綜合管廊與道路改造共建設(shè)計技術(shù)分析

王冰華，武鈺涵，黃 俊

（1.南京城建隧橋智慧管理有限公司，江蘇 南京 210017；2.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引言

《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)〔2015〕61 號）[1]指出，要統(tǒng)籌各類市政管線規(guī)劃、建設(shè)和管理，解決反復(fù)開挖路面、架空線網(wǎng)密集、管線事故頻發(fā)等問題。綜合管廊一般敷設(shè)在道路下方[2-3]，單獨進(jìn)行的綜合管廊建設(shè)不僅投資較大，還容易因后期道路規(guī)劃改造而再次開挖受到影響，結(jié)合地下工程與綜合管廊共建是地下空間一體化建設(shè)的重要建設(shè)模式[4-5]。地鐵、隧道等地下工程的實施過程中進(jìn)行綜合管廊設(shè)計是地下資源集約利用的典型體現(xiàn)。杜永幫等[6]結(jié)合深圳軌道交通建設(shè)工程實現(xiàn)了與綜合管廊的共建，武漢王家墩地下隧道與管廊的一體化建設(shè)也是這一模式的典范[7]，更有地鐵結(jié)合地下商業(yè)、綜合管廊等多種共建模式[8]。因此，結(jié)合道路改造工程同步進(jìn)行綜合管廊建設(shè)是節(jié)約資源和實現(xiàn)地下空間規(guī)劃一體化進(jìn)程的必然選擇。

本文依托南京市惠民大道改造工程，為減少反復(fù)開挖路面、架空線網(wǎng)密集等問題，著眼南京市的未來發(fā)展需求，提升城市生活品質(zhì)，提出同步建設(shè)惠民大道干線管廊，緩解周邊路網(wǎng)擁堵問題的同時也完善了城市綜合管廊，對改善區(qū)域交通服務(wù)功能起到了重要的作用。同時，對集約化利用城市地下空間、美化城市和保護(hù)環(huán)境有重要意義。通過對該綜合管廊關(guān)鍵技術(shù)要點的分析為類似工程提供參考。

1 工程概況

惠民大道改建工程南起惠民大道與新興路交叉口，北至惠民大道與城河南路交叉口，長約2.38 km。改造工程是拆除現(xiàn)狀高架橋1.55 km，改為雙向六車道隧道。受現(xiàn)狀周邊用地限制，隧道部分采用疊層形式，終點敞開段錯位布置，上層（NU 線）為由北向南，下層（ND 線）為由南向北，NU 線長約1.5 km，ND 線長約1.92 km。主線隧道由南向北依次下穿中山北路、公共路、建寧西路、龍江路等主要被交道路，在建寧西路過江通道與惠民大道節(jié)點設(shè)置地下T 型互通立交，形成A、B、E、F、G、H 共6 條匝道，如圖1 所示。

圖1 惠民大道改建工程示意圖

2 隧道和綜合管廊共建設(shè)計原則

（1）共建設(shè)計中應(yīng)體現(xiàn)“以人為本”和“可持續(xù)發(fā)展”的設(shè)計理念，使設(shè)計具有前瞻性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。

（2）共建設(shè)計宜綜合考慮城市路網(wǎng)規(guī)劃、建寧西路過江通道工程江南交通疏解設(shè)計，在堅持設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的前提下，因地制宜、減少拆遷、注重環(huán)境保護(hù)，達(dá)到工程建設(shè)的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

（3）以規(guī)劃建設(shè)適當(dāng)超前為原則，使道路建設(shè)與骨架路網(wǎng)相協(xié)調(diào)，適應(yīng)不斷增長的交通需求，為今后發(fā)展留有余地。

（4）在滿足交通功能的前提下，隧道布置盡量遠(yuǎn)離道路兩側(cè)建筑物，盡量避免與道路兩側(cè)已批用地的矛盾。

（5）與隧道共建的管線綜合設(shè)計盡量利用隧道內(nèi)適宜的夾空層空間。靈活處理綜合管廊與隧道位置關(guān)系，盡量遠(yuǎn)離道路兩側(cè)建筑物。

3 隧道的主體結(jié)構(gòu)

隧道主體結(jié)構(gòu)采用兩種結(jié)構(gòu)形式：暗埋段橫斷面采用受力簡單、斷面利用率高、施工方便的矩形框架結(jié)構(gòu)形式，敞開段橫斷面采用U 型槽結(jié)構(gòu)形式。

管廊自H 匝道敞開段附近轉(zhuǎn)入結(jié)構(gòu)的空腔，與隧道共建，在龍江路與隧道分離，綜合管廊長約2.17 km，其中三艙斷面長約1.32 km，雙艙斷面長約0.85 km。綜合管廊與惠民大道隧道共建的位置關(guān)系分別是綜合管廊位于隧道一側(cè)、綜合管廊位于隧道上方和綜合管廊位于隧道內(nèi)。

在新興路—公共路段，隧道結(jié)構(gòu)邊與道路東側(cè)邊線距離約15 m，管廊布置在隧道東側(cè)。在公共路—龍江路段，隧道東側(cè)設(shè)置H 匝道和F 匝道，結(jié)構(gòu)邊與道路邊線最小距離僅為7.6 m，管廊布置在隧道ND主線上方空間，管廊從H 匝道接地點位置由隧道東側(cè)拐到ND 線上方。在龍江路—終點段，管廊斷面由三艙變?yōu)閮膳?，管廊布置在隧道?nèi)或道路東側(cè)人行道及綠化下方。綜合管廊與隧道結(jié)構(gòu)共建或共同圍護(hù)結(jié)構(gòu)。典型橫斷面形式如圖2 所示。

圖2 隧道與綜合管廊位置關(guān)系

4 綜合管廊平面線路

改建道路與綜合管廊的共建對于周邊道路功能的充分發(fā)揮，緩解過江通道建設(shè)對主城區(qū)路網(wǎng)擁堵的加劇，加強(qiáng)緯一路快速外環(huán)功能、規(guī)劃城市綜合管廊的完善、改善區(qū)域交通服務(wù)功能均起到了極為重要的作用。

依據(jù)《南京市綜合管廊總體布局規(guī)劃》，鼓樓濱江商務(wù)區(qū)干線管廊位于惠民大道，入廊管線包括輸水管道、預(yù)留中水管、110 kV 電纜、220 kV 電纜、10 kV電纜、通信電纜。纜線管廊位于公共路、龍江路、哈爾濱路。入廊管線包括輸水管道、預(yù)留中水管、110 kV電纜、220 kV 電纜、10 kV 電纜、通信電纜。管廊沿線與公共路綜合管廊、龍江路綜合管廊互通，如圖3 所示。管廊由起點新興路至公共路段為兩艙斷面，分別為綜合艙、電力艙；公共路至龍江路為三艙斷面，分別為綜合艙、2 個電力艙；龍江路至終點為兩艙斷面，分為為綜合艙、電力艙。

圖3 惠民大道綜合管廊范圍

隧道南起新興路與惠民路交叉口，北至惠民路與城河南路交叉口。主線隧道起點位于新興路以北約30 m 處，由南向北依次下穿中山北路、公共路、建寧西路、龍江路等主要被交道路，與建寧西路過江通道在惠民大道節(jié)點形成地下T 型互通立交。

綜合考慮管廊與隧道位置關(guān)系、規(guī)劃紅線寬度，以及道路沿線建筑物等因素，主線隧道下穿中山北路后采用疊層隧道方式，上層（NU 線）為由北向南，下層（ND 線）為由南向北，錯位布置隧道終點敞開段，減小隧道敞開段道路橫斷面寬度。在新興路—中山北路段道路規(guī)劃紅線為60 m，紅線寬度較寬，主線隧道按平層布置，隧道敞開段寬29 m，管廊布設(shè)于主線隧道東側(cè)，結(jié)構(gòu)外邊線距紅線約3.3 m，如圖4 所示。

圖4 新興路—中山北路段平面圖

惠民大道中山北路—建寧西路段道路規(guī)劃紅線為60 m，公共路南北兩側(cè)設(shè)置有一對進(jìn)出匝道，H 匝道為由惠民路地面輔道進(jìn)入主線隧道的單向雙車道匝道，敞開段寬度為9.25 m，結(jié)構(gòu)外邊線距離規(guī)劃紅線5.5 m，管廊無法沿H 匝道東側(cè)敷設(shè)。該段主線隧道采用疊層方案，管廊在H 匝道接地點位置由隧道東側(cè)拐至ND 線上方，充分利用ND 線上層空間，如圖5 所示。

圖5 中山北路—建寧西路路段平面圖

惠民大道建寧西路—城河南路段道路規(guī)劃紅線寬度為49～74 m。紅線范圍內(nèi)，龍江路南側(cè)民國建筑為區(qū)級保護(hù)文物，南京西站東側(cè)道路沿線建筑分布密集，主線隧道終點處紅線寬度僅為49 m，故該段采用疊層隧道方案，錯位布置隧道終點敞開段，減小隧道敞開段道路橫斷面寬度，如圖6 所示。

圖6 建寧西路—城河南路段平面圖

5 綜合管廊斷面設(shè)計

隧道和綜合管廊共建決定了綜合管廊的埋深和位置。其埋深對工程造價和后期地下空間的開發(fā)都有影響。因此，滿足使用功能和預(yù)留的條件下對綜合管廊的埋深要盡量淺，本項目管廊埋深約為2.21～3.44 m。在下關(guān)變至石橋街段，管廊位于隧道敞口段西側(cè)輔道及非機(jī)動車道下方，管廊西側(cè)外壁與隧道共建，如圖7 所示。

圖7 下關(guān)變至石橋街管廊示意圖

石橋街至建寧西路段，綜合管廊位于隧道東側(cè)主線上方，管廊與隧道共建，如圖8 所示。

圖8 石橋街至建寧西路管廊示意圖

建寧西路至龍江路段，管廊位于隧道上方，道路西側(cè)車行道下方，如圖9 所示。管廊一般段覆土深度3 m。

圖9 建寧西路至龍江路管廊示意圖

龍江路至終點段，管廊位于隧道東側(cè)、道路東側(cè)車行道下方，如圖10 所示。管廊一般段覆土深度3 m。

圖10 龍江路至終點管廊示意圖

對綜合管廊的斷面選型、重要節(jié)點、各類口部設(shè)置、防災(zāi)安全等提出保障措施。

6 結(jié)構(gòu)抗浮計算分析

結(jié)構(gòu)抗浮計算參照《建筑工程抗浮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 476—2019）進(jìn)行。在施工階段，考慮基坑內(nèi)減壓降水或在底板設(shè)置泄水孔等措施來滿足結(jié)構(gòu)抗浮要求。在結(jié)構(gòu)正常使用階段，按最不利情況進(jìn)行驗算，其抗浮安全系數(shù)在不考慮側(cè)壁摩阻力時不小于1.1；當(dāng)考慮計入側(cè)壁摩阻力時，抗浮安全系數(shù)不小于1.15。

對于僅靠自重和摩阻力不能滿足抗浮要求的節(jié)段，需要設(shè)置抗拔樁?？拱螛队嬎惆凑铡赌暇┑貐^(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DGJ32/J 12—2005）（以下簡稱“南京地基規(guī)范”）進(jìn)行。

南京地基規(guī)范第9.2.3 條第2 款規(guī)定：抗拔樁單樁豎向承載力按照下式計算：

式中：Ra為單樁承載力特征值；up為樁周長；qsia為樁周側(cè)阻力特征值；λi為抗拔系數(shù)；li為第i 層巖土厚度。

本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地連墻和鉆孔灌注樁段，抗浮利用壓頂梁考慮永久圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用。混凝土容重取25 kN/m3，回填土容重取18 kN/m3，水位按地面以下0.5 m 計算。

表1 是前述各管廊節(jié)點的抗浮計算結(jié)果。結(jié)果表明，各管廊與道路共建的斷面設(shè)計都滿足結(jié)構(gòu)抗浮要求。

表1 管廊節(jié)點抗浮計算結(jié)果

7 結(jié)論

本文結(jié)合南京市惠民大道改建工程特點，提出了與綜合管廊共建的設(shè)計方案，為舊城改造和新城規(guī)劃充分考慮綜合管廊與周邊設(shè)施共建共享提供了參考和借鑒。同時，需要通過科學(xué)設(shè)計和統(tǒng)籌布局，保障綜合管廊的全周期安全運(yùn)行。

南京市惠民大道綜合管廊的建設(shè)對提升該區(qū)域的市政基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行能力的作用大，為城市的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和抗災(zāi)防災(zāi)能力的增強(qiáng)作用明顯，對改善城市景觀和生態(tài)環(huán)境也有良好的作用。