城市軌道交通與綜合管廊共建方案研究

黃曉琳

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，710043，西安//工程師)

城市軌道交通與市政綜合管廊(即“地下城市管通綜合走廊”)作為典型市政工程，存在一些共同特點，如投資高、建設周期長、土建風險大、運營維護成本高等[1]。然而，由于以往的建設忽視了城市地下空間的有限性，且地下工程在一定程度上具有不可重建性，因此，一旦先期建設工程占據了有限的地下空間，則后續工程建設難度將大幅增加，相應的投資及風險也將大幅增加，或將面臨無法建設的困境[2]。

本文基于綜合管廊建設現狀與發展趨勢，以地鐵為例，結合地鐵車站與區間設計方案，從工程整體設計角度出發，給出典型的地鐵與綜合管廊共建方案，提出已建及新建地鐵工程同綜合管廊共建銜接及預留實施條件的一些建議，并指出了合建中應關注的問題。

1 地鐵與綜合管廊共建的必要性分析

截止2011年底，我國各類市政地下管線長度已超過148萬km[3]。地下管線繁多，存在管線數量不清、分布不明的問題。隨著新市政建設的不斷開展，城市綜合設施的不斷升級，如果道路建設缺乏統一規劃，將導致馬路不斷重復開挖、上空電線交疊，既影響城市面貌和市民生活，又造成資源巨大浪費，還會存在安全隱患。

建設綜合管廊是解決地下管線埋設隨意性大、分布混亂等問題的重要方案。通過在地下建造1個隧道空間，將市政、電力、通信、燃氣、給排水等各種管線共設其中。綜合管廊設有專門的檢修口、吊裝口和檢測系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理。隨著地鐵的快速發展，建設綜合管廊是實現城市基礎設施彈性化、集約化和可持續發展的重要措施[4]。

地下綜合管廊與地鐵共建方案中，二者統籌規劃、同步建設。這樣不僅能解決路面反復開挖、管線事故頻發等問題，而且，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景觀、增強城市地下空間利用效率、促進城市集約高效和轉型發展，有利于提高城市綜合承載能力和城鎮化發展質量[5]。因此，地鐵與綜合管廊共建不但重要，而且十分必要。

2 地鐵與綜合管廊共建方案分析

地鐵與綜合管廓共建的形式多樣，方案也多樣。根據共建的部位不同，有地下車站與綜合管廊共建方案，地下區間隧道與綜合管廊共建方案；根據施工方法不同，有明挖法施工時與綜合管廊共建方案，暗挖法施工時與綜合管廊共建方案；根據共建界面不同，有貼建方案及合建方案等。

綜合管廊斷面型式和尺寸需根據入廊管線種類、數量與遠期預留需求等情況綜合確定。對于最常用的矩形斷面而言，其結構高度一般為5 m左右，寬度為6～8 m。典型綜合管廊按斷面型式有雙倉式綜合管廊和單倉式綜合管廊[6]。

2.1 地下車站與綜合管廊結合共建方案

根據地下車站與綜合管廊的位置關系，共建方案主要有三種。

2.1.1 綜合管廊位于車站主體結構上方方案

采用明挖法施工的地下車站與管廊共建，可將綜合管廊設置在明挖車站主體上方(見圖1)。此時，車站需要適當加深，其造價也會相應增加。車站上方覆土一般為3.0～3.5 m，管廊覆土需0.5 m。在嚴寒地區還要滿足凍土深度要求。如埋深過淺，則管線必將受到低溫及道路荷載的影響。

受到車站上翻梁的影響，管廊的高度也會受限制，如雨水及污水等重力流管線入廊，則需在埋深較淺處設置泵站[1]，以滿足要求。

單位：mm

采用暗挖法施工的地下車站拱頂結構上方覆土一般厚10 m左右，且無上翻梁。如將綜合管廊設置在其上方，則可根據管廊需要而采用明挖或盾構等施工方式來實施管廊。而管廊和地下車站為2個獨立的主體結構，對地鐵的使用及結構無影響。故地鐵工期不受管廊施工的影響，還避免了對道路的開挖。此方案中，對地鐵和管廊的管理也更便捷。綜合管廊位于暗挖車站上方方案示意圖見圖2。

單位：mm

2.1.2 綜合管廊建于車站主體結構一側方案

當綜合管廊位于地下車站主體一側時，綜合管廊可與車站結構幫接合建，也可與車站主體結構分離。

當綜合管廊與車站結構幫接合建時，綜合管廊位于車站站臺層，與車站主體合建。管廊頂板兼作車站風道及出入口的底板。管廊與車站主體結構成為一個整體：使車站規模(寬度)增加、投資增加；管廊寬度和走向受限，內部布置局促[6]。在地面道路狹窄、建筑物密集條件下，該布置方案較為受限(如圖3所示)。

單位：mm

當綜合管廊與車站結構分離建設時，管廊對車站結構主體無影響，但管廊只能位于站臺層或者設備層，其埋深較大。共建處管廊與車站兩端管廊的銜接難度大。

2.1.3 綜合管廊與車站出入口共建方案

綜合管廊與車站出入口共建方案中，管廊可位于附屬結構上方，也可位于附屬結構下方。普通明挖車站出入口通道上方覆土一般為4.6～5.0 m。

綜合管廊位于附屬結構上方時，管廊底板兼作出入口頂板。由于管廊覆土僅為0.5 m左右。故管廊會受低溫及道路荷載影響，而且，重力流管線入廊需在較高站點設置泵站。因此，如考慮重力流管線入廊，或者管廊斷面比較大時，不建議將管廊布置于出入口上方。

綜合管廊位于附屬結構下方時，車站出入口和風道底板兼作管廊頂板。此方案中，綜合管廊的敷設位置不受車站位置、道路荷載及凍土深度的影響，可較靈活地布置在出入口下方。管廊大小可根據需要設置，不受其他因素影響。但此方案中雨污水等重力流管線入廊相對較為困難，需設置泵站[1]。

2.1.4 共建方案分析

各類共建方案優缺點比較如表1所示。

表1 地鐵車站與綜合管廊共建方案優缺點比較

2.2 區間隧道與綜合管廊共建方案

根據管廊與區間隧道的空間關系，共建方案可分為共建不共構(結構分離)與共建共構(幫接建設)兩種類型。共建共構方案可分為上下結構(管廊在上，地鐵在下)與左右結構。

結合規劃條件，上下結構共建方案可細化為雙線地鐵+四艙管廊方案、雙線地鐵+靈活布設管廊方案、單線地鐵+靈活布設管廊方案。相應的第一種方案適合明挖法建設，第二種方案可采用雙側壁導洞法施工，第三種方案可采用大直徑盾構施工。

共建還有很多組合方式。當路面較窄時，還可采用明挖法施工單艙綜合管廊+單線地鐵的上下結構方案。

3 管廊建設的預留條件

3.1 車站附屬結構預留后期穿越條件

地鐵車站的結構整體剛度相對較大。因此，后期明挖管廊從車站上方通過時，對地鐵運營幾乎沒影響。當管廊從車站一側通過時，明挖基坑可能會導致車站偏載；暗挖下穿附屬結構時，也可能引起附屬結構的裂縫或滲漏，進而影響正常使用。

當管廊暗挖通過車站附屬結構時，建議將影響范圍內的車站結構底板適當加厚(可按1 m厚考慮)，并考慮結構配筋加強。這樣在后期管廊穿越施工期間，即使管廊與車站附屬結構間夾土體出現沉降變形，甚至附屬結構底板發生脫空，也仍能滿足附屬結構安全使用的要求。

3.2 車站主體結構外側預留實施條件

當管廊明挖基坑位于地鐵車站一側時，明挖基坑的開挖可能會導致地鐵車站結構偏載，影響既有地鐵車站的結構安全。此時，需嚴格控制管廊基坑的水平向位移(主要針對管廊與地鐵車站間夾土體)。除了加強基坑圍護結構外，為確保既有線安全運營不受影響，也可預先在車站結構外側施作1排隔離樁(鉆孔灌注樁或鋼管樁)，以將后期管廊基坑開挖的影響降低至最小。

4 合建過程中的注意事項

(1) 建設主體與投資主體的確定。在地鐵和綜合管廊合建時，由于建設主體與投資主體常常并不一致。因此，在合建時如何進行設計、如何確定建設規模等問題上難有統一的意見。所以，在合建時應盡力協調各方關系和利益。

(2) 工程界面和投資界面的劃分。工程涉及很多區域和單位，各單位在建設中往往有自己的工程界面。而投資人也有自己的投資界面。有時會由于建設中發現的新問題而需變更工程界面?？梢?，投資界面和工程界面的劃分很復雜。為此，設計時應盡量實地多方考察和勘測，并在施工時做好綜合協調等工作。

(3) 建設中多方關系的協調。綜合管廊工程和地鐵工程均為市政工程，其影響面廣，受制約條件又多，面對的部門繁多。工程在實施中常會出現一些突發和未知的情況。解決這些問題既需要科學合理的規劃設計，也要盡可能考慮和平衡各方的關系和利益。為此，設計時應盡量預留出可調整的空間。

5 結語

城市軌道交通與城市綜合管廊都是建設周期長、投資大、涉及面廣的綜合性地下市政工程。本文以地鐵為例，從地鐵與綜合管廊共建的必要性分析入手，闡述了綜合管廊建設現狀及其在地鐵站位的布置原則，綜合分析比較了各共建方案的優缺點，分析了管廊建設預留條件問題，提出了在共建中應注意的事項。

城市軌道交通與綜合管廊共建是當前城市建設中的主流方向。其共建方案的規劃和設計將直接影響未來城市的交通運輸、環境保護和景觀規劃等問題，其對未來城市治理的可持續發展等問題都將具有重要的參考價值。