市政道路與地鐵共線設計解決方案

魏三樂

摘 要：隨著我國基礎設施建設的快速發展，為了節約用地，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行建設，但地鐵、公路、城市道路的建設和管理歸屬3個不同的職能部門，導致這3種交通項目在前期規劃、設計、建設過程中很難做到統籌考慮。

關鍵詞：市政道路;地鐵共線;設計

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，因而將對道路原有交通系統產生較大影響，對交通組織和各種交通系統的協調提出更高要求。地鐵和城市道路共線建設既能節約用地、減少投資、縮短建設工期，也能避免很多社會問題，成為許多城市路網規劃的首選。然而現在城市道路與地鐵共線建設的工程案例并不多，設計經驗相對缺乏，尚有很多問題值得注意。

1 地鐵共線道路交通設計思路

交通設計是基于城市規劃及交通規劃的理念和成果，利用交通工程學的基本理論和原理，以交通安全、通暢、效率、便利及其與環境協和為目的，以交通系統的“資源”（包括時間、空間資源及投資水平）為約束條件，對現有和未來建設的交通系統及其設施加以優化設計，尋求改善交通的最佳方案，科學地確定交通系統的時間和空間要素及通行條件。交通設計是承接交通規劃與工程設計的橋梁，是道路工程設計的重要組成部分，更是指導設計的核心環節。交通設計通過對交通規劃的分析和交通需求預測獲得道路功能、車道數規模和各交通系統的交通組織和銜接要求。道路設計則據此在平、縱、橫設計方案中落實各種交通設施，合理分配道路空間，并考慮結構、市政管線設施、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，結合交通規劃和道路工程設計工作內容，根據道路工程設計文件編制要求，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：在規劃解讀環節應加強地鐵、公交和慢行規劃的分析;交通需求預測時需加強分析地鐵對客流的分擔率;橫斷面型式設計應考慮地鐵建設需求進行空間預留;進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。與之對應的主要工作內容包括：分析地鐵與道路交通的關系、提出與地鐵共線道路交通組織模式、結合工程設計在各步驟中落實交通組織模式。

2 地鐵對市政道路設計的影響

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，平面線性主要技術指標均由圓曲線、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、養護維修方便。曲線尤其是小半徑曲線，既會加強車輛磨損，也不利于維修養護。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生懈怠及視覺疲勞，從而引發交通安全事故。地鐵、城市道路、高等級公路能否在一個平面上求同存異，關鍵在于圓曲線最小半徑能否協調一致。

2.2 地鐵對道路設計的影響

（1）本項目起點位于地鐵車站范圍內，且該車站為盾構始發站，始發井采用明挖法施工，地鐵車站范圍內的現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構主體上浮，需要進行降承壓水，由此會造成現狀路基大面積沉降。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，會造成圍巖應力松弛，然后逐步達到二次穩定狀態，這個狀態持續時間較長，一般在2～3年。在此期間需要密切關注沉降變化。（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 地鐵對橋梁設計的影響

（1）地鐵盾構洞身位于橋梁正下方，地鐵盾構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，為防止二者結構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洞身之間的凈距為0.5D（D為地鐵盾構洞身直徑，一般為6 m～8 m）。（2）根據國內工程實際經驗，市政道路與地鐵共線，往往是市政橋梁樁基先于地鐵施工。由于地鐵盾構開挖會對橋梁樁基周圍土體造成擾動，而地鐵盾構埋深一般為2倍洞徑，約13 m左右，因此，考慮到地鐵盾構洞身直徑，若樁基按摩擦樁設計時，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，站橋結合形式需要考慮結構受力、經濟效益、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 明挖區間與路基段施工時序

地鐵站場區間采用明挖施工，因此地鐵站場區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站場施工，但為保證地鐵站場的施工空間，橋梁上部結構需待地鐵站場完工后方可開始施工。

2.4.3 盾構段與橋梁段施工時序

地鐵盾構區間作業全部位于地下，在保證橋梁樁基與地鐵盾構安全凈距的前提下，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 共線設計解決方案

3.1 資料收集和現場踏勘

為避免反復開挖，道路與地鐵共線時通常應同步建設或協調好建設時序。因此，在進行道路工程設計前，應搜集盡可能全面的地鐵資料，包括地鐵線位、形式、架空或埋深標高、建設時序、開挖形式、交通疏解方案等。

3.2 道路功能分析

在進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系的分析，應考慮所在區位、區域路網、土地利用、地鐵等級、客流競爭關系等。此外，地鐵對共線道路的公交和慢行系統影響大，存在客流競爭和功能互補關系，應結合地鐵提出共線道路的公交和慢行功能分析，作為后續交通組織設計的依據。

3.3 交通組織設計

對于地鐵共線道路，應整合各種交通系統，構建以地鐵為骨架、常規公交為主體、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。應根據交通整合思路，確定各種交通系統的組織原則和交通組織設計方案。

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范和要求。地鐵共線道路在進行橫斷面設計時，通常采用路中設置綠化帶分隔的形式，地鐵橋墩架設于路中綠化帶內，其寬度應保證地鐵線路段和設站段橋墩設置要求。在此基礎上，還應考慮非機動車道設置形式和寬度，以及地鐵線路段和設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，創造良好的慢行交通空間，體現以人為本、公交優先的理念。

4 結束語

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濟性，保障交通設計方案的最終落實。

參考文獻：

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