老城區城市主干路交叉節點與在建地鐵交叉的總體設計分析
——以貴陽市某項目為例

陳雍春，趙建新，王何南，林 洋

[上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市200092]

0 引言

山地城市舊城區規劃的歷史沿革較為雜亂，路網布局形態畸形、復雜，人口及商業聚集程度極高[1]。貴陽市即為典型山地城市，老城區規劃與發展不協調，主干路兩側建筑退讓不足，人行道外側緊鄰高層建筑，大規模改造拆遷巨大。

兩條交通量巨大的主干路交叉采用平交，交叉口交通服務水平目前嚴重不足。規劃設計并正處于施工階段的軌道交通敷設于道路下方，未給道路改造預留有利條件。后期道路改造需要滿足軌道交通安全保護規范要求，使得舊城區道路改造難度大大增加。

因此，在老城中心區多種控制條件下，進行市政道路與軌道交通一體化設計施工總體方案研究，以解決交通問題，是城市交通改造設計中需要重點關注的。

1 工程概況

清溪路與花冠路交叉節點位于老城城區，交叉道路均為城市主干路，設計速度60 km/h，紅線寬度40 m，雙向6 車道。

清溪路為南北走向，沿線人行道兩側緊鄰多層樓房，道路下方地鐵3 號線正在施工，與花冠路交叉節點處為地鐵站廳，目前主體結構已實施完成；花冠路為東西走向，與清溪路平面交叉，交叉口之外均為隧道，隧道敞開段長178 m。

此區域城區南北向主干路僅2 條，東西向道路僅花冠路1 條，整個區域交通疏解能力有限，此節點長期處于擁堵狀態。近期由于地鐵占道施工，擁堵指數大幅度增加，考慮一次性解決交通問題，節點改造與地鐵附屬設施同步實施。

2 控制條件分析

（1）地鐵3 號線

車站站廳位于清溪路正下方，平均覆土不足3 m，站廳外廓寬度19.9 m，長466.6 m，設置12 個不對稱出入口。軌道交通設計施工在前，站廳承重及覆土深度均未考慮道路改造的需求，因此道路改造禁止對地鐵站廳增加額外荷載。

目前主體結構已實施完畢，若配合道路改造對地鐵進行二次改造，需要新增2.36 億元，工期延長20個月。

（2）沿線建筑單位

沿線人行道外側緊鄰小區，樓房結構，單棟建筑面積大于3000 m2，從社會影響角度及項目資金籌措方面考慮，道路改造設計均不能產生拆遷。道路兩側樓房一樓為街區商業，道路改造需要嚴格控制縱斷面設計，避免道路與街區標高產生較大高差。

（3）管線

道路建成年限較長，燃氣、電力、通訊、雨污管線錯綜復雜，目前均敷設于人行道下（見表1）。

表1 現狀管線布置一覽表

3 節點改造方案設計

3.1 總體布置方案

節點成正十字交叉，由于各象限建筑、地鐵及花冠路隧道敞開段長度限制，現狀條件僅允許在此設置菱形立交。清溪路設置高架上跨花冠路，高架下部結構采用門架墩，橋臺坐落于站廳之外，使橋梁樁基及受力避開地鐵結構。

3.2 橫斷面設計

根據總體布置方案，合理利用紅線內現狀空間進行橫斷面設計（見圖1）。

圖1 道路橫斷面設計圖（單位：m）

橋梁采用整幅式斷面，雙向4 車道，寬度17.5 m，路緣帶寬0.5 m，單車道寬度3.5 m；地面道路橫斷面布置基本維持現狀，布置雙向6 車道，布設橋墩處的人行道有效通行寬度4.3 m，滿足規范要求。

3.3 橋梁設計方案

3.3.1 橋梁總體布置

橋梁全線采用門架墩，立于人行道，避開車站站廳及出入口。門架墩布設受到地鐵出入口不對稱分布的限制，跨徑布置為3×30 m+（62+58+84+83+83+60+60）m（見圖2），多為大跨徑。

圖2 橋梁總體布置圖（單位：cm）

由于橋梁跨徑較大，為降低上部結構重量，減少梁高，上部結構全部采用外形簡潔美觀、抗彎抗扭剛度大的鋼結構連續箱梁，橫梁外伸至立柱頂部，不再設置蓋梁。

橋墩承臺頂面埋置深度大于2 m，為相關管線敷設提供條件。

3.3.2 高架景觀設計

橋梁位于城市中心，加之花冠路為市重點景觀大道，高架景觀設計尤為重要。

高架為大跨徑鋼箱梁結構，目前鋼箱梁結構形式比較成熟，無法做較大改變。景觀設計主要針對蓋梁、墩柱及聲屏障形式，箱梁景觀采用噴涂彩繪進行裝飾（見圖3）。

圖3 橋梁景觀設計圖

（1）橋墩、蓋梁

蓋梁采用多曲線切割，形成層次感，削弱體量，遠看其輪廓好似貴陽古建筑的屋蓋曲線。橋墩的整體造型與蓋梁呼應，為花瓶墩，通過刻槽和切角，表現出其精致優美的特點。

（2）箱梁體側

梁體側面彩繪來源于當地的山水特點，以水元素為主題，通過噴涂深深淺淺的藍色波紋，豐富梁體的色彩，呼應“山水交融”的設計主題。

（3）聲屏障

造型來源于當地山水景觀，波浪形的隔音板連綿向前，具有律動感，在透明的透光板的襯托下，猶如一幅秀美的山水畫卷。

3.4 管線工程

該項目現狀管線均敷設于人行道下，樁基及承臺施工前需要將管線遷改至車行道上。為了便于檢修并保證行車的舒適性，通常市政管線敷設于人行道下，但該項目管線較多，橋下中分帶較短，兩側人行道寬度不等，在橋墩位置的人行道寬度不足3 m，無法完全布置除雨污水之外的管線，并且回遷費用較高。從經濟技術及現場實際情況考慮，將允許彎折的電力、綜通敷設于人行道下承臺所預留的空間，其余管線敷設于地面輔道（見圖4）

圖4 管線綜合橫斷面設計圖（單位：cm）

4 橋梁施工對在建地鐵影響分析

樁基布置于車站站廳兩側，Pm8 處樁基與車站主體結構水平距離最小，僅3 m，垂直方向樁基底面低于車站主體結構底標高3 m。根據《城市軌道交通結構安全保護技術規范》（CJJ/T 202—2013），樁基及承臺施工與地鐵的接近程度屬于“非常接近”，影響分區為“強烈影響區”。

采用Midas GTS NX 建立二維地層- 結構模型（見圖5）對Pm8 樁基承臺進行分析，模型x 方向即橋梁橫向取140 m，y 方向即橋梁縱向取75 m，基本能消除邊界影響。分析樁基施工、基坑開挖、承臺及墩柱施工、基坑回填、上部結構施工5 個施工階段對車站的變形影響。

圖5 橋梁工程二維計算模型圖

根據二維數值計算分析結果可知（見表2），橋梁施工期間，車站結構整體表現為下沉（1.983 mm），最大水平位移0.093 mm，均小于《城市軌道交通結構安全保護技術規范》（CJJ/T 202—2013）控制值及預警值[2]，即既有車站結構的安全可控。

表2 各施工階段地鐵車站結構變形結果

5 結語

老城區城市主干路改造涉及專業多、內容廣，加之與軌道交通交叉施工，改造難度更大，一體化設計施工的理念尤為重要。以貴陽某項目為例，城市道路改造與軌道交通一體化設計施工有以下優點：

（1）工程具有可實施性。對地鐵產生影響的土建項目外部作業，必須與地鐵結構保持一定安全距離，尤其是營運期間的地鐵，控制保護安全距離較大，且一旦發生事故后果嚴重。

（2）經濟合理性。道路改造與地鐵施工同步進行，避免管線遷改、施工圍擋、路面恢復等工程產生二次費用。

（3）社會影響小。道路改造工程根據地鐵施工進度合理進行施工組織，在地鐵占道施工期間進行道路改造分部工程，可極大縮短施工工期，減少占道施工造成的擁堵時間，減少社會影響。