城市轨道交通与综合管廊共建方案研究

黄晓琳

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，710043，西安//工程师)

城市轨道交通与市政综合管廊(即“地下城市管通综合走廊”)作为典型市政工程，存在一些共同特点，如投资高、建设周期长、土建风险大、运营维护成本高等[1]。然而，由于以往的建设忽视了城市地下空间的有限性，且地下工程在一定程度上具有不可重建性，因此，一旦先期建设工程占据了有限的地下空间，则后续工程建设难度将大幅增加，相应的投资及风险也将大幅增加，或将面临无法建设的困境[2]。

本文基于综合管廊建设现状与发展趋势，以地铁为例，结合地铁车站与区间设计方案，从工程整体设计角度出发，给出典型的地铁与综合管廊共建方案，提出已建及新建地铁工程同综合管廊共建衔接及预留实施条件的一些建议，并指出了合建中应关注的问题。

1 地铁与综合管廊共建的必要性分析

截止2011年底，我国各类市政地下管线长度已超过148万km[3]。地下管线繁多，存在管线数量不清、分布不明的问题。随着新市政建设的不断开展，城市综合设施的不断升级，如果道路建设缺乏统一规划，将导致马路不断重复开挖、上空电线交叠，既影响城市面貌和市民生活，又造成资源巨大浪费，还会存在安全隐患。

建设综合管廊是解决地下管线埋设随意性大、分布混乱等问题的重要方案。通过在地下建造1个隧道空间，将市政、电力、通信、燃气、给排水等各种管线共设其中。综合管廊设有专门的检修口、吊装口和检测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。随着地铁的快速发展，建设综合管廊是实现城市基础设施弹性化、集约化和可持续发展的重要措施[4]。

地下综合管廊与地铁共建方案中，二者统筹规划、同步建设。这样不仅能解决路面反复开挖、管线事故频发等问题，而且，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、增强城市地下空间利用效率、促进城市集约高效和转型发展，有利于提高城市综合承载能力和城镇化发展质量[5]。因此，地铁与综合管廊共建不但重要，而且十分必要。

2 地铁与综合管廊共建方案分析

地铁与综合管廓共建的形式多样，方案也多样。根据共建的部位不同，有地下车站与综合管廊共建方案，地下区间隧道与综合管廊共建方案；根据施工方法不同，有明挖法施工时与综合管廊共建方案，暗挖法施工时与综合管廊共建方案；根据共建界面不同，有贴建方案及合建方案等。

综合管廊断面型式和尺寸需根据入廊管线种类、数量与远期预留需求等情况综合确定。对于最常用的矩形断面而言，其结构高度一般为5 m左右，宽度为6～8 m。典型综合管廊按断面型式有双仓式综合管廊和单仓式综合管廊[6]。

2.1 地下车站与综合管廊结合共建方案

根据地下车站与综合管廊的位置关系，共建方案主要有三种。

2.1.1 综合管廊位于车站主体结构上方方案

采用明挖法施工的地下车站与管廊共建，可将综合管廊设置在明挖车站主体上方(见图1)。此时，车站需要适当加深，其造价也会相应增加。车站上方覆土一般为3.0～3.5 m，管廊覆土需0.5 m。在严寒地区还要满足冻土深度要求。如埋深过浅，则管线必将受到低温及道路荷载的影响。

受到车站上翻梁的影响，管廊的高度也会受限制，如雨水及污水等重力流管线入廊，则需在埋深较浅处设置泵站[1]，以满足要求。

单位：mm

采用暗挖法施工的地下车站拱顶结构上方覆土一般厚10 m左右，且无上翻梁。如将综合管廊设置在其上方，则可根据管廊需要而采用明挖或盾构等施工方式来实施管廊。而管廊和地下车站为2个独立的主体结构，对地铁的使用及结构无影响。故地铁工期不受管廊施工的影响，还避免了对道路的开挖。此方案中，对地铁和管廊的管理也更便捷。综合管廊位于暗挖车站上方方案示意图见图2。

单位：mm

2.1.2 综合管廊建于车站主体结构一侧方案

当综合管廊位于地下车站主体一侧时，综合管廊可与车站结构帮接合建，也可与车站主体结构分离。

当综合管廊与车站结构帮接合建时，综合管廊位于车站站台层，与车站主体合建。管廊顶板兼作车站风道及出入口的底板。管廊与车站主体结构成为一个整体：使车站规模(宽度)增加、投资增加；管廊宽度和走向受限，内部布置局促[6]。在地面道路狭窄、建筑物密集条件下，该布置方案较为受限(如图3所示)。

单位：mm

当综合管廊与车站结构分离建设时，管廊对车站结构主体无影响，但管廊只能位于站台层或者设备层，其埋深较大。共建处管廊与车站两端管廊的衔接难度大。

2.1.3 综合管廊与车站出入口共建方案

综合管廊与车站出入口共建方案中，管廊可位于附属结构上方，也可位于附属结构下方。普通明挖车站出入口通道上方覆土一般为4.6～5.0 m。

综合管廊位于附属结构上方时，管廊底板兼作出入口顶板。由于管廊覆土仅为0.5 m左右。故管廊会受低温及道路荷载影响，而且，重力流管线入廊需在较高站点设置泵站。因此，如考虑重力流管线入廊，或者管廊断面比较大时，不建议将管廊布置于出入口上方。

综合管廊位于附属结构下方时，车站出入口和风道底板兼作管廊顶板。此方案中，综合管廊的敷设位置不受车站位置、道路荷载及冻土深度的影响，可较灵活地布置在出入口下方。管廊大小可根据需要设置，不受其他因素影响。但此方案中雨污水等重力流管线入廊相对较为困难，需设置泵站[1]。

2.1.4 共建方案分析

各类共建方案优缺点比较如表1所示。

表1 地铁车站与综合管廊共建方案优缺点比较

2.2 区间隧道与综合管廊共建方案

根据管廊与区间隧道的空间关系，共建方案可分为共建不共构(结构分离)与共建共构(帮接建设)两种类型。共建共构方案可分为上下结构(管廊在上，地铁在下)与左右结构。

结合规划条件，上下结构共建方案可细化为双线地铁+四舱管廊方案、双线地铁+灵活布设管廊方案、单线地铁+灵活布设管廊方案。相应的第一种方案适合明挖法建设，第二种方案可采用双侧壁导洞法施工，第三种方案可采用大直径盾构施工。

共建还有很多组合方式。当路面较窄时，还可采用明挖法施工单舱综合管廊+单线地铁的上下结构方案。

3 管廊建设的预留条件

3.1 车站附属结构预留后期穿越条件

地铁车站的结构整体刚度相对较大。因此，后期明挖管廊从车站上方通过时，对地铁运营几乎没影响。当管廊从车站一侧通过时，明挖基坑可能会导致车站偏载；暗挖下穿附属结构时，也可能引起附属结构的裂缝或渗漏，进而影响正常使用。

当管廊暗挖通过车站附属结构时，建议将影响范围内的车站结构底板适当加厚(可按1 m厚考虑)，并考虑结构配筋加强。这样在后期管廊穿越施工期间，即使管廊与车站附属结构间夹土体出现沉降变形，甚至附属结构底板发生脱空，也仍能满足附属结构安全使用的要求。

3.2 车站主体结构外侧预留实施条件

当管廊明挖基坑位于地铁车站一侧时，明挖基坑的开挖可能会导致地铁车站结构偏载，影响既有地铁车站的结构安全。此时，需严格控制管廊基坑的水平向位移(主要针对管廊与地铁车站间夹土体)。除了加强基坑围护结构外，为确保既有线安全运营不受影响，也可预先在车站结构外侧施作1排隔离桩(钻孔灌注桩或钢管桩)，以将后期管廊基坑开挖的影响降低至最小。

4 合建过程中的注意事项

(1) 建设主体与投资主体的确定。在地铁和综合管廊合建时，由于建设主体与投资主体常常并不一致。因此，在合建时如何进行设计、如何确定建设规模等问题上难有统一的意见。所以，在合建时应尽力协调各方关系和利益。

(2) 工程界面和投资界面的划分。工程涉及很多区域和单位，各单位在建设中往往有自己的工程界面。而投资人也有自己的投资界面。有时会由于建设中发现的新问题而需变更工程界面。可见，投资界面和工程界面的划分很复杂。为此，设计时应尽量实地多方考察和勘测，并在施工时做好综合协调等工作。

(3) 建设中多方关系的协调。综合管廊工程和地铁工程均为市政工程，其影响面广，受制约条件又多，面对的部门繁多。工程在实施中常会出现一些突发和未知的情况。解决这些问题既需要科学合理的规划设计，也要尽可能考虑和平衡各方的关系和利益。为此，设计时应尽量预留出可调整的空间。

5 结语

城市轨道交通与城市综合管廊都是建设周期长、投资大、涉及面广的综合性地下市政工程。本文以地铁为例，从地铁与综合管廊共建的必要性分析入手，阐述了综合管廊建设现状及其在地铁站位的布置原则，综合分析比较了各共建方案的优缺点，分析了管廊建设预留条件问题，提出了在共建中应注意的事项。

城市轨道交通与综合管廊共建是当前城市建设中的主流方向。其共建方案的规划和设计将直接影响未来城市的交通运输、环境保护和景观规划等问题，其对未来城市治理的可持续发展等问题都将具有重要的参考价值。