軌道交通工程與城市綜合管廊銜接關(guān)鍵技術(shù)

朱佳友

（中交一航局城市交通工程有限公司，天津 300457）

1 工程概況

某車站起點(diǎn)樁號(hào)為YCK45+415，終點(diǎn)樁號(hào)為YCK45+535，車站長(zhǎng)120m，寬20.6m，為三層框架結(jié)構(gòu)，第一、二層為鋼筋混凝土“橋-建”組合結(jié)構(gòu)，第三層為屋蓋結(jié)構(gòu)，為水泥混凝土路面。路基寬度為38m，三幅路形式，其中主路寬16m，機(jī)動(dòng)車道兩上兩下，兩側(cè)輔路寬5～6m，兩側(cè)人行道寬3.5m。

2 軌道交通工程與綜合管廊銜接的必要性

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)城市地下空間開發(fā)正處于蓬勃發(fā)展階段，地下空間得到了充分利用，是城市發(fā)展的重要支持。基于地下空間的科學(xué)規(guī)劃方案，有助于提升城市品質(zhì)，其中軌道交通與綜合管廊銜接是重點(diǎn)項(xiàng)目，應(yīng)兼顧功能、空間關(guān)系等多方面要求。

傳統(tǒng)方式下，城市管線常采取的是直埋式敷設(shè)形式，其基本特點(diǎn)在于各類管線所屬產(chǎn)權(quán)單位各不相同，因此施工建設(shè)也交由不同工程隊(duì)伍而完成。后續(xù)運(yùn)營(yíng)中，受地下水等因素的影響，管線易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，加之城市建設(shè)時(shí)存在大量的開挖作業(yè)，均會(huì)對(duì)管線的正常使用造成威脅。為滿足城市發(fā)展需求，管線新增任務(wù)增多，反復(fù)開挖城市道路將帶來(lái)成本高、耗時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題，且不利于城市正常運(yùn)行[1]。而城市綜合管廊的應(yīng)用，能有效解決上述問(wèn)題，井蓋數(shù)量呈明顯下降的趨勢(shì)。例如，某段城市道路長(zhǎng)2.2km，若基于常規(guī)的直埋式敷設(shè)方式，井蓋數(shù)量將高達(dá)200余個(gè)；而采取城市綜合管廊的方式，井蓋數(shù)量?jī)H需29個(gè)。

管線貫穿于城市各個(gè)區(qū)域，其具有類型豐富、數(shù)量較多的特點(diǎn)。在市政工程項(xiàng)目總量不斷增加的背景下，為與整體發(fā)展相協(xié)調(diào)，城市綜合設(shè)施也將持續(xù)升級(jí)。若道路建設(shè)工作中未形成科學(xué)規(guī)劃，后續(xù)極有可能出現(xiàn)馬路反復(fù)開挖、管線重疊等一系列問(wèn)題，破壞城市整體面貌，并耗費(fèi)大量資源。綜合管廊的應(yīng)用，可解決傳統(tǒng)方式下管線埋設(shè)過(guò)于隨意、缺乏規(guī)劃性的問(wèn)題[2]。在地下空間內(nèi)開設(shè)隧道，于該處置入城市發(fā)展所需的各類管線，集電力、燃?xì)狻⒔o排水等于一體。同時(shí)，綜合管廊還增設(shè)了專用檢修口，可滿足日常維護(hù)需求。

地下綜合管廊的建設(shè)常遇到與軌道交通工程銜接的情況。此時(shí)，應(yīng)遵循統(tǒng)籌兼顧的原則，通過(guò)同步建設(shè)的方式，解決重復(fù)開挖等問(wèn)題，為城市的發(fā)展創(chuàng)造良好條件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效的發(fā)展，充分發(fā)揮出城市地下空間的優(yōu)勢(shì)。由此可見，地鐵與綜合管廊的銜接是城市發(fā)展的必然需求。

3 軌道交通地下車站與綜合管廊關(guān)鍵技術(shù)

3.1 車站主體與管廊的設(shè)計(jì)方案分析

（1）綜合管廊設(shè)置于明挖車站上方。具體至該工程中，車站采取的是2層結(jié)構(gòu)形式，即分為站廳層與站臺(tái)層，若采取明挖法施工作業(yè)，車站頂板覆土厚度3～3.5m，為給乘客創(chuàng)造便捷出行條件，出入口扶梯提升高度設(shè)置為9.6～10m。從位置關(guān)系來(lái)看，若綜合管廊位于車站上方，將帶來(lái)多方面影響，最明顯的是管廊高度不可超過(guò)3m，并且上方覆土厚度需達(dá)到0.3m，為滿足此要求，車站埋深需在既有設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上加大0.2～0.3m。分析此方案的可行性具體如下：①根據(jù)車站的布設(shè)方案，其上部覆土厚3～3.5m，但與之存在較大差異的是管廊上部厚度僅為0.3m，若施工現(xiàn)場(chǎng)為嚴(yán)寒凍土特性，該層厚度通常為2m甚至更厚，因此會(huì)出現(xiàn)建筑物高度無(wú)法低于凍土深度的情況，且受到埋深不足的影響，盡管采取保溫措施但應(yīng)用效果欠佳，冬季低溫環(huán)境下管線易出現(xiàn)損傷。②管廊覆土厚度不足，源自路面的荷載將大量傳遞給管廊，對(duì)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響。③車站上翻梁也是主要的影響因素，其致使管廊內(nèi)部高度難以滿足設(shè)計(jì)要求，且加大了內(nèi)部管線敷設(shè)難度，如雨水等重力流管線若要有效連接至管廊中，必須在埋深較淺處增設(shè)泵站。④地鐵車站埋深需在原有基礎(chǔ)上加大，根據(jù)原材料市價(jià)，成本將提升100萬(wàn)～150萬(wàn)元。⑤地鐵車站頂縱梁較為特殊，該處需設(shè)置為下翻梁，由于站廳層高度不斷加大，將逐步提升管線設(shè)計(jì)難度，且給后續(xù)維護(hù)帶來(lái)諸多阻礙。⑥車站主體與管廊采取的是同步施工的方式，為確保各部分工程質(zhì)量，應(yīng)交由同一主體完成施工作業(yè)。經(jīng)上述分析得知，此方案存在一定的局限性，對(duì)技術(shù)要求較高、成本投入較大。

（2）暗挖車站與綜合管廊結(jié)合。根據(jù)工程要求，地鐵車站共分為兩層，車站拱頂覆土厚度較大，常達(dá)到8m，不存在上翻梁。分析此方案可行性具體如下：①?gòu)木C合管廊施工方案來(lái)看，結(jié)構(gòu)高度約5m，此部分可采取明挖施工的方式，對(duì)地鐵車站的擾動(dòng)較小。②若地鐵車站對(duì)綜合管廊未提出特別的要求，可通過(guò)盾構(gòu)法完成綜合管廊施工作業(yè)，竣工后地鐵車站可穩(wěn)定運(yùn)行。③管廊與地鐵車站可交由相同的施工方完成，除此之外還可由2個(gè)獨(dú)立單位分別完成，以此提升管理效率，有效避免道路反復(fù)開挖的問(wèn)題。

（3）綜合管廊設(shè)置在明挖車站一側(cè)。若采取此方法，綜合管廊的設(shè)置區(qū)域較為講究，需在車站站臺(tái)層，且此部分應(yīng)與車站主體合建。分析此方案的可行性具體如下：①管廊施工的同時(shí)可兼并展開車站主體施工作業(yè)，只需設(shè)置一次圍擋，有效控制了開挖頻率。②地鐵車站施工并不會(huì)對(duì)管廊造成過(guò)多影響，其高度與寬度可進(jìn)行靈活調(diào)整，內(nèi)部管線設(shè)置方式多樣化。③車站位置直接影響到管廊敷設(shè)位置，若周邊分布有大量建筑物，從這一角度來(lái)看此方式可行性欠佳。④管廊與盾構(gòu)區(qū)間必須形成足夠的安全距離，隨之對(duì)管廊寬度造成影響，存在諸多限制性因素。⑤管廊與車站主體采取的是合建的方式，表明施工主體應(yīng)一致。根據(jù)上述分析，此方式雖然具有可行性，但實(shí)際施工中存在諸多制約因素，且易受到車站的影響，因此其并非首選方法。

綜合對(duì)比上述3種方案，若綜合管廊與車站主體結(jié)合，將出現(xiàn)工程量大、成本高、管廊走向不合理等問(wèn)題。由此表明，管廊與車站主體合建并非可取的方法。

3.2 管廊與車站出入口通道的可行性分析

（1）綜合管廊設(shè)置于明挖附屬上方。此方案對(duì)綜合管廊的布設(shè)提出特定的要求，僅能設(shè)置在出入口通道的上方，并與車站施工共用底板[3]。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，出入口通道上方覆土厚普遍為4.6～5m，在此基礎(chǔ)上合理調(diào)整綜合管廊布設(shè)方案，使其在出入口通道上方的合適區(qū)域。分析此方案的可行性具體如下：①管廊上部不存在足夠的覆土，其厚度僅為0.3m，若施工現(xiàn)場(chǎng)為嚴(yán)寒凍土特性，則會(huì)出現(xiàn)建筑物高度無(wú)法低于凍土深度的情況，且受到埋深不足的影響，保溫措施的實(shí)際應(yīng)用效果將大打折扣，冬季低溫環(huán)境下管線易出現(xiàn)損傷。②管廊覆土厚度不足，易受到道路荷載的影響。③以雨水為代表的一系列重力流管線均要設(shè)置在管廊中，為滿足此要求，需在埋深較淺處增設(shè)泵站。④管廊所處位置為出入口通道上方，應(yīng)達(dá)到同步設(shè)計(jì)與施工的效果，因此必須選擇同一主體完成施工作業(yè)。若管廊尺寸偏大，將其設(shè)置于地鐵車站出入口上方可行性欠佳。

（2）綜合管廊設(shè)置在明挖附屬下方。此方案中，綜合管廊應(yīng)與車站附屬結(jié)構(gòu)合建，分析此方案的可行性具體如下：①管廊敷設(shè)靈活性較好，車站主體、凍土深度對(duì)其造成的不良影響較為微弱，且具備靈活調(diào)整的條件，可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置在出入口通道下方的合適區(qū)域。②具備靈活調(diào)整管廊高度與寬度的特點(diǎn)，有效抵御外界因素的影響，在多種地質(zhì)環(huán)境中均具有適用性。③關(guān)于雨水等重力流管線的施工作業(yè)，需在埋深較淺處增設(shè)泵站，使得管線順利入廊。④地鐵建設(shè)若未對(duì)管廊提出特殊要求，可通過(guò)盾構(gòu)法等多種方法完成管廊施工作業(yè)，竣工后車站可正常使用。當(dāng)采取的是盾構(gòu)法時(shí)，應(yīng)充分考慮地質(zhì)情況，以此為參考確定合適的管廊位置，其與出入口通道的間距應(yīng)足夠合理，以免出現(xiàn)安全事故[4]。

經(jīng)上述分析得知，若綜合管廊設(shè)置在明挖附屬下方，可提升施工作業(yè)的靈活性，限制性因素相對(duì)較少。鑒于此，在施工城市綜合管廊時(shí)，可將其設(shè)置在車站附屬下方區(qū)域，以達(dá)到良好銜接的效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章根據(jù)軌道工程與綜合管廊的施工特點(diǎn)，提出相適應(yīng)的銜接方案，解決道路反復(fù)開挖、安全事故頻發(fā)等不良問(wèn)題，所提出的設(shè)計(jì)方案可滿足安全、高效、維護(hù)便捷等多重要求，具有較高的參考價(jià)值。