城市下穿道路的U 槽與擋墻方案研究

趙曉娟，程京偉

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京市 100082）

0 引言

隨著城市道路建設規模不斷擴大，道路建設面臨著諸多問題，無論是早期建設的鐵路，還是伴隨快速發展的軌道交通建設的停車場或者車輛段，都對道路建設提出了更高的要求。為了實現路網規劃，聯系區域交通，道路與鐵路或者軌道交通面臨著交叉問題，在上跨條件不滿足時，道路往往采取下穿的形式。城市下穿道路在下穿鐵路或者軌道交通時，一般采用閉合框架的形式，而閉合框架兩側，可以采取U型槽（閉水結構）或者擋墻加盲溝（排除地下水）的方式。兩種方案有各自的優缺點，U 型槽造價高，因此，為節省投資，一些項目視具體情況需要研究擋墻加盲溝的可行性。

本文主要以榆樹莊東路穿榆樹莊停車場為例，通過分析道路周邊建設條件、地下水情況、土質情況，結合榆樹莊停車場的建設，研究道路下穿停車場時，U 型槽和擋墻加盲溝兩種方案的適用性，給相關設計人員在下穿道路結構形式的選擇上提供一些實用有效的思路。

1 項目背景及概況

北京地鐵十六號線新建榆樹莊停車場一座，設在十六號線宛平站與榆樹莊站之間，位于豐臺區花鄉榆樹莊村，主要承擔北京地鐵十六號線配屬列車的月檢、臨修及運用維修任務。十六號線目前處于施工建設階段。

榆樹莊東路規劃為城市主干路，南起六圈路，北至京港澳高速公路，全長約5.2 km。根據規劃，榆樹莊東路與十六號線新建榆樹莊停車場（咽喉區位置）相交，為優化調整軌道交通場站周邊土地利用，促進軌道交通與土地利用的協調發展，榆樹莊停車場將進行上蓋開發，受制于南北兩側規劃路網的間距以及停車場二層的開發空間，道路上跨方案比較困難，因此，本次采用下穿方案。

榆樹莊東路下穿停車場處采用閉合框架的形式，閉合框架需下穿榆樹莊一號路、停車場區域以及豐西二號路，全長360 m。平面見圖1，立面見圖2。

圖1 閉合框架平面圖（單位：m）

圖2 閉合框架立面圖

根據地勘資料，道路所在場地上層為人工堆積層，道路下穿停車場的結構埋深處均為卵石層，滲透系數為5.0×10-1（cm/s），針對項目地下結構埋深條件，地勘建議抗浮設計水位按標高49.5 m 考慮。

2 U 型槽方案

下穿榆樹莊停車場段閉合框架兩側設置U 槽，北側U 槽長度137 m，南側U 槽長度313 m，總長度為450 m，U 槽段道路斷面型式如下：1 m（U 槽結構）+3 m（人行道）+4 m（非機動車道）+2.5 m（兩側分隔帶含U 槽結構）+11.5 m（機動車道）+2.5 m（中央分隔帶）+11.5 m（機動車道）+2.5 m（兩側分隔帶含U槽結構）+4 m（非機動車道）+3 m（人行道）+1 m（U 槽結構）。U 型槽橫斷面見圖3。

圖3 U 型槽橫斷面圖（單位：m）

3 擋墻加盲溝方案

若采用擋墻加盲溝方案，采用相同的道路橫斷面，新建4 道鋼筋混凝土擋土墻，為排除地下水，道路及擋墻底下加鋪50 cm 級配碎石層，主路兩側靠近擋墻位置新建盲溝，盲溝距路側緣石2 m，盲溝井間距35 m，最低點設橫向盲溝，排出路外，通過雨水管接入泵站。擋墻加盲溝橫斷面見圖4。平面布置見圖5。

圖4 擋墻加盲溝橫斷面圖（單位：m）

圖5 擋墻加盲溝平面布置圖（單位：m）

根據地勘，本工程滲溝均位于含水層內，按不完整滲溝計算流量，滲透系數k 為5.0×10-1（cm/s），經理論計算，上述4 根盲管平均每天抽水量為8 005 t。

4 方案比選

4.1 技術與可行性方面

兩種方案在技術上均是可行的。U 型槽采用整體封閉結構，將地下水封堵在道路結構外面，U 型槽結構具有剛度大、變形小、穩定性好、收坡支擋防水效果優良等優點。但是在地下水位較高時，為使結構整體在水浮力作用下不會浮起來，需進行抗浮設計。此外，U 型槽在運營期間長期處于地下水位以下，本項目地層滲透系數較大，為保證主體結構本身的耐久性和堅固性，必須進行防水設計[1]。

擋墻加盲溝方案是在閉合框架結構兩側修建擋土墻解決道路高差問題，同時為使路基處于干燥狀態，使其具有足夠的穩定性[2]，在道路下面修建盲溝，盲溝內埋設盲管，低點設泵站，當地下水位上升時，將路基范圍的水抽出排走[3]。本項目道路下穿榆樹莊停車場段閉合框架結構較長，達360 m，規劃泵站位于停車場南側，榆樹莊東路西側，道路范圍內在停車場北側的盲管內的水需通過在道路外新建套管，往南接入泵站，套管長度達400 m，地面為停車場及軌道用地，檢修起來對比其他下穿一般鐵路的項目來說會比較困難。

4.2 環境和水土保持方面

U 型槽方案對地下水資源及水土保持基本無影響，而擋墻加盲溝方案需要在工后運營期間持續不斷降水，不利于涵養水源。本項目下穿榆樹莊停車場，地面為軌道線，周邊規劃多為多功能用地。不斷降水可能會造成周邊區域地基沉降，可能對軌道線路及周邊建筑產生一定的不利影響。

4.3 經濟方面

U 型槽方案：新建U 槽長為450m，面積為23175m2，該部分工程費為16 418 萬元；擋墻加盲溝方案：需要新建鋼筋混凝土擋墻（平均高度約2 m）長約672 m，人行道外側鋼筋混凝土擋土墻（平均高約5.5 m） 長約904 m，需新建盲溝長約872 m，管線D=400 mm 長約85 m，穿停車場套管D=2 000 mm長約400 m，級配碎石約15 594 m3，此外施工時及工后均需要降水，上述總工程費約為4 663 萬元。

擋墻加盲溝方案對比U 型槽方案造價要經濟很多。

經上述比選研究，從項目本身建設條件來看，項目下穿榆樹莊停車場閉合框架結構較長，土層滲透系數較大，水力影響距離也較大，若設置擋墻和盲溝，理論計算抽水量達到8005t/d，雖然理論計算水量與實際抽水量有一定差別，但是地下水位升高時，實際抽水量增大，對涵養地下水以及上層軌道交通線路、上蓋開發構筑物等的穩定性是極為不利的。因此，本次仍采用U 型槽方案。

U 型槽段按抗浮水位作為設計水位來確定U 型槽設計起終點，U 型槽兩側與地塊兒仍有高差段接鋼筋混凝土擋土墻，抗浮水位以上擋墻下不再設置盲溝。

5 結語

相比于北京已建成的下穿鐵路段擋墻加盲溝方案，例如通州的玉帶河東大街、北運河東濱河路下穿京秦鐵路處的擋墻加盲溝方案，根據地勘報告，項目所在地土質多為粘質粉土、砂質粉土，滲透系數為1×10-4cm/s，穿鐵路段理論計算水量基本為300～700 t/d。且下穿鐵路框架結構較短，經多方面論證比選，為節省投資，可考慮此種方案。

因此，下穿道路U 型槽方案與擋墻加盲溝方案的選擇要根據項目本身的具體情況來分析，要考慮項目的周邊用地情況，軌道交通場站或者鐵路條件，項目所在地的地質條件等，選擇合理可行的方案。

除此之外，無論是U 型槽還是擋墻加盲溝方案，道路下穿時，還需考慮地面水的排除問題，道路范圍內應形成完整通暢的排水系統，地面水首選自流排除，當不能自流排除時，一般需要設泵站排水。