市政下穿通道地鐵車站合建設計分析

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摘要：文中以具體工程為例，對市政下穿通道與地鐵車站合建設計過程中的設計思路、設計方案以及設計要點做分析，希望對后期類似工程提供設計經驗。

關鍵詞：市政下穿通道；地鐵車站；合建設計

隨著我國城市快速發展，城市人口出行交通量快速增長且多樣化，各類交通基礎設施建設也加快推進，實現城市總體規劃的時空目標。城市為解決道路擁堵問題，客流大的城市主干道規劃有地鐵線路，出現了市政下穿通道與規劃地鐵共路而發生沖突的問題。以往的設計思路多為分步設計、分期實施，但主要存在以下問題：（1）地鐵車站臨近市政通道設置，市政通道與車站實施征地規模較大，造成地下空間資源浪費，且車站附屬出入口設置需過街與下穿通道沖突，功能較差。（2）地鐵采用區間下穿或側穿市政通道段，車站設置避開市政通道，避免與市政通道沖突，車站未設置在客流大的交叉口，造成客流覆蓋功能較差。為減少征地拆遷，避免地下空間資源浪費，避免分步分期建設造成工程投資浪，實現市政下穿通道與地鐵車站設置功能最優，更好服務人們出行，更好契合城市發展。本文將通過具體工程案例，對市政下穿通道與地鐵車站合建設計中涉及到的問題進行研究分析，為后續類似工程提供相關設計經驗。

1項目背景

潘墩站為福州地鐵6號線一期第一個車站，車站位于倉山區潘墩路與林浦路交叉口，沿林浦路方向布置，為地下三層（含下穿隧道）島式車站，大里程端設單渡線，小里程端設折返線，車站總長601.9m，設置4個附屬出入口。潘墩下穿通道位于林浦路與潘墩路交叉口，為地下一層，與潘墩站合建，同期實施，隧道總長680m，其中北側U型槽段280m，箱型結構隧道段160m，南側U型槽段240m。

2設計思路

（1）根據城市總體規劃及城市軌道交通線網規劃，林浦路與潘墩路交叉口同時規劃有市政下穿通道及地鐵車站，設計應考慮兩者的空間關系銜接。（2）市政下穿通道與地鐵6號線工程建設時序相近，為減少征地拆遷避免地下空間資源浪費，避免分步分期建設造成工程投資浪費，采用下穿通道與地鐵車站合建的方式。（3）結合市政下穿通道及地鐵車站的規模、埋深及工程造價等特點，工程方案采用下穿通道地下一層、地鐵車站地下三層（站廳層為負二層）的豎向布置。（4）潘墩站為6號線起點站，需要折返功能，車站大里程段設單渡線，小里程段設折返線，車站規模大，在滿足功能、規范等要求下，應盡可能地減小車站埋深，減少施工風險及工程投資。

3設計方案

3.1平面設計

潘墩下穿通道位于林浦路與潘墩路交叉口，為實現林浦路快速化目標，交叉方式采用下穿通道立交方式，設計速度為80km/h，雙向六車道，主體結構三個部分，U型槽+下穿隧道+U型槽形式。下穿通道總長680m，線路中心線最小半徑為1000m，標準段總寬29.9m，其中北側U型槽段280m，箱型結構隧道段160m，南側U型槽段240m。潘墩站位于林浦路與潘墩路交叉口，沿林浦路方向布置，采用跨路口布置方式，車站為地下三層島式車站，車站有效站臺位于下穿隧道正下方，大里程端設單渡線，小里程端設折返線，車站總長601.9m，標準段總寬20.1~2.06m，設置4個附屬出入口及3個風亭。受地鐵車站平曲線不侵入有效站臺、車站小里程端設折返線并預留遠期延伸條件，地鐵線路中心線與下穿通道中心線無法完全擬合，因此北側U型槽與車站結構平面存在不吻合的情形。如圖1所示。3.2縱斷面設計下穿通道采用“穿通型縱坡，最大縱坡采用4％，最小縱坡采用0.2％，因下穿通道箱型結構隧道段與地鐵車站共板合建，因此該段縱坡與地鐵車站縱坡保持一致，采用地鐵設計規范規定2‰。兩側U型槽段與車站縱坡不一致，無法共板合建，夾層采用砂土回填，壓實度≥槽5％。如圖2所示。

3.3橫斷面設計

3.3.1典型斷面一：箱型結構隧道共板段市政通道設置雙向六車道，兩側設檢修道，主體墻厚0.7m，標準寬度為29.9m。地鐵車站有效站臺11m，主體墻厚0.9m，標準寬度為20.1m。3.3.2典型斷面二：U型槽與車站分離段市政通道設置雙向六車道，兩側設檢修道，U型槽結構厚0.7m，標準寬度為29.9m。地鐵車站有效站臺11m，主體墻厚0.9m，標準寬度為20.1m。

3.4結構設計

潘墩站為地下三層車站，其中負一層為市政通道（箱型框架結構+U型槽結構），負二、負三層分別為站廳層及站臺層（箱型框架結構）。市政通道與潘墩站主體結構按交叉范圍不同，基坑圍護及主體結構設計分三個部分。3.4.1基坑圍護設計基坑采用明挖法施工，結構型式為復合結構。（1）市政通道斜跨車站主體結構區域，采用深基坑（地下三層車站主體結構）外掛淺基坑（地下一層市政通道，含U型槽段）的開挖形式。深基坑采用地下連續墻+內支撐的圍護結構形式，淺基坑根據基底埋深不同選用SMW工法樁+內支撐和放坡+土釘支護的的圍護結構形式。（2）市政通道上跨車站主體結構區域，采用坑中坑方案，外坑下穿隧道部分采用SMW工法樁+內支撐的圍護結構形式，內坑采用地下連續墻+內支撐的圍護結構形式。（3）市政通道上跨盾構區間區域，市政通道根據基底埋深不同選用SMW工法樁+內支撐和放坡+土釘支護的的圍護結構形式。3.4.2主體結構設計（1）196m范圍市政通道斜跨車站主體結構，該區域采用底板設置抗拔樁以滿足市政隧道抗浮需求。（2）350m范圍市政通道平面上與車站主體重合，該區域利用車站結構柱抬升至市政通道底板，市政通道底板與車站頂板砂土互層回填實現上部荷載的傳遞（根據二者豎向關系，其中有270m范圍為下穿通道與車站頂板共板）。（3）134m范圍市政通道U型槽位于潘墩站~林浦站盾構區間上方，該區段根據抗浮計算需求在上、下行盾構區間之間及盾構外側設置抗拔樁。

3.5路面結構設計

采用復合式路面結構：4cmSMA-13C改性瀝青瑪蹄脂碎石+6cmAC-16C中粒式瀝青混凝土+AC-25C粗粒式瀝青混凝土調平層，平均厚度約23cm。常規下穿通道路面結構：4cmSMA-13C改性瀝青瑪蹄脂碎石+6cmAC-16C中粒式瀝青混凝土+24cm水泥混凝土板+C15水泥混凝土調平層，平均厚度約52.5cm。采用復合式路面結構比常規路面結構厚度減小0.3m，在相同凈空條件下，可減小地鐵車站整體埋深0.3m，減少工程投資約700萬元。

3.6其他工程

3.6.1排水工程下穿通道兩側設置雨水邊溝，并在最低點附近設置一座泵房,匯集U型槽段雨水及通道內排水于集水井內,通過集水井內的潛水泵提升后，最終排入就近水系。潛水泵選用防堵塞型潛水排污泵，采用3臺潛水泵流量為2000m3/h，揚程15m，功率132kW，兩用一備，三臺泵交替使用。超過暴雨重現期時，三臺泵同時啟動。3.6.2交通工程在常規標志標線設置外，考慮合建地鐵車站運營安全，在雙向進口位置設置禁止運輸危險物品車輛駛入標志以及限高門架，禁止運輸危險物品車輛和超限車輛進入下穿通道。

4下穿通道與地鐵車站合建設計要點

（1）平面設計應盡可能擬合下穿通道與地鐵車站中心線，后期結構設計受力相對簡單，減少異形結構設計及施工難度，特殊情況車站亦可采用曲線站臺形式。（2）道路最小縱坡為0.3%，車站縱坡一般采用2‰，考慮兩者共板合建，應優先滿足地鐵車站縱坡要求，一致采用2‰坡度，下穿通道可加強排水設施設計。（3）采用復合式路面結構，相比常規路面結構可減少路面厚度，從而減小車站整體埋深，減少工程投資及施工風險。需要注意攤鋪瀝青路面層前應對底板（共板）拉毛處理并撒布改性乳化瀝青透層油。（4）結構計算荷載。下穿通道頂板除考慮上覆水土壓力外，按地鐵設計標準考慮20kPa的地面超載；車站頂板與下穿隧道共板段，車站頂板除考慮路面結構層荷載外按城-A級標準考慮汽車荷載。車站中板按地鐵設計規范要求考慮裝修、吊頂、設備、人群等荷載。側墻按靜止土壓力計算水土壓力。下穿通道底板與車站頂板分離段，單獨考慮各自結構板荷載。（5）結構防水。防水等級按地鐵標車站標準取一級。除結構自防水外（下穿通道部分混凝土抗滲等級P8），采用“全外包”防水設計，底板及側墻主要采用非瀝青基自粘膠防水卷材，頂板采用2.5mm厚單組分聚氨酯防水涂料。（6）應選用可靠的排水系統，避免暴雨期造成下穿通道給水，引發地鐵車站頂板滲漏水的風險。

5結語

地鐵車站與下穿通道設計涉及諸多專業，兩者作為不同的交通設施體系有各自的特點，設計需同時依據地鐵車站與下穿通道的設計標準、規范與設計原則，并充分考慮下穿通道與地鐵車站合建設計要點，才能更好地利用空間關系，在滿足功能、技術規范等要求，合理設計車站與下穿通道合建，減少兩者間的交叉問題，并減少施工風險及工程投資。本文對此類合建工程設計過程中的問題進行分析研究，總結出合建的設計要點，希望對后續類似工程提供參考價值。

參考文獻

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作者：李良 單位：廣州地鐵設計研究院股份有限公司