市政道路與地鐵共線設(shè)計解決方案

魏三樂

摘 要：隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，為了節(jié)約用地，很多城市的地鐵與公路或城市道路共用同一平面和橫斷面進(jìn)行建設(shè)，但地鐵、公路、城市道路的建設(shè)和管理歸屬3個不同的職能部門，導(dǎo)致這3種交通項目在前期規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)過程中很難做到統(tǒng)籌考慮。

關(guān)鍵詞：市政道路;地鐵共線;設(shè)計

0 引言

地鐵因其快捷、安全、可靠等特點，是一種吸引力大、競爭力強的交通方式。地鐵線路通常沿紅線較寬的干路布設(shè)，因而將對道路原有交通系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響，對交通組織和各種交通系統(tǒng)的協(xié)調(diào)提出更高要求。地鐵和城市道路共線建設(shè)既能節(jié)約用地、減少投資、縮短建設(shè)工期，也能避免很多社會問題，成為許多城市路網(wǎng)規(guī)劃的首選。然而現(xiàn)在城市道路與地鐵共線建設(shè)的工程案例并不多，設(shè)計經(jīng)驗相對缺乏，尚有很多問題值得注意。

1 地鐵共線道路交通設(shè)計思路

交通設(shè)計是基于城市規(guī)劃及交通規(guī)劃的理念和成果，利用交通工程學(xué)的基本理論和原理，以交通安全、通暢、效率、便利及其與環(huán)境協(xié)和為目的，以交通系統(tǒng)的“資源”（包括時間、空間資源及投資水平）為約束條件，對現(xiàn)有和未來建設(shè)的交通系統(tǒng)及其設(shè)施加以優(yōu)化設(shè)計，尋求改善交通的最佳方案，科學(xué)地確定交通系統(tǒng)的時間和空間要素及通行條件。交通設(shè)計是承接交通規(guī)劃與工程設(shè)計的橋梁，是道路工程設(shè)計的重要組成部分，更是指導(dǎo)設(shè)計的核心環(huán)節(jié)。交通設(shè)計通過對交通規(guī)劃的分析和交通需求預(yù)測獲得道路功能、車道數(shù)規(guī)模和各交通系統(tǒng)的交通組織和銜接要求。道路設(shè)計則據(jù)此在平、縱、橫設(shè)計方案中落實各種交通設(shè)施，合理分配道路空間，并考慮結(jié)構(gòu)、市政管線設(shè)施、景觀和工程投資等，最終形成可實施的方案。考慮地鐵共線道路交通特征，結(jié)合交通規(guī)劃和道路工程設(shè)計工作內(nèi)容，根據(jù)道路工程設(shè)計文件編制要求，提出地鐵共線道路相對于其他道路，主要在以下幾個方面有所不同：在規(guī)劃解讀環(huán)節(jié)應(yīng)加強地鐵、公交和慢行規(guī)劃的分析;交通需求預(yù)測時需加強分析地鐵對客流的分擔(dān)率;橫斷面型式設(shè)計應(yīng)考慮地鐵建設(shè)需求進(jìn)行空間預(yù)留;進(jìn)行總體交通組織時需考慮TOD模式對各種交通方式銜接的模式和要求。與之對應(yīng)的主要工作內(nèi)容包括：分析地鐵與道路交通的關(guān)系、提出與地鐵共線道路交通組織模式、結(jié)合工程設(shè)計在各步驟中落實交通組織模式。

2 地鐵對市政道路設(shè)計的影響

2.1 地鐵對道路線型選擇的影響

無論道路交通、城市道路還是高等級公路，平面線性主要技術(shù)指標(biāo)均由圓曲線、緩和曲線、平曲線和豎曲線等要求和條件決定。從選線理念分析，地鐵更傾向于選擇直線，因為直線行駛安全舒適、養(yǎng)護(hù)維修方便。曲線尤其是小半徑曲線，既會加強車輛磨損，也不利于維修養(yǎng)護(hù)。公路選線則更多追求大半徑曲線，對長直線的最大長度有一定的要求，過長的直線容易使駕駛員產(chǎn)生懈怠及視覺疲勞，從而引發(fā)交通安全事故。地鐵、城市道路、高等級公路能否在一個平面上求同存異，關(guān)鍵在于圓曲線最小半徑能否協(xié)調(diào)一致。

2.2 地鐵對道路設(shè)計的影響

（1）本項目起點位于地鐵車站范圍內(nèi)，且該車站為盾構(gòu)始發(fā)站，始發(fā)井采用明挖法施工，地鐵車站范圍內(nèi)的現(xiàn)狀道路會被全部破除。（2）地鐵車站開挖前為防止車站主體施工后結(jié)構(gòu)主體上浮，需要進(jìn)行降承壓水，由此會造成現(xiàn)狀路基大面積沉降。而地鐵站場與市政道路在平面往往不完全重合，一般情況下，市政道路寬于站場，也會造成市政道路的路基不均勻沉降。（3）地鐵車站開挖后圍巖破除，土體高度減小，會造成圍巖應(yīng)力松弛，然后逐步達(dá)到二次穩(wěn)定狀態(tài)，這個狀態(tài)持續(xù)時間較長，一般在2～3年。在此期間需要密切關(guān)注沉降變化。（4）地鐵車站施工完成后需要回填，由于道路自重荷載直接作用于地鐵車站上，因此地鐵設(shè)計對路基覆土高度提出了不超過3 m～5 m的要求。

2.3 地鐵對橋梁設(shè)計的影響

（1）地鐵盾構(gòu)洞身位于橋梁正下方，地鐵盾構(gòu)洞身主要受力為抗浮，而橋梁樁基主要受力為抗壓，二者受力體系截然不同，為防止二者結(jié)構(gòu)相連造成的受力不明確，同時方便施工，一般要求橋梁樁基與盾構(gòu)洞身之間的凈距為0.5D（D為地鐵盾構(gòu)洞身直徑，一般為6 m～8 m）。（2）根據(jù)國內(nèi)工程實際經(jīng)驗，市政道路與地鐵共線，往往是市政橋梁樁基先于地鐵施工。由于地鐵盾構(gòu)開挖會對橋梁樁基周圍土體造成擾動，而地鐵盾構(gòu)埋深一般為2倍洞徑，約13 m左右，因此，考慮到地鐵盾構(gòu)洞身直徑，若樁基按摩擦樁設(shè)計時，將有近20 m的樁長不能考慮其承載能力。（3）由于地鐵車站長度在200 m～500 m之間，存在橋梁橋臺與車站平面位置重疊的可能性。由于二者受力體系的不同，站橋結(jié)合形式需要考慮結(jié)構(gòu)受力、經(jīng)濟效益、社會效益，目前常見的有分離式和站橋合建兩大類，本項目綜合諸多因素，采用站橋分離式，即橋臺與地鐵車站分離，并保持一定的安全凈距。

2.4 地鐵對道路施工時序的影響

2.4.1 明挖區(qū)間與路基段施工時序

地鐵站場區(qū)間采用明挖施工，因此地鐵站場區(qū)間的道路施工往往要待站場施工完成后才能開始。以免明挖施工對道路的破壞，造成道路二次施工。

2.4.2 站場與橋梁段施工時序

地鐵站場與橋梁共線時，在保證安全凈距的前提下，橋梁樁基可先于地鐵盾構(gòu)站場施工，但為保證地鐵站場的施工空間，橋梁上部結(jié)構(gòu)需待地鐵站場完工后方可開始施工。

2.4.3 盾構(gòu)段與橋梁段施工時序

地鐵盾構(gòu)區(qū)間作業(yè)全部位于地下，在保證橋梁樁基與地鐵盾構(gòu)安全凈距的前提下，兩者的施工時序并無特殊要求，但建議先施工橋梁，后施工地鐵隧道。

3 共線設(shè)計解決方案

3.1 資料收集和現(xiàn)場踏勘

為避免反復(fù)開挖，道路與地鐵共線時通常應(yīng)同步建設(shè)或協(xié)調(diào)好建設(shè)時序。因此，在進(jìn)行道路工程設(shè)計前，應(yīng)搜集盡可能全面的地鐵資料，包括地鐵線位、形式、架空或埋深標(biāo)高、建設(shè)時序、開挖形式、交通疏解方案等。

3.2 道路功能分析

在進(jìn)行地鐵共線道路功能定位分析時，需加強對地鐵線路功能及其與共線道路關(guān)系的分析，應(yīng)考慮所在區(qū)位、區(qū)域路網(wǎng)、土地利用、地鐵等級、客流競爭關(guān)系等。此外，地鐵對共線道路的公交和慢行系統(tǒng)影響大，存在客流競爭和功能互補關(guān)系，應(yīng)結(jié)合地鐵提出共線道路的公交和慢行功能分析，作為后續(xù)交通組織設(shè)計的依據(jù)。

3.3 交通組織設(shè)計

對于地鐵共線道路，應(yīng)整合各種交通系統(tǒng)，構(gòu)建以地鐵為骨架、常規(guī)公交為主體、慢行交通為補充、與私人交通形成有力競爭的各種交通方式高效銜接的一體化綜合客運交通體系。應(yīng)根據(jù)交通整合思路，確定各種交通系統(tǒng)的組織原則和交通組織設(shè)計方案。

3.4 橫斷面型式的確定

地鐵線路采用高架形式時，對共線道路橫斷面形式有規(guī)范和要求。地鐵共線道路在進(jìn)行橫斷面設(shè)計時，通常采用路中設(shè)置綠化帶分隔的形式，地鐵橋墩架設(shè)于路中綠化帶內(nèi)，其寬度應(yīng)保證地鐵線路段和設(shè)站段橋墩設(shè)置要求。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)考慮非機動車道設(shè)置形式和寬度，以及地鐵線路段和設(shè)站段人行道的寬度等，通過合理劃分車道空間，在滿足交通需求的同時，創(chuàng)造良好的慢行交通空間，體現(xiàn)以人為本、公交優(yōu)先的理念。

4 結(jié)束語

基于地鐵共線道路的交通特征，考慮地鐵對道路功能、交通需求和交通組織等的影響。但工程設(shè)計不只需要滿足交通功能需求，還要更多的考慮可實施性和經(jīng)濟性，保障交通設(shè)計方案的最終落實。

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