王賀敏

(鄭州市軌道交通有限公司， 鄭州 450000)

地鐵與地下綜合管廊統(tǒng)籌協(xié)調(diào)問題探討

王賀敏

(鄭州市軌道交通有限公司， 鄭州 450000)

以鄭州市軌道交通8號(hào)線工程為例，全面梳理地鐵與綜合管廊的空間關(guān)系，并按建設(shè)時(shí)序進(jìn)行分類，深入研究各種條件下處理地鐵與管廊工程的協(xié)調(diào)方案，從地鐵區(qū)間、車站附屬以及車站主體3個(gè)方面提出綜合利用城市地下空間可實(shí)施的解決方案。綜合管廊與地鐵區(qū)間相交時(shí)，地鐵設(shè)計(jì)在縱向上加大埋深；與車站附屬相交時(shí)，根據(jù)建設(shè)時(shí)序選擇雙方上下層關(guān)系；與車站主體相交時(shí)，根據(jù)建設(shè)時(shí)序選擇合建或者繞避，可為類似工程提供借鑒思路。

地鐵； 綜合管廊； 統(tǒng)籌協(xié)調(diào)； 空間關(guān)系

1 研究背景

在我國(guó)各大城市軌道交通線路逐漸成網(wǎng)之際，又迎來城市地下綜合管廊[1]規(guī)劃建設(shè)的高峰。對(duì)地下空間的綜合規(guī)劃利用是城市建設(shè)的必由之路，尤其是新建地鐵線路與綜合管廊工程在地下空間上的相互關(guān)系協(xié)調(diào)問題，成為地鐵建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

文獻(xiàn)[2]提出地下綜合管溝應(yīng)用技術(shù)研究是地下空間開發(fā)要重點(diǎn)研究課題。文獻(xiàn)[3]提出在城市軌道交通與城市管廊共建合設(shè)的前提下，明挖車站、盾構(gòu)區(qū)間和暗挖車站與綜合管廊的協(xié)調(diào)形式。文獻(xiàn)[4]提出正在進(jìn)行軌道交通規(guī)劃和建設(shè)的城市,可以結(jié)合軌道交通隧道的建設(shè),同步建造管線綜合管廊。文獻(xiàn)[5]提出結(jié)合地鐵區(qū)間建設(shè)地下綜合體，充分利用地下空間資源，整合軌道交通、綜合管廊、地下步行系統(tǒng)、地下商業(yè)街和地下車庫(kù)。文獻(xiàn)[6]描述了王府井地下綜合管廊(一期)工程與北京市地鐵8號(hào)線三期并行合建915 m的實(shí)例，該實(shí)例中綜合管廊利用車站兩段獨(dú)立的降水導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)作為倉(cāng)室層，與地鐵區(qū)間獨(dú)立。本文結(jié)合鄭州市軌道交通8號(hào)線工程設(shè)計(jì)中的實(shí)際案例，對(duì)與在建及規(guī)劃綜合管廊發(fā)生空間關(guān)系的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)方案的深入研究，在解決本工程難題的同時(shí)，也為類似工程處理與綜合管廊關(guān)系提供了借鑒思路。

圖1 8號(hào)線與規(guī)劃管廊關(guān)系Fig.1 Relationship between Metro Line 8 and planning utility tunnel

2 案例工程概況

鄭州市軌道交通8號(hào)線[7]起于西部新城滎陽組團(tuán)的滎華路站，止于東部新城中牟組團(tuán)，定位為市域快軌三角骨干網(wǎng)絡(luò)的橫向線路，平行于主城區(qū)東西向發(fā)展軸[8]，串聯(lián)主城區(qū)與東、西部新城[9]，加強(qiáng)了主城區(qū)的橫向聯(lián)系。線路主要沿科學(xué)大道、瑞達(dá)路、東風(fēng)路、中興路以及綠博大道走行。

根據(jù)《鄭州市綜合管廊三年建設(shè)計(jì)劃(2016-2018)》[10](見圖1)，鄭州市將形成“十字+環(huán)”、組團(tuán)間連通、點(diǎn)線面相結(jié)合的系統(tǒng)布局，并以在新建交通干道上同時(shí)布設(shè)地鐵與綜合管廊為管廊的規(guī)劃理念。其中，沿科學(xué)大道、瑞達(dá)路和東風(fēng)路規(guī)劃有綜合管廊干管，平行于線路并與線路走向基本一致；另規(guī)劃有數(shù)條與線路垂直相交的支線管廊。

3 主要控制節(jié)點(diǎn)分析

結(jié)合城市綜合管廊規(guī)劃情況，8號(hào)線沿科學(xué)大道、瑞達(dá)路、東風(fēng)路和龍湖中環(huán)路段，與規(guī)劃綜合管廊敷設(shè)的路由一致，區(qū)間和車站均與管廊呈并行關(guān)系。另外沿線和綜合管廊交叉8次，其中5次為區(qū)間交叉，3次為車站交叉，如表1所示。

表1 8號(hào)線與規(guī)劃管廊空間關(guān)系關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

地鐵與綜合管廊的相對(duì)關(guān)系大致可分為三大類：即地鐵區(qū)間與綜合管廊并行或交叉、地鐵車站附屬與綜合管廊交叉以及地鐵車站主體與綜合管廊交叉。

4 關(guān)鍵技術(shù)研究

4.1 地鐵區(qū)間與綜合管廊協(xié)調(diào)

地鐵區(qū)間隧道與綜合管廊并行地段較多，均宜布置在城市主干道上，平行的隧道比較長(zhǎng)，兩者相交叉的情況也比較多，見表2。

表2 8號(hào)線區(qū)間與規(guī)劃管廊空間關(guān)系關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

地鐵盾構(gòu)區(qū)間一般覆土厚為10.5～25 m，管廊與地鐵區(qū)間最小凈距約為5 m。管廊與地鐵區(qū)間平行或交叉，區(qū)間埋深一般較大，縱斷面上兩者可避開[11]。管廊與區(qū)間具備分期實(shí)施的條件，如圖2所示。

圖2 地鐵區(qū)間與市政綜合管廊關(guān)系Fig.2 Relationship between metro tunnel and planning utility tunnel

兩者平行或交叉時(shí)，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)，有效銜接施工順序。若地鐵先期實(shí)施，綜合管廊在后期實(shí)施中應(yīng)根據(jù)地鐵安全保護(hù)要求進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，以避免綜合管廊施工時(shí)對(duì)地鐵隧道的影響,尤其是管廊以明挖法施工期間。

若管廊先期實(shí)施(如沿楊橋東路支線管廊)，應(yīng)預(yù)留地鐵實(shí)施條件。管廊大范圍采用明挖施工引起的管線遷改、交通導(dǎo)改等影響建議進(jìn)行專題研究。

4.2地鐵車站附屬結(jié)構(gòu)與綜合管廊協(xié)調(diào)

地鐵車站附屬結(jié)構(gòu)如風(fēng)道、出入口等，一般為地下1層，與綜合管廊交叉段主要位于沿科學(xué)大道、瑞達(dá)路、東風(fēng)路段，涉及17座車站，如表3所示。

表3 8號(hào)線車站附屬與規(guī)劃管廊空間關(guān)系關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

由于地鐵車站附屬結(jié)構(gòu)與綜合管廊交叉關(guān)系的多樣性，經(jīng)綜合分析，可采用如下3種協(xié)調(diào)方案。

4.2.1管廊布置于車站附屬結(jié)構(gòu)上方

當(dāng)綜合管廊建設(shè)時(shí)序與地鐵附屬結(jié)構(gòu)建設(shè)時(shí)序匹配時(shí)，可考慮同步實(shí)施，將綜合管廊設(shè)于出入口上方，如圖3所示。同時(shí)，管廊層高受覆土限制，需細(xì)化斷面設(shè)計(jì)，并結(jié)合重力流管道是否入廊進(jìn)行考慮。若綜合管廊位于地鐵風(fēng)道的上面，則需要加大地鐵車站的埋深。

圖3 市政綜合管廊置于車站附屬結(jié)構(gòu)上方Fig.3 The utility tunnel above the station auxiliary

4.2.2管廊位于地鐵車站附屬結(jié)構(gòu)下方

如圖4所示，管廊與地鐵附屬結(jié)構(gòu)可同步實(shí)施，也可分期實(shí)施。管廊層高不受控制，但標(biāo)高需結(jié)合重力流管道是否入廊進(jìn)行綜合考慮。

圖4 市政綜合管廊置于車站附屬結(jié)構(gòu)下方Fig.4 The utility tunnel below the station auxiliary

這種協(xié)調(diào)方案管廊最小埋深約14m，在綜合管廊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)調(diào)整其管廊井的位置，車站附屬實(shí)施時(shí)預(yù)留管廊通過條件。該方案具備通用性，但需增加管廊土建造價(jià)，建議遠(yuǎn)期實(shí)施管廊可考慮采用該方案。

4.2.3管廊對(duì)地鐵車站進(jìn)行繞避

地鐵不僅斷面大、投資大，而且要重點(diǎn)滿足高密度乘客的進(jìn)出和乘降便捷性。若地鐵和綜合管廊的工期及設(shè)計(jì)深度不匹配，車站附屬結(jié)構(gòu)預(yù)留條件無法穩(wěn)定，在道路條件具備的情況下，應(yīng)考慮綜合管廊對(duì)于車站及附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部改線繞避，亦可以將綜合管廊調(diào)整至次干道等道路下敷設(shè)。

4.3地鐵車站主體結(jié)構(gòu)與綜合管廊協(xié)調(diào)

地鐵車站主體結(jié)構(gòu)與綜合管廊交叉段位于管廊、車站立交點(diǎn)，或者因?yàn)榈缆?、狹窄建筑物密集，與車站主體并行且重疊的地段涉及3座站點(diǎn)，如表4所示。

表4 8號(hào)線車站主體與規(guī)劃管廊空間關(guān)系關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

4.3.1地鐵與管廊合建

將管廊位于車站主體的上方，充分利用地下空間。在國(guó)外的新區(qū)規(guī)劃，尤其是道路比較窄的日本等國(guó)，采用了這種集約利用地下空間的規(guī)劃理念。這種解決方案的缺點(diǎn)是，因管廊底部最小埋深約7m，地鐵車站一般覆土約3m，故需加大車站埋深約4m，對(duì)地鐵投資及工期影響較大。230m標(biāo)準(zhǔn)站需增加土建投資約4000萬元，如圖5所示。

圖5 市政綜合管廊置于車站主體結(jié)構(gòu)上方Fig.5 The utility tunnel above the station main body

4.3.2管廊繞避地鐵車站

地鐵車站主體結(jié)構(gòu)規(guī)模大，如果在既有道路上實(shí)施，加上不入廊的管線通路，已經(jīng)很難協(xié)調(diào)，若地鐵與綜合管廊在工期和設(shè)計(jì)深度上不匹配，車站預(yù)留條件無法穩(wěn)定，應(yīng)考慮綜合管廊對(duì)于車站及附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部繞避。繞避方案可利用車站端頭地鐵區(qū)間上方較厚的覆土進(jìn)行實(shí)施。

在城市主要干路交叉口，往往是地鐵網(wǎng)中的換乘站，車站的規(guī)模更大。如果在此又規(guī)劃為綜合管廊的交叉點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)很難協(xié)調(diào)穩(wěn)定，對(duì)工期要求比較緊的工程，更應(yīng)該進(jìn)行綜合管廊的改線，如文化路與東風(fēng)北路的兩條地鐵與兩條綜合管廊重合的情況。當(dāng)然，也可以采用地鐵與綜合管廊共構(gòu)的方式，這種方案的前提是兩者的權(quán)屬單位要在建設(shè)時(shí)序、產(chǎn)權(quán)分隔、建設(shè)及管理模式等多方面進(jìn)行協(xié)調(diào)。

5 結(jié)論與建議

5.1結(jié)論

本文結(jié)合鄭州市軌道交通8號(hào)線工程設(shè)計(jì)中的實(shí)際案例，對(duì)地鐵與在建及規(guī)劃城市綜合管廊的空間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了全面梳理和分析研究，對(duì)可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行了分類，對(duì)協(xié)調(diào)的形式進(jìn)行了總結(jié)，匯總于表5中。

總之，在城市地鐵設(shè)計(jì)工作中，當(dāng)與在建或規(guī)劃綜合管廊工程發(fā)生并行或交叉時(shí)，應(yīng)綜合考慮兩工程空間上的關(guān)系、設(shè)計(jì)深度及實(shí)施時(shí)序的匹配性，在保證地鐵與管廊工程均具備可實(shí)施性的前提下，以控制兩項(xiàng)工程的總體投資為前提協(xié)調(diào)工程解決方案。

表5 軌道交通與市政管廊關(guān)系協(xié)調(diào)形式匯總

通過本案例分析，全面梳理了地鐵與綜合管廊的空間關(guān)系及建設(shè)時(shí)序，并深入研究了各種條件下處理地鐵與管廊工程的協(xié)調(diào)方案，在綜合利用城市地下空間方面提出了可實(shí)施的技術(shù)方案，為后續(xù)類似的軌道交通線路處理與綜合管廊關(guān)系提供了借鑒的思路。

5.2建議

1) 對(duì)軌道交通、綜合管廊及管線應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，對(duì)地下空間進(jìn)行集約化利用。建議綜合管廊規(guī)劃與軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃相匹配，近期修建的管廊不應(yīng)占用線網(wǎng)中遠(yuǎn)期軌道交通的通道，而應(yīng)該從規(guī)劃的層面上與軌道交通建設(shè)規(guī)劃中近期需建設(shè)的線路共用通道，協(xié)調(diào)建設(shè)時(shí)序。另外，近期建設(shè)的軌道交通項(xiàng)目，應(yīng)對(duì)自己通道內(nèi)規(guī)劃遠(yuǎn)期管廊項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)施條件的預(yù)留，對(duì)于實(shí)施困難的穿越節(jié)點(diǎn)，應(yīng)提出規(guī)劃管廊局部改線的要求。

2) 管廊與軌道交通同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工具有節(jié)省投資、減少對(duì)公共影響的優(yōu)勢(shì)，建議在有條件的情況下，盡量同時(shí)隨軌道交通建設(shè)綜合管廊。當(dāng)管廊建設(shè)時(shí)間略晚于地鐵車站建設(shè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)管廊規(guī)劃，深化管廊設(shè)計(jì)，確定雙方交互段管廊尺寸和埋深，盡量與車站同步實(shí)施與管廊相關(guān)的預(yù)留結(jié)構(gòu)，避免管廊建設(shè)時(shí)二次開挖、重復(fù)施工，減少對(duì)車站運(yùn)營(yíng)的影響。

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Discussion on Coordination between Metro and Utility Tunnel

WANG Hemin

(Zhengzhou Metro Co., Ltd., Zhengzhou 450000)

Taking Zhengzhou Metro Line 8 as an example, the paper summarized the spatial relationship between the metro and the utility tunnel, classified the construction sequence of them and researched the coordination scheme of subway and utility tunnel under various conditions. The solutions to the comprehensive utilization of urban underground space are put forward from three aspects: metro tunnels, station subsidiary and station main body. When the utility tunnel intersects the metro tunnels, the design of the metro tunnels should increase the depth in the longitudinal direction; when the utility crosses the station auxiliary, the relation between the upper and lower layers is selected according to the construction timing; when crossing with the main body of the station, the co-building or bypassing shall be selected according to the construction timing.

metro; utility tunnel; overall coordination; space relation

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.05.012

2017-06-14

2017-08-17

王賀敏，女，本科，高級(jí)工程師，副總工，從事軌道交通設(shè)計(jì)與管理工作，601948851@qq.com

U231

A

1672-6073(2017)05-0065-05

(編輯：郝京紅)