文 / 中電建生態環境集團有限公司 李銀
隨著現代化建設的不斷發展,土地成為了最稀有的自然資源之一。當前,城市市政基礎設施規劃方向也逐漸向地下空間開發不斷延伸。本文通過闡述地下綜合管廊與地鐵車站一體化建設的優勢,進一步研究地下綜合管廊與地鐵車站一體化建設的特點,從工程建設基本條件、工程結構特點、設計規劃理念、施工管理要求專業逐一分析,探索我國地下綜合管廊與地鐵車站一體化建設的需求,為城市地下空間的綜合利用提供參考。
當前,國內城鎮建設發展,地上資源開發相對飽和。為解決城市空間資源緊缺的現狀,國內不少地方開始在市政基礎設施建設領域逐漸將目光從地上空間轉向了地下空間的規劃研究,以地下空間綜合開發為目標,提升城市空間資源的利用率。現階段,國內地下基礎建設的主要任務是為了緩解地面交通壓力,通過加大城市軌道交通開發建設力度,持續提升城市公共交通運輸能力,并逐步將城市地下管線與城市軌道交通統籌規劃建設,地下綜合管廊與地鐵一體化建設后可充分利用城市空間,降低城市建設綜合成本,為大型城市發展提供可持續發展空間。
城市地下綜合管廊與傳統的直埋式地下管線建設相比,能更能有效地利用地下淺層空間資源。主要體現在:第一,集成性,能夠在有限的城市空間資源內,將基礎設施建設所需功能全部集中到一起;第二,擴展性,針對未來的城市發展需求,可為遠期城市管線擴容預留足夠的地下空間;第三,經濟性,地下綜合管廊建成后維護和管理費投入相對較少,且能夠有效避免傳統直埋式地下管線所出現的路面反復開挖及施工等情況,基于城市現代基礎設施建設需求,更加注重城市建設環保性,地下綜合管廊可在不影響城市人群生活出行的前提下,有效的減少對于周圍環境的污染。從社會及環境效益的角度,由于地下綜合管廊與地鐵車站一體化,集成后能夠充分發揮其空間使用效,且能夠起到一定的防災功能,提升城市整體環境,有利于土地的增值。
地下綜合管廊與地鐵車站一體化建設,主要是指在設計規劃時將二者綜合統籌的情況下同時進行實施,這種建設方式一是減少了城市基礎建設之間的矛盾;二是集合建設能有效的降低投資成本;三是能夠提高城市整體綜合基礎建設的承載力和持續發展性。
目前,國內將兩者共建的類型分為以下四種情況:第一,根據地鐵交通基地和上蓋周圍城市開發需求,市政基礎建設結合綜合分析,從外部將綜合管廊引入至地鐵車輛段范圍內,進行總體布局規劃。第二,市政依靠地鐵的外電源,將其進行擴容,形成綜合管廊與地鐵車站一體化。第三,在繁華的商業區及步行街,結合周邊地鐵線路將管線進行綜合改造。第四,在城市核心區域內按照軌道交通和市政管線建設需求,進行一體化設計與建設實施。
設計規劃時必須保證二者統一協調性,一是將地鐵車站交通軌道建設敷設于城市主要交通線路下方,地下綜合管廊沿著城市主干道進行敷設,在位置上二者要處于同一空間內上下位置。二是要加強二者的銜接性,在現有地下空間資源內共同完成,進一步減少后期維修和道路開挖的次數,加強二者之間的協調配合性。三是要提高城市管線設計科學性,為保證管線后期運維安全,方便維保人員作業,部分新建或既有的管線可依照當前地鐵線路進行遷移和規劃,一次入廊,提供后期基礎設施運營的效率。四是要加大地鐵周邊環境調查,地鐵周圍環境因素對綜合管廊的影響較大,在規劃時通常都會布設非重力流管線,提高管線空間利用率。
地下綜合管廊與地鐵站一體化建設工程結構易受地下明挖車站及暗挖車站位置的影響,在規劃和設計時,應著重從這兩個方向進行分析。
第一,明挖車站與綜合管廊的共建。在施工,明挖車站頂板通常埋于3至3.5m處,而合管廊整體結構的高度則要高出5m左右,判斷其高度主要依據管線的種類;二是受城市管線的布置數量的影響;三是需根據管廊斷面的規模進行判斷;四是需結合城市遠期發展所預留需求以及施工方法,如果管廊的覆土深度過淺,會對其整體結構和造價造成不利的影響。
第二,城市明挖車站的出入口通道、風道和綜合管廊的共建。在二者建設的過程中,不提倡將綜合管廊設置在明挖車站出入口通道以及風道的上方,這樣布置易造成管廊敷埋的深度達不到工程規范標準。因此,建議將綜合管廊安設在出入口通道以及風道的下方,可有效利用地鐵中間板資源,二者互不影響。綜合管廊也不再受外界周邊環境因素的干擾,如地面荷載、冬季凍土深度等,且將綜合管廊設置在出入口通道以及風道等附屬結構之下,其布設空間也更加自由靈活。
第三,暗挖地鐵車站與綜合管廊的綜合建設。暗挖車站主要是指是在特定的條件下,不挖開地面進行地下車站建設。通常暗挖地下兩層的車站,地下二層則為站臺層,地下一層為站廳層,其頂部的覆土要求通常在8m左右。因此,綜合管廊在與暗挖車站共建時可考慮在車站主體的上方進行明挖施工。同時施工時二者可兼并為一個主體,也可依據實際需求分成兩個主體,一是綜合管廊可以不受地鐵施工工期的干擾;二是便于日后運維管理;三是可減少建設成本的投入。
綜合管廊與地鐵車站一體化設計規劃時,應主要遵循三方面原則:第一,因地制宜原則。二者一體化建設工程量相對較大,在設計規劃時盡量減少周邊外界因素對于工程施工所造成的干擾,通過“因地制宜”科學的選擇規劃方式,進一步減少施工范圍內的外在干擾因素的影響。
一是在設計初期要根據城市未來的發展和當前交通軌道建設的規則進行綜合分析,有效的預留未來發展所需的空間,實現地下空間資源可持續的利用。二是要加大對地鐵車站建設規劃周圍內環境以及水文地質情況的勘察,做好前期資料收集及整理工作,有效避免施工環境風險。
第二,重視地下空間整合及細節布置。隨著社會不斷地發展,城市居住人口持續增加,土地已成為最為稀有的資源之一,地面資源開發嚴重不足,在城市空間規劃時也逐步考慮地下空間有效利用,已達到緩解城市發展土地資源不足現象。
從城市發展宏觀的角度來看,城市規劃設計人員應加大對于地下空間的開發與整合,并將城市軌道交通內部所形成的多余空間與綜合管廊進行有機結合,增加新建暗挖車站建設規劃時城市綜合管廊的規劃,進一步提高地下空間資源的充分利用,提高城市空間的價值。
第三,加大城市工程施工影響因素的分析。綜合管廊與地鐵車站一體化建設時,大部分工程都屬于地下空間范圍,存在極大的不確定性。除施工區域內基本的水文地質勘察以及周圍環境因素的資料收集外,還要分析整體項目的橫縱向占地面積以及對周邊所造成的環境影響。
基于環保節能的理念進行實施,需要對工程本身的結構特征以及斷面穩定性進行分析,強化周邊環境的危險因素辨識,制定合理、科學、有效的一體化建設方案。例如在北京地鐵8號線王府井站施工期間,由于車站處市中心繁華地段,在建設初期車站設計人員經過了反復的研究與資料比對,最終確定了綜合管廊與地鐵車站采取分離式結構的布置方式,提高了空間利用率,有效的保護周邊環境。
現階段,綜合管廊與地鐵車站一體化建設,主要集中于一線城市的繁華區域,周邊交通較為擁堵,且人口分布密集。基于此情況,施工管理在符合基本要求的前提下,還需要提升施工建設標準。在施工工藝管理時,首先確定初期受力體系,確保整體施工過程的承載能力可靠性,提高安全度,防止地質沉降。
在施工中實施精細化管理,從以下四個方面入手。
第一,用地節約化。綜合管廊與地鐵車站一體化建設是為了節約地下空間資源,使得城市市政基礎設施更加具有實用性,注重一體化施工布局,明確施工現場的施工范圍,制定施工總平面布置圖,確保場地有效利用。
第二,建設工廠化。按照工程現代工業化建設標準,地鐵車站以及地下綜合管廊施工過程中,嚴格控制對工程周邊環境的污染,包括噪聲、廢水、廢棄物等,要做到場內封閉式施工,減少對工程周邊交通的不利影響。
第三,施工精細化。工程現場管理人員加強崗位職責管理,制定施工管理規定,提高作業人員的安全意識,對現場施工作業流程進行規范管理,維持好現場建設秩序,合理安排施工順序,確保現場施工質量。
第四,宣傳屬地化。當工程處繁華街區建設時,為減少對于城市風貌的影響,應將工程周邊相關圍護設施、施工設備及臨時建筑與周圍建筑風格進行統籌規劃,充分融入城市景象中。
綜上所述,國內相比其他發達國家地下綜合管廊與地鐵車站一體化建設起步較晚,還需要不斷深入研究。在進行設計和施工時,可充分借鑒國內外成功的案例,采用借鑒消化吸收再創新方式,探索適合國內發展需求的一體化建設模式。工程技術人員應加強對地下綜合管廊與地鐵車站一體化建設技術研究,將理論與實踐相結合,推動地下空間發展,提升地下空間利用效率。