市政下穿通道地铁车站合建设计分析

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摘要：文中以具体工程为例，对市政下穿通道与地铁车站合建设计过程中的设计思路、设计方案以及设计要点做分析，希望对后期类似工程提供设计经验。

关键词：市政下穿通道；地铁车站；合建设计

随着我国城市快速发展，城市人口出行交通量快速增长且多样化，各类交通基础设施建设也加快推进，实现城市总体规划的时空目标。城市为解决道路拥堵问题，客流大的城市主干道规划有地铁线路，出现了市政下穿通道与规划地铁共路而发生冲突的问题。以往的设计思路多为分步设计、分期实施，但主要存在以下问题：（1）地铁车站临近市政通道设置，市政通道与车站实施征地规模较大，造成地下空间资源浪费，且车站附属出入口设置需过街与下穿通道冲突，功能较差。（2）地铁采用区间下穿或侧穿市政通道段，车站设置避开市政通道，避免与市政通道冲突，车站未设置在客流大的交叉口，造成客流覆盖功能较差。为减少征地拆迁，避免地下空间资源浪费，避免分步分期建设造成工程投资浪，实现市政下穿通道与地铁车站设置功能最优，更好服务人们出行，更好契合城市发展。本文将通过具体工程案例，对市政下穿通道与地铁车站合建设计中涉及到的问题进行研究分析，为后续类似工程提供相关设计经验。

1项目背景

潘墩站为福州地铁6号线一期第一个车站，车站位于仓山区潘墩路与林浦路交叉口，沿林浦路方向布置，为地下三层（含下穿隧道）岛式车站，大里程端设单渡线，小里程端设折返线，车站总长601.9m，设置4个附属出入口。潘墩下穿通道位于林浦路与潘墩路交叉口，为地下一层，与潘墩站合建，同期实施，隧道总长680m，其中北侧U型槽段280m，箱型结构隧道段160m，南侧U型槽段240m。

2设计思路

（1）根据城市总体规划及城市轨道交通线网规划，林浦路与潘墩路交叉口同时规划有市政下穿通道及地铁车站，设计应考虑两者的空间关系衔接。（2）市政下穿通道与地铁6号线工程建设时序相近，为减少征地拆迁避免地下空间资源浪费，避免分步分期建设造成工程投资浪费，采用下穿通道与地铁车站合建的方式。（3）结合市政下穿通道及地铁车站的规模、埋深及工程造价等特点，工程方案采用下穿通道地下一层、地铁车站地下三层（站厅层为负二层）的竖向布置。（4）潘墩站为6号线起点站，需要折返功能，车站大里程段设单渡线，小里程段设折返线，车站规模大，在满足功能、规范等要求下，应尽可能地减小车站埋深，减少施工风险及工程投资。

3设计方案

3.1平面设计

潘墩下穿通道位于林浦路与潘墩路交叉口，为实现林浦路快速化目标，交叉方式采用下穿通道立交方式，设计速度为80km/h，双向六车道，主体结构三个部分，U型槽+下穿隧道+U型槽形式。下穿通道总长680m，线路中心线最小半径为1000m，标准段总宽29.9m，其中北侧U型槽段280m，箱型结构隧道段160m，南侧U型槽段240m。潘墩站位于林浦路与潘墩路交叉口，沿林浦路方向布置，采用跨路口布置方式，车站为地下三层岛式车站，车站有效站台位于下穿隧道正下方，大里程端设单渡线，小里程端设折返线，车站总长601.9m，标准段总宽20.1~2.06m，设置4个附属出入口及3个风亭。受地铁车站平曲线不侵入有效站台、车站小里程端设折返线并预留远期延伸条件，地铁线路中心线与下穿通道中心线无法完全拟合，因此北侧U型槽与车站结构平面存在不吻合的情形。如图1所示。3.2纵断面设计下穿通道采用“穿通型纵坡，最大纵坡采用4％，最小纵坡采用0.2％，因下穿通道箱型结构隧道段与地铁车站共板合建，因此该段纵坡与地铁车站纵坡保持一致，采用地铁设计规范规定2‰。两侧U型槽段与车站纵坡不一致，无法共板合建，夹层采用砂土回填，压实度≥槽5％。如图2所示。

3.3横断面设计

3.3.1典型断面一：箱型结构隧道共板段市政通道设置双向六车道，两侧设检修道，主体墙厚0.7m，标准宽度为29.9m。地铁车站有效站台11m，主体墙厚0.9m，标准宽度为20.1m。3.3.2典型断面二：U型槽与车站分离段市政通道设置双向六车道，两侧设检修道，U型槽结构厚0.7m，标准宽度为29.9m。地铁车站有效站台11m，主体墙厚0.9m，标准宽度为20.1m。

3.4结构设计

潘墩站为地下三层车站，其中负一层为市政通道（箱型框架结构+U型槽结构），负二、负三层分别为站厅层及站台层（箱型框架结构）。市政通道与潘墩站主体结构按交叉范围不同，基坑围护及主体结构设计分三个部分。3.4.1基坑围护设计基坑采用明挖法施工，结构型式为复合结构。（1）市政通道斜跨车站主体结构区域，采用深基坑（地下三层车站主体结构）外挂浅基坑（地下一层市政通道，含U型槽段）的开挖形式。深基坑采用地下连续墙+内支撑的围护结构形式，浅基坑根据基底埋深不同选用SMW工法桩+内支撑和放坡+土钉支护的的围护结构形式。（2）市政通道上跨车站主体结构区域，采用坑中坑方案，外坑下穿隧道部分采用SMW工法桩+内支撑的围护结构形式，内坑采用地下连续墙+内支撑的围护结构形式。（3）市政通道上跨盾构区间区域，市政通道根据基底埋深不同选用SMW工法桩+内支撑和放坡+土钉支护的的围护结构形式。3.4.2主体结构设计（1）196m范围市政通道斜跨车站主体结构，该区域采用底板设置抗拔桩以满足市政隧道抗浮需求。（2）350m范围市政通道平面上与车站主体重合，该区域利用车站结构柱抬升至市政通道底板，市政通道底板与车站顶板砂土互层回填实现上部荷载的传递（根据二者竖向关系，其中有270m范围为下穿通道与车站顶板共板）。（3）134m范围市政通道U型槽位于潘墩站~林浦站盾构区间上方，该区段根据抗浮计算需求在上、下行盾构区间之间及盾构外侧设置抗拔桩。

3.5路面结构设计

采用复合式路面结构：4cmSMA-13C改性沥青玛蹄脂碎石+6cmAC-16C中粒式沥青混凝土+AC-25C粗粒式沥青混凝土调平层，平均厚度约23cm。常规下穿通道路面结构：4cmSMA-13C改性沥青玛蹄脂碎石+6cmAC-16C中粒式沥青混凝土+24cm水泥混凝土板+C15水泥混凝土调平层，平均厚度约52.5cm。采用复合式路面结构比常规路面结构厚度减小0.3m，在相同净空条件下，可减小地铁车站整体埋深0.3m，减少工程投资约700万元。

3.6其他工程

3.6.1排水工程下穿通道两侧设置雨水边沟，并在最低点附近设置一座泵房,汇集U型槽段雨水及通道内排水于集水井内,通过集水井内的潜水泵提升后，最终排入就近水系。潜水泵选用防堵塞型潜水排污泵，采用3台潜水泵流量为2000m3/h，扬程15m，功率132kW，两用一备，三台泵交替使用。超过暴雨重现期时，三台泵同时启动。3.6.2交通工程在常规标志标线设置外，考虑合建地铁车站运营安全，在双向进口位置设置禁止运输危险物品车辆驶入标志以及限高门架，禁止运输危险物品车辆和超限车辆进入下穿通道。

4下穿通道与地铁车站合建设计要点

（1）平面设计应尽可能拟合下穿通道与地铁车站中心线，后期结构设计受力相对简单，减少异形结构设计及施工难度，特殊情况车站亦可采用曲线站台形式。（2）道路最小纵坡为0.3%，车站纵坡一般采用2‰，考虑两者共板合建，应优先满足地铁车站纵坡要求，一致采用2‰坡度，下穿通道可加强排水设施设计。（3）采用复合式路面结构，相比常规路面结构可减少路面厚度，从而减小车站整体埋深，减少工程投资及施工风险。需要注意摊铺沥青路面层前应对底板（共板）拉毛处理并撒布改性乳化沥青透层油。（4）结构计算荷载。下穿通道顶板除考虑上覆水土压力外，按地铁设计标准考虑20kPa的地面超载；车站顶板与下穿隧道共板段，车站顶板除考虑路面结构层荷载外按城-A级标准考虑汽车荷载。车站中板按地铁设计规范要求考虑装修、吊顶、设备、人群等荷载。侧墙按静止土压力计算水土压力。下穿通道底板与车站顶板分离段，单独考虑各自结构板荷载。（5）结构防水。防水等级按地铁标车站标准取一级。除结构自防水外（下穿通道部分混凝土抗渗等级P8），采用“全外包”防水设计，底板及侧墙主要采用非沥青基自粘胶防水卷材，顶板采用2.5mm厚单组分聚氨酯防水涂料。（6）应选用可靠的排水系统，避免暴雨期造成下穿通道给水，引发地铁车站顶板渗漏水的风险。

5结语

地铁车站与下穿通道设计涉及诸多专业，两者作为不同的交通设施体系有各自的特点，设计需同时依据地铁车站与下穿通道的设计标准、规范与设计原则，并充分考虑下穿通道与地铁车站合建设计要点，才能更好地利用空间关系，在满足功能、技术规范等要求，合理设计车站与下穿通道合建，减少两者间的交叉问题，并减少施工风险及工程投资。本文对此类合建工程设计过程中的问题进行分析研究，总结出合建的设计要点，希望对后续类似工程提供参考价值。

参考文献

［1］CJJ37-2012城市道路工程设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2016.

［2］CJJ221-2015城市地下道路工程设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2015.

［3］GB50157-2013地铁设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2013.

［4］叶至盛，杨凤梅.市政下穿隧道与地铁车站合建设计［J］.隧道建设，2015（12）：1301~1305.

［5］吴逢春，张晓春，夏国付.城市地下快速路与地铁合建的构想［J］.铁道建筑，2005（10）：19~21.

［6］刘辉.地铁车站与市政下穿隧道合建设计要点浅析［J］.绿色交通，2018（7）：268~269.

作者：李良 单位：广州地铁设计研究院股份有限公司