某市綜合管廊隨地鐵協(xié)同設計與關鍵技術(shù)分析

鞏師俞

（北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司，北京100037）

0 引言

隨著我國城市化進程的不斷加快[1]，建造具有穩(wěn)定、環(huán)保和高水平管理的地下綜合管廊[2]顯得越來越重要。尤其位于城市配套服務建設核心區(qū)，結(jié)合軌道交通建設的項目，勢必會成為新城區(qū)建設地下綜合管廊的典型范例。當綜合管廊結(jié)合以上項目整合建設時，其綜合建設成本最低、綜合效益最為顯著。

1 工程概況

某綜合管廊位于某市新建經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，類型為干支混合管廊，全長4.3 km，沿市政主干道敷設。與城市地鐵線在市政主干路下平行敷設，途經(jīng)3 處地鐵站。

管廊全線設置進風節(jié)點13 處、排風節(jié)點12 處、出現(xiàn)支（纜）廊11 處，管廊設置在通港大路北側(cè)綠地下，所有出地面的風亭、出入口均設在綠地內(nèi)。該道路、綜合管廊、地鐵線、地下管線均為新建項目。

2 管廊隨地鐵線協(xié)同設計與關鍵技術(shù)分析

由于本項目規(guī)模較大，本文僅以其中一個車站、區(qū)間、未入廊管線位置為例，對管廊設計方案進行分析。

2.1 綜合管廊與地鐵站協(xié)同設計中的關鍵技術(shù)研究

經(jīng)過多輪的研究與論證后，本項目綜合管廊與地鐵站最終確定的設計方案如下所述。

2.1.1 綜合管廊與地鐵站出入口協(xié)同設計

如圖1 所示，在綜合管廊與地鐵站出入口豎向交叉位置，控制好出入口標高，利用出入口上部空間，將綜合管廊置于出入口之上，采用兩者貼建的結(jié)構(gòu)形式，綜合管廊埋深1.80 m，協(xié)同設計，一次開挖，同期施工。

圖1 管廊與地鐵站出入口位置關系圖

與綜合管廊置于出入口之下相比，該方案有著開挖較少，管廊覆土合理的優(yōu)點；與綜合管廊繞行方案相比，該方案不出紅線，可避免管廊繞行征地問題。

該方案強調(diào)綜合管廊與出入口的“協(xié)同設計”理念，在設計過程中摒棄“獨立設計，各持己見”的片面設計思路，將兩者作為統(tǒng)一整體來考慮。該方案也同時強調(diào)“同期施工”的重要性，較分期施工而言，同期施工不但避免反復開挖造成的投資浪費，還可以消除后建者對已建者可能造成破壞的風險，從而大大降低施工難度。

2.1.2 綜合管廊與地鐵站主體結(jié)構(gòu)協(xié)同設計

在十字路口處，根據(jù)規(guī)劃與周邊對基礎設施需求，需將綜合管廊內(nèi)的電力、通信、熱力、給水等管道敷設到馬路對面，與服務周邊地塊的管線接駁。因此會涉及到管線穿越地鐵站主體結(jié)構(gòu)的問題。本項目采用分支管廊的形式，將綜合管廊內(nèi)的管線引送至馬路對面，從而滿足周邊地塊使用要求。設計過程中，控制好地鐵站主體結(jié)構(gòu)的埋深，根據(jù)地鐵站埋深和管廊出線容量，對分支管廊的斷面合理排布，設計為分支管廊上跨地鐵站主體結(jié)構(gòu)、兩者貼建的形式，分支管廊埋深為1.80 m（圖2）。該方案依舊強調(diào)“協(xié)同設計，一次開挖，同期施工”。

圖2 管廊與地鐵站位置關系圖

采用分支管廊代替直埋出線的優(yōu)點在于：利于管線的集中管理，避免馬路拉鏈[3]，后期維護中管廊與地鐵站互不影響，可避免直埋管線開挖對路面和地鐵站主體結(jié)構(gòu)造成的破壞隱患。

2.1.3 綜合管廊與地鐵站貼建和共構(gòu)的分析與選擇

本項目采用的是兩者貼建形式，并未采用管廊底板與車站頂板共構(gòu)形式。主要原因在于后期的運營與維護的界面劃分，由于綜合管廊和地鐵權(quán)屬部門不同， 此段共構(gòu)結(jié)構(gòu)板的產(chǎn)權(quán)界面也較為模糊，由于管廊和地鐵的功能差別，會導致該共構(gòu)范圍管理維護標準和模式有所差異，容易產(chǎn)生產(chǎn)權(quán)糾紛。另外，運營期間廊內(nèi)管道增容和更換過程中，底板管道基礎的改擴建，也有可能對該結(jié)構(gòu)板造成破壞。因此，綜合考慮，采用貼建形式，即保證了整體方案的合理性，又滿足了后期運營維護的要求。

2.2 綜合管廊與地鐵區(qū)間段協(xié)同設計中的關鍵技術(shù)研究

如圖3 所示（方案1），地鐵區(qū)間采用盾構(gòu)形式，位于道路下方約15 m 深度處，綜合管廊位于道路外側(cè)綠化帶內(nèi)，埋深約3.0 m，采用明挖方式。兩者空間條件較好，管廊與地鐵區(qū)間凈距也遠大于規(guī)范規(guī)定數(shù)值[4]，兩者互不影響。因此綜合管廊在區(qū)間段受較少外部因素的制約，可根據(jù)入廊管線容量進行最合理的標準斷面及縱向埋深的設計，設計方式及施工時序較為靈活。

圖3 管廊與地鐵區(qū)間位置關系方案1

如圖4 所示（方案2）：將綜合管廊設置在道路中間，與地鐵區(qū)間成“品”字形排列，該方案將綜合管廊設置在道路范圍內(nèi)，設計過程中結(jié)構(gòu)專業(yè)需要考慮過車荷載的因素，因此與方案1 相比，管廊結(jié)構(gòu)墻體較厚，會帶來管廊建設投資的增加。綜合管廊在經(jīng)過地鐵站位置時，兩者之間在豎向上會發(fā)生打架問題，解決辦法為綜合管廊在地鐵站前繞行，通過地鐵站前后恢復“品”字形排列，但該辦法會使綜合管廊由道路的中間移至左側(cè)或右側(cè)，會占據(jù)道路大部分地下空間，可能會出線與市政雨污水管道間的豎向打架問題。且繞行次數(shù)過多也會影響管廊內(nèi)部管道的敷設方案。經(jīng)上述分析，本項目采用方案1。

圖4 管廊與地鐵區(qū)間位置關系方案2

2.3 綜合管廊與地下其他管道協(xié)同設計中的關鍵技術(shù)研究

如圖5 所示，本項目未入廊的管線有燃氣、污水和雨水，其中污水和雨水管徑較大，為重力流管道。若只考慮分支管廊的設計，則有可能會將雨污水的排水路徑切斷，造成雨污水無處可排的困境。因此，綜合管廊與地下管線的協(xié)同設計也顯得尤為重要，所以在可行的條件下，按管線避讓原則[5]，在平面和豎向上合理避讓雨污水管道，使地下管線與構(gòu)筑物統(tǒng)籌布置，該方案中，雨污水和燃氣管道的施工時序可根據(jù)建設需要靈活安排。

圖5 管廊與直埋管道位置關系圖

3 結(jié)論

（1）利用出入口上部空間，將綜合管廊置于出入口之上，采用兩者貼建的結(jié)構(gòu)形式，可避免管廊下置和管廊繞行兩種方案帶來的開挖量大和征地問題。

（2）采用分支管廊上跨地鐵站主體結(jié)構(gòu)、兩者貼建的形式，利于管線的集中管理，避免馬路拉鏈，后期維護中管廊與地鐵站互不影響，可避免直埋管線開挖對路面和地鐵站主體結(jié)構(gòu)造成的破壞隱患。

（3）在綜合管廊與地鐵站接合的形式上，采用貼建代替共構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，不但能保證整體方案的合理性，還有利于后期不同權(quán)屬部門的運營維護，避免產(chǎn)權(quán)糾紛。

（4）對各種地下管線、地鐵區(qū)間等統(tǒng)籌考慮，合理布置，各歸其位，達到了釋放地下空間，避免馬路拉鏈的目的，同時也體現(xiàn)了基礎建設的可持續(xù)發(fā)展理念。

（5）在綜合管廊隨軌建設項目中，地下管道和構(gòu)筑物繁多、管廊和地鐵近期建設和遠期預留等因素的存在，大大增加了項目實施的難度，在這種客觀情況下，在設計中需摒棄“獨立設計，各持己見”的片面設計理念，執(zhí)行“協(xié)同設計”的理念顯得尤為重要。