Основными материалами для проектирования линий метрополитена являются: данные инженерно-геологических изысканий по трассе метрополитена; топографические планы и профили, на которые нанесены существующая и проектируемая городская застройка и подземные коммуникации; данные о пассажиропотоках и пассажирообороте города; важнейшие сведения о других видах городского общественного транспорта, а также другие материалы, влияющие на правильный выбор трассы линий метрополитена.
На первом этапе проектирования трассы метрополитена разрабатывают генеральную схему линий метрополитена с учетом комплексного развития и обеспечения взаимодействия их с другими видами городского транспорта, а также с последующим установлением очередности строительства отдельных линий. Обычно эти работы выполняются в проектных институтах, разрабатывающих генеральные планы развития городов, или при их участии специализированными организациями по проектированию метрополитенов.
К последним этапам относятся работы по детальному проектированию отдельных очередей строительства линий метрополитена.
При проектировании трассы отдельных линий особенно важно правильно выбрать местоположение станции метрополитена. Существенное значение приобретают конструктивные решения входов и выходов на станции метрополитена, вестибюлей, эскалаторных тоннелей, вентиляционных киосков и шахт, соединительных переходов и служебных веток в случае пересечения проектируемой линии с другими линиями метрополитена.
При выборе трассы метрополитена имеет также значение рациональный выбор расположения шахтных площадок, которые могут быть использованы и при эксплуатации метрополитена.
Линии метрополитена следует проектировать преимущественно подземными мелкого заложения. В этом случае трассу линий желательно располагать под широкими уличными магистралями или под мало-застроенными кварталами города.
Если инженерно-геологические условия неблагоприятны для строительства тоннелей мелкого заложения или трасса проходит под плотной многоэтажной застройкой отдельных кварталов города, допускается глубокое заложение линий метрополитена, проектируемых между станциями по кратчайшему направлению, без учета застройки поверхности земли,
В отдельных случаях, при соответствующем обосновании, и, в частности, во вновь застраиваемых районах города, допускается строительство наземных линий с выделением обособленной полосы.
При проектировании линий метрополитена в плане радиус кривых следует принимать не менее: на главных путях 500 м, на служебных — 150 м и на парковых — 75 м. В трудных условиях допускается уменьшение радиуса кривых: на главных путях до 300 м, на служебных до 100 м и на парковых — до 60 м. Расстояние между осями главных путей в двухпутных тоннелях без промежуточных опор на прямых и кривых R ≥ 500 м должно быть не менее 3 400 м, а на наземных участках и в местах укладки перекрестных съездов — 4000 м.
Станции следует располагать в плане, как правило, на прямых участках трассы.
При проектировании подземных участков линий метрополитенов в профиле необходимо принимать наименьшую глубину заложения тоннелей от земной поверхности с учетом инженерно-геологических, эксплуатационных и производственных условий. Применительно к тоннелям глубокого заложения это требование приводит к необходимости оставления над сводом обделки минимальной толщины слоя устойчивых пород, позволяющей в то же время осуществлять проходку этих тоннелей, как правило, без применения специальных способов работ.
Тоннели мелкого заложения должны располагаться возможно ближе к земной поверхности с учетом глубины промерзания, пропуска над верхом перекрытия тоннеля городских подземных сооружений (водопровод, канализация и др.). В местах расположения над тоннелями трамвайных путей желательно верх защитного слоя тоннелей заглублять не менее 1 м от уровня головки трамвайных рельсов.
Все пути подземных линий метрополитена должны иметь продольный уклон не менее 0,003, а максимальный — 0,040. Длина элемента профиля принимается не менее расчетной длины поезда.
Сопряжение смежных элементов продольного профиля при алгебраической разности уклонов, равной или превышающей 0,002, следует осуществлять на перегонах при помощи вертикальной кривой радиусом 5000 м, при подходе к станциям — 3000 м и на служебных и парковых путях — 1500 м.
При проектировании продольного профиля трассы глубокого заложения следует но эксплуатационным условиям располагать станции, как правило, на возвышениях профиля, т. е. «на горбах» (рис, 18). В этом случае подходы к станциям на длине 150—200 м следует располагать на уклоне до 0,030, а промежуточный участок перегона — на уклоне не менее 0,003. При этом облегчается разгон поезда, уходящего со станции, и замедление прибывающего поезда.
Подземные станции метрополитена следует располагать в профиле на односкатном уклоне 0,003, а в трудных условиях — на уклоне до 0,005 или на горизонтальной площадке при условии обеспечения водоотвода.
Обычно изображение продольного профиля трассы метрополитена совмещают с геологическим разрезом, а план трассы — с ситуационным планом города. Правильный выбор местоположения трассы в плане и профиле зависит от принятых конструкций тоннелей метрополитена, которые определяются рядом факторов, влияющих на рациональный выбор конструкции обделок тоннелей.
