商都路下穿鐵路及107輔道地道工程總體設計

劉福平

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海市200030）

商都路下穿鐵路及107輔道地道工程總體設計

劉福平

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海市200030）

結合鄭州市商都路下穿鐵路及107輔道地道工程的工程實例，對工程控制條件、平面設計、縱斷面設計以及橫斷面設計方案等方面進行了闡述，并著重強調在城市下穿地道設計過程中應注重對工程周邊控制條件的細致分析，為類似城市下穿地道設計提供參考實例。

城市下穿地道；總體設計；控制條件

1 項目背景

商都路為鄭州新區東西向城市主干路，西接西南繞城高速，東到京港澳高速，連接沿線多處交通產生地和吸引地，承擔公共交通客運走廊及對外交通集散雙重服務功能。

107 輔道為鄭州市規劃東三環，北接黃河公鐵兩用橋，向南延伸至新鄭市，是鄭州市南北向客運大通道。鄭州東站通車以來，107輔道承擔的交通量迅速增長。

商都路下穿鐵路及107輔道地道工程的建設，將極大提升兩條道路的通行能力，對消除城市內部的交通瓶頸，加強鄭東新區與城市中心的經濟聯系，帶動城市土地開發都有重要的意義。

2 項目概況

鄭州市商都路下穿107輔道地道工程位于鄭州市鄭東新區東部，規劃為城市主干路。路線呈東西走向，西起站南路，東至博學路。工程全長約2.65km。

因鐵路承臺、橋墩防護需要及地道敞開段寬度需要，站南路—107輔道道路紅線寬為76 m，紅線外南北側各控制12 m寬綠化帶，107輔道以東紅線寬度為100 m。

該工程采用“主線地道+地面輔道”的主輔型式，其中主線地道布置在地面中央綠化分隔帶下，下穿地道起點與站南路平交，連續下穿107輔道、圃田西路后繼續向東延伸，與現狀博學路平交，地道全長約980 m。道路主線設計速度50 km/h，輔道設計速度40 km/h。圖1為商都路下穿地道總體方案效果圖。

圖1 商都路下穿地道總體方案效果圖

3 地道建設規模的確定

3.1 交通流量預測層面

根據交通量預測結果，主線地道采用雙向6車道時，遠景年（2037年）（站南路—博學路）主線飽和度為0.82～0.84，服務水平為D級（見表1～表3）。考慮到工程經濟性、紅線寬度以及交通適應性等因素，推薦主線采用雙向6車道的建設規模。

表1 路段高峰小時流量預測pcu/h

表2 主線單向設計通行能力計算

表3 2037年主線各路段通行能力適應性分析表

3.2 功能定位層面

商都路是城市主干路系統主骨架中的重要組成部分，從功能上講是一條東西向城市重要主干路，承擔公共交通客運走廊及對外交通集散雙重服務功能。

從道路網布局的角度出發，商都路西接西南繞城高速，東到京港澳高速，連接沿線多處交通產生地和吸引地，要盡可能地發揮其在道路網中的作用。確定建設規模時，應考慮其在很長時間內對交通和城鎮發展的適應性，為遠期發展留有余地，故地道推薦采用雙向6車道。

4 控制條件分析

4.1 鐵路

商都路自西向東依次下穿西北聯絡線、京廣客專正線、北下行聯絡線、鄭州至機場城際鐵路、鄭西貫通線及在建鄭萬鐵路。此6條鐵路均為電氣化鐵路。表4為與商都路交叉處鐵路跨徑及交叉角度。

鐵路上跨商都路采用32 m標準跨徑，鐵路橋跨布置未預留商都路下穿及拓寬的前期條件。商都路下穿地道后期實施過程中需考慮對高鐵橋墩、承臺的防護及防撞設施。

4.2 107輔道高架橋

商都路下穿107輔道地道工程與107輔道路中線夾角為73.36°，交叉里程為K0+710.847。107輔道高架橋上跨商都路部分為單跨100 m長變截面箱梁結構，橋墩布置在商都路南北兩側，南北兩側承臺距地道主體結構最近的距離分別為15.6 m、22.01 m，基坑開挖對承臺基本無影響。

表4 與商都路交叉處鐵路跨徑及交叉角度

4.3 軌道交通3號線及8號線

地道暗埋段下臥有平行走向的軌道交通3號線及8號線，全部為盾構區間。

3號線與商都路同線位敷設，重疊范圍長約1.45km。地鐵盾構為雙洞斷面，單洞外徑為6.2 m，左右線平行布置，線間距為13 m，左線在北側，右線在南側，其中左線位于新建地道正下方。

根據3號線相關資料，該段盾構地道襯砌頂埋深為18.59～22.86 m，與商都路地道基坑底部最小距離為9 m。

8號線總體方案尚未確定，左線、右線線位初步確認在商都路地道北側，左線中線與地道中線最小距離約為24.7 m。

鑒于2條軌道交通線路與該工程共線長度較長，為降低工程施工過程中的風險，與軌道交通管理部門溝通后采取如下措施。

（1）施工工序選擇

地道基坑的開挖會對下臥土體形成卸載作用，進而引起土體回彈隆起；基坑施工期間，若需基坑降水，則施工后地下水位的回升會造成坑底及周邊土體的回彈。這些均可能造成盾構區間上浮，若處理不得當，會對運營的軌道交通造成嚴重影響。根據過往的施工經驗及文獻資料，地道與盾構區間平面交叉的情況下，先施工盾構時，只要采取的加固及施工措施得當，可以將盾構區間上浮量控制在15 mm以內，滿足盾構的運營使用要求。但目前國內還沒有平行下臥的盾構區間先期施工、后期卸載地表土體修建地道的成功案例。本次考慮在建設時序上選擇先施工地道、后施工下臥盾構區間。

（2）線位調整

適當調整地鐵3號線、8號線的線路走向，地鐵區間盡量避開地道側墻及圍護區域，便于后續地鐵盾構的實施。

（3）地道基坑支護型式的選擇及布置

鑒于地道范圍下方有擬建軌道交通的存在，且盾構與地道結構間最小距離僅9 m，因此該工程擬采用安全性較好且對軌道交通盾構區間影響小的SM W工法樁+內支撐的圍護方案，且在基坑圍護平面布置時應注意對地鐵盾構區間的避讓，并預留安全距離。

5 總體方案設計

5.1 平面設計

（1）鐵路段規劃中心線調整

路線下穿高鐵段線位在規劃線位的基礎上進行微調。下穿高鐵路線線位盡量居中布置，盡量保證防撞墻、結構物邊線與高鐵橋墩的安全距離，同時減小施工期間對高鐵營運的影響。調整線位在下穿高鐵處為避讓高鐵承臺向北側偏移，規劃線位與調整線位對比如圖2所示。

圖2 道路中心線局部調整圖

（2）規劃紅線調整

站南路—107輔道段原規劃紅線寬度為60 m。因高鐵下部結構防護需要、中心線調整以及公交站臺設置等原因，本段紅線寬度需拓寬至76 m。

（3）平面設計方案

商都路下穿107輔道地道工程西起站南路，東至博學路，工程全長約2.65km。

地道主線采用雙向6車道，沿線下穿6條鐵路、107輔道以及圃田西路，地道全長約980 m，其中暗埋段全長495 m，西側敞開段全長235 m，東側敞開段全長250 m。因該工程地下道路上方的地面道路布置了較寬的中央綠化帶，本次設計考慮在暗埋段設置局部敞開段，提高地下道路通風換氣面積，改善地下道路內通風環境，降低地下道路內及洞口處污染空氣濃度。

地面輔道采用雙向6車道，可以滿足周邊地塊車流出行及圃田西路、107輔道轉向交通的需要。圖3為商都路下穿地道平面布置圖。

圖3 商都路下穿地道平面布置圖

5.2 縱斷面設計

縱斷面主要控制條件包括：

（1）工程起終點兩端現狀道路、各相交道路；

（2）鐵路橋承臺標高、梁底標高；

（3）107輔道地面標高及高架梁底標高；

（4）所有橫向過路管線。

受鐵路承臺、橫向雨水連通管覆土深度以及107輔道橫向燃氣管標高限制，地道西側敞開段設計縱坡為3.7%，地道內道路縱坡坡度取0.5%，地道東敞開段縱斷面坡度主要受圃田西路橫向燃氣管以及志學路交叉口控制，設計縱坡取為3.5%。為防止周邊地面雨水匯入地道，敞開段兩端接地口處設置0.5%的反坡。圖4為地道段縱斷面設計圖。

5.3 橫斷面設計

（1）車道寬度確定

圖4 地道段縱斷面設計圖

該工程處于物流園區，大型運輸車輛占比較高，經與當地管理部門及交警溝通后，地道車道寬度采用3.75 m+3.5 m+3.25 m的布置型式。地面輔道車道寬度取值遵循規范要求。

（2）檢修道的設置考慮

該工程不考慮設置檢修道，主要原因為：（1）該工程為矩形斷面，設置檢修道勢必增大橫斷面尺寸，增加工程造價；（2）暗埋段較短，且地道內交通流量大，可通過夜間封閉交通對地道進行集中養護檢修[1]。

（3）橫斷面設計方案

道路標準段斷面為：5.5m（人行道）+7m（非機動車道）+7m（綠化帶）+12m（輔道）+7m（綠化帶）+23m（機動車道）+7m（綠化帶）+12m（輔道）+7m（綠化帶）+7m（非機動車道）+5.5m（人行道）=100m（見圖5）。

圖5 道路標準段橫斷面設計圖（單位：m）

道路暗埋段斷面為：5.5m（人行道）+7m（非機動車道）+7m（綠化帶）+12m（輔道）+37m（中央分隔帶）+12m（輔道）+7m（綠化帶）+7m（非機動車道）+4.5m（人行道）=100m（見圖6）。

圖6 道路暗埋段橫斷面設計圖（單位：m）

道路敞開段標準橫斷面為：1m（綠化帶）+4.5m（人行道）+11m（輔道）+43m（綠化帶+地道結構+綠化帶）+11m（輔道）+4.5m（人行道）+1m（綠化帶）=76m（見圖7）。紅線外南北側各控制12m寬綠化帶。

圖7 道路敞開段橫斷面設計圖（單位：m）

6 結語

隨著城市交通的擁堵、土地資源的稀缺以及人們對環境問題的重視，城市地下道路的合理選用已經成為解決干道交叉問題的重要途徑。

近年來，隨著城市地下空間的開發利用，地下空間也變得日漸擁擠。在城市地下道路的設計過程中，應注意對現狀構筑物、地下管線以及規劃或在建的地下工程的調查，在工程前期籌備的過程中就協調好各構筑物的相互空間關系、建設時序，并采取必要措施來消除構筑物之間在建設、運營過程中的相互影響。

該工程在前期方案設計過程中，對工程沿線各控制條件進行了細致的分析，并與相關單位進行充分溝通，保障了工程的順利實施，可為類似的城市地下道路設計提供思路。

[1]CJJ 221-2015,城市地下道路工程設計規范[S].

廈門地鐵1號線列車展開正線調試

近日，廈門地鐵1號線列車正式展開正線調試。

作為廈門市軌道交通線網中的骨干線路，地鐵1號線沿城市重要的南北向發展軸建設，起點在鎮海路，途經文園路、嘉禾路出島，在高集海堤、集杏海堤探出地面，以高架和地面方式跨海，過海后又重新鉆入地下，沿杏錦路、集美大道，最終到達終點巖內站。

目前，地鐵1號線全線24個車站主體結構全部完成，25個區間已全線洞通。完成鋪軌61.2km，占鋪軌總量95%，列車抵達13列，已完成7列車輛靜動態調試。24個車站正在進行機電安裝和裝修。可以說，廈門離地鐵時代真的已經很近了。

U412.37+3.1

B

1009-7716（2017）06-0020-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.005

2017-03-21

劉福平（1982-），男，江西上饒人，工程師，從事道路工程設計工作。