft, bored and cut-and-cover tunnels, as well as a tunnel portal structure at the interface between the underground and elevated works. In February 2011, the Mass Rapid Transit Authority of Thailand (MRTA) appointed Ch. Karnchang Public Company Limited as the contractor for Contract 2, with AECOM as their designer.

During reviews of the alignment design in MRTA’s tender documents conducted

during the tender bid stage and after contract award, the contractor and the designer identified significant risks inherent in the construction of drainage sumps and cross passages for evacuation from the bored tunnels. A jointly revised alignment design is presented in this paper that minimises or eliminates these construction risks, while continuing to meet tunnel drainage and fire safety requirements.

2 DESCRIPTION OF THE BLUE LINE SOUTH EXTENSION (CONTRACT 2)

2.1 Alignment overview

The railway alignment of Contract 2 (see Figure 1) begins at Sanam Chai Station (BS12) with its platform track level at +72.00 mPD (29.5 m depth). Located under Sanam Chai Road within Rattanakosin Island in the historic area of downtown Bangkok, Sanam Chai Station is adjacent to buildings and monuments of great architectural and cultural significance. These include the Museum of Siam, Wat Po which is one of the largest and oldest temples in Bangkok, and the directly adjacent Grand Palace. Contract 2 bored tunnels interface with the northern end of the station. At the time of writing, it is planned to construct Sanam Chai Station using a hybrid of pipe-roof support and cut-and-cover excavation carried out in a “top-down” sequence within stiff 1.2 m thick diaphragm walls.

Leaving the southern end of Sanam Chai station in twin bored tunnels, the alignment begins to descend at a gradient of 2.35% to pass under the walls of the canal Khlong Khu Muang Doem and the foundations of low-rise buildings along the eastern bank of the Chao Phraya River. It turns westwards to cross under the river, and reaches the lowest point in the alignment at a track level of +61.52 mPD (approximately 40 m deep) about 170 m beyond the western river bank. The alignment passes through an intervention shaft, IVS-3, before beginning a gradual ascent, undercrossing canal Khlong Bangkok Yai on its way towards Itsaraphap Station (BS13).

The western end of Itsaraphap Station is located beneath Itsaraphap road with its platform track level at +74.00 mPD (approximately 27.8 m deep), while the rest of the underground station box is located within the site of an old petrol station and several low-rise buildings which are to be demolished. Due to their proximity to adjacent structures, both Itsaraphap Station and the intervention shaft IVS-3 are planned to be built using the cut-and-cover method in a top-down sequence with stiff diaphragm

walls to minimise ground movements.

Continuing westwards from Itsaraphap Station as twin bored tunnels, the railway alignment resumes its gradual ascent towards the interface with the elevated works. As the alignment becomes much shallower, the tunnelling method is changed from twin bored tunnels driven by earth pressure balance tunnel boring machines of approximately 6.45m diameter, to cut-and-cover tunnelling. The alignment ends in the Wat Tha Phra sub-district as cut-and-cover tunnels, with a portal and transition structure connecting to the elevated viaducts built under the interfacing Contract 4.

2.2 Geology

Subsoil within the Bangkok area consists of Quaternary deposits, which originated from the sedimentation at the delta of the ancient Chao Phraya river plain. Terrestrial deposits start from 0 m to about 5 m above the mean sea level datum at 100 m Project Datum (PD), and the underlying clay and sand layers are of marine deposition resulting from changes in sea levels during the Quaternary period (Shibuya and Tamraka, 2003).

The alignment of Contract 2 lies within relatively flat terrain with the ground level varying from 101.3 mPD to 101.8 mPD. The exception is the Chao Phraya river crossing where the deepest level of the riverbed is at approximately 81.0 mPD. Following a series of additional boreholes performed after contract award, the Bangkok subsoil has been confirmed to be relatively uniform along the Contract 2 alignment (see Figure 2). Underlying a 1 to 8 m thick surficial layer of made ground, the Bangkok soft clay forms the uppermost clay layer and is approximately 8 to 15 m thick. The groundwater table within the made ground and soft clay layers are close to the ground surface, governed by variations in the khlongs (canals) and the Chao Phraya river.

Underlying the Bangkok soft clay are alternating layers of very stiff clay and very dense silty sand forming a system of interconnected aquifers. Significant drawdown of groundwater pressure in the aquifers underlying the soft clay has been observed in the recent past, caused by uncontrolled groundwater abstraction within the rapidly growing metropolis.

This has been studied extensively and verified during the ground investigations

conducted as part of MRTA’s tender documentation design, notably by Seah et. al. (2006). Ground investigations performed along the alignment in 2011 after contract award have detected a general recovery of the piezometric head in the lower aquifers to about 13.2 to 15.2 m below ground level. The rate of consolidation settlements induced by this abstraction, in a city sometimes known as the ‘Venice of the East’, seems to be abating.

The bored tunnelling within Contract 2 (see Figure 2) is anticipated to be predominantly below the soft clay and within the 1st stiff clay and 1st dense sandy layers at depth. However, as the alignment gradually ascends after Itsaraphap Station, the twin bored tunnels will pass into the soft clay for approximately 200 m before entering the cut-and-cover tunnel structure interfacing with Contract 4.

3 KEY ALIGNMENT DESIGN CONSTRAINTS

3.1 Structures above the tunnel

The key considerations in the MRTA tender document alignment design have been reported by Photayanuvat et. al. (2006). In order to underpass the existing piled foundations of the many low-rise structures in the area leading into Sanam Chai station, the railway alignment has been made deep enough for the bored tunnel crown to be approximately 24 m below ground level or more. Walls of the major khlongs (canals) and low-rise buildings of 1 to 4 storeys on the east and west banks of the Chao Phraya river and along the alignment towards Itsaraphap station were also anticipated to have pile lengths of up to 22 m, just above the crown of the bored tunnels.

The bored tunnels end at the interface with the cut-and-cover tunnel connecting to the elevated tracks in Contract 4. The bored tunnel / cut-and-cover tunnel interface was sited close to where the tunnel crown comes close to the assumed toes of the piled foundations of the surface structures in the area.

3.2 River crossing

Photayanuvat et. al. (2006) also report that the 210 m-long undercrossing of the Chao Phraya river was a major constraint to the vertical alignment within Contract 2, and a minimum overburden between the riverbed and the tunnel crown of 10.5 m was maintained. A finite element study by Teparaksa et. al. (2006) further illustrated that undercrossing the Chao Phraya with the bored tunnel crown within the dense sand is feasible.

The alignment design in the tender documentation also positioned the lowest point in the tunnel vertical alignment to about 100 m west of the river, to avoid excavating the drainage sump pits beneath the channel bed (Photayanuvat et. al., 2006).

3.2 Operational requirements

For the horizontal alignment, the absolute minimum track radius is 200 m, with an absolute maximum gradient of 4.5%. An absolute minimum gradient of 0.25% within the bored tunnels has also been maintained to facilitate drainage. For the stations, both Sanam Chai and Itsaraphap stations have been designed with the preferred central (island) platforms to reduce overall station width, land take and for economy in the provision of vertical access facilities such as lifts, stairs and escalators.

3.3 Requirements for emergency evacuation

For the design of structures to promote fire-life safety and to facilitate the efficient evacuation of passengers during emergencies, the Bangkok Blue Line Extension has adopted the National Fire Protection Association standards found in the Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems (NFPA 130, 2010 Edition). The NFPA 130 recommends that the distance between exits within underground tunnels shall not exceed 762 m. Where cross passages are used instead of emergency exits, the cross passages shall be spaced at 244 m intervals or less.

4 ALIGNMENT DESIGN REVIEW AND MEASURES TO REDUCE RISK

4.1 Review of the alignment design in the tender documents

The key constraints to the alignment in Contract 2 described in Section 3 above have driven the alignment design in the tender documents. Of note are the deep cut-and-cover excavations required for the stations at Sanam Chai and Itsaraphap, and the deep bored tunnel alignment to undercross existing foundations and the Chao Phraya river.

In order to provide effective drainage between Sanam Chai and Itsraphap, tunnel sumps were required at the lowest point of the vertical alignment, approximately 100 m from the west bank of the river. Although the risk of constructing the sump pit within the saturated sands directly under the river was removed, construction of sumps located beneath the invert of bored tunnels in soft ground is hazardous. Tunnel

failures have been known to originate during the construction of sump pits from within completed bored tunnels, such as the Dec 4, 2005 collapse of the Kaohsiung Rapid Transit Orange Line (GEO, 2008). These sump pits were therefore identified to be a significant construction risk inherent in the alignment design.

The distance between the emergency egress point at Itsaraphap Station and the emergency egress at the tunnel portal structure of Contract 4 was about 984 m which exceeded the 762 m limit in NFPA 130. Between Itsaraphap Station and the tunnel portal structure, three cross passages were therefore required to be built between the twin bored tunnels. IFailures have also been triggered by cross-passage construction between completed bored tunnels, such as the 2003 collapse of the Shanghai Metro Line 4 crossing of the Huangpu river, and the Jan 17, 2008 collapse of the Guangzhou Metro Line 5 (GEO, 2008). Additionally, the cross-passages would have to be mined within the 1st stiff clay layer where the possibility of large ground loss or lining collapse from encountering saturated sand lenses was a known possibility. These were the reasons to highlight the three cross passages as significant risks.

The alignment design showed the cut-and-cover tunnel at the tunnel portal interface with Contract 4 to be 375 m long, the longest cut-and-cover excavation in Contract 2. The revised design aimed to reduce this length of cut-and-cover excavation by increasing the length of bored tunnelling. This would reduce the risk of ground subsidence and impact to adjacent structures as the excavated volume of a bored tunnel is much less than that of a cut-and-cover excavation.

4.2 Design measures in the revised alignment to reduce construction risk

In order to reduce the risk of constructing the drainage sump pit within the inverts of the bored tunnels, the location of the lowest point in the vertical alignment was adjusted slightly to coincide with the location of the intervention shaft IVS-3. In the revised alignment, the sump pit would be built within the top-down excavation for the shaft. Figure 3 illustrates the intended shift in the drainage sump pit location.

Site inspections carried out at the site of the cut-and-cover tunnel interface with the bored tunnels found that the structures above the tunnel alignment were low-rise 1 to 2 storey structures with foundations unlikely to extend very deep into the 1st stiff clay. With this in mind, the interface between the bored and cut-and-cover tunnels was moved to the southwest, thereby increasing the length of bored tunnelling between

Itsaraphap Station and the cut-and-cover tunnel from 534 m to 729 m. The length of the cut-and-cover tunnel within Contract 2 was consequently halved from 375 m to 180 m, leading to a reduction of risk of large movements in the adjacent ground (see Figure 4). The profile shown in Figure 4 illustrates the deletion of the cross passages, the provision of the additional emergency egress points and the shift in the interface between the bored and cut-and-cover tunnels.

Since the total distance between the emergency egress point at Itsaraphap Station and the tunnel portal structure of Contract 4 was longer than the 762 m limiting distance between exit points imposed by NFPA 130 guidelines, an additional emergency egress point was proposed at the cut-and-cover tunnel immediately south of its interface with bored tunnels in the revised design. This effectively cut down the tunnel evacuation length from 984 m to 729 m and eliminated the need to build the three cross-passages between Itsaraphap Station and the cut-and-cover tunnel, and as a result, further reduced associated construction risks. Furthermore, no additional land-take was required as the additional emergency egress would be built within the right-of-way above the cut-and-cover tunnels.

The schematic diagram in Figure 5 shows a summary of the key changes made to the alignment in Contract 2 with respect to the emergency egress arrangements and shows that the changes made between Itsaraphap Station and the cut-and-cover tunnel continue to meet the mean of emergency egress requirements of NFPA 130.

5. CONCLUSION

The contractor and designer of Contract 2 have reviewed the alignment design in the tender documents and implemented refinements to reduce or eliminate construction-related risks, whilst continuing to meet the requirements of tunnel drainage and emergency evacuation. In order to mitigate the risks associated with the construction of auxiliary structures from within completed bored tunnels, a sump pit was relocated to an intervention shaft by shifting the lowest point of the vertical alignment, and an emergency egress point has been added to eliminate the mined construction of three cross passages. Additionally, further information on the foundations of adjacent structures has allowed the length of bored tunnelling to be increased, thereby reducing the risk of ground movements caused by cut-and-cover

excavation.

REFERENCES

Geotechnical Engineering Office (GEO), Civil Engineering and Development Department, HKSAR, 2008. Catalogue of Notable Tunnel Failure Case Histories (up to December 2008).

Photayanuvat, C., Flicke, J., Hollmann, F., 2006. Outline Design of the Blue Line South Underground Section – Extension of the Existing Bangkok MRT Subway Tunnelling, Bangkok, pp. 85-96.

Seah, T.H., Theramast, N., Thaijeemairee, N., 2006. Geotechnical Investigation of 3 MRT Lines in Bangkok. Proceedings of the International Symposium on Underground Excavation and Tunnelling, Bangkok, pp. 97-105.

Shibuya, S., Tamraka, S.B., 2003. Engineering Properties of Bangkok Clay. Characterisation and Engineering Properties of Natural Soils (Tan et al. eds), pp. 645-692.

Teparaksa, W., Photayanuvat, C., Boonsong, C., Boonard, J., 2006. Design of Subway Tunnel under the Chao Phraya River for Bangkok South Blue Line Extension. Proceedings of the International Symposium on Underground Excavation and Tunnelling, Bangkok, pp. 101-189.

第三部分 中文翻译

通过优化曼谷地铁蓝线南部延伸段的线路隧道平面图使其

建造风险最小化

摘要

在合同2中曼谷地铁蓝线延伸段（南部）大约2.6公里地铁线路平面图包括2个地下车站、一个竖井以及一个位于地下段和高架段隧道洞门结构接合处的隧道洞门结构。包含盾构掘进隧道和明挖回填隧道，线路开始于沙南猜路，这里有曼谷市中心的拉达那哥欣岛历史遗迹区域，并且从湄南河下方经过。这段区域是指到达Wat Tha Phra街区的隧道洞口之前。为了满足标书上原始线路的隧道排水和防火安全的要求，排水槽和联络管道被要求从掘进隧道内部建造。为

了迁移一条排水槽和提供更好的疏散通道，承包商和设计者已经共同修改了线路设计，这种线路设计的修改也减少已经掘进完成的隧道内部的排水槽和联络管道的建造风险和使这些管路的尽可能长。

1介绍

现存的曼谷蓝线的南部延伸段包含4个地下车站和6个高架车站。南部延伸段地下区间的两个设计和建造合同之一，即全地下部分（合同2），总长大约2.6公里，包含两个地下车站，一个竖井、盾构隧道和明挖回填隧道以及位于地下和高架部分交界处的一个隧道洞口结构。2011年2月，泰国捷运局指定Ch. Karnchang上市有限公司作为第二合同段的承包商，同时，指定AECOM作为他们的设计者。

在复核泰国捷运局投标文件中的线路设计的时候，于投标价以及合同判授之后，承包商和设计者鉴定在泄水井的建造过程和在盾构隧道中用于疏散的联络通道的建造过程中存在潜在的重大风险。一份论文中阐述了综合的改良线路设计，其目的在于尽可能减小甚至消除建造风险，同时能够继续满足隧道排水和防火要求。

2蓝线南部延伸段的描述（第二合同段）

2.1线路综述

第二合同段的线路（见图1）开始于沙南猜站（BS12），站内月台处轨面标高为+72.00 mPD(距地面29.5m深)。该站位于沙南猜路下方，这里有曼谷市中心的拉达那哥欣岛历史遗迹区域。沙南猜站毗连许多拥有极高建筑意义和文化意义的建筑遗迹。这些遗迹包括暹逻博物馆、曼谷最大最古老寺庙之一的泰国佛寺，该寺直接毗连大王宫。第二合同段盾构隧道与该站的北部边缘相接。根据书面资料，计划用管棚支护和明挖法挖掘相结合的工法建造沙南猜站，其中明挖法挖掘要在内部至上而下地修筑1.2M厚的坚固的地下连续墙。

顺着沙南猜站南部边缘的双线盾构隧道，线路开始以2.35%的坡度斜向下经过Khlong Khu Muang Doem运河的河堤和经过沿着湄南河东岸修建的低层建筑的基础。

线路向西穿过了湄南河，到达了轨面标高为+61.52 mPD（大约40M深）的线路最低点，此处大约位于越过湄南河西岸170m处。在逐渐上升到达Itsaraphap

站（BS13)之前，线路得穿过一个竖井，即IVS-3, 并且在Khlong Bangkok Yai运河处实现了下穿立体式交叉。

Itsaraphap站的西部边界是位于Itsaraphap路的下方，站内月台处轨面标高为+74.00 mPD（大约27.8m深）。同时，其余的车站主体结构坐落于一个老旧加油站和一些将被拆迁的低层建筑的下方。由于Itsaraphap站和竖井IVS-3毗连建筑物，所以他们计划用明挖法修建，该法通过一道坚固的自上而下的地下连续墙使地表的位移最小化

线路以双线盾构隧道的形式从Itsaraphap站继续向西，恢复了逐渐上升的趋势，到达了与高架部分的交界处。随着线路埋深的减小，隧道的开挖方法由直径大约6.45m的土压平衡盾构开挖的盾构隧道转变为明挖回填隧道。该线路在玉佛寺街区以明挖回填隧道的形式终止，此处有一个洞门和与高架结构连接的过渡结构，位于与第四合同段交界处的下方

图1 第二合同段的线路规划

图2 第二合同段的线路和地质剖面图

2.2地质情况

曼谷区域的天然地基由第四纪沉积物组成，这是起源于古老的湄南河平原三角洲的沉积陆相沉积物大约位于平均海平面基准上方0到5m处，在工程基准100M处。并且其主要的黏土和沙土层具有海洋沉积物的性质，这是由于在第四纪期间海平面的变化导致的。

第二合同段的线路位于相对平坦的区域内，这里的地面标高范围在101.3 mPD到101.8 mPD之间。例外之处在湄南河交叉处，这儿河床的最低标高大约在81.0 mPD。接下来的一系列钻井是在合同判授之后钻探的。沿着第二合同段的天然地基已经被确认与曼谷的天然地基比较相似。在一个1到8M厚的填土地表层的下方，曼谷软土形成了最主要的黏土层，大约8到15M厚。地下水位接近地表，充满了建筑填土层和软黏土层。并且受khlongs运河和湄南河水位变化的影响。

在曼谷软黏土的下方正是硬黏土和密集粉土的互层，它们形成了连通的含水

层系统。前一段时间，位于软黏土下方的含水层的地下水压已经被观察到出现明显减弱。这都归因于在高速发展的大都市中无节制的地下水抽取。这些情况已经在地质勘测中被广泛的研究和证实，此次勘测是作为曼谷捷运局标书设计工作的一部分实施的，它是在2011年合同判授之后沿着线路进行的，在距离地面标高大约13.5m到15.2m以下的含水层中，发现了测压管水头普遍得到了恢复。在这个被称为东方威尼斯的城市中，由这个现象导致了地基固结沉降的速度好像有所降低。

第二合同段内的盾构隧道（见图2）预期主要位于软黏土以下，深度上位于第一硬粘土层和第一粉土层内部。然而，在Itsaraphap站之后，到达第四合同段内的与明挖隧道结构的交界处之前，随着线路的逐渐上升，双线盾构隧道将会有大约200m通过软黏土。

3、关键线路设计的约束条件

3.1隧道以上的结构

在曼谷捷运局的投标文件中的线路设计中需要特别注意的关键要点被Photayanuvat于2006年予以报道。在线路通向沙南猜站的附近区域，为了从许多现存的低层建筑的桩基础的下方穿过，线路被设计得足够深。盾构隧道的顶部距离地面大约有24m深，甚至更深。Khlongs运河的主要挡墙和位于湄南河东西两岸以及位于Itsaraphap站沿线的一到四层不等的低层建筑，他们的桩长最长可达22m，正如预期的一样，他们恰好都在盾构隧道顶部的上方。 盾构隧道在它与明挖回填隧道的交界处终止了，此处的明挖回填隧道是与第四合同段的高架部分相连。盾构隧道和明挖回填隧道的交界处附近的隧道拱点接近这个区域的地表建筑桩基础的顶部。

3.2穿越河流处

同时，Photayanuvat也报告了在第二合同段内，线路有210m长的距离需要从湄南河下方穿过，这正是此处线路纵断面设计最主要的约束条件。另外，在河床与直径为10.5m的隧道之间也需要最低限度的覆土厚度。Teparaksa的一份有限元分析报告进一步阐明了线路以盾构隧道的形式从湄南河下方稠密的砂土层穿过这种方案是可行的。

标书中的线路设计中，也将隧道纵断面的最低点放置在河流以西100m处，

以避免在河床的正下方挖掘排水槽。

3.3运营要求

对于线路的平面设计，最小轨道半径是200m，最大坡度为4.5%，在盾构隧道内最小坡度为0.25%对都可以保持便利的排水。就车站而言，沙南猜站和Itsaraphap站都被设计为岛式站台，这种站台设计可以减小车站的总体宽度、占地面积和在诸如升降电梯、楼梯和自动扶梯等垂直输送设施的投资。

3.4应急疏散设施的要求

在结构设计中，为了提高防火安全和促进乘客在紧急事件中有秩序的疏散，曼谷蓝线依照美国消防协会的标准，采用了符合标准的复合运输导轨和客运铁路系统。（美国消防协会130,2010版）美国消防协会130建议：在地下隧道中，相邻出口的距离不应该超过762m。在用联络通道代替紧急事件出口的地方，联络通道应该以244m或者更小的间隔排列。

4线路设计的复核和减少风险的措施

4.1在标书中对线路设计的复核

在上文第三部分描述的第二合同段线路的关键制约因素已经在标书的线路设计中起到决定性作用。最关键的是在沙南猜站和Itsaraphap站，用明挖法深度挖掘的要求以及在下穿现有建筑物基础和湄南河的盾构隧道的线路设计。 I为了沙南猜站和Itsaraphap站之间的排水能够高效，隧道的集水池被要求放置线路纵断面的最低点处，这个位置位于湄南河西岸大约100m处。虽然在河流正下方的饱和沙土中建造集水坑的风险已经排除，但是将集水坑放置在位于软土地层的盾构隧道转换处的下方依然是有风险的。在已经修建完成的盾构隧道中，有过典型的因为集水坑的建造不当而导致整个隧道失败的案例，例如2005年12月4日，台湾高雄高铁橘线的垮塌。因此，在线路设计中，这些集水坑的建造已经被鉴定为关键性的潜在建造风险。

Itsaraphap站的紧急出口与第四合同段的隧道洞门处的紧急出口之间的距离大约有984m，这已经超过了美国消防协会130所要求的762m的限制。因此，在Itsaraphap站和隧道洞门之间，三个联络通道被要求建造在这双线盾构隧道之间。

在已经完成的盾构隧道工程中，不乏因为联络通道的建造出现问题而导致的

工程失败的案例。例如2003年上海地铁4号线下穿黄浦江段的坍塌，以及2008年1月17日广州地铁5号线的坍塌。此外，必须给予关注的联络通道还有位于第一硬粘土层的部分。已知的可能发生的情况是，大量的地层损失和遭遇饱和沙土晶体而导致的内部坍塌。这些都是之所以将这三个联络通道作为重大风险而高度重视的原因。

线路设计显示与第四合同段交界的隧道洞门处有375m长的明挖隧道，这是第二合同段需要挖掘的最长的明挖隧道。改进后的设计方案打算通过增加盾构隧道的长度来减少明挖法挖掘的长度。这将会减少地层下陷的风险和减少对毗连建筑物的影响，并且，盾构隧道的挖方量也远远少于明挖隧道。

4.2改进的线路设计减少建造风险的措施

为了减少在盾构隧道仰拱处修建排水集水坑的风险，隧道纵断面最低点的定位需要轻微地调整使得它与竖井IVS-3的位置相符。在改进的线路中，集水坑将会随着竖井自上而下的挖掘而同步建造。图三阐述了排水集水坑有目的的移动。

图3 排水集水坑经过重新布置，进入竖井IVS-3

在明挖隧道和盾构隧道的交界面实地考察，发现在线路隧道上方的建筑物都是1至2层的低层建筑，它们的基础埋深几乎不可能延伸至第一硬黏土层。考虑到这些，明挖隧道和盾构隧道的交界面可以向西南方向移动，这样就使Itsaraphap站和交界面之间的盾构隧道从534m延伸至729m。因此，第二合同段内明挖隧道的长度从375m减半至180m,导致了邻近地表产生大量位移的风险减少（见图4）。在图4中的纵剖面显示了联络通道的删除，额外的紧急出口的提供和在盾构和明挖隧道之间的交界面的转换。

因为Itsaraphap站至第四合同段隧道洞门结构之间的总距离比美国消防协会130强制要求的相邻出口之间的762m的最小要求距离要长得多，所以，在改进的设计中，一个额外的紧急出口被计划放置于明挖与盾构隧道的交界处靠近明挖隧道的一侧。这种举措实际上将隧道的挖掘长度从984m削减到729m，并且，取消建造了Itsaraphap站和明挖隧道之间的三条联络通道。这大大减少了相关的建造风险。而且，在明挖隧道之上的土地不必拿出额外的土地建造额

外的紧急出口。

图4 阐述Itsaraphap站至明挖隧道之间的线路变化的剖面图

图5 第二合同段内紧急出口安排原理的比较

图5的示意图显示了在第二合同段内的线路中，对紧急出口的安排做出的一系列变化。并且，显示了在Itsaraphap站至明挖隧道之间的线路的变化依然会符合美国消防协会130关于紧急出口的相关规定。

5结论

第二合同段的承包商和设计者已经重新修订了标书中的线路设计并且实施了一些精致的修改去减少甚至取消相关的建造风险，与此同时，依然满足隧道排水和应急疏散的相关要求。在已经修建完成的盾构隧道内，为了减轻相关辅助设施的建造风险，通过改变线路纵断面最低点位置的方案，将一个集水坑迁移到竖井的位置。并且，增加建造一个紧急出口以替代3个联络通道的建造。此外，毗连建筑物的基础的更多资料也显示允许增加盾构隧道的长度，因此，增加盾构隧道的长度减少明挖隧道长度的方案可以减少由明挖法挖掘引起的地层移动风险。