城市核心区地下道路与综合管廊共建模式研究1

2021-12-28李少杰史一鸣罗建晖张春光上海市政工程设计研究总院集团有限公司

交通与港航 2021年6期

李少杰，史一鸣，罗建晖，张春光上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司

0 研究背景

交通拥堵、马路拉链、环境恶化等是城市发展过程中的常见问题，尤其在城市核心区，情况尤为突出[1]。而通过市政设施的地下化（如地下道路、综合管廊及地下物流等），一定程度上缓解了以上问题。但随着城市开发体量、密度的不断增大，如何集约化利用地下空间已成为摆在眼前的问题，其中地下市政设施的集约化共建技术也在各大城市间进行着探索和尝试。秦方方[2]、王寿生[3]等分别结合工程案例对明挖隧道和盾构隧道与综合管廊的共建进行了研究，表明地下道路与综合管廊一体化设计在技术上是可行的；刘剑春[4]、王玉[5]等对综合管廊与轨道交通的一体化建设进行了研究，均提出了轨道交通盾构区间段分建、车站明挖段共建的同步建设方案，可有效提高空间利用效率，避免反复开挖；朱旻[6]、张晋勋[7]等对综合管廊与地块地下空间的共建进行了研究，提出二者共建可实现地下空间的资源共享，是综合管廊开发建设的一种良好模式；张一航[8]等提出综合管廊与地下其他基础设施进行一体化建设不仅能够充分利用地下空间，而且能够减少地下管线迁改、地面绿化迁移和对道路的破坏，还能够缩短施工工期，降低建造成本。

从国内研究现状可以看出，我国城市开发建设过程中，对地下市政设施的集约化共建进行了不少尝试，具有良好的借鉴意义。但该类研究多结合工程案例进行，受项目建设条件制约因素，未能进行系统性梳理。

本文拟从地下道路与综合管廊的共建需求出发，系统性分析明挖工法下地下道路与综合管廊的共建形式及适用性。

1 共建需求及必要性

众所周知，地下道路是用于解决城市交通问题的地下设施；综合管廊是城市管道的综合走廊，是支撑城市高质量建设、运营的地下市政设施。二者的共建条件可从以下几个方面进行归纳。

（1）敷设路径多重叠

在城市核心区，因交通流量大，往往需通过立体交通模式解决车辆出行问题，如建设地下道路；而这些区域因开发密度高、体量大，往往也是管线密集、管廊建设需求高的地方。二者在敷设路径上多存在重叠。

（2）埋设深度相一致

地下道路因需与地面沟通，埋设深度越浅越好，且也可以减少投资；综合管廊服务于地下市政管线，并需对两侧地块提供服务，因而一般也设置于地下浅层空间（竖向埋深在-1F层或-2F层）。因此，从投资和功能使用的角度看，二者均适宜埋设在浅层空间。

（3）空间资源较缺乏

城市核心区土地资源宝贵，地下道路与综合管廊作为地下市政基础设施，一旦建成，将难以改造，且对其他地下设施形成制约。因此，在二者敷设路径重叠、埋设深度相近、空间资源紧缺情况下，自然形成二者共建的充分条件。

（4）建设时序较统一

地下道路与综合管廊同属于城市地下基础设施，按照“先地下，后地上”的城市开发原则，两类设施均需先期实施，并为后续地面开发奠定基础。因此，从建设时序层面来看，二者共建的可行性较高。

（5）合建成本可降低

地下工程基坑支护费用占工程费用的比例较高，一般可达50%左右。地下道路与综合管廊的结合建设，相比二者单独建设可大大降低基坑支护成本，大幅缩减工程投资。此外，二者通过合并建设时序，建设周期也可进一步压缩，节省了人力物力成本以及外部成本。

2 共建模式主要类型

地下道路与综合管廊的主要共建模式可概况为以下三种情况。

（1）竖向共建：管廊位于地下道路上方

如图1所示，地下道路与综合管廊采用竖向共建模式，管廊位于上方、地下道路位于下方。该类型共建模式在武汉王家墩商务区核心区地下环廊工程、义乌老城更新区地下环路工程、枣庄市商务中心（金沙江路）管廊工程等项目中得到了应用。

图1 管廊位于地下道路的上方

（2）竖向共建：管廊位于地下道路下方

在竖向共建模式中，综合管廊也可以设置在地下道路下方，如图2所示。此种断面布置在北京中关村西区管廊、郑州市民公共文化服务区核心区地下交通系统项目、雄安容东片区基础设施工程等项目中得到了应用。

图2 管廊位于地下道路的下方

（3）水平共建：管廊位于地下道路一侧

除了竖向共建模式外，综合管廊也可设置于地下道路一侧，采用水平共建的模式，如图3所示。该类型在日照淄博路地下道路、天津中央大道海河隧道、金华—义乌—东阳市市域轨道交通商城大道区间段等项目中得到了应用。

图3 管廊位于地下道路的一侧

3 特点及适用性分析

以上三种共建模式均属于地下市政设施的集约化共建技术，通过结构共用、基坑共用、空间集约共享等措施，在大幅降低工程投资的同时，实现功能的复合。但不同模式的特点、适用性各不相同，如何合理选取需结合建设条件、各自功能需求等因素综合考虑。

3.1 竖向共建模式的特点及适用性

竖向共建模式的最大特点在于断面尺寸小、水平占地面积小，但需占用更多的竖向空间，埋设深度一般相对较大，一般适用于用地受限且综合管廊、地下管道二者宽度较为接近的情况。竖向共建模式中，二者的上下关系对共构体的功能发挥及适用性有着重要影响。

（1）管廊位于上层、地下道路位于下层

如图4所示，该工况下，管廊覆土浅，建设条件与单建管廊相当，有利于管廊分支口、吊装口、逃生口及通风口等设施的布置，养护维修方便。此外，管廊结构宽度往往小于地下道路，可利用地下道路上方的结构空腔设置公用风道、风机房等设施，实现断面的集约化利用。但综合管廊的集水坑由于受下方结构体的限制，需采用外挂形式设置于结构体侧面。对地下道路而言，受上方综合管廊的布设，埋设较深，但两侧空间不受限制，能够实现与两侧地下空间（-2F、-3F地下车库）的便捷联系。

图4 管廊位于地下道路上层的通风节点设置

适用情况：该工况更加有利于管廊的设置，适用于有一定长度规模、满足一定覆土深度要求的地下道路，但对于短距离下立交而言不太适合。因此对于城市核心区中长距离的地下道路以及用于串联核心区地下车库的联络道等工程可考虑采用。

（2）管廊位于下层、地下道路位于上层

如图5所示，该工况下，管廊埋置较深且上方空间受限，管廊分支口需采用下出线或上部增设夹层的方式实现，此外吊装口、逃生口、通风口等附属设施均受到一定限制，需在地下道路两侧设置管井，以满足综合管廊通风、逃生、检修等需要，管井深度较深，给管廊运营维护带来不便。对地下道路而言，埋置深度小，接地出入口设置方便，其雨废水泵房需结合下部管廊的尺寸协调设置。

图5 管廊位于地下道路下层的通风节点设置

适用情况：该工况下，地下道路除雨废水泵房需结合下层管廊协调设置外，其余均不受影响。但综合管廊因其节点多、出地面设施多的特点受到较大限制，故该工况更适用于地下道路长度规模小或因用地受限局部节点穿越时的特殊工况。

3.2 水平共建模式的特点及适用性

将综合管廊设置于地下道路的一侧，如图6所示，管廊可根据舱室情况采用单层或叠层布置，结构与地下道路同高，共基坑实施。该模式下共构体结构宽度较大，单基坑开挖深度较浅，综合管廊上方、下方空间均不受限，实施条件较好。对于地下道路而言，其受管廊共建的最大影响在于相邻侧出入口匝道的设置，当匝道数量较少时，也可采用局部节点结构分建的措施满足匝道设置条件。