基于市域(郊)铁路建设引起的市政改造工程总体设计要点研究
——以上海地区为例
2023-10-16汪媛媛
汪媛媛
(中铁上海设计院集团有限公司,上海 200070)
0 引言
市域(郊)铁路处于上承城际铁路、下衔城区轨道交通的层级[1],是承担市域范围内“点对点”中短途客流的轨道[2],其建设对加快城市经济发展转型、伸展城市发展空间,协调市域各城镇发展、促进城市对外开放,提高城市竞争力等具有重要作用[3]。近年来市域(郊)铁路越来越受到政府管理部门和行业技术领域专家学者的重视[4]。为保证市域(郊)铁路主体工程建设期间城市片区生产生活不受影响,促进铁路项目的顺利实施,需对区域内市政工程进行改造。目前,上海地区在建有机场联络线、示范区线、嘉闵线、南汇支线、金平线(上海段)等市域(郊)铁路工程,在市政改造工程方面积累了较为成熟的经验。该文从市政改造工程的建设内容、投资分析及后期施工阶段设计配合等方面,阐述由于市域(郊)铁路建设引起的市政改造工程设计要点,提出相关设计思考。
1 建设内容
基于市域(郊)铁路建设引起的市政改造工程主要包括施工期间交通疏解方案专题研究、道路改复建工程、桥梁改复建工程、雨污水管线迁改工程、临时及复位阶段交通工程等内容。设计流程如图1所示。
图1 市政改造工程设计流程
1.1 施工期间交通疏解方案
市域(郊)铁路在建设期间会不同程度地占用城市道路空间资源,也会对沿线地区的交通带来影响。为保证沿线市民生活的正常运行,维持城市活力,同时有力推进工程的顺利开展,需开展市域(郊)铁路施工期间交通组织的专题研究工作,力求通过该项工作明确施工翻交筹划、便道线形设计、相关公交线路临时绕行方案、交通诱导标志标线设置等内容,配合工程进展,落实交通疏导的各项工作。交通组织方案是市政改造工程的核心及前置资料。
交通组织方案的主要研究内容包括以下三点:
(1)施工区域便道设施方案设计:根据车站设计平面图和施工程序计划,设计施工区域交通便道布置形式和交通“翻交”计划安排。
(2)施工期间交通影响分析评估:根据施工区域便道设施布置条件,运用交通工程评价指标和交通流分布预测技术,评价施工区域周边交通因施工可能形成的局面,并对交通状况进行预见分析,评估交通状况的变化等级。
(3)施工期间交通组织方案研究设计:根据交通影响分析的结论提出交通缓解性措施方案,分别从工程性配套措施和交通管理型措施两个方面入手,提出解决交通矛盾的可实施性方案,并进行交通影响分析和交通状况评估。
通过研究现状道路概况,研究现状交通流量,结合市域(郊)铁路主体工程实施工程,给出施工期间交通组织方案。
1.2 道路改复建工程
由于市域(郊)铁路建设引起的沿线道路改复建设计包含两方面的内容,一是根据交通疏解方案开展施工期间临时疏解道路的土建设计,二是铁路建设完成后,既有道路原拆原还的复位工程。
1.2.1 施工期间交通疏解道路土建设计
道路专业结合交通组织方案,细化土建部分设计内容。在此过程中,需要着重考虑以下几点:
(1)结合规范要求,对交通组织方案中的线型进行调整,在不超临时用地红线的前提下,调整线型以满足规范要求。此处需要注意的是,交通组织方案中的线型并不一定符合城市道路设计规范中的指标要求,需要结合规范去调整,而不能把交通组织方案中的线型照搬照用。
(2)在前期方案及工可阶段,会框定临时借地线、永久征地线等。一般情况下,复位阶段道路按照“拆一还一”原则进行恢复,不涉及永久征地,但高架车站及区间桥梁墩柱立在道路绿化带的情况除外。临时导改阶段涉及临时借地,原则是结合道路曲线要素、侧向净空及施工操作空间等要求,在交通导改线的基础上向外扩2 m左右。
(3)要密切结合市域(郊)铁路主体结构施工方案,考虑道路土建设计。比如,铁路地下车站建设期间,由于用地紧张,导改方案边线会紧贴着主体结构基坑施工围挡,为使围挡区域内便道与外侧交通疏解道路有效连接,常采用临时混凝土盖板作为搭接方式,在这种情况下,就需要考虑横向上,道路结构层与混凝土盖板的衔接。
(4)通常情况下,沥青混凝土路面多搭配半刚性基层,如水泥稳定碎石基层。但市域(郊)铁路引起的市政道路改复建工程常会采用混凝土基层的形式。与传统水稳基层相比,混凝土基层施工较为便捷。以地下车站施工为例,主体结构施工完成一部分,移交一部分给市政配套施工单位做临时导改道路或复位道路,由于分块移交,作业面相对较小,且南方多雨,水稳基层养护成本较高,综合考虑施工周期、作业面范围及造价等因素,混凝土基层往往更合理。但采用混凝土基层加铺沥青层的方式做路面,需要在设计时着重考虑防治基层反射裂缝的问题。
目前,上海地区市域(郊)铁路导行便道路面结构为4 cm细粒式沥青混凝土(AC-13C)+粘层油(PC-3)0.4 L/m2+8 cm粗粒式沥青混凝土(AC-25C)+聚酯玻纤布+25 cm混凝土基层(加单层钢筋网片)+15 cm级配碎石。
(5)由于铁路主体结构的建设,或由于场地周边同步在建其他项目的影响,在施工图设计阶段,拟建场地场坪标高可能有较大变化,因此,需现场复测标高,否则可能会影响后期“测算”。
1.2.2 复位阶段道路改造工程设计
复位阶段道路改造设计常遵循的原则为“拆一还一”,即“原拆原还”。重点关注以下方面:
(1)道路标准保持不变,车道规模“拆一还一”。
(2)复位工程实施前需征询产权单位的意见,原则上是按原路面结构进行恢复设计,但考虑市域(郊)铁路节点的建设对道路的影响,特殊情况下,可调整路面结构,使其标准不低于现状路面结构标准。
(3)考虑拟建项目跟同步在建其他工程的衔接,多轮汇报,充分论证。
(4)结合施工期间交通组织方案,采用永临结合设计,综合利用,防止废弃工程的产生。
(5)特殊情况下,复位工程在主体工程完成前进行,在此情况下,需要在主体结构施工完成后,再次对路面进行“加罩”设计,确保移交给产权单位的道路完好无损。
1.3 桥梁改复建工程
同道路改复建工程一样,由于市域(郊)铁路建设引起的沿线桥梁改复建也包含两方面内容:
(1)施工期间的临时便桥。在工点修建之前,应先拆除老桥,并根据道路翻交方案,搭设临时钢便桥。临时钢便桥常采用下沉式加强型单层标准公路装配式贝雷梁钢便桥。
钢便桥跨度根据跨越河流宽度确定,桥宽根据道路翻交要求确定。钢便桥采用312型-DSR贝雷架梁,桥面做20 cm钢筋混凝土铺装,面层为沥青铺装。基础采用长度55 m直径630 mm钢管桩。
(2)复位阶段的桥梁改造设计。以上海地区为例,市域(郊)铁路沿线既有市政涉水桥梁多为单跨和多跨简支梁桥,结合规划河道蓝线、铁路隧道结构边线、铁路桥墩边线,涉水桥梁常改造为框架桥或梁桥。根据《上海市跨、穿、沿河构筑物河道管理技术规定》(试行)第2.3条规定:规划河口宽度大于22 m时,优先考虑一跨过河,确有困难时,中跨跨径不应小于16 m,且大于规划河底宽度。同时,涉水桥梁在布墩时,与铁路高架桥梁桩基间距应不小于2.5 d,桩基中心距离与隧道盾构外边线的距离不小于3 m。
需特别注意的是,上海地区市域(郊)铁路沿线市政工程改复建的原则是“拆一还一”,如果按照这个原则,那么桥梁的改复建也应按照原桥的形式及梁底标高,原拆原还,但实际上实施起来较为困难。目前常采用的形式是铁路建设部门出“拆一还一”的费用,区政府承担按规划实施多余出来的部分费用。
1.4 雨污水管迁改设计
市域(郊)铁路建设会引起既有雨污水管线的迁改,该项工程是保障铁路主体结构建设期间区域排水通顺、满足项目建成后地块排水需求的重要配套工程。主要包含两方面的内容:
1.直接物化成本部分。化肥和机械作业等“中间消耗费用”的增多,拉动了农业生产资料价格的大幅度上涨,现行农业保险甚至连最基本的农业生产直接物化成本都覆盖不了。
(1)工程范围内的雨污水管道临时搬迁及复位工程。
(2)雨污水管道围护结构设计。
雨污水管线迁改工程根据物探资料及道、桥专业提资,结合主体结构施工方案,确定沿线管线废除或迁改的节点,提出管线临迁及复位构思,并结合管线综合规划,明确排水管线迁改管位,最终确定排水设计方案,并经各区接管单位及市相关管理单位认可后方可实施。
排水体制常采用雨、污水分流制的形式。区域排水或下游近雨水排放口段排水管道需迁改的,采用规范规定的最新设计标准,满足《室外排水设计标准》(GB50014—2021)以及《城镇排水管道设计规程》(DG/TJ08-2222—2016)等现行规范的要求。若仅局部改建,上下游均为现状管线,则可维持原排水设计标准,在道路下布置排水管线,迁改段排水管管径、标高与现状管线相衔接。市域(郊)铁路建设大部分雨污水管线改建均属于此类情况。
1.5 临时及永久恢复阶段交通工程设计
交通工程设计包含临时交通疏解阶段及永久复位阶段交通工程设计。临时阶段交通标志标线及标牌的设计常常需要根据现场实际情况,结合交警部门意见进行调整,且实施方案需要经过交警部门审批,现场变化因素较多,这就造成了工程费用的不可控。
2 投资分析
市域(郊)铁路建设引起的市政改造工程,上海地区采用市政定额,随着项目的推进,会经过项目估算→概算→施工招标价→预算等阶段,在设计文件正式出蓝图之前,建设单位会要求做“测算”,即预算与招标价的比对。测算通过后,出正式施工图蓝图。
测算不通过的主要原因:
(1)前期方案较为粗浅,设计前置资料不全,项目推进速度较快,设计细节考虑不充分。往往铁路建设内容会经过充分的论证,但市政项目介入相对较晚,没有经过充分调研,过于宏观,造成项目在实施期间相关问题才暴露。
(2)未开展详细的地质勘察及现场踏勘,未进行设计比选和方案优化,造成在工程施工过程中不断增加设计变更,增加基础工程投入甚至造成基础工程返工。
(3)由于前期交通疏解方案较为粗浅,未经过交警部门审批,后期方案变化较大。施工期间交通导改方案实际上是整个市域(郊)铁路市政工程的核心,如果导改方案不断变化,各专业的投资实际上是不可控的,尤其是道路专业。
由于导改方案的变化不可控、导改阶段实施的周期过长,建议前期尽量将工程量放大一些,否则到施工图及后期实施阶段,会造成数量不足的情况出现。
3 施工阶段设计配合工作
由于市域(郊)铁路沿线工点较多,节点“翻交”周期较长,可能要经过长达五至六年的配合,过程中设计配合工作也较为繁琐,主要包含以下方面的内容:
(1)配合建设单位进行相关专题的审批,取得批复意见。
(2)变更设计及联系单出文件。
(3)严格控制造价,做好测算工作。对于现场确实发生的,但又不在原先招标清单范围内的内容,在参建各方均了解的情况下,通过各方开会的形式,在合理造价范围内商定最优方案。
市政道路上,往往地下管线错综复杂,建议前期要做好物探,避免施工配合阶段出现大的变更。实际上,对于临时工程而言,前期所出相关文件仅仅是“方案”,施工阶段中很多不可控因素才会渐渐浮现,施工时的设计配合阶段,常常是解决实际问题的关键阶段。
4 结语
随着我国城镇化发展的加速,大都市区逐渐形成[5]。该文以上海地区为例,针对市域(郊)铁路建设引起的市政改造工程,提出设计要点,对类似工程具有一定的参考和借鉴意义。
目前,上海地区,由于市域(郊)铁路建设引起的市政改造工程,常遵循“拆一还一”原则,但我国城市发展方式正由外延扩张式向内涵提升式转变,以存量资源推进城市更新,已成为新时代城市空间治理的一个重点,未来可结合城市更新的背景,考虑由于市域(郊)铁路建设引起的市政改造工程设计。