二、线路
线路是保证城市轨道交通系统中车辆运行的基础设施，它不仅确定了车辆在城市三维空间的走向，而且是城市轨道交通安全、快速运行的前提条件。
1.城市轨道交通线路的特点
城市轨道交通线路具有以下特点：
（1）城市轨道交通线路一经建成，无论是在地下、地面还是在地面以上，要改变其位置都十分困难，建成后的改建会引起周围建筑、道路等很大的拆迁工程，并破坏多年来逐渐形成的协调的环境。因此，线路设计要做长期的考虑。
（2）城市轨道交通线路一般为双线，通常每条线路设有一个车辆段和一个停车场。线路车站没有经常性的调车作业，为节省用地，一般车站不设到发线，车辆集中停放在车辆段或停车场。
（3）市内客运的运距短，且全面地分布在整个城市区域内，为保证线路的客流吸引力，通常将站距设置为1～2 km，因此站点设置密，停车频繁。
（4）由于线路各站点的吸引范围小，城市客流可容忍的等待时间较短，因而要求发车间隔时间不能太长，一般不超过10 min。又因为短时间内聚集的客流量有限，所以列车编组长度通常为4～8节车厢，较城际列车的编组长度要短。
2.城市轨道交通线路的分类
城市轨道交通线路可分别按线路铺设的空间位置和线路在运营中的作用进行分类。
（1）按线路铺设的空间位置分类。城市轨道交通线路按其铺设的空间位置来分，主要有地下线路、地面线路、高架线路3种类型，如图1-1所示。同一条轨道交通线路根据实际走向及线路区域分布可采用上述3种不同的空间布置方式。较为理想的铺设方式是在人口、建筑密集，土地价值较高的城市中心区域，采用地下方式设置城市轨道交通线路，也可适当布置为高架方式；而在城市边缘区或郊区，宜采用地面线路或高架线路。
图1-1 线路按其铺设的空间位置分类
①地下线路。地下线路常用于地下铁道系统，铺设于地下隧道内。隧道分为圆形隧道和矩形隧道，一般区间隧道为圆形隧道，站台两端为矩形隧道。隧道的开挖一般有明挖法和暗挖法，目前国内外普遍采用的是暗挖法中的盾构法。根据线路与城市道路的关系，城市轨道交通地下线路的平面位置主要有线路位于道路规划红线范围内和线路位于道路规划红线范围外两种情况（道路规划红线是指道路用地的边界线）。
地下线路与地面完全分离，基本不占城市地面空间，且不受气候影响，建成运营后对道路交通及城市景观没有影响。但由于线路设于地下，需要较高的施工技术，较先进的管理方法，完善的环控、防灾措施，因而工程造价较高，运营成本较高，而且建设过程会影响地面交通，线路改造、调整与维护均有一定的困难。
目前，地下线路大多采用混凝土整体道床，主要由隧道、整体道床、侧沟、轨枕（混凝土长枕、混凝土短枕、支撑块等）、钢轨、扣件、钢轨联结零件等组成。
②地面线路。地面线路直接铺设于路面上，占用路面面积，对地面交通有很大影响。地面线路普遍采用碎石道床。碎石道床线路造价低，道床弹性好，但稳定性较差，运行噪声较大。由于地面线路直接铺设在地面上，因而施工简便，工程造价较低，运营成本也低，线路调整与维护方便，但占地面积较多，会破坏城市道路，且运营速度难以提高，容易受气候影响。
在城市道路上铺设地面线路，一般有两种位置：一种位于道路中心带上，另一种位于快车道一侧。地面线路设置如图1-2所示。
图1-2 地面线路设置
地面线路主要由路基、碎石道床、侧沟、轨枕（木枕、混凝土枕）、钢轨、扣件、钢轨联结零件等组成。
③高架线路。高架线路铺设于城市高架桥上，是城市轨道交通中一种重要的线路铺设方式，一般沿城市道路一侧或中央铺设。桥面轨道线路大多采用混凝土整体道床。高架线路的工程造价介于地下线路和地面线路之间。
高架线路结构稳定，比地面线路占地少，不影响地面交通，且在施工、维护、管理、环境控制、防灾等方面较地下线路方便。但高架桥的形式会影响城市景观，高架线路容易受气候变化影响，占用一定的城市用地，列车运行时的噪声对沿街区域影响较大。
高架线路主要由高架桥、整体道床、侧沟、混凝土支撑块、钢轨、扣件、钢轨联结零件等组成。
（2）按线路在运营中的作用分类。城市轨道交通线路按其在运营中的作用分为正线、折返线、渡线、停车线、联络线、检修线、试验线、出入段（场）线、洗车线、安全线等。城市轨道交通线路的整体布置如图1-3所示。
①正线。正线是指连接所有车站、贯穿运营线路始终点、供车辆载客运行的线路，如图1-4所示。正线行车速度高、密度大，需要保证行车安全和乘车舒适性，对线路标准要求较高。正线与其他交通线路的相交处一般采用立体交叉；在特殊条件下（如运营初期），两条交通线路的运量均较小时，若经过计算，通过能力满足要求，也可考虑采用平面交叉。
城市轨道交通系统的正线是独立运行的线路，大多数线路为全封闭式，一般设计为双线，采用上、下行分行，实施右侧行车规制，以便与城市地面交通的行车规则相吻合（世界上绝大部分国家的城市道路交通均实行右侧行车规则，也有部分国家的城市道路交通实行左侧行车规则）。一般南北走向的线路，向北的为上行，向南的为下行；东西走向的线路，向东的为上行，向西的为下行；环形线路的内圈为上行，外圈为下行。
图1-3 城市轨道交通线路的整体布置
图1-4 正线
②折返线。折返线是指在线路两端的终点站或准备开行折返列车的区间站所设置的，方便列车调头、转线及存车等的线路。
城市轨道交通线路一般较长，全线的客流分布不太均匀，这时可组织区段运行。区段运行是指列车根据运行调度的要求，在端点站与中间站之间或在中间站与中间站之间进行列车折返。故需要在这些地方设置折返线，折返线的形式应能满足折返能力的要求。折返线除了供运营列车往返运行时的调头转线使用外，有些也可以供夜间存车使用。
折返线有以下几种折返方式。
a.环形折返线。环形折返线俗称灯泡线，如图1-5所示。
图1-5 环形折返线
环形折返线将端点折返作业转化为沿一个环形单线区段运行的作业，实质上取消了折返过程，变为区间运行，有利于列车运行速度的发挥，消除了因折返作业而形成的线路通过能力限制条件，是一种有利于提高运营效率的折返方法。
环形折返线的缺点在于环线占地面积较大，尤其是在地下修建时难度更大，费用较高；丧失了一端停车维护、保养、检查的机动线路，对车辆技术要求和运行组织工作要求较高；线路机动性下降，线路延伸可能性甚微。环形折返线一般只适用于线路较短、线路延伸可能性较小且端点站在地面的情况。图1-6所示为天津地铁1号线的“灯泡线”局部。
图1-6 天津地铁1号线的“灯泡线”局部
b.尽端折返线。尽端折返线可分为单线折返、双线折返与多线折返等不同布置办法，如图1-7所示。尽端折返线弥补了环形折返线的不足，使端点站既可有效组织折返（如双线折返可明显缩短折返时间），又可备有停车线供故障停车、检修、夜间停车等作业使用。尽端折返线对于线路延伸也十分方便，比较适合于地下结构的端点站，以及线路较长或有延伸可能，不宜多占用土地的情况。
图1-7 尽端折返线
c.渡线折返。渡线折返即在车站前或车站后设置渡线来完成折返作业，分为站前渡线折返、站后渡线折返和区间站渡线折返3种形式，如图1-8所示。
很明显，利用渡线折返需要修建的线路最少，费用下降。然而，列车进出车站与折返作业有严重的干扰，尤其是在区间站利用渡线进行区间列车折返时，需占用正线进行作业，故对运营管理要求十分严格。同时，列车运行间隔时间因受其制约而需要延长，导致线路通行能力下降，安全可靠性存在隐患。所以，列车运行速度较高、运行间隔时间较短（发车频率较高）、运量较大的线路不宜采用渡线折返。
图1-8 渡线折返
d.单轨线路折返。单轨线路与双轨线路不同，必须采用专门的转线设备来完成折返，如图1-9所示。
图1-9 单轨线路折返
单轨线路折返设备需要承载线路，使列车做转动或平移（包括单轨线路间的分岔连接均需转动承载台的道岔），故有一定的建造难度，投资费用也较高，是制约单轨交通发展的因素之一。
③渡线。渡线是指利用道岔将线路上下行正线（或其他平行线路）连接起来的线路。渡线分单渡线和交叉渡线，分别如图1-10和图1-11所示。图1-8所示的渡线折返是渡线的一种。
图1-10 单渡线
图1-11 交叉渡线
④停车线。停车线一般设置在端点站，是专门用于停车和进行少量检修作业的尽端线，如图1-12所示。
图1-12 停车线
车辆基地拥有众多的专用停车线，供夜间停止运营后的列车停放。需要进行检修作业的停车线设有地沟。城市轨道交通线路运输量大，列车运行间隔较密，运营过程中列车可能会发生故障，为了不影响后续列车的运行，在设计上应能使故障列车及时退出运营正线。一般在轨道交通线路沿线每隔3～5个车站的站端应加设渡线或停车线。
⑤联络线。联络线是城市轨道交通线路之间为方便调动列车等而设置的连接线路，主要是两条正线间的连接线，如图1-13所示。联络线按其布置形式可分为单线联络线、双线联络线和联络渡线。
图1-13 联络线
联络线因连接的轨道交通线路往往不在一个平面上，因此有较大的坡道与较小的曲线半径，故列车运行速度不会太高。如果在地下建设，则施工难度较大，建造费用也随之增加。
⑥检修线。检修线是指设在车辆基地检修库内，专门用于检修列车的线路，如图1-14所示。检修线设有地沟，配有架车设备、检修设备。
⑦试验线。试验线是指设在车辆基地，用于对检修完毕的列车进行状态检测的线路，如图1-15所示。为达到必要的运行速度，试验线需符合一定的长度标准和平纵断面设计标准。
图1-14 检修线
图1-15 试验线
⑧出入段线。出入段线是专供列车进出车辆段的线路，如图1-16所示。为保证运行列车的停放和检修，应在城市轨道交通沿线的适当位置设置车辆段。车辆段与正线连接的线路为出入段线，是车辆段与正线之间的联络通道。出入段线可以设计为双线或单线，与城市道路或其他地方的交叉处可采用平交或立交。
图1-16 出入段线
⑨洗车线。洗车线是专门用于清洗车辆的线路，如图1-17所示。
图1-17 洗车线
⑩安全线。在出入段线、折返线、停车线和岔线上应根据情况设置安全线，安全线的长度一般不小于40 m。
例如，当出入段线上的列车在进入正线前需要一度停车，且停车信号机与警冲标之间的距离小于列车制动距离时，应设安全线，如图1-18所示。
图1-18 设置安全线
上述分类中的折返线、渡线、停车线、联络线、安全线也可称为辅助线，辅助线是城市轨道交通系统的重要组成部分，直接关系到系统运营组织的效率；检修线、试验线、出入段线、洗车线也可统称为车场线，是车辆段内进行厂区作业与停放列车的线路。