王 瑞 WANG Rui

0 引言

隨著土地空間資源約束日益趨緊，城市的未來必然更加注重效率和品質的內(nèi)涵式發(fā)展。在此背景下，上海軌道交通網(wǎng)絡延伸和城市綜合體建設活躍，地下空間開發(fā)利用在城市中扮演著越來越重要的角色。城市軌道交通工程具有建設周期長、涉及專業(yè)多、施工配合協(xié)調(diào)性要求高等特點。軌道交通車站大多布局于相交路口，為騰出空間確保車站主體工程的建設，地下管線需要分步驟經(jīng)歷數(shù)次搬遷和復位。軌道交通車站的管線綜合規(guī)劃對于統(tǒng)籌利用空間資源、指導地下管線工程遷改、提升區(qū)域市政配套水平有著重要意義，對于減緩車站區(qū)域交通與環(huán)境壓力、控制工程進度與造價、細化車站節(jié)點設計起著關鍵作用。

1 城市地下管線規(guī)劃管理的現(xiàn)狀和要求

常規(guī)地下市政管線主要有供水管、天然氣管、通信導管、供電排管、雨水管和污水管組成。但在實際情況下，道路下現(xiàn)狀市政管線狀況更為復雜。供水管按功能劃分為輸水干管和配水支管，部分有自來水生產(chǎn)需要的區(qū)域還分布著原水管；天然氣管按不同壓力級別分為低壓管和中壓管，部分區(qū)域分布著高壓管以銜接天然氣門站及各處氣源點；各大通信運營商在道路下布置了各自的通信導管；電業(yè)按各類電力等級布置供電排管，擔負著城市的供電重任；同一段道路下，還可能同時排布污水主干管、污水收集管、雨水主干管及雨水收集支管；如涉及工業(yè)區(qū)及機場油庫等特殊區(qū)域，還會分布各類化工物料、供熱、輸油等特種管線。

市政管線主要通過在城市道路下方敷設來組織管網(wǎng)布局，基本占據(jù)了城市道路的淺層地下空間。隨著城市的發(fā)展，管線與道路空間資源的矛盾越發(fā)突出，尤其是中心城區(qū)中大量路段的現(xiàn)狀地下管線敷設缺乏空間統(tǒng)籌，見縫插針的建設模式造成了管線運行時相互干擾、維護時相互破壞的問題[1]。

現(xiàn)階段規(guī)劃工作的重點正從地上向地下延伸，城市地下、地上空間統(tǒng)一開發(fā)利用成為提高土地利用效率的有效途徑。在城市地下空間利用規(guī)劃制定過程中需要優(yōu)先保證城市地下管線的空間權益，在不同層次規(guī)劃中加強地下管線內(nèi)容的研究和制定，通過編制地下管線綜合專項規(guī)劃，為不同層次規(guī)劃項目審批提供依據(jù)[2]。管線綜合規(guī)劃統(tǒng)籌銜接軌道交通專項規(guī)劃、相關區(qū)域的控制性詳細規(guī)劃、各類管線的系統(tǒng)規(guī)劃、地下空間規(guī)劃等，對各層級的規(guī)劃設計、規(guī)劃審批、行政許可、規(guī)劃監(jiān)督等各個環(huán)節(jié)都有重要作用（見圖1）。

圖1 軌道交通車站管線綜合規(guī)劃編制關系圖Fig.1 Drawing for comprehensive planning of rail transit pipelines

建設一個高品質的城市不僅需要優(yōu)秀的規(guī)劃設計，更需要規(guī)劃設計能夠真正起到指導建設的正向橋梁作用[3]。在上海，道路、橋梁、地鐵等建設工程在工程立項階段，便開展管線綜合規(guī)劃研究，以支撐軌道交通整體方案的決策；在工程可行性研究階段，管線綜合規(guī)劃平衡車站和管線的空間布局，是工程可行性的重要指標之一；在工程初步設計階段，管線綜合規(guī)劃制定詳細的方案，并為工程的規(guī)劃審查及規(guī)劃許可提供依據(jù)；在具體實施階段，管線綜合規(guī)劃指導建設，控制站體和管線始終處于規(guī)劃的框架之內(nèi)；在工程竣工交付和后續(xù)管理階段，管線綜合規(guī)劃是各類管線工程進行規(guī)劃驗收的重要技術文件。

對于軌道交通車站工程來說，由于其體量巨大，在空間跨度和行業(yè)范圍上都涉及很廣，工程的難度和復雜程度也遠超普通建設項目。受車站方案、交通組織方案、用地條件等因素影響，軌道交通車站主體工程及其涉及的管線搬遷均需劃分成多個階段來進行組織，同時需要管線綜合規(guī)劃方案綜合平衡車站各個階段建設所涉及的空間布局，并為工程設計和實施提供全程技術支撐。通過管線綜合規(guī)劃的編制和協(xié)調(diào)，使不同專業(yè)、不同環(huán)節(jié)都能有效銜接，提前解決隱形沖突，優(yōu)化管線系統(tǒng)整體方案[4]；管線綜合規(guī)劃與軌道交通車站建設緊密結合，依據(jù)實際情況對軌交工程設計方案以及相關各市政專業(yè)系統(tǒng)進行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，并對原方案進行優(yōu)化調(diào)整，避免事后補救的尷尬和無奈[5]。因此，管線綜合專項規(guī)劃對于軌道交通車站工程項目來說尤為重要。

2 軌道交通車站與地下管線綜合的特點分析

2.1 軌道交通車站周邊管線空間環(huán)境

從平面布局來看，軌道交通地下車站大多沿線路方向跨相交路口設置，少部分設置于路段中的車站通過地下過街通道連接相交路口，也有少部分超長站體跨越2個相交路口。從平面來看，車站站體寬度（含端頭井）為25—30m，基本占據(jù)了道路整個路幅。車站整體長度一般在200—400m，站體兩側通常設置出入口通道以及設備、管理、服務用房等附屬設施（見圖2）。

從豎向來看，軌道交通地下車站平均深度在地下20m左右。受地質、造價、環(huán)境、重大設施等因素影響，上海中心城區(qū)已建和在建軌道交通地下車站頂板覆土厚度大致處于3—5m范圍，通常設站廳層和站臺層，層高為7—8m（見圖3）。

由此可知，軌道交通車站與地下市政管線在平面和豎向上都基本處于同一個空間，相互干擾嚴重。

2.2 軌道交通車站建設過程中的管線搬遷模式

從軌道交通車站的一般實施步驟來看，在實施車站主體工程之前，結合基坑開挖面和施工圍場范圍，將影響到的管線進行臨時遷改繞行，遷出車站實施范圍；待車站主體結構完成后，將市政管線遷改至車站主體上方，騰出兩側空間實施車站附屬結構（風井、出入口等設施）工程；在所有結構工程完成后，實施車站上方的道路恢復工程，管線結合道路工程同步進行恢復。

軌道交通車站涉及的市政管線需進行2—3次遷改，而情況復雜的節(jié)點需要更多次的搬遷處理。此外，軌交線路長，工程整體體量大且影響范圍廣，沿線工程節(jié)點不僅包括車站，還設置有區(qū)間風井等附屬設施。在漫長的建設周期和建設范圍里，大量不可預判的因素都會對工程產(chǎn)生影響，需要及時對規(guī)劃方案進行優(yōu)化和調(diào)整。為了實現(xiàn)對工程的動態(tài)統(tǒng)籌，管線綜合規(guī)劃必須全過程介入，周期一般為4—5年。

管線綜合規(guī)劃的綜合性、系統(tǒng)性和過程性的本質特征，決定了其實施的有效性，需要通過整體評價的模式和方法來剖析與理解。而針對規(guī)劃實施成效的監(jiān)控和評價，過程是關鍵。關注過程、關注細節(jié)是真正提高規(guī)劃實施有效性的必然選擇[6]。管線綜合規(guī)劃是全過程串聯(lián)起軌道交通建設前期的各個階段，以及軌道交通實施階段中的各個施工步驟，并為其提供技術支撐，實現(xiàn)全過程精細化規(guī)劃與控制的目的。

3 軌道交通車站的管線綜合規(guī)劃精細化工作解析

3.1 多維度精細化規(guī)劃要求

圍繞建設卓越全球城市的目標，軌道交通車站建設工程應符合“精致、細致、深入、規(guī)范”的城市精細化管理要求。實現(xiàn)精細化的要求，在規(guī)劃上應重視地下空間豎向設計，重視安全性并預留發(fā)展余地。軌道交通車站管線綜合工作的精細化主要體現(xiàn)在以下3方面。

（1）規(guī)劃內(nèi)容所對應的時間節(jié)點全過程化。規(guī)劃方案需要體現(xiàn)軌交建設過程中工程實施的各個階段、交通組織的銜接調(diào)整、周邊地塊的開發(fā)狀態(tài)等。從前期方案→施工設計→現(xiàn)場實施→規(guī)劃驗收過程中，每個階段節(jié)點所涉及的各類過程資料數(shù)量巨大。這就需要將各類數(shù)據(jù)準確對應到一條完整的時間軸，實現(xiàn)系統(tǒng)化管理，以最大限度提高工作效率并減少錯誤幾率。

（2）規(guī)劃內(nèi)容所對應的空間尺度精準化。大部分軌交車站選址于開發(fā)強度高、交通繁忙且空間局促的地區(qū)，臨時交通和管線遷改方案往往受到各類不利邊界條件的掣肘，規(guī)劃方案要平衡大量管線搬遷，同時在平面和豎向上實現(xiàn)布局精細化。針對管線，要精確計算管線的外圍尺寸、頂管工井及圍護尺寸，并了解管線的施工工藝；針對站體結構，要精確考慮車站地墻圍護及加固區(qū)范圍、車站兩側施工通道尺寸、工程機械作業(yè)影響面等；另外，還需重視與周邊地塊的安全間距、交通便道尺寸、車輛通行的需求等敏感問題?？臻g尺度精細化的工作越充分，才能最大程度保障管線、站體、交通之間的合理銜接。

（3）規(guī)劃內(nèi)容所對應的流程明晰化。規(guī)劃工作對應軌交車站建設的各個階段，要明晰規(guī)劃方案需達到的深度、指導的客體、對應的管理程序等。為切實保障軌道交通車站工程的穩(wěn)步推進，地下管線遷改過程需要分階段、有側重地開展管線綜合規(guī)劃。比如，在工程可行性研究階段，通過梳理車站范圍重要管線，引導車站方案對其進行合理規(guī)避；在初步設計階段，重點針對車站周邊地形條件、用地邊界條件、工程籌劃及交通組織方案，統(tǒng)籌經(jīng)濟性、可行性、安全性等，對各個階段車站施工需搬遷的管線制定遷改方案；而在工程實施階段，需要結合車站建設實際過程籌劃調(diào)整，對管線規(guī)劃方案進行合理變更，指導相關的管線工程設計和現(xiàn)場實施。

圖2 軌道交通7號線/13號線長壽路站總平面示意圖Fig.2 Overall plan of Metro Line 7/13 at Changshou Road Station

圖3 軌道交通18號線周浦站剖面示意圖Fig.3 Section of Metro Line 18 at Zhoupu Station

3.2 管線臨時搬遷規(guī)劃的精細化

3.2.1 分步驟規(guī)劃，全過程統(tǒng)籌

道路交叉口的軌道交通車站施工通常有多階段的交通繞行組織，市政管線的臨時搬遷一般結合交通便道設置，管線臨時搬遷方案應充分貫徹精細化管理的理念，減少對車站周邊地塊生產(chǎn)和生活的影響。

以軌道交通18號線滬南公路站為例，該車站為地下二層雙柱三跨島式車站，車站長度501.8m，標準段寬度22m，設6個出入口、1個獨立風井等附屬結構。結合車站布局中由3道封堵墻形成的隔離分區(qū)以及分階段施工籌劃，同步制定管線搬遷規(guī)劃方案，著力確?？v向和橫向的管線均有繞行空間，將受影響的市政管線沿交通便道及封堵墻外側臨時搬遷或一次搬遷到位。待車站結構全部完成，臨時搬遷的市政管線結合道路工程分區(qū)復位（見圖4）。

圖4 軌道交通18號線滬南公路站實施籌劃分區(qū)圖Fig.4 Zoning plan of implementation for Metro Line 18 at Hunan Road Station

能夠敷設或架設臨時管線的交通便道空間往往十分局促。在符合各管線專業(yè)規(guī)范要求的基礎上，臨時管道間距通常采用規(guī)范中的最小值。管線遷改需要高效利用空間，通過銜接車站施工步驟，精準安排遷改管線的實施次序。車站結構實施前需要先建地下連續(xù)墻作為基坑圍護，地下連續(xù)墻在車站完成后不被拆除而將留在車站結構兩側。在管線搬遷操作中，可以先實施圍護結構，待其完成后在圍護結構的車站對側，緊靠圍護結構布置管線，以爭取更多空間。軌道交通13號線江寧路站，車站結構北側緊靠變電站，臨時便道為8—9m。在搬遷方案編制中，就是采用先實施車站圍護、后布置搬遷管線的模式，節(jié)省了圍護結構與鄰近管線之間的空間（見圖5）。

圖5 軌道交通13號線江寧路站管線臨時搬遷斷面示意圖Fig.5 Section of temporary pipeline relocation of Metro Line 13 at Jiangning Road Station

因此，一個科學合理的管線綜合規(guī)劃不僅僅要服務于當前階段的施工和籌劃，更要圍繞整個車站工程實施過程進行全局統(tǒng)籌制定方案。管線遷改方案精細化要求設計者全面掌握車站、道路、管線實施的全過程，甚至包括施工組織、施工工藝、工程經(jīng)濟造價等各方面，將規(guī)劃和建設緊密結合起來。

3.2.2 因地制宜，平衡各種方案的經(jīng)濟和社會成本規(guī)劃方案不應僅局限于與交通便道的結合，還需要充分研究周邊場地整體情況、動遷條件，利用并挖掘各種空間。前文所述的滬南公路站實施第一階段，由于北側端頭井及附屬結構同步實施，占據(jù)了全部道路用地范圍。在地鐵結構的實施籌劃中要求將滬南公路路西管線主通道整體遷離道路中部和西部的范圍，涉及高壓燃氣管、輸水干管、污水總管、35kV電力排管等重要管線。若將滬南公路路西管線主通道臨時通過秀沿路繞行至滬南公路東側，將大幅提高秀沿路方向臨時通道的空間負擔，并在很大程度上影響地鐵下階段的施工面和時間安排；此外，車輛交通與高壓天然氣管道并存也增加了工程風險。通過對平面空間的綜合分析與方案平衡，最終采用了從西側臨時借地用于主要管線臨時繞行的方案（見圖6）。

圖6 滬南公路站主干管線臨時搬遷路徑方案比選示意圖Fig.6 Scheme comparison for temporary relocation ofmain pipeline at Hunan Road Station

精細化統(tǒng)籌協(xié)調(diào)與相關管線、交通和地塊的關系，歸根結底也是各種利益的平衡過程。在西方各國長期以來的城市管理實踐中，將精細化管理歸結為效率、效益與競爭力的提升[7]。管線遷改的方式有很多種，每個不同的選擇所涉及的軌交、管線、交通、用地等各方的效率、效益增減都是不同的。為實現(xiàn)經(jīng)濟、社會等層面整體效益最大化，管線綜合規(guī)劃必須做到全方位、精細化統(tǒng)籌，確保規(guī)劃落地，提高可實施性。

3.3 針對復位階段的精細化對策

3.3.1 銜接車站主體工程設計，重視節(jié)點豎向規(guī)劃

由于軌道交通車站標高處于地表淺層，車站頂板覆土厚度處于3—5m區(qū)間范圍，與地下市政管線相互影響。管線綜合規(guī)劃工作中需要注意與車站主體工程設計的協(xié)同優(yōu)化，通過合理布置地下管線和局部調(diào)整優(yōu)化車站設計，有效地解決地下管線與地鐵車站在豎向上的矛盾。

以軌道交通17號線匯金路站為例，車站在匯金路與盈港東路路口處的設計車站頂板覆土厚度為3.5m左右，而路口匯合了兩條路的大量相交管線，3.5m的豎向空間無法確保雙向管線敷設；此外，車站標準頂板標高高于匯金路方向的污水管道，無法符合排水需求。管線綜合規(guī)劃協(xié)同設計后，地鐵結構在路口匯金路方向局部頂板精準落低，供匯金路方向管線通行，科學平衡了車站與管線間的關系（見圖7）。

圖7 軌道交通17號線匯金路站局部結構落低剖面圖Fig.7 Section of local structure of Metro Line 17 at Huijin Road Station

為保證地下空間凈空，地鐵車站結構往往會根據(jù)需要設置上翻梁，這樣就會較大地壓縮地下管線敷設的有效空間，從而給管線安排帶來困難。為此，應結合管線敷設的空間需求，盡量減少橫向上翻梁，通過合理設置縱向（平行于道路方向）上翻梁，使得地下管線平行于上翻梁布置，逐一研究并落實橫向管線尺寸和標高布置，從而有效解決管線敷設和車站結構之間的矛盾。

3.3.2 貫徹集約和節(jié)約用地的理念，優(yōu)化空間利用

除常規(guī)管線埋設方式外，管線綜合規(guī)劃提倡采用綜合管廊形式對地下空間進行合理布局。綜合管廊可結合地鐵車站結構同步設計、同步施工。以軌道交通4號線世紀大道站為例，在地下管線綜合規(guī)劃中，通過統(tǒng)籌軌道交通車站地下空間總體布局，兼顧市政空間、商業(yè)空間、交通空間等各層空間，確定了最優(yōu)的地下空間各層層高及頂板標高，形成多層化的城市地下空間，滿足功能集約要求。

因地制宜地規(guī)劃建設綜合管廊，不僅可以提升城市地下空間的利用率，也可以有效解決地下空間集中開發(fā)地區(qū)管線敷設空間受限的問題。這已成為城市轉型發(fā)展、實現(xiàn)精細化管理的一項重要措施[8]。將綜合管廊方式應用于結合軌道交通工程，可以充分利用地下空間資源，提高地下空間資源利用效能，優(yōu)化豎向控制，滿足空間集約需求（見圖8）。

圖8 軌道交通4號線世紀大道站地下空間總體布局示意圖Fig.8 General arrangement drawings of the underground space of Metro Line 4 at Century Avenue Station

3.3.3 結合遠期規(guī)劃，預留發(fā)展空間

預留規(guī)劃管線空間是市政管線綜合規(guī)劃的核心內(nèi)容之一。在臨時搬遷階段，對于管線規(guī)模需要進行精細化地排查和交底，根據(jù)現(xiàn)狀情況控制搬遷排管規(guī)模，并適當預留軌交建設周期內(nèi)所需的擴增規(guī)模；管線復位階段，在現(xiàn)狀管線規(guī)模的基礎上，更需要對遠期新增管線進行準確預判。

合理規(guī)劃管線的規(guī)模，應在上層次規(guī)劃市政專項所制定的規(guī)?；A上，精確預測市政負荷需求，平衡周邊區(qū)域以及區(qū)域外的市政負荷需求，結合各市政公用單位建設計劃控制好建設冗余。以通信管線為例，通常同時涉及電信、聯(lián)通、移動等多家運營商，為合理利用空間，改遷后的通信管線應采取同溝槽敷設的做法進行布置，對遷改通信管線的管孔數(shù)量進行精細化統(tǒng)計和科學預判。

4 對新時代管線綜合規(guī)劃精細化的展望

在新形勢、新要求下做好管線綜合規(guī)劃，應突破傳統(tǒng)規(guī)劃思路的慣性思維，采取與創(chuàng)新城市規(guī)劃理念相適應的規(guī)劃思路，構建城市規(guī)劃理念創(chuàng)新下的精細市政規(guī)劃體系，使項目強指導、強實施、易操作[9]。

上海積極響應中央全面加強城市地下管線精細化管理的要求，將軌道交通的管線綜合規(guī)劃納入地下管線全生命周期信息管理平臺，管線綜合規(guī)劃成為對軌道交通建設進行精細化規(guī)劃管理的一項抓手。通過管線綜合規(guī)劃，實現(xiàn)對軌交站體周邊區(qū)域空間的整體利用和集約化管理，對工程實施步驟的全程掌握，以及對車站和線路方案的規(guī)劃控制，從而有效推進地下空間綜合利用。

圖9 軌道交通15號線古北路站管線搬遷階段BIM應用示例Fig.9 Application of BIM of pipeline relocation phase of Metro Line 15 at Gubei Road Station

隨著BIM技術在國內(nèi)得到越來越廣泛的應用，三維協(xié)同設計、施工以及建設工程的BIM平臺應用對城市規(guī)劃的未來有巨大的現(xiàn)實意義，城市規(guī)劃正由二維圖紙數(shù)字時代邁入三維智慧共享時代。BIM三維設計具有更直觀的界面，運用到軌道交通的管線綜合規(guī)劃中，可以通過構建軌道交通結構和相關管線的地下三維BIM模型，開展“碰撞”自動檢測等數(shù)字協(xié)同功能，自動展現(xiàn)管道的沖突，解決地下管線之間以及地下管線與軌道交通結構之間的矛盾，協(xié)調(diào)優(yōu)化各類管線的綜合布置方案[10]；通過可視化手段模擬各個階段結構施工、交通組織翻交及管線搬遷，可視化地呈現(xiàn)施工過程及矛盾，降低甚至避免管線沖突，提升項目分析研究的效率和質量（見圖9）。

地下市政管線BIM技術可以直接運用到指導建設的過程中：地下管線由零散數(shù)據(jù)形式轉化為大數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式，在空間上整合市政管線與建構筑物、道路橋梁、公共設施等城市實體之間的關系，在時間上串聯(lián)起規(guī)劃、設計、建設和運維全生命周期管理各階段，構建起管理平臺，貫穿市政項目和管線的全生命周期，并將其融入整個城市智能化中，讓城市更安全、合理、智能地服務大眾。

5 結語

軌道交通車站管線綜合規(guī)劃精細化是一項錯綜復雜的系統(tǒng)工程，也是市政規(guī)劃的重要內(nèi)容，它貫穿于軌道交通車站建設的全過程，涉及相關專業(yè)領域和上下游工序的銜接，地上、地下空間的合理配置和利用，整體方案的調(diào)整和優(yōu)化等方面內(nèi)容。管線綜合規(guī)劃精細化的核心是實現(xiàn)多部門的緊密合作、各個環(huán)節(jié)的有序銜接，并實現(xiàn)規(guī)劃成果的可操作性。對規(guī)劃工作者而言，除了需要掌握規(guī)劃專業(yè)知識之外，還需熟識建筑、設計、施工、管理等相關業(yè)務知識，這樣才能統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、精準施策，解決項目難題，精細化編制管線綜合規(guī)劃，為優(yōu)質高效地完成工程項目提供技術支撐。

當前，社會正處于數(shù)字化、智能化的高科技時代，借助BIM技術和管線全生命周期的規(guī)劃管理平臺是管線綜合規(guī)劃精細化的創(chuàng)新實踐，數(shù)字化、大數(shù)據(jù)應用等對規(guī)劃方案的深化、成果演示及項目管理具有重要的促進作用，有助于更科學合理地開發(fā)利用地下空間。