某市綜合管廊隨地鐵協(xié)同設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)分析

鞏師俞

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京100037）

0 引言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快[1]，建造具有穩(wěn)定、環(huán)保和高水平管理的地下綜合管廊[2]顯得越來(lái)越重要。尤其位于城市配套服務(wù)建設(shè)核心區(qū)，結(jié)合軌道交通建設(shè)的項(xiàng)目，勢(shì)必會(huì)成為新城區(qū)建設(shè)地下綜合管廊的典型范例。當(dāng)綜合管廊結(jié)合以上項(xiàng)目整合建設(shè)時(shí)，其綜合建設(shè)成本最低、綜合效益最為顯著。

1 工程概況

某綜合管廊位于某市新建經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，類型為干支混合管廊，全長(zhǎng)4.3 km，沿市政主干道敷設(shè)。與城市地鐵線在市政主干路下平行敷設(shè)，途經(jīng)3 處地鐵站。

管廊全線設(shè)置進(jìn)風(fēng)節(jié)點(diǎn)13 處、排風(fēng)節(jié)點(diǎn)12 處、出現(xiàn)支（纜）廊11 處，管廊設(shè)置在通港大路北側(cè)綠地下，所有出地面的風(fēng)亭、出入口均設(shè)在綠地內(nèi)。該道路、綜合管廊、地鐵線、地下管線均為新建項(xiàng)目。

2 管廊隨地鐵線協(xié)同設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)分析

由于本項(xiàng)目規(guī)模較大，本文僅以其中一個(gè)車站、區(qū)間、未入廊管線位置為例，對(duì)管廊設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析。

2.1 綜合管廊與地鐵站協(xié)同設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)研究

經(jīng)過(guò)多輪的研究與論證后，本項(xiàng)目綜合管廊與地鐵站最終確定的設(shè)計(jì)方案如下所述。

2.1.1 綜合管廊與地鐵站出入口協(xié)同設(shè)計(jì)

如圖1 所示，在綜合管廊與地鐵站出入口豎向交叉位置，控制好出入口標(biāo)高，利用出入口上部空間，將綜合管廊置于出入口之上，采用兩者貼建的結(jié)構(gòu)形式，綜合管廊埋深1.80 m，協(xié)同設(shè)計(jì)，一次開(kāi)挖，同期施工。

圖1 管廊與地鐵站出入口位置關(guān)系圖

與綜合管廊置于出入口之下相比，該方案有著開(kāi)挖較少，管廊覆土合理的優(yōu)點(diǎn)；與綜合管廊繞行方案相比，該方案不出紅線，可避免管廊繞行征地問(wèn)題。

該方案強(qiáng)調(diào)綜合管廊與出入口的“協(xié)同設(shè)計(jì)”理念，在設(shè)計(jì)過(guò)程中摒棄“獨(dú)立設(shè)計(jì)，各持己見(jiàn)”的片面設(shè)計(jì)思路，將兩者作為統(tǒng)一整體來(lái)考慮。該方案也同時(shí)強(qiáng)調(diào)“同期施工”的重要性，較分期施工而言，同期施工不但避免反復(fù)開(kāi)挖造成的投資浪費(fèi)，還可以消除后建者對(duì)已建者可能造成破壞的風(fēng)險(xiǎn)，從而大大降低施工難度。

2.1.2 綜合管廊與地鐵站主體結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)

在十字路口處，根據(jù)規(guī)劃與周邊對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施需求，需將綜合管廊內(nèi)的電力、通信、熱力、給水等管道敷設(shè)到馬路對(duì)面，與服務(wù)周邊地塊的管線接駁。因此會(huì)涉及到管線穿越地鐵站主體結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。本項(xiàng)目采用分支管廊的形式，將綜合管廊內(nèi)的管線引送至馬路對(duì)面，從而滿足周邊地塊使用要求。設(shè)計(jì)過(guò)程中，控制好地鐵站主體結(jié)構(gòu)的埋深，根據(jù)地鐵站埋深和管廊出線容量，對(duì)分支管廊的斷面合理排布，設(shè)計(jì)為分支管廊上跨地鐵站主體結(jié)構(gòu)、兩者貼建的形式，分支管廊埋深為1.80 m（圖2）。該方案依舊強(qiáng)調(diào)“協(xié)同設(shè)計(jì)，一次開(kāi)挖，同期施工”。

圖2 管廊與地鐵站位置關(guān)系圖

采用分支管廊代替直埋出線的優(yōu)點(diǎn)在于：利于管線的集中管理，避免馬路拉鏈[3]，后期維護(hù)中管廊與地鐵站互不影響，可避免直埋管線開(kāi)挖對(duì)路面和地鐵站主體結(jié)構(gòu)造成的破壞隱患。

2.1.3 綜合管廊與地鐵站貼建和共構(gòu)的分析與選擇

本項(xiàng)目采用的是兩者貼建形式，并未采用管廊底板與車站頂板共構(gòu)形式。主要原因在于后期的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)的界面劃分，由于綜合管廊和地鐵權(quán)屬部門不同， 此段共構(gòu)結(jié)構(gòu)板的產(chǎn)權(quán)界面也較為模糊，由于管廊和地鐵的功能差別，會(huì)導(dǎo)致該共構(gòu)范圍管理維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和模式有所差異，容易產(chǎn)生產(chǎn)權(quán)糾紛。另外，運(yùn)營(yíng)期間廊內(nèi)管道增容和更換過(guò)程中，底板管道基礎(chǔ)的改擴(kuò)建，也有可能對(duì)該結(jié)構(gòu)板造成破壞。因此，綜合考慮，采用貼建形式，即保證了整體方案的合理性，又滿足了后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)的要求。

2.2 綜合管廊與地鐵區(qū)間段協(xié)同設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)研究

如圖3 所示（方案1），地鐵區(qū)間采用盾構(gòu)形式，位于道路下方約15 m 深度處，綜合管廊位于道路外側(cè)綠化帶內(nèi)，埋深約3.0 m，采用明挖方式。兩者空間條件較好，管廊與地鐵區(qū)間凈距也遠(yuǎn)大于規(guī)范規(guī)定數(shù)值[4]，兩者互不影響。因此綜合管廊在區(qū)間段受較少外部因素的制約，可根據(jù)入廊管線容量進(jìn)行最合理的標(biāo)準(zhǔn)斷面及縱向埋深的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方式及施工時(shí)序較為靈活。

圖3 管廊與地鐵區(qū)間位置關(guān)系方案1

如圖4 所示（方案2）：將綜合管廊設(shè)置在道路中間，與地鐵區(qū)間成“品”字形排列，該方案將綜合管廊設(shè)置在道路范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)構(gòu)專業(yè)需要考慮過(guò)車荷載的因素，因此與方案1 相比，管廊結(jié)構(gòu)墻體較厚，會(huì)帶來(lái)管廊建設(shè)投資的增加。綜合管廊在經(jīng)過(guò)地鐵站位置時(shí)，兩者之間在豎向上會(huì)發(fā)生打架問(wèn)題，解決辦法為綜合管廊在地鐵站前繞行，通過(guò)地鐵站前后恢復(fù)“品”字形排列，但該辦法會(huì)使綜合管廊由道路的中間移至左側(cè)或右側(cè)，會(huì)占據(jù)道路大部分地下空間，可能會(huì)出線與市政雨污水管道間的豎向打架問(wèn)題。且繞行次數(shù)過(guò)多也會(huì)影響管廊內(nèi)部管道的敷設(shè)方案。經(jīng)上述分析，本項(xiàng)目采用方案1。

圖4 管廊與地鐵區(qū)間位置關(guān)系方案2

2.3 綜合管廊與地下其他管道協(xié)同設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)研究

如圖5 所示，本項(xiàng)目未入廊的管線有燃?xì)?、污水和雨水，其中污水和雨水管徑較大，為重力流管道。若只考慮分支管廊的設(shè)計(jì)，則有可能會(huì)將雨污水的排水路徑切斷，造成雨污水無(wú)處可排的困境。因此，綜合管廊與地下管線的協(xié)同設(shè)計(jì)也顯得尤為重要，所以在可行的條件下，按管線避讓原則[5]，在平面和豎向上合理避讓雨污水管道，使地下管線與構(gòu)筑物統(tǒng)籌布置，該方案中，雨污水和燃?xì)夤艿赖氖┕r(shí)序可根據(jù)建設(shè)需要靈活安排。

圖5 管廊與直埋管道位置關(guān)系圖

3 結(jié)論

（1）利用出入口上部空間，將綜合管廊置于出入口之上，采用兩者貼建的結(jié)構(gòu)形式，可避免管廊下置和管廊繞行兩種方案帶來(lái)的開(kāi)挖量大和征地問(wèn)題。

（2）采用分支管廊上跨地鐵站主體結(jié)構(gòu)、兩者貼建的形式，利于管線的集中管理，避免馬路拉鏈，后期維護(hù)中管廊與地鐵站互不影響，可避免直埋管線開(kāi)挖對(duì)路面和地鐵站主體結(jié)構(gòu)造成的破壞隱患。

（3）在綜合管廊與地鐵站接合的形式上，采用貼建代替共構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，不但能保證整體方案的合理性，還有利于后期不同權(quán)屬部門的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，避免產(chǎn)權(quán)糾紛。

（4）對(duì)各種地下管線、地鐵區(qū)間等統(tǒng)籌考慮，合理布置，各歸其位，達(dá)到了釋放地下空間，避免馬路拉鏈的目的，同時(shí)也體現(xiàn)了基礎(chǔ)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展理念。

（5）在綜合管廊隨軌建設(shè)項(xiàng)目中，地下管道和構(gòu)筑物繁多、管廊和地鐵近期建設(shè)和遠(yuǎn)期預(yù)留等因素的存在，大大增加了項(xiàng)目實(shí)施的難度，在這種客觀情況下，在設(shè)計(jì)中需摒棄“獨(dú)立設(shè)計(jì)，各持己見(jiàn)”的片面設(shè)計(jì)理念，執(zhí)行“協(xié)同設(shè)計(jì)”的理念顯得尤為重要。